CN104712899B - 一种真空绝热板保温的深冷液体储运罐 - Google Patents
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Abstract
一种深冷液体储运罐，采用双壁夹层结构，其特征在于罐体经多层材料复合连接而成，由内到外依次是内罐、中间复合保冷层和外罐。内罐的厚度为2～10mm，材质为低合金钢。外罐的厚度为2～15mm，材质为不锈钢、铝合金或碳纤维增强树脂基复合材料。中间复合保冷层是由真空绝热材料层和聚氨酯泡沫薄层所组成。真空绝热材料层是用膜材封装的超薄玻璃棉芯材或超薄玻璃棉芯材与铝箔交替叠层的真空层，采用袋状封装膜材进行环形真空封装。该储运罐质量轻、容量大、无污染，适用范围广；与传统的储罐相比，具有安全、轻质、环保、智能、深冷、大容量、长寿命的优点，可储存液化天然气等，提高使用效率，降低轮船的充气频率。
Description
技术领域
本发明涉及一种液体储运罐，特别是涉及一种真空绝热板保温的深冷液体储运罐。
背景技术
货轮、客轮等舰船因燃烧柴油释放大量PM2.5，PM2.5是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物，被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。而天然气的主要成分是甲烷，分子式为CH4，燃烧充分，且燃烧产物仅为少量的CO2和H2O，是一种成本低、热转换效率高且储量丰富的清洁能源。因为天然气的液化温度为-161.5℃，需要耐压绝热的密闭空间进行存储，而水路条件下的气候和环境对其储存则提出了更加严苛的要求，国家正在制定天然气在舰船上的使用规范，对天然气的储存已经成为了一项重要而迫切的课题。
申请号为200880001971.0的国际发明专利涉及一种包含增强材料的硬质聚氨酯泡沫，其通过使粘度在25℃下低于500mPas的异氰酸酯与具有对异氰酸酯呈反应性的基团的化合物、含水发泡剂、催化剂以及合适的其他添加剂混合形成反应混合物并将反应混合物施用至增强材料上而得到，其中具有对异氰酸酯呈反应性的基团的化合物包含关能度为4或更大粘度在25℃下为1000mPas或更小的聚醚醇和官能度为3或更小且粘度在25℃下为500mPas或更小的聚醚醇。本发明还涉及一种生产这种硬质聚氨酯泡沫的方法以及所述硬质聚氨酯泡沫在液化天然气罐绝热中的用途。
申请号为201020614303.x的中国实用新型专利公开了一种夹套式加热保温罐，它包括：带中空夹层的保温罐主体，保温罐主体底部开有放料阀，保温罐主体上端开有进料口，在保温罐主体的上侧开有蒸汽入口，在保温罐主体下部开有放水阀，在保温罐主体内设置有中空导热管，所述的中空导热管和保温罐主体的中空夹层相通。该罐体适合蜂蜜等产品的加热保温。
而液化气罐是装载液化天然气等深冷液体的高压、绝热体容器，是用于各类燃料供应系统保证机器、设备正常运行的重要部件。目前，罐体普遍采用的是不锈钢夹层结构，夹层主要有两种：一种是真空夹层，利用真空条件来隔绝热量的传导和对流；另一种是采用膨胀珍珠岩等传统保温材料，利用一些低导热系数的材料形成中间隔热层来减缓热量的传递。对于真空夹层的保温结构，对罐体内外层的钢材要求较高，罐体的体积容量通常较小；而传统的珍珠岩等保温材料，保温绝热效果有限，故保温层通常厚度较大，造成整体罐体的笨重。
发明内容
本项目旨在提供一种真空绝热板保温的深冷液体储运罐，能够有效克服传统储罐保温绝热效果差、存储容量小和稳定性差的缺点，提供一种可在货轮、客轮等舰船上使用的深冷液体储运容器。该深冷液体储运容器呈罐体结构，罐口密封并设有冲气、出气阀门，具有较大的内部容量空间，是一种外观呈圆筒、球形或其它形状的平底容器。
本发明所述的罐体采用双壁夹层结构，其特征在于罐体经多层材料复合连接而成，由内到外依次是内罐、中间复合保冷层和外罐。所述的内罐的厚度为2～10mm，材质为低合金钢，具有较高的强度和低温冲击韧性，能够盛载一定容量的低温液体。所述的外罐的厚度为2～15mm，材质为不锈钢、铝合金、碳纤维增强树脂基复合材料、玻璃纤维增强树脂基复合材料，可以承受外部载荷，防腐蚀，有效保护内部罐体结构。内罐与中间复合保冷层之间存在有低温胶黏剂的粘接。
所述的中间复合保冷层是由真空绝热材料层和聚氨酯泡沫薄层所组成。所述的真空绝热材料层的厚度为2～100mm，是用膜材封装的超薄玻璃棉芯材、超薄玻璃棉芯材与铝箔交替叠层的真空层，层内压力小于100Pa；所述的聚氨酯泡沫薄层厚度为5～50mm，填充在外罐与真空绝热材料层之间的空隙中。
真空绝热材料层的封装膜材呈袋状，具有环形热封口，为聚酰胺膜、聚酯镀铝膜和聚乙烯膜叠层的复合膜。
真空绝热材料层封口位于储运罐的开口颈处，为环形封闭结构，封闭环处复合膜与内罐之间为耐低温塑料，可选择特氟龙塑料。
本发明提出的真空绝热板保温的深冷液体储运罐，不仅适用于水路、陆路交通工具上动力用液化气的储运，而且适用于液氮、生物医药等需要深冷储存物品的储存。
本发明的主要优点是：该罐体结构能够有效阻止热的三种传递方式，保温绝热效果大幅度提高，且质量轻、容量大、无污染，适用范围广；与传统的储罐相比，具有安全、轻质、环保、智能、深冷、大容量、长寿命的优点，可储存液化天然气等，提高使用效率，降低轮船的充气频率。
附图说明
图1为一种真空绝热板保温的深冷液体储运罐的横截面示意图。
图中10为刚性外罐体；20为聚氨酯泡沫；30为真空绝热材料层；40为低温胶黏剂；50为钢制内罐体。
图2为内罐与真空绝热材料层的连接结构示意图。
图中21为环形低温塑料；22为涂有胶黏剂的内罐；23为超薄玻璃棉芯材与铝箔交替缠绕的叠层；24为袋状封装膜材。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
实施例1
一种圆筒形真空绝热板保温的深冷液体储运罐，由C1.2钢制内罐、包裹在内罐外围的真空绝热板、聚氨酯泡沫薄层和不锈钢制外罐组成，其中，内、外罐的厚度均为5mm，内罐外围包裹的真空绝热板材的厚度为40mm。其中，内罐与真空绝热板之间有聚醚胺改性环氧树脂胶粘，真空绝热板与外罐之间填充的聚氨酯泡沫厚度为30mm。该罐体保温性能优异，具有安全、轻质、环保、智能、大容量、长寿命的优点，可储存深冷液体，提高液化天然气等的使用效率，降低轮船的充气频率。
实施例2
一种球形真空绝热板保温的深冷液体储运罐，由不锈钢制内罐、缠绕在内罐表面的真空绝热材料层、聚氨酯泡沫薄层和碳纤维增强树脂基复合材料外壳组成，其中，在厚度为2mm的内罐开口颈处喷涂，内罐外围用热塑性聚酰亚胺紧密套上袋状封装膜材，膜材外围为均匀叠层缠绕的50层玻璃棉芯材和铝箔，再用袋状复合膜材将缠绕后的内罐整体封装并抽真空，在内罐外得到厚度为35mm的真空绝热材料层。在真空绝热材料层外侧是厚度为20mm的聚氨酯泡沫层和厚度为5mm的碳纤维增强环氧树脂基复合材料外壳。该罐体保温性能优异，具有安全、轻质、环保、智能、大容量、长寿命的优点，可储存深冷液体，提高液化天然气等的使用效率，降低轮船的充气频率。
实施例3
一种圆台形真空绝热板保温的深冷液体储运罐，由C1.2钢制内罐、缠绕在内罐表面的真空绝热材料层、聚氨酯泡沫薄层和玻璃纤维增强树脂基复合材料外壳组成，其中，内罐的厚度为4mm，在内罐开口颈处喷涂厚度为20mm的特氟龙环形塑料层，颈部以下用热塑性聚酰亚胺紧密叠层缠绕40层玻璃棉芯材和铝箔，再用袋状复合膜材抽真空并与环形特氟龙层热封，在内罐外得到厚度为30mm的真空绝热材料层。在真空绝热材料层外侧是厚度为15mm的聚氨酯泡沫层和厚度为7mm的玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料外壳。该罐体保温性能优异，具有安全、轻质、环保、智能、大容量、长寿命的优点，可储存深冷液体，提高液化天然气等的使用效率，降低轮船的充气频率。
上述仅为本发明三个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (1)
1.一种真空绝热板保温的深冷液体储运罐，采用双壁夹层结构，其特征在于罐体经多层材料复合连接而成，由内到外依次是内罐、中间复合保冷层和外罐；所述的罐体外观呈圆筒、球形或其它具有平底的空间形状，罐口密封并设有冲气、出气阀门；所述的内罐的厚度为2～10mm，材质为低合金钢；所述的中间复合保冷层是由真空绝热材料层和聚氨酯泡沫薄层所组成，所述的真空绝热材料层的厚度为2～100mm，是用膜材封装的超薄玻璃棉芯材、超薄玻璃棉芯材与铝箔交替叠层的真空层，层内压力小于100Pa，聚氨酯泡沫薄层厚度为5～50mm，填充在外罐与真空绝热材料层之间的空隙中；所述的外罐的厚度为2～15mm，材质为不锈钢、铝合金、碳纤维增强树脂基复合材料、玻璃纤维增强树脂基复合材料中的一种；所述的内罐与中间复合保冷层之间存在有低温胶黏剂的粘接；所述的封装膜材呈袋状，具有环形热封口，为聚酰胺膜、聚酯镀铝膜和聚乙烯膜叠层的复合膜；所述的真空绝热材料层封口位于储运罐的开口颈处，为环形封闭结构，封闭环处复合膜与内罐之间为特氟龙塑料。
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