CN115949880A - 一种液氢容器用真空绝热结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液氢容器用真空绝热结构，属于深冷压力容器的绝热技术领域，该结构包括包覆在内容器外表面的内容器绝热被、包覆在支承外侧的支承绝热被和包覆在管路外侧的管路绝热被，其还包括包覆在外容器内表面的外容器绝热被，外容器绝热被、内容器绝热被、支承绝热被和管路绝热被围合形成夹层通道；所述的外容器绝热被通过固定钉固定于外容器的内表面，外层绝热被包括设置在外容器筒体内表面的外筒体绝热被和设置在外容器封头内表面的外封头绝热被；每层外筒体绝热被和外封头绝热被均由绝热被子单元拼接而成；所述的外筒体绝热被和外封头绝热被的内侧均设有绝热被载体并用无碱玻璃纤维带绑扎，该结构能提升整个真空绝热结构的绝热效能。

Description

一种液氢容器用真空绝热结构

技术领域

本发明涉及真空绝热深冷压力容器的绝热技术领域，尤其涉及一种液氢容器用真空绝热结构，适用于拥有超多反射屏、超厚绝热结构的低温介质储运装备。

背景技术

低碳零碳负碳的液氢已运用于航天、军事领域，依据液氢的特性和液氢储运的优越性，在氢能发展备受关注的当下，液氢在民用领域，尤其是氢能产业的应用场景十分广阔，标志着液氢时代即将到来。

目前液氢储运装备均采用夹套式高真空多层绝热方式，其结构原理是将高反射率的金属薄膜和低导热率的间隔材料交替组合的多层绝热材料包覆在真空夹套内的低温壳体外，当夹套内被抽空至≤10^-2Pa的高真空，真空夹套和其中的多层绝热材料形成一个完整的高真空多层绝热结构，实现有效绝热。

航天及军事领域液氢储运装备一般使用混合结构的多层绝热材料，其中包含化学纤维纸、双面镀铝箔膜、添加活性炭的吸附纸等可燃材料；民用液氢储运装备使用环境和使用工况较航天及军事环境更加复杂多样，出于安全考虑，目前民用液氢储运装备中不允许使用可燃绝热材料。另外，因为液氢沸点为-252.7℃，具有极低的容积汽化潜热，极易汽化，对储运容器绝热性能要求极高。常规全阻燃绝热结构包覆在低温内容器上，依靠增加反射屏的数量(≥90个反射屏)来实现液氢超高的绝热要求。反射屏和间隔层均为薄膜材料，具有很大的表面积，其表面吸附大量的气体，超多层数超厚结构致使绝热结构中间及贴近内容器侧的绝热结构层间气体很难被抽空排出，低温层间压强＞10^-2Pa，这部分由于残余气体造成的层间气体分子对流传热会急剧增加，从而导致设备整体绝热性能下降，抵消真空多层绝热自身的“超级绝热”效能。

现有技术中的液氢容器大多是在真空夹层内的内容器的外部设置绝热被，以此来对内容器内的液氢保温，此类方式存在以下弊端：其一，绝热层过多，深层绝热材料吸附气体分子穿行阻力增大，导致氮气置换和抽空效率低下，抽空周期大幅度增加，过程能耗大增，生产成本大幅增加；其二，绝热层过多，致使绝热结构中间及贴近内容器侧的绝热结构层间气体很难被置换氮气分子置换并被抽空排出，导致真空抽除的不够彻底，层间残余气体对流导热过大，部分抵消真空多层绝热“超级绝热”的效果。其三，层间残余气体逸出阻力增大，抽空效果差，在使用过程中，绝热材料不断释放的气体分子，会使夹层真空度下降，导致吸附剂过早吸附饱和，严重影响液氢容器真空寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液氢容器用真空绝热结构，以解决绝热结构容器抽空效率差、抽空周期长、能耗大、真空寿命短，绝热被结构的绝热性差等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明涉及一种液氢容器用真空绝热结构，其包括包覆在内容器外表面的内容器绝热被、包覆在支承外侧的支承绝热被和包覆在管路外侧的管路绝热被，其还包括包覆在外容器内表面的外容器绝热被，外容器绝热被、内容器绝热被、支承绝热被和管路绝热被围合形成夹层通道；所述的外容器绝热被通过固定钉固定于外容器的内表面，外层绝热被包括设置在外容器筒体内表面的外筒体绝热被和设置在外容器封头内表面的外封头绝热被；每层外筒体绝热被和外封头绝热被均由外容器绝热被子单元拼接而成，同层外筒体绝热被中相邻外容器绝热被子单元的起始端错开，环状拼缝处重叠，相邻两层外筒体绝热被的环状拼缝及纵向拼缝均相互错开；相邻两层外封头绝热被的径向拼缝错开；所述的外筒体绝热被和外封头绝热被的内侧均设有绝热被载体并用无碱玻璃纤维带绑扎，绝热被载体的内侧用工艺卡片与固定钉连接，外筒体绝热被和外封头绝热被的绝热被载体相互接触但不重叠，相邻绝热被载体的拼缝处用铝箔胶带全长度粘封。

优选地，所述的外容器绝热被与外容器内表面之间存在间隙，所述的固定钉贯穿外容器绝热被和绝热被载体，固定钉靠近内容器的一端通过弯折部承载外容器绝热被和绝热被载体；所述的绝热被载体的采用厚度为8mm～25mm的玻璃纤维毡或纳米气凝胶毡，亦或者采用厚度为0.02mm～0.5mm的铝箔。

优选地，所述的绝热被载体的内侧位于设置固定钉的位置设有固定钉隔热垫，固定钉隔热垫覆盖固定钉的弯折部，固定钉隔热垫的四周采用涤纶线与绝热被载体缝合；所述的固定钉隔热垫的直径为100mm～150mm，固定钉隔热垫包含6～ 10层反射屏。

优选地，所述的固定钉呈“己”字型，固定钉的外侧部分用于将外容器绝热被和外容器隔开进而形成间隙；固定钉的内侧部分用于安装工艺卡片从而夹紧外容器绝热被和绝热被载体。

优选地，所述的外容器绝热被子单元包括间隔材料和反射材料，间隔材料和反射材料逐层复合，每块外容器绝热被子单元包含5～10层反射材料，间隔材料边缘超出反射材料边缘3～5mm，反射材料上设有若干透气孔，透气孔总开孔面积不超过反射材料面积的千分之三；所述的外筒体绝热被和外封头绝热中的反射材料的总层数为10～80层。

优选地，所述的内容器绝热被总层数小于120层，内容器绝热被和外容器绝热被之间的间距不小于10mm。

优选地，所述的外容器筒体内表面的固定钉设置多排，相邻排固定钉的间距为600mm～1000mm，同一排固定钉间距600mm～1000mm；所述的外容器封头内表面的固定钉设置三圈，同圈相邻的两个固定钉相隔200mm～600mm；所述的无碱玻璃纤维带与固定钉阻隔缠绕搭接固定。

优选地，所述的同层外筒体绝热被的环状拼缝重叠50～100mm；所述的相邻两层外筒体绝热被的环状拼缝至少错开200mm，纵向拼缝至少错开500mm；所述的相邻两层外封头绝热被的径向拼缝至少错开15°。

优选地，所述的外容器上开设有开孔，外容器绝热被在对应开孔的位置剪开，内容器绝热被的外侧对应开孔的位置设置内容器补偿绝热被，内容器补偿绝热被的直径比开孔的直径大200mm～400mm，内容器补偿绝热被通过涤纶线与内容器绝热被缝合，所述的内容器绝热被的外侧对应外容器封头与外容器筒体的焊缝处包裹焊缝补偿绝热被。

优选地，所述的外容器的内部设有加强圈时，加强圈的内表面包裹加强圈反射屏，加强圈反射屏由1～3层覆盖全宽度的铝箔胶带构成。

与现有技术相比，采用本发明提供的技术方案具有以下技术效果：

1.本发明涉及的一种液氢容器用真空绝热结构针对真空多层绝热结构中常温端以辐射传热为主、低温端以传导漏热为主的特点，不仅在内容器外表面、支撑外侧及管路外侧包裹了绝热被，还在外容器的内表面包裹外容器绝热被，相当于给内容器绝热结构增加了一个冷屏，从而显著降低辐射漏热量，提升整个真空绝热结构的绝热效能。

2.本发明涉及的一种液氢容器用真空绝热结构中外容器绝热被、内容器绝热被、支承绝热被和管路绝热被围合形成夹层通道，该夹层通道有效减薄外容器绝热被和内容器绝热被的厚度，降低气体分子穿透阻力，使得在氮气置换、抽空过程中，其材料吸附的气体分子可以有效地被氮气分子置换、排出，有效减少层间残余气体分子数量，最终获得理想的真空度，控制加注液氢后的层间工作真空度≤0.02Pa，基本消除层间残余气体的对流导热，确保整体绝热结构绝热性能。

3.本发明涉及的一种液氢容器用真空绝热结构中存在的夹层通道还可以较彻底置换并抽空排除绝热材料吸附气体分子，获得良好的夹层起始真空度，为实现优异的产品真空寿命奠定基础。

4.本发明涉及的一种液氢容器用真空绝热结构中存在的夹层通道还可以提高氮气置换和抽空效率，缩短夹层抽空周期一半以上，大幅度节约抽空成本，减少能源消耗，具备可观的经济价值和社会价值。

附图说明

图1为一种液氢容器用真空绝热结构的整体组成示意图；

图2为实施例一中外筒体不设内加强圈时外容器绝热被示意图；

图3为外封头侧视视角下固定钉位置布置示意图；

图4为固定钉使用结构示意图；

图5为外容器绝热被开孔示意图；

图6为实施例二中外筒体设内加强圈时外容器绝热被示意图。。

其中：1-内容器；2-外容器；3-内容器绝热被；31-内容器补偿绝热被；4-外容器绝热被；41-外筒体绝热被；42-外封头绝热被；43-绝热被载体；5-夹层通道； 6-支承绝热被；7-管路绝热被；8-固定钉；9-无碱玻璃纤维带；10-固定钉隔热垫； 11-铝箔胶带；12-加强圈；13-加强圈反射屏，14-焊缝补偿绝热被，15-工艺卡片。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。

实施例一

参照附图2，本发明涉及一种液氢容器用真空绝热结构用于真空绝热深冷压力容器中，真空绝热深冷压力容器包括内容器1、外容器2、用于连接内外容器的支撑以及设置在内容器1上且贯穿外容器2的管路，内外容器之间存在真空层，该真空绝热深冷压力容器为一种未设加强圈的液氢容器用真空绝热结构。

参照附图1所示，所述的液氢容器用真空绝热结构包括包覆在内容器1外表面的内容器绝热被3、包覆在支承外侧的支承绝热被6、包覆在管路外侧的管路绝热被7以及包覆在外容器1内表面的外容器绝热被4，外容器绝热被4、内容器绝热被3、支承绝热被6和管路绝热被7围合形成夹层通道，且内容器绝热被 3和外容器绝热被4之间的间距不小于10mm。其中，内容器绝热被3的总层数小于120层，内容器绝热被3、支承绝热被6和管路绝热被7的结构及包覆方法均为现有技术，本实施例不再阐述。所述的内容器绝热被3的外侧对应外容器封头与外容器筒体的焊缝处包裹焊缝补偿绝热被14。

参照附图3所示，所述的外容器绝热被4通过固定钉8固定于外容器2的内表面，外容器筒体内表面的固定钉设置多排，相邻排固定钉8的间距为600mm～ 1000mm，同一排固定钉间距600mm～1000mm；外容器封头内表面的固定钉8 设置三圈，分别位于中心工艺轴外边缘+(100～200)mm、封头直段和小R交线处、以及前两处中间位置，同圈相邻的两个固定钉相隔200mm～600mm。

参照附图1所示，所述的外层绝热被4包括设置在外容器筒体内表面的外筒体绝热被41和设置在外容器封头内表面的外封头绝热被42；每层外筒体绝热被 41和外封头绝热被42均由外容器绝热被子单元拼接而成，所述的外容器绝热被子单元包括间隔材料和反射材料，间隔材料和反射材料逐层复合，每块外容器绝热被子单元包含5～10层反射材料，间隔材料边缘超出反射材料边缘3～5mm，反射材料上设有若干透气孔，透气孔总开孔面积不超过反射材料面积的千分之三，外筒体绝热被41和外封头绝热42中的反射材料的总层数为10～80层。同层外筒体绝热被41中相邻外容器绝热被子单元的起始端错开，环状拼缝处重叠，重叠宽度为50～100mm，相邻两层外筒体绝热被41的环状拼缝及纵向拼缝均相互错开，环状拼缝至少错开200mm，纵向拼缝至少错开500mm；相邻两层外封头绝热被42的径向拼缝错开至少错开15°；所述的外筒体绝热被41和外封头绝热被42的内侧均设有绝热被载体43并用无碱玻璃纤维带9绑扎，无碱玻璃纤维带 9与固定钉8阻隔缠绕搭接固定，且绝热被载体43的内侧在位于固定钉8的位置设置一层工艺卡片14，用工艺卡片14与固定钉8的弯折部连接，外筒体绝热被41和外封头绝热被42的绝热被载体43相互接触但不重叠，相邻绝热被载体 43的拼缝处用铝箔胶带11全长度粘封。

参照附图1、2和4所示，所述的外容器绝热被4与外容器2内表面之间存在间隙，所述的固定8钉贯穿外容器绝热被4和绝热被载体43，固定钉8靠近内容器1的一端通过弯折部承载外容器绝热被4和绝热被载体43；所述的绝热被载体43的采用玻璃纤维毡或纳米气凝胶毡，厚度为8mm～25mm，当内外容器的夹层空间有限时，也允许采用一层厚度为0.02mm～0.5mm的铝箔代替玻璃纤维毡或纳米气凝胶毡。本实施例采用的固定钉8呈“己”字型，固定钉8的外侧部分用于将外容器绝热被4和外容器2隔开进而形成间隙，固定钉8的内侧部分用于安装工艺卡片15进而夹紧外容器绝热被4和绝热被载体43。所述的绝热被载体43的内侧位于设置固定钉8的位置设有固定钉隔热垫10，固定钉隔热垫10 覆盖固定钉8的弯折部，固定钉隔热垫10的四周采用涤纶线与绝热被载体43 缝合；所述的固定钉隔热垫10的直径为100mm～150mm，固定钉隔热垫包含6～ 10层反射屏。参照附图5所示，所述的外容器2上会开设有开孔，外容器绝热被4在对应开孔的位置剪开，内容器绝热被3的外侧对应开孔的位置设置内容器补偿绝热被31，内容器补偿绝热被31的直径比开孔的直径大200mm～400mm，内容器补偿绝热31被通过涤纶线与内容器绝热被3缝合。

上述液氢容器用真空绝热结构的包覆方法，包括以下步骤：

S1.按照现有技术，在内容器1外按照从低温端向常温端的顺序逐层包覆内容器绝热被3；内容器绝热被3所有子单元包覆完成后，最外层用玻璃丝带捆绑固定；按照现有技术包扎管路绝热被7和支承绝热被6；内容器绝热被3、管路绝热被7和支承绝热被6的包裹方法均为现有技术，本实施例不展开细讲。

S2.在内容器的外筒体和外封头焊缝对应位置包裹焊缝补偿绝热被。

S3.预制外容器外容器绝热被子单元：液氢容器用绝热材料均需满足与氧相容要求，将间隔材料和反射材料逐层复合形成外容器外容器绝热被子单元，依据待包扎外容器绝热被4的参数，确定外容器绝热被子单元的结构，包括间隔材料和反射材料的种类、叠放顺序，将间隔材料和反射材料按照叠放顺序逐层复合形成外容器绝热被子单元，每块外容器绝热被子单元包含5～10层反射材料；复合时，间隔材料边缘超出反射材料边缘3～5mm，保证绝热被重叠搭接处仅限于间隔层接触，杜绝反射屏相互接触，所述的反射材料上设有若干透气孔，透气孔总开孔面积不超过反射材料面积的千分之三；预制好的外容器外容器绝热被子单元充氮气保存。

S4.固定钉8焊接：对外容器的内表面进行脱脂、整体烘烤脱水处理，然后参照附图3和4所示，在外容器2两端封头的内表面各点焊三圈固定钉8，其中大圈在外封头直段和小R交界处，按照间隔600mm～1000mm点焊固定钉8；小圈直径比封头中部工艺孔外径大200mm，小圈设4个固定钉；在大圈和小圈中部位置设6个固定钉；在外容器2的筒体内表面按轴向点焊数排固定钉8，相邻两排间距600mm～1000mm，每排固定钉两两间距600mm～1000mm。

S5.包覆外筒体绝热被41：参照附图2和附图3所示，在外容器2的筒体内逐一包覆外容器绝热被子单元形成一层外筒体绝热被41，将外容器绝热被子单元缝按压在外筒体内圈的固定钉8上，使固定钉8穿透外容器绝热被子单元将其固定，同层外筒体绝热被相邻外容器绝热被子单元的起始端相互错开300mm～ 500mm，在外容器2筒体内逐一包覆外容器绝热被子单元形成一层外筒体绝热被 41，相邻外容器绝热被子单元环状拼缝重叠50～100mm，重复该步骤操逐层包覆外筒体绝热被41。

S6.包覆外筒体绝热被41内侧的绝热被载体43：参照附图2和附图3所示，在上述完成的外筒体绝热被41内侧，安装一层绝热被载体43，在固定钉8处按压使固定钉8穿透绝热被载体43，使固定钉8穿透绝热被载体43后，用工艺卡片15将绝热被载体43与固定钉8固定在一起，绝热被载体43纵缝和环缝相接触并不重叠，拼缝处使用50mm宽铝箔胶带11全长度粘接。

S7.包覆外封头绝热被42：参照附图3和4所示，在外封头内逐一包覆外封头绝热被42的子单元形成一层外封头绝热被42，按压外封头绝热被42对应的固定钉8使固定钉8穿透外封头绝热被42，从而完成外容器绝热被子单元的固定；重复上述操作，两层外封头绝热被42的外容器绝热被子单元的径向拼缝相错≥15°，直至包覆完成所有的外封头绝热被42的子单元；用固定钉8将绝热被载体43固定在外封头绝热被42最内侧，并用工艺卡片15将绝热被载体43与固定钉8固定在一起，相邻绝热被载体43紧密相接，接缝用宽胶带全尺寸粘封。

S8.安装无碱玻璃纤维带9：按照附图3，利用固定钉8露出外封头绝热被42的绝热被载体43部分，缠绕并打结无碱玻璃纤维带9。外筒体绝热被41按照轴向逐个缠绕固定钉8并打结，完成无碱玻璃纤维带9安装操作。

S9.参照附图4所示，将每一根固定钉8折弯至与工艺卡片15表面同高，用固定钉隔热垫10覆盖每一根固定钉8，固定钉隔热垫10一般φ100mm～φ 150mm，包含6～10层反射屏，用涤纶线将固定钉隔热垫10边缘和绝热被载体 43缝牢固。

S10.外容器绝热被4开孔：参照附图5，在外筒体绝热被41和外封头绝热被42对应的外容器2开孔处，将外容器绝热被4剪开使之不影响容器功能；图5中尺寸关系为：φd1＝φd+(30～100)mm，φd2＝φd1+(200～400)mm；这里的开孔是指防爆口、抽空口、真空测量口开孔中的一种或多种，对应开孔处，在内容器绝热被3位置增加内容器补偿绝热被31，用涤纶线将容器补偿绝热被 3-1和内容器绝热被3缝牢固。

实施例二

为了加深对本发明的理解，下面结合实施例二和附图对本发明作另一种应用场景详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。

参照附图6所示，实施例二和实施例一不同之处在于实施例一外容器2内没有内置加强圈，该结构常见于移动式液氢容器，该类容器最大外尺寸因其移动性质已被限定，为了确保内容器的有效容积以及给真空多层绝热结构预留足够空间，其将外容器加强圈设置在外筒体外侧。本实施例常见于固定式液氢容器，其外容器尺寸不受严格限制，外容器内侧设置加强圈12，本实施例在实施例的基础上，还在加强圈12的内表面包裹了加强圈反射屏13，其由1～3层覆盖全宽度的铝箔胶带构成。

本实施例因外容器内置加强圈12的存在，导致外筒体绝热被41结构及包覆方法产生区别，其余外封头绝热被42、内容器绝热被3、支承绝热被6、管路绝热被7及焊缝补偿绝热被14同实施例一相同，本实施例均不再详述。

本实施例涉及一种设制外容器内加强圈12的液氢容器用真空绝热结构，其外筒体绝热被41包覆方法，包括以下步骤：

S1.预制外筒体绝热被41子单元：按照相邻加强圈距离尺寸L，确定外筒体绝热被41单元宽度A，A＝(L-10)mm。按照A尺寸准备外筒体绝热被41的子单元和外封头绝热被42的子单元。

S2.焊接固定钉8：对外筒体的内表面进行脱脂、整体烘烤脱水处理，然后参照附图2、附图6所示，在每两个加强圈12之间距离“L”形加强圈12立板C 尺寸处环向点焊固定若干固定钉8-2，C＝100～200mm。同一圈的固定钉8间距 600mm～1000mm。因加强圈12尺寸限制，实施例二中的固定钉采用“L”形，最终待无碱玻璃纤维带9缠绕打结后折弯成“コ”形。

S3.包覆外筒体外容器绝热被子单元：参照附图3和附图6所示，在外筒体2 内逐一包覆外容器绝热被子单元形成一层外筒体绝热被41，将外容器绝热被子单元缝按压在外筒体内圈的固定钉8上，使固定钉8穿透外容器绝热被子单元进而将其固定，同层外筒体外容器绝热被子单元纵向搭接重叠100mm～200mm，所有加强圈12之间重复上述操作，形成一层完整的外筒体绝热被41子单元；重复该步骤逐层包裹外筒体绝热被41，相邻层外容器绝热被子单元的起始端相互错开300mm～500mm，完成外筒体绝热被41包覆，对于所有加强圈12之间重复上述操作，形成完整的外筒体绝热被41。

S4.包覆外筒体绝热被42的绝热被载体43：参照附图3和附图6所示，按照步骤S1准备的绝热被载体43原材料幅宽，在上述S3完成的外筒体绝热被41 内侧，安装一层绝热被载体43，在固定钉8处按压使其穿透绝热被载体43，并用工艺卡片12将绝热被载体43与固定钉8固定，绝热被载体43纵缝相接触并不重叠，拼缝处使用50mm宽铝箔胶带11全长度粘接。

S5.安装无碱玻璃纤维带9：按照附图6所示，利用露出外筒体绝热被41的固定钉8，按照环向逐个固定钉8缠绕并打结，完成无碱玻璃纤维带9安装操作。

S6.将每一根固定钉8折弯至与工艺卡片12表面同高，用固定钉隔热垫10 覆盖每一根固定钉8，固定钉隔热垫10一般φ100mm～φ150mm，包含6～10 层反射屏，然后用涤纶线将固定钉隔热垫10边缘和外筒体绝热被41的绝热被载体43缝合。

S7.外筒体绝热被41开孔要求同实施例一，本实施例不再阐述。

效果实施例

本实施例从抽空效率、抽空效果和绝热效果三个方面对本发明涉及的液氢容器用真空绝热结构和现有的绝热结构进行比较，得出以下结论：

1)抽空效率：国内低温行业液氮温区真空绝热容器使用绝热结构总层数为 82层～120层，各制造单位抽空设备及抽空工艺相对固定，单台容器夹层抽空周期5-14天不等。液氢容器绝热结构总层数成倍增加，总层数达160层～200层，目前已知国内某企业45m³液氢移动容器夹层抽空烘房内30天+烘房外30天，仍未获得满意的真空度。本发明技术将整个绝热结构分为两部分，中间形成抽空通道，该工况应用液氮温区抽空设备及工艺，只需在液氮容器抽空周期基础上增加一周左右时间即可完成抽空，这是因为真空多层容器夹层抽空主要问题是夹层材料吸附气体释放速率远小于设备抽空速率。本发明绝热结构可以使得夹层材料吸附气体抵达真空区间(通道)距离和阻力等同于液氮温区绝热结构，故而可以大幅度提高液氢容器抽空效率，缩短抽空周期15天以上，降低能耗，批量推广后节能降耗意义重大。

2)抽空效果：鉴于1)所述原因，本发明绝热结构中通道两端的两部分绝热结构到达抽空通道距离和阻力等同于液氮温区绝热结构，在现有设备和工艺基础上稍作适应性变更，可以取得理想的氮气置换和抽空效果，使得液氢容器获得理想的夹层真空寿命变得可行。

3)绝热效果：鉴于1)和2)所述原因，本发明绝热结构可以有效消除绝热结构层间残余气体分子数量，使得层间低温工作真空度优于0.02Pa，基本消除残余气体漏热，其绝热结构总的反射屏数量并没有变化，可以得到满意的绝热效果。

以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (11)

1.一种液氢容器用真空绝热结构，其包括包覆在内容器外表面的内容器绝热被、包覆在支承外侧的支承绝热被和包覆在管路外侧的管路绝热被，其特征在于：其还包括包覆在外容器内表面的外容器绝热被，外容器绝热被、内容器绝热被、支承绝热被和管路绝热被围合形成夹层通道；所述的外容器绝热被通过固定钉固定于外容器的内表面，外层绝热被包括设置在外容器筒体内表面的外筒体绝热被和设置在外容器封头内表面的外封头绝热被；每层外筒体绝热被和外封头绝热被均由外容器绝热被子单元拼接而成，同层外筒体绝热被中相邻外容器绝热被子单元的起始端错开，环状拼缝处重叠，相邻两层外筒体绝热被的环状拼缝及纵向拼缝均相互错开；相邻两层外封头绝热被的径向拼缝错开；所述的外筒体绝热被和外封头绝热被的内侧均设有绝热被载体并用无碱玻璃纤维带绑扎，绝热被载体的内侧用工艺卡片与固定钉连接，外筒体绝热被和外封头绝热被的绝热被载体相互接触但不重叠，相邻绝热被载体的拼缝处用铝箔胶带全长度粘封。

2.根据权利要求1所述的液氢容器用真空绝热结构，其特征在于：所述的外容器绝热被与外容器内表面之间存在间隙，所述的固定钉贯穿外容器绝热被和绝热被载体，固定钉靠近内容器的一端通过弯折部承载外容器绝热被和绝热被载体；所述的绝热被载体的采用厚度为8mm～25mm的玻璃纤维毡或纳米气凝胶毡，亦或者采用厚度为0.02mm～0.5mm的铝箔。

3.根据权利要求2所述的液氢容器用真空绝热结构，其特征在于：所述的绝热被载体的内侧位于设置固定钉的位置设有固定钉隔热垫，固定钉隔热垫覆盖固定钉的弯折部，固定钉隔热垫的四周采用涤纶线与绝热被载体缝合；所述的固定钉隔热垫的直径为100mm～150mm，固定钉隔热垫包含6～10层反射屏。

4.根据权利要求2所述的液氢容器用真空绝热结构，其特征在于：所述的固定钉呈“己”字型，固定钉的外侧部分用于将外容器绝热被和外容器隔开进而形成间隙；固定钉的内侧部分用于安装工艺卡片从而夹紧外容器绝热被和绝热被载体。

5.根据权利要求1所述的液氢容器用真空绝热结构，其特征在于：所述的外容器绝热被子单元包括间隔材料和反射材料，间隔材料和反射材料逐层复合，每块外容器绝热被子单元包含5～10层反射材料，间隔材料边缘超出反射材料边缘3～5mm，反射材料上设有若干透气孔，透气孔总开孔面积不超过反射材料面积的千分之三；所述的外筒体绝热被和外封头绝热中的反射材料的总层数为10～80层。

6.根据权利要求1所述的液氢容器用真空绝热结构，其特征在于：所述的内容器绝热被总层数小于120层，内容器绝热被和外容器绝热被之间的间距不小于10mm。

7.根据权利要求1所述的液氢容器用真空绝热结构，其特征在于：所述的外容器筒体内表面的固定钉设置多排，相邻排固定钉的间距为600mm～1000mm，同一排固定钉间距600mm～1000mm；所述的外容器封头内表面的固定钉设置三圈，同圈相邻的两个固定钉相隔200mm～600mm。

8.根据权利要求1所述的液氢容器用真空绝热结构，其特征在于：所述的同层外筒体绝热被的环状拼缝重叠50～100mm；所述的相邻两层外筒体绝热被的环状拼缝至少错开200mm，纵向拼缝至少错开500mm；所述的相邻两层外封头绝热被的径向拼缝至少错开15°。

9.根据权利要求1所述的液氢容器用真空绝热结构，其特征在于：所述的无碱玻璃纤维带与固定钉阻隔缠绕搭接固定。

10.根据权利要求1所述的液氢容器用真空绝热结构，其特征在于：所述的外容器上开设有开孔，外容器绝热被在对应开孔的位置剪开，内容器绝热被的外侧对应开孔的位置设置内容器补偿绝热被，内容器补偿绝热被的直径比开孔的直径大200mm～400mm，内容器补偿绝热被通过涤纶线与内容器绝热被缝合；所述的内容器绝热被的外侧对应外容器封头与外容器筒体的焊缝处包裹焊缝补偿绝热被。

11.根据权利要求1所述的液氢容器用真空绝热结构，其特征在于：所述的外容器的内部设有加强圈，加强圈的内表面包裹加强圈反射屏，加强圈反射屏由1～3层覆盖全宽度的铝箔胶带构成。

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