CN108064326B - 材料层作为热绝缘屏障的用途 - Google Patents

材料层作为热绝缘屏障的用途 Download PDF

Info

Publication number
CN108064326B
CN108064326B CN201680049515.8A CN201680049515A CN108064326B CN 108064326 B CN108064326 B CN 108064326B CN 201680049515 A CN201680049515 A CN 201680049515A CN 108064326 B CN108064326 B CN 108064326B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cryogenic fluid
layer
fluid
containment system
liquefied
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680049515.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108064326A (zh
Inventor
J·埃特金德
A·塞尔瓦拉伊考萨尔亚
O·V·叶利谢耶娃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Original Assignee
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shell Internationale Research Maatschappij BV filed Critical Shell Internationale Research Maatschappij BV
Publication of CN108064326A publication Critical patent/CN108064326A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108064326B publication Critical patent/CN108064326B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/12—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge with provision for thermal insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/001—Thermal insulation specially adapted for cryogenic vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0109—Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0128—Shape spherical or elliptical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0147—Shape complex
    • F17C2201/0157—Polygonal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/056—Small (<1 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0304—Thermal insulations by solid means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0304—Thermal insulations by solid means
    • F17C2203/0329—Foam
    • F17C2203/0333—Polyurethane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0304—Thermal insulations by solid means
    • F17C2203/0337—Granular
    • F17C2203/0341—Perlite
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0304—Thermal insulations by solid means
    • F17C2203/0345—Fibres
    • F17C2203/035—Glass wool
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0304—Thermal insulations by solid means
    • F17C2203/0354—Wood
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0375—Thermal insulations by gas
    • F17C2203/0383—Air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0604—Liners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0607—Coatings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0614—Single wall
    • F17C2203/0619—Single wall with two layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636—Metals
    • F17C2203/0639—Steels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636—Metals
    • F17C2203/0639—Steels
    • F17C2203/0643—Stainless steels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636—Metals
    • F17C2203/0648—Alloys or compositions of metals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636—Metals
    • F17C2203/0648—Alloys or compositions of metals
    • F17C2203/0651—Invar
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F17C2203/066—Plastics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0678—Concrete
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/068—Special properties of materials for vessel walls
    • F17C2203/0697—Special properties of materials for vessel walls comprising nanoparticles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/22—Assembling processes
    • F17C2209/221—Welding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/011—Oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/013—Carbone dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/014—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/035—Propane butane, e.g. LPG, GPL
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/01—Improving mechanical properties or manufacturing
    • F17C2260/012—Reducing weight
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/03—Dealing with losses
    • F17C2260/031—Dealing with losses due to heat transfer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/03—Dealing with losses
    • F17C2260/031—Dealing with losses due to heat transfer
    • F17C2260/033—Dealing with losses due to heat transfer by enhancing insulation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

本发明涉及材料层作为热绝缘屏障的用途，所述材料层在用于流体的容纳系统的壁的内表面上，其中所述低温流体是液体天然气(LNG)、液化氮气、液化丙烷、液化氧气、液化二氧化碳和液化氢气中的一种，所述材料具有至少是150°的接触角。

Description

材料层作为热绝缘屏障的用途
技术领域
本发明涉及材料层作为热绝缘屏障的用途，所述材料层在用于低温流 体的容纳系统的壁的内表面上；一种包含内表面具备这类材料层的壁的容 纳系统；一种用于制造容纳系统的方法；以及容纳系统用于储存或运输流 体尤其低温流体的用途。
背景技术
在冷却条件尤其低温条件(如储罐和管线)下使用的流体屏障意图防止 流体朝向屏障后面的材料外溢。通常，常规流体屏障是基于具有类似特性 的特定材料，如镍-钢，或特定纤维增强复合材料。这类特定纤维增强复合 材料的实例包括由通过结构性纤维增强的热固性塑料基质材料(如环氧树 脂和聚氨基甲酸酯)构成的那些材料，所述结构性纤维如石墨；玻璃，如 S2玻璃和E玻璃和超高分子量聚乙烯。
与在低温条件下应用的已知容纳系统相关的问题是对于来自储存或 运输系统的周围环境的进入热通量来说，流体屏障不能充分地充当热绝缘 屏障。因此，待冷却或待保持在低温条件下的流体的温度将增加。进入热 通量使不当的压力增加和/或蒸发气体速率增加。
当储存并传输液化气时，尤其存在进入热通量和蒸发气体的问题，所 述液化气包括但不限于液化天然气(LNG)、液化氮气、丙烷、氧气、二氧 化碳和氢气。
本发明的一个目标是避免上述问题或使上述问题减到最少。
发明内容
现已发现，当使用施用在用于低温流体的容纳系统的壁内表面上的特 定材料层时，可以解决这些问题，其中材料层具有针对低温流体至少是 150°的接触角。
低温流体可以是液体天然气(LNG)、液化氮气、液化丙烷、液化氧气、 液化二氧化碳和液化氢气中的一种。
液体天然气是包含有包含至少50mol％甲烷、优选至少75mol％甲烷 并且更优选大于90％甲烷的气体的液化烃。
液化氮气、液化丙烷、液化氧气、液化二氧化碳和液化氢气包含至少 50mol％的所指示组分，优选至少75mol％的所指示组分，更优选大于90％ 的所指示组分。
术语低温用以指低于-30℃的温度，更优选在低于-110℃、低于-130℃ 或甚至低于-150℃或低于-160℃的温度下。
所述层借助于有效地排斥低温流体的表面能而充当热绝缘屏障，从而 在低温流体与材料层之间产生蒸气或空气层。蒸气或空气层提供绝缘作 用。
因此，本发明涉及材料层作为热绝缘屏障的用途，所述材料层在用于 流体的容纳系统的壁的内表面上,其中所述层具有针对流体是至少150°的 接触角。
本发明提供一种改良的热绝缘屏障，其可以降低蒸发速率，并且因此 延长低温流体的储存时间，延伸运输范围，减少热进入，减少运输期间再 液化能力的需要，由于可以使其它热绝缘层减到最少或省略其它热绝缘层 而降低容纳系统重量。
具体实施方式
待根据本发明使用的材料层具有针对流体是至少150°的接触角。
用于特定流体的表面的接触角通过以下来调节：所用材料的类型，尤 其与材料层的微米和/或纳米级形态或构造组合的材料的表面能，和流体的 表面张力。
优选地，材料的表面能不大于25mJ/m2，更优选不大于20mJ/m2，并 且甚至更优选不大于15mJ/m2或甚至不大于10mJ/m2，其中mJ/m2是毫焦 耳/平方米。当流体是低温流体如液体天然气时，表面能的这些值尤其有利。
优选地，流体，并且尤其在低温条件下，具有小于80mN/m、优选小 于30mM/m并且更优选小于15mN/m的表面张力。
在本发明的情形下，将接触角定义为由光滑衬底以及在固体和液体/ 蒸气界面的相交处的液滴界面的切线形成的内角。
在这方面参考图1，其中接触角θ显示于液滴1与在容纳系统的内部 3内的固体表面2之间。
在非均匀的粗糙表面的情况下，如当材料层具备微米和/或纳米级形态 或结构时，基于上文定义测量的接触角θ被称作表观接触角。表观接触角 θ是相关于材料层的表平面来测量，如同材料层不具备微米和/或纳米级形 态或结构。
粗糙表面的微米和/或纳米结构的真实接触角一般不同于表观接触角。 采用常见惯例，通过与平滑表面相同的定义来定量粗糙表面的表面湿润性 质。
根据本发明，使用伸缩式接触角测角器来测定接触角。可以使用不同 的测量技术来测量实际接触角，包括由适当iso标准定义的测量技术。
优选地，可以根据ASTM D7334-08(2013)-‘通过前进接触角测量的针 对涂层、衬底和颜料的表面可湿性的标准实践(Standard Practice for Surface Wettability ofCoatings,Substrates and Pigments by Advancing Contact Angle Measurement)’，其可通过[https://www.astm.org/Standards/D7334.htm]获 得，例如通过经由装配有用于直接测量角度的测角器标尺的显微镜查看固 着液滴(如标准中所指定)，来测定接触角。
接触角针对流体是至少150°。优选地，接触角针对流体大于155°，更 优选地，接触角针对流体大于160°，并且甚至更优选地，接触角针对流体 大于165°。
材料可以是超疏油性材料，即对油具有极低亲和力的材料。材料还可 以是对油和水具有极低亲和力的超双疏性涂层。
材料可以是复合材料或单聚合物复合材料，如于由此以引用的方式并 入的专利申请WO2008068303中所描述。
在低温条件下复合材料可以用作流体屏障，所述复合材料：
(a)在环境条件下的拉伸杨氏模量(tensile Young's modulus)小于50 Gpa；并且
(b)在环境条件下的断裂拉伸应变是至少5％。
复合材料是经过工程改造的材料，其由具有不同物理或化学特性并且 在成品结构内在宏观水平上保持独立和相异的两种或更多种成分材料制 得。复合材料的拉伸杨氏模量值可以取决于所用材料的相对量。本领域技 术人员将容易理解如何改变复合材料的各种组分的体积分数来实现所期 望的特性。
优选地，根据DIN EN ISO 527在环境条件下测定拉伸杨氏模量，所 述环境条件即根据ISO 554的标准大气压条件，尤其所推荐的大气压条件， 即在23℃、50％相对湿度下并且在86与106kPa之间的压力下。优选地， 在环境条件下的断裂拉伸应变大于8％，更优选大于10％，并且甚至更优 选大于15％。通常，在环境条件下的断裂拉伸应变不大于75％。根据DIN EN ISO 527在环境条件下测定断裂拉伸应变。
根据本发明，壁的内表面将暴露于流体，尤其低温流体。至少150° 的接触角刺激稳定‘Cassie’湿润状态的形成，其中在内表面与低温流体 之间形成微蒸气层。这类蒸气或空气层的形成使热传递的最具传导性路径 减到最少并且增强热绝缘。
待根据本发明施用的(超疏油性)材料可以选自广泛多种材料。适合的 (超疏油性)材料包括通过将氟化官能团接枝于可聚合部分上而获得的那些 材料；用有机氟聚合物官能化的无机纳米粒子；用氟化化合物官能化的具 有凹入表面形态的微纹理化表面；氟化乙烯二氧基吡咯衍生物；ZnO纳米 粒子，使用共溶剂与水性全氟丙烯酸聚合物乳液掺合；具有氟-硅烷官能化 的经蚀刻的硅；具有氟化磷酸单烷基酯官能化的阳极氧化铝；硅晶片，其经历光刻并且随后经历深反应离子刻蚀(DRIE)，例如波希(Bosch)工艺随后 是十三氟-1,1,2,2-四氢辛基三氯硅烷的分子气相沉积；碳粒子的烟尘，所 述粒子用二氧化硅壳包覆，随后煅烧；聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)的喷 涂掺合物；和低表面能分子，如氟癸基多面体低聚倍半硅氧烷、水解的氟 癸基多面体寡聚倍半硅氧烷和水解的氟烷基硅烷；具有倒置梯形微观结构 的聚(二甲基硅氧烷)表面；具有类似于凹入腔的悬垂结构的多孔性硅膜； 以及氟烷基官能二氧化硅。
待根据本发明使用的优选的(超疏油性)材料包括通过将氟化官能团接 枝于可聚合部分上而获得的那些材料；用有机氟聚合物官能化的无机纳米 粒子；和用氟化化合物官能化的具有凹入表面形态的微纹理化表面。
待根据本发明使用的涂层可以通过自下向上工艺和自上向下工艺的 手段来形成。自上向下工艺是基于用于图案化衬底的光刻技术，然而在自 下向上工艺中，通过自我结构化工艺在基底衬底顶上制造微米/纳米结构。 优选地，使用自下向上工艺。
适合的自下向上工艺包括旋涂工艺、浸涂工艺、喷涂/铸造工艺、电旋 转工艺、刷涂工艺、化学气相沉积工艺、电沉积工艺、电化学聚合和沉积 工艺、气相聚合工艺、等离子体处理工艺以及逐层工艺。
优选的自下向上工艺包括喷涂、化学气相沉积、电化学聚合和沉积以 及等离子体处理工艺。
更优选地，自下向上工艺是喷涂或化学气相沉积工艺。
适合的自上向下工艺包括光刻工艺、等离子蚀刻工艺、化学蚀刻工艺、 离子蚀刻工艺和阳极化工艺。
优选的自上向下工艺是光刻和化学/等离子蚀刻工艺。待根据本发明使 用的材料层的厚度优选小于1μm。
待根据本发明使用的材料层适合在冷却条件下施用。优选地，本发明 材料层在低温条件即低于-30℃下使用，更优选地在低于-100℃或甚至低于 -150℃的温度下使用。这类低温条件适用于储存并运输液化天然气(LNG)。
因此，根据本发明的流体优选是低温流体。出于本说明书的目的，低 温液体是已通过将温度降低到低温条件而液化的液化气。低温流体包括低 温液体、保持在低温条件下的气体和保持在低温条件下的超临界流体。
流体可以是液体天然气(LNG)，其是包含有包含至少50mol％甲烷、优 选至少75mol％甲烷并且更优选大于90％甲烷的气体的液化烃。LNG可以 进一步包含较重碳，如乙烷、丙烷、(异)丁烷、(异)戊烷。通常，较重组 分的mol分数小于较轻组分的mol分数。
包含流的甲烷可以进一步包含小部分的氮气。
低温流体可以例如是大气压下(通常-160℃下)的液体天然气，或压力 大于大气压、通常压力大于8巴、例如15巴(对应温度是大约-115℃)的压 缩液体天然气。
适合地，如根据DIN EN ISO 527在环境条件下所测定，材料的拉伸 杨氏模量小于50GPa。
优选地，材料在40℃下的热膨胀系数小于250*10-6m/m℃。
更优选地，在材料的定向方向上，材料在40℃下的热膨胀系数小于 250*10-6m/m℃。
此外，优选地，复合材料在-60℃下的热膨胀系数小于100*10-6m/m ℃。更优选地，复合材料经过定向，并且在复合材料定向的方向上，复合 材料在40℃下的热膨胀系数小于100*10-6m/m℃。
可以适合地根据ISO11359-2在-60与+70℃之间的温度范围内通过热 机械分析(TMA)来测定热膨胀系数。
在另一方面中，本发明提供材料作为热绝缘屏障的用途，其用于低温 流体的容纳、储存、处理、运输或转移，所述低温流体如液化气，包括但 不限于LNG、液化氮气、丙烷、氧气、二氧化碳和氢气。这类用途可以是 临时或持久性的，在陆上或海上，地上，水上，水下或地下或其组合。这 类用途也可以在用于容纳、储存、处理、运输和/或转移低温流体的设备或 机构的任何一部分的其它装置、器件、单元或系统的上游和/或下游。这包 括以下中的一种或多种：液化设备；再气化设备；输出、装载、运输、卸 载、导入或最终用途机构或其部分。这类用途包括但不限于以下应用：储 存并运输低温流体(纯或掺合的)，以在低于-30℃的温度下，优选在低于 -100℃的温度下，更优选在低于-150℃的温度下使用，包括输出和输入结 束时的罐(即散装储存器)、运送和转移元件，如管(pipe)和软管；在具有任 何几何形状的陆上和海上罐中容纳低温流体，所述罐包括(竖直)圆柱形罐、 棱形罐、椭圆形罐和球形罐；在容器、便携式容器、车间制造容器、便携 式罐和货罐中以陆上和海上方式储存或运输低温流体；用于临时或持久性 储存低温流体的加压或非加压船只；用于运输(无论如何，在陆地上、由海 路或空中)低温流体的具有任何几何形状的加压或非加压船只，所述形状包 括但不限于(竖直)圆柱形、棱形、椭圆形、球形；在弹性或硬质管中流动 运输或转移，包括陆上和海上，高于水，水中或水下，包括管、管段、管 线、管道系统、软管、立管和相关装置，并且详述。
本发明还提供一种用于流体尤其低温流体的容纳系统，其包含具有内 表面和外表面的壁，其中至少一部分内表面具备如上文所定义的材料层。
本发明还提供包含低温流体的这类容纳系统。
适合地，至少25％的内表面由材料层覆盖。优选地，至少50％并且更 优选至少75％的内表面由材料层覆盖。最优选地，整个内表面由材料层覆 盖。
容纳系统优选包含有包含以下的组中的一种或多种：容器、罐、管、 船只、热交换器和套管。
在上文描述了这类容纳系统和其用途的实例。管包括呈连续或离散长 度的管线或管段。容纳系统的一个特定实例是用于储存低温流体的容器， 所述容器至少包含：
-承载结构性外壳；
-在外壳内部上的一或多个流体屏障，其包含如本文之前所定义的材料 层。
容纳系统可以是陆上罐或海上罐，或可以是包含这类罐的用于储存或 运输液体天然气(LNG)的驳船或船只。所述罐可以是膜罐或球形独立罐， 又称为MOSS型罐。
膜罐包含为薄金属材料如不锈钢或镍合金(镍钢)的膜，以含有液体。 膜由木制或聚氨基甲酸酯泡沫绝缘体支撑，所述绝缘体附接到船只的钢内 船体。
球形独立槽可以由焊接到两个半球的铝段构造。中央带将罐连接到船 只的船体。
容纳系统可以是地上低温(LNG)储存罐，其由配备有热角落保护的外 混凝土罐和内钢罐组成，其中在两个罐之间具有热绝缘层。内罐通常由 9％Ni钢构造，含有低温下的液体。外罐由用于底板的钢筋混凝土和用于 侧壁的预加压混凝土构建，通过内罐的钢墙和绝缘体与致冷剂隔离。罐底 的绝缘体由高密度承载硬质多孔玻璃的多层制成，而侧壁绝缘体由松散填 充的珍珠岩和纤维玻璃毯提供。测定绝缘体的厚度以便使罐的热增量减到 最小或限于可接受的水平。根据一个实施例，直接暴露于低温流体的内表 面涂布有如此处所描述的材料，以增强和/或提供额外热绝缘。取决于待使 用的低温流体，涂层的厚度可以在几百纳米到小于一毫米范围内。
倘若提供微米和/或纳米级形态，则夹带气袋将存在于低温液体与材料 之间，由此减少热传递的最具传导性路径。气袋的低热导率在100 K(-173.15℃)下的0.009W/mK到200K(-73.15℃)下的0.017W/mK范围内， 这增加了热阻并且使热进入降到最低。类似地，形成于所述材料的间隙结 构中的稳定蒸气层的低热导率增强了热阻并且减少了进入热通量。
容纳系统的另一特定实例是用于运输低温流体的管，其至少包含：承 载结构性外壳，优选来自塑料材料；在外壳内部上的流体屏障，其包含如 上文所定义的材料层。
确切地说，这类管可以包含：在中央流体导管周围的一或多个同心内 流体屏障；外同心层：和任选地在至少一个内流体屏障与外同心层之间的 至少一个环形空间，所述环形空间或环形体用一或多种绝热材料填充。
这类管可以包含两个、三个或四个内流体屏障，其中环形空间在两个 内流体屏障的每一相邻组之间，并且在最外面的内流体屏障与外同心层之 间，优选地至少两个环形空间用两种或更多种不同绝热材料填充。
适合的绝热材料在本领域中已知，并且包括各种泡沫和凝胶，如微凝 胶或microtherm(陶瓷粉末与纤维的微孔混合物)。
适合地，容纳系统是用于储存低温流体的容器或用于运输低温流体的 管。
本发明进一步涉及一种用于制造本发明容纳系统的方法，其包含以下 步骤：
(a)向流体、优选低温流体提供容纳系统，所述容纳系统包含具有内表 面和外表面的壁；和
(b)将待根据本发明使用的材料层施用于内表面上。
提供容纳系统包括制造容纳系统并还包括获得已制造并使用的容纳 系统。因此，制造方法包括向已应用到实践的容纳系统施加步骤(b)。另外， 本发明涉及本发明容纳系统用于储存低温流体的用途，或用于运输低温流 体的用途。
在步骤(b)中，可以借助于如上文所描述的自下向上或自上向下工艺中 的任一种将材料层施用于内表面上。优选地，使用自下向上工艺。
材料可以是表面化学性质的结果。另一方面，材料可以从表面的机械 或结构性配置或图案中得到某一表面湿润行为。当选择材料时考虑的特征 可以包括对衬底(例如，碳钢)的粘着性、接触角、可以操作涂布的温度和 压力、厚度以及如何施用涂布。材料将具有拒水/低温流体特性，其结果是 材料有助于在内表面上形成耐热性微蒸气层。如上文所提及，材料可以是 超疏油性材料。
在内表面上使用材料层改良了热绝缘。
待根据本发明使用的材料层的厚度优选小于1μm。
可以在内表面上方改变材料层的厚度。适合地，厚度变化小于20％。
材料层可以具有纹理，其包含微米和/或纳米级特征(例如，脊线、凹 槽、孔隙、腔体柱、凹入腔、凸块和/或突起，经图案化和/或未经图案化)。
术语微米和/或纳米级特征用以指示特征的维度，即脊线、凹槽、突起、 凸块的高度和宽度以及孔隙和腔体的直径在1纳米与500微米范围内。
材料层可以具有表面能至多是25mJ/m2的暴露表面。适合地，暴露表 面具有至多是10mJ/m2的表面能。
待根据本发明使用的流体，尤其低温流体，适合地具有小于80mN/m、 优选小于30mN/m并且更优选小于15mN/m的表面张力。
图2示意性地显示用于运输低温液体如LNG、LPG、液体丙烷和液氮 的管2的横截面图。管2包含壁30和如上文所描述的材料层10，其施用 于壁30的内表面上，同心地布置在中央流体导管100的周围。
壁30可以由金属材料如镍钢或混凝土制得，但优选由刚性塑料材料 如碳增强的环氧树脂材料或玻璃增强的环氧树脂材料制得。
材料层10由拉伸杨氏模量小于50GPa的材料制得。
当施用于单壁罐的内表面上时，涂层将提供昂贵双壁低温罐的相同热 绝缘特性。在这种情况下，其使用将产生成本益处。
本发明进一步涉及
-材料层作为热绝缘屏障的用途，所述材料层在用于低温流体的容纳系 统的壁的内表面上，和/或
-一种用于低温流体的容纳系统，其包含定义内部空间以含有流体的 壁，所述壁具有面对内部空间的内表面，
其中至少一部分内表面具备材料层，其中当容纳系统含有低温流体 时，在低温流体与材料层之间产生蒸气或空气层。
本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求书的范围的情况下， 可以按多种不同方式实施本发明。

Claims (21)

1.一种材料层作为热绝缘屏障的用途，所述材料层在用于低温流体的容纳系统的壁的内表面上，其中所述低温流体是液体天然气LNG、液化氮气、液化丙烷、液化氧气、液化二氧化碳和液化氢气中的一种，其中所述材料层是超疏油性材料层，所述超疏油性材料层对油具有极低亲和力和具有针对所述低温流体是至少150°的接触角。
2.根据权利要求1所述的用途，其中所述材料层具有针对所述流体大于155°的接触角。
3.根据权利要求2所述的用途，其中所述材料层具有针对所述流体大于160°或大于165°的接触角。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的用途，其中所述材料选自由以下组成的组：通过将氟化官能团接枝于可聚合部分上而获得的那些材料；用有机氟聚合物官能化的无机纳米粒子；和用氟化化合物官能化的具有凹入表面形态的微纹理化表面。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的用途，其中所述材料层的厚度小于1μm。
6.根据前述权利要求1-3中任一项所述的用途，其中所述材料的表面能不大于25mJ/m2。
7.根据权利要求6所述的用途，其中所述材料的表面能不大于20mJ/m2。
8.根据权利要求7所述的用途，其中所述材料的表面能不大于10mJ/m2。
9.根据前述权利要求1-3中任一项所述的用途，其中所述材料层具备微米和/或纳米级形态。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的用途，其中所述流体是低温流体并且所述用途是在低温条件下。
11.根据前述权利要求1-3中任一项所述的用途，其中所述流体是液体天然气。
12.根据前述权利要求1-3中任一项所述的用途，其中当所述容纳系统含有所述低温流体时，在所述低温流体与所述材料层之间产生蒸气或空气层。
13.一种用于低温流体的容纳系统，包含定义内部空间以含有所述流体的壁，所述壁具有面对所述内部空间的内表面，其中至少一部分所述内表面具备超疏油性材料层，所述超疏油性材料层对油具有极低亲和力和具有针对低温流体是至少150°的接触角，其中所述低温流体是液体天然气LNG、液化氮气、液化丙烷、液化氧气、液化二氧化碳和液化氢气中的一种。
14.根据权利要求13所述的容纳系统，所述容纳系统是用于储存所述低温流体的容器或用于运输所述低温流体的管。
15.根据权利要求13或14所述的容纳系统，其中所述低温流体的温度小于-110℃。
16.根据权利要求15所述的容纳系统，其中所述低温流体的温度小于-130℃。
17.根据权利要求16所述的容纳系统，其中所述低温流体的温度小于-160℃。
18.根据权利要求13或14所述的容纳系统，所述容纳系统含有所述低温流体。
19.根据权利要求13或14所述的容纳系统，其中当所述容纳系统含有所述低温流体时，在所述低温流体与所述材料层之间存在蒸气或空气层。
20.一种用于制造根据权利要求13-19中任一项所述的容纳系统的方法，包含以下步骤：
(a)向低温流体提供容纳系统，所述容纳系统包含具有内表面和外表面的壁；和
(b)将超疏油性材料层施用于所述内表面上，其中所述超疏油性材料层对油具有极低亲和力和具有针对所述低温流体是至少150°的接触角，其中所述低温流体是液体天然气LNG、液化氮气、液化丙烷、液化氧气、液化二氧化碳和液化氢气中的一种。
21.根据权利要求13-19任一项所述的容纳系统的用途，用于储存或运输所述低温流体。
CN201680049515.8A 2015-08-27 2016-08-25 材料层作为热绝缘屏障的用途 Active CN108064326B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15182637 2015-08-27
EP15182637.7 2015-08-27
PCT/EP2016/070057 WO2017032823A1 (en) 2015-08-27 2016-08-25 Use of a layer of a material as a thermal insulation barrier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108064326A CN108064326A (zh) 2018-05-22
CN108064326B true CN108064326B (zh) 2020-08-11

Family

ID=54145539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680049515.8A Active CN108064326B (zh) 2015-08-27 2016-08-25 材料层作为热绝缘屏障的用途

Country Status (4)

Country Link
US (2) US20180245741A1 (zh)
EP (1) EP3341644B1 (zh)
CN (1) CN108064326B (zh)
WO (1) WO2017032823A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111486336A (zh) * 2020-05-08 2020-08-04 中国成达工程有限公司 一种双重热角保护结构及一种低温储罐
EP4311974A1 (de) * 2022-07-29 2024-01-31 Karl-Heinz Martin Fischer Wasserstoffdruckbehälter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101278148A (zh) * 2005-05-30 2008-10-01 Ti海洋收缩联合股份有限公司 用于低温容器和储罐绝热的方法和系统
CN101423945A (zh) * 2007-11-02 2009-05-06 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种轻质金属超疏水表面的制备方法
CN101548129A (zh) * 2006-12-06 2009-09-30 国际壳牌研究有限公司 复合材料用作低温条件下的隔离件的应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060218940A1 (en) * 2005-03-30 2006-10-05 Starkovich John A Reduced boiloff cryogen storage
JP2006342895A (ja) * 2005-06-09 2006-12-21 Toyota Motor Corp 高圧タンク
ATE536233T1 (de) * 2007-09-14 2011-12-15 Luxfer Group Ltd Stabilisierung von gespeichertem gas
US20100146992A1 (en) * 2008-12-10 2010-06-17 Miller Thomas M Insulation for storage or transport of cryogenic fluids
RU2015139151A (ru) * 2013-02-15 2017-03-21 Массачусетс Инститьют Оф Текнолоджи Поверхности с привитым полимером для капельной конденсации, и связанные с указанными поверхностями способы применения и производства
US20160209124A1 (en) * 2013-08-29 2016-07-21 Board Of Regents, The University Of Texas System Thermal storage units, components thereof, and methods of making and using them

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101278148A (zh) * 2005-05-30 2008-10-01 Ti海洋收缩联合股份有限公司 用于低温容器和储罐绝热的方法和系统
CN101548129A (zh) * 2006-12-06 2009-09-30 国际壳牌研究有限公司 复合材料用作低温条件下的隔离件的应用
CN101423945A (zh) * 2007-11-02 2009-05-06 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种轻质金属超疏水表面的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20180245741A1 (en) 2018-08-30
US20190390823A1 (en) 2019-12-26
EP3341644B1 (en) 2023-05-24
WO2017032823A1 (en) 2017-03-02
CN108064326A (zh) 2018-05-22
EP3341644A1 (en) 2018-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2366446C (en) Improved systems and methods for producing and storing pressurized liquefied natural gas
US5150812A (en) Pressurized and/or cryogenic gas containers and conduits made with a gas impermeable polymer
TWI575062B (zh) 低溫注射組成物，用於低溫調節導管中流量之系統及方法
CN108064326B (zh) 材料层作为热绝缘屏障的用途
JP6570536B2 (ja) 発泡合成フォームから製造された絶縁部品のための強制拡散処理
KR20140115310A (ko) 초고압 작동 압력 용기
KR20040095200A (ko) 냉유체의 가열 및 저장 방법 및 장치
KR102462361B1 (ko) 액화 가스 냉각 방법
JP2004517270A5 (zh)
Singh et al. Implementing superhydrophobic surfaces within various condensation environments: A review
JP2012503149A (ja) 熱抵抗材料
Tzeng et al. Super hydrogen and helium barrier with polyelectolyte nanobrick wall thin film
KR20170053497A (ko) 탄소섬유 강화 플라스틱을 활용한 이중벽 구조의 극저온 액화가스 저장용기
Kim et al. Operation scenario-based design methodology for large-scale storage systems of liquid hydrogen import terminal
GB2361285A (en) Cryogenic fluid transfer tube
Yang et al. Hydrophobically/oleophilically guarded powder metallurgical structures and liquid impregnation for ice mitigation
WO2007026332A2 (en) Storage of compressed gaseous fuel
EP3237184B1 (en) Process for manufacturing a fluid tight laminate of composite material on a tank, vessel or tube for storage, transport or transfer of a cryogenic fluid
US20230279994A1 (en) Container Systems and Methods for Using the Same
US20180178249A1 (en) Surface texture design for stable solid-air-liquid composite interfaces and methods of making
CN215173291U (zh) 一种低温管道的预绝热系统
Kim et al. Technical feasibility of large-scale transportable liquid hydrogen export terminal
BR102018006329B1 (pt) Artigo de confinamento, e, recipiente
WO2015169997A1 (en) Tank for cryogenic gases
Reinheimer Construction of a multi-functional cryogenic propellant tank with cross-linked silica aerogel

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant