CN205118662U - 低温容器的增压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低温容器的增压装置。包括冷凝换热器、加热蒸发器、气相循环管路、液相循环管路、加热隔离器，加热隔离器置于低温容器内或者低温容器壁的内外夹层中，加热隔离器上部通气孔与低温容器内的气相空间连通，加热隔离器下部的进液孔与低温容器内存储液体连通；加热蒸发器置于低温容器外部，加热蒸发器与冷凝换热器之间通过气相循环管路、液相循环管路连接，并通过气相循环管路、液相循环管路内的载热工质构成双相变换热系统。本实用新型由于低温容器内的介质与加热介质完全隔离，且未被引出低温容器外，故彻底解决了对有毒、危险等特殊低温存储容器的高效、可控、安全增压的需要。

Description

低温容器的增压装置

技术领域

本实用新型涉及低温容器，具体是一种低温容器的增压装置。

背景技术

低温容器均采用高真空保温绝热，确保容器尽量少漏热，以减少内部存储的介质气化蒸发。而在需要取用内部低温介质时，又需要容器内部含有一定的压力，以方便使用，这就需要对低温容器采用增压措施。

在传统的低温行业中，尤其是低温气瓶行业中，主要采用以下措施来满足实际需要：

方法一，在低温容器下部直接引出一个液体流出管，将低温容器内部介质引到容器外部加热，而后再将加热后的气体或液体重新送到低温容器内部，实现增压。这种方法主要问题是存在严重的安全隐患：一旦出现管路损伤等意外将导致大量超低温液体流出，液体流出后迅速蒸发，会形成局部超低温环境，可能产生重大安全事故，而且流出的介质也许还是有毒、易燃、易爆等物质，这会导致更大大安全损害。

方法二，在低温容器内部设置电加热装置，需要增压时通电加热，不需要时断电。其主要缺陷是耗电功率大，电直接加热存在安全风险。

方法三，在容器外部设置压缩机，需要增压时，抽取容器内气体，压缩、增压、增温后再送入容器中增压，其主要缺陷是工艺复杂，配套设备造价高，安全性与可靠性差。

方法四，在低温容器内部或外部安装低温泵，将低温、超低温液体直接抽出送到需要部位，其优点是可以保持容器内低温状态，主要缺陷是一旦有故障无法维修，同时低温容器内部的动力泵产热会加温超低温液体，导致低温液体升温，缩短存储时间。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种能够解决低温容器安全增压问题的低温容器的增压装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种低温容器的增压装置，包括冷凝换热器、加热蒸发器、气相循环管路、液相循环管路、加热隔离器，加热隔离器置于低温容器内或者低温容器壁的内外夹层中，加热隔离器上部通气孔与低温容器内的气相空间连通，加热隔离器下部的进液孔与低温容器内存储液体连通；加热蒸发器置于低温容器外部，加热蒸发器与冷凝换热器之间通过气相循环管路、液相循环管路连接，并通过气相循环管路、液相循环管路内的载热工质构成双相变换热系统。

采用上述技术方案的本实用新型，与现有技术相比，其有益效果是：

由于在低温容器内部的加热隔离器中的载热工质（低温介质）很少，在冷凝换热器与加热隔离器中液体换热时，只有少部分热量通过加热隔离器器壁和加热隔离器下部进液孔传给加热隔离器外部的低温容器中的其它液体，而绝大多数热量传给加热隔离器内部的液体，这样就可以使加热隔离器内部的液体迅速升温汽化，而低温容器内其它部位液体温度基本维持不变，从而实现高效、可控、安全的低温容器增压目的。如果加热隔离器内液体被汽化后液位降低，会通过加热隔离器下部进液孔补充液体维持加热隔离器内液位与低温容器内液位平衡。

作为优选，本实用新型更进一步的技术方案是：

双相变换热系统中设置有控制工质流动的控制部件。

控制部件是电动阀、电磁阀、气动阀、自力控制阀、手动阀、泵、压缩机。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例的结构示意图；

图中：1-LNG气瓶；2-加热隔离器；3-通气孔；4-气相循环管路；5-加热蒸发器；6-液相循环管路；7-控制部件；8-进液孔；9-冷凝换热器。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步阐述，但本实施例不对本实用新型构成任何限制。

下述实施例以车载LNG气瓶增压为例说明。

参见图1，在LNG气瓶1内胆内部安装一个加热隔离器2，加热隔离器2具有上部通气孔3和下部进液孔8，通气孔3与LNG气瓶1内的气相空间连通，进液孔8与LNG气瓶1内的LNG液体连通；在加热隔离器2内部安装一组热管式冷凝换热器9，冷凝换热器9与LNG气瓶1内部的LNG完全隔离，冷凝换热器9的底部焊接液相循环管路6，液相循环管路6由LNG气瓶1瓶体引至瓶体外部，冷凝换热器9的上部焊接气相循环管路4，气相循环管路4由LNG气瓶1瓶体引至瓶体外部；加热蒸发器5置于LNG气瓶1外部，加热蒸发器5也为热管式结构，其液相工质进口与液相循环管路6连接，并在液相工质进口部安装控制部件7，加热蒸发器5的气相工质出口与气相循环管路4连接。由此，热加热蒸发器5、冷凝换热器9通过气相循环管路4、液相循环管路6形成一个可控的、密闭循环的、热管式双相变换热系统。

参见图2，加热隔离器2设置在LNG气瓶1瓶体的真空夹层中，其他结构布局与图1相同。

上述实施例中，热管式双相变换热系统内充有的载热工质是异丁烷及氟利昂混合物，确保在需要增压时，其液体能够在加热蒸发器5中迅速汽化蒸发，蒸发后的气相工质到达LNG气瓶1内部的冷凝换热器9后能迅速被低温的LNG迅速冷凝液化，同时混合载热工质凝固小于-160度，可以保障在LNG环境下不被冻结。

上述实施例中控制部件7是电磁阀，如果需要给气瓶内部增压，则给电磁阀通电，电磁阀打开，则载热工质由气瓶内的冷凝换热器9经液相循环管路6流出，在重力作用下流入加热蒸发器5中。加热蒸发器5为一组热水加热器的换热器，热水来源于车辆发动机。在加热蒸发器5中将热水中热量传给工质，工质被迅速汽化蒸发，加热蒸发器5内压力迅速升高，而冷凝换热器9部位压力因受低温影响大大低于加热蒸发器5部位的压力，此时在压差作用下，带有热能的载热工质会通过气相循环管路4迅速流入冷凝换热器9中，在冷凝换热器9中，载热工质因温度远高于冷凝换热器9及LNG气瓶1内部的温度，冷凝换热器9迅速将热量传给隔离加热器2中的LNG后迅速冷凝变为液体，在重力作用下，被液化的工质又回流至加热蒸发器5，完成一次双相变传热循环。

如果要求停止增压，此时将电磁阀7断电即可。此时已经回流到电磁阀7入口处的工质则不能再流向加热蒸发器5，工质在电磁阀入口前保持液化状态。同时，因冷凝换热器9换热能力远大于已经没有汽化来源的输入的气相工质所带入的热量，这样冷凝换热器9中会形成越来越低的真空，在真空的作用下，在电磁阀后面的加热蒸发器5及气相循环管路4中的气态载热工质会被逐步的全部吸到冷凝换热器9中液化冷凝，最终在整个循环热管中均形成高度真空状态，自动阻隔了LNG气瓶1内外的传热，从而达到在不需要增压时减小热损的作用。

上述实施例给出的这种低温容器增压装置，因为低温容器内部介质与被加热的传热工质完全隔离，且载热工质仅在循环热管中，量很小，又可以根据需要选择安全、无毒、非易燃易爆等特殊载热工质，其循环热管的任何故障均不会导致安全事故的产生，增压安全性高，而且由于在低温容器内使用隔离加热器，使得外部热量被集中加热用于汽化容器内极少部分的存储介质，基本不影响低温容器内绝大多数的液体存储温度，大大提高了增压速度和效果，极大的提高一些特殊介质低温容器的增压需要，尤其是LNG气瓶这种特殊低温容器的需要。

为了确保上述循环的实现，载热工质的选择很重要。对载热工质的要求是，在蒸发器中最低加热温度下也能够顺利汽化，在冷凝器使用低温容器中达到最高存液时，气相载热工质能够顺利液化，在冷凝器使用中低温容器达到最低存液时，载热工质不能凝固冻结，而且要求相变能大，使用安全。

以上所述仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书内容所作的等效变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。

Claims (3)

1.一种低温容器的增压装置，其特征在于：包括冷凝换热器、加热蒸发器、气相循环管路、液相循环管路、加热隔离器，加热隔离器置于低温容器内或者低温容器壁的内外夹层中，加热隔离器上部通气孔与低温容器内的气相空间连通，加热隔离器下部的进液孔与低温容器内存储液体连通；加热蒸发器置于低温容器外部，加热蒸发器与冷凝换热器之间通过气相循环管路、液相循环管路连接，并通过气相循环管路、液相循环管路内的载热工质构成双相变换热系统。

2.根据权利要求1所述的低温容器的增压装置，其特征在于：双相变换热系统中设置有控制工质流动的控制部件。

3.根据权利要求1所述的低温容器的增压装置，其特征在于：控制部件是电动阀、电磁阀、气动阀、自力控制阀、手动阀、泵、压缩机。