CN216813744U - 一种低温容器的绝热支撑结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种低温容器的绝热支撑结构。本装置包括内容器和外容器，所述内容器设置于外容器内部，所述内容器外壁上设置有多层绝热层，内容器和外容器之间具有高真空绝热夹层，内容器和外容器之间设置有轴向支撑结构和径向支撑结构。本装置具有良好的绝热性能，以及提高容器整体的结构稳定性。所述径向支撑玻璃钢、轴向支撑玻璃钢的设置阻断了内容器和外容器间的直接接触，又因为玻璃钢自身低热导率的特性，因而减少了从外容器向内容器传递的热流密度；多层绝热层以绝热被方式包裹布置在内容器的外表面；其中，多层绝热层的反射屏选用铝箔，间隔材料选用玻璃纤维纸，多层绝热层可有效阻断容器内外存在巨大温差引发的辐射传热。
Description
技术领域
本实用新型属于低温容器领域，涉及应用于贮存液氢、液氮、液氧等低温液体的低温液体容器，具体地说是一种低温容器的绝热支撑结构。
背景技术
近年来，低温技术在能源交通、生物医疗、食品加工、深潜航天、高端制造等诸多领域有着广泛的应用，随着各领域对低温液体需求量的逐渐增大，作为贮存、运输低温液体的有效载体，低温容器的应用也愈加普遍。低温液体最显著的特点是沸点小、易蒸发，如液氢标况下沸点为20K、液氮标况下沸点为77K，液氧标况下沸点为90K。由于贮存的低温液体与容器所处的外部环境存在巨大温差，如何有效抑制传热并将漏热量控制为最小便是低温容器设计者需要着重思考的问题。
低温容器的漏热量过大，其造成的弊端有：1、降低了低温液体的有效贮存时间。为避免容器内压力过大发生危险，低温液体汽化后会沿放空阀排出。如果传入的热流密度较大，低温液体的蒸发过快，单位时间内放空的气体也会更多，这将缩短低温液体的有效贮存时间。2、增加了能源浪费和经济损失。空分液化过程需要消耗大量能源以最终获取低温液体。此外，由于某些种类低温液体的获取难度较大，其市场价格也相对较高，如液氢、液氦等。因而如不能有效延长低温液体的贮存时间、减少蒸发损耗成本，则会造成能源上的间接浪费和经济上的直接损失。
绝热支撑结构是低温容器的重要组成部分，其位于内容器和外容器间的真空绝热夹层内；支撑结构的作用是使内容器稳定保持在真空环境内，真空环境避免了气体对流换热的发生，仅使呈自由分子状态的稀薄残余气体发生微量的气体导热，进而削弱了热量传递。支撑结构常用到的材料是玻璃纤维增强塑料，即玻璃钢，其具有较高的强度和较好的绝热性能，该材料的导热系数范围在0.25～0.45W/(m·K)，因而能有效削减由外容器传递至内容器的固体导热。多层绝热层为高真空多层绝热层，多层绝热与高真空环境搭配应用，进而削弱了辐射传热、气体导热和固体导热。
亟待一种具有绝热、稳定性结构的低温容器。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种低温容器的绝热支撑结构，具有良好的绝热性能，以及稳定性。
为实现上述目的，本实用新型所述一种低温容器的绝热支撑结构，包括内容器和外容器，所述内容器设置于外容器内部，所述内容器外壁上设置有多层绝热层，内容器和外容器之间具有高真空绝热夹层，内容器和外容器之间设置有轴向支撑结构和径向支撑结构；
所述轴向支撑结构设置于内容器与外容器轴向两端，包括内容器封头补强板、支撑板、加强板、支撑板轴向玻璃钢管槽、轴向支撑玻璃钢、内容器轴向玻璃钢管槽以及管槽帽；
所述支撑板、加强板、支撑板轴向玻璃钢管槽通过焊接相互连接，并且支撑板固定在外容器的内表面上，所述内容器轴向玻璃钢管槽与管槽帽焊接，管槽帽固定在内容器内表面；所述内容器轴向玻璃钢管槽与内容器焊接，内容器封头补强板固定在内容器外表面和内容器轴向玻璃钢管槽的外表面；
所述径向支撑结构主要包括径向支撑玻璃钢、外容器径向玻璃钢管槽以及内容器径向玻璃钢管槽；所述外容器径向玻璃钢管槽与外容器的内表面固接；所述内容器径向玻璃钢管槽与内容器的外表面固接。
所述径向支撑玻璃钢安装固定在外容器径向玻璃钢管槽和内容器径向玻璃钢管槽之间，径向支撑玻璃钢与外容器径向玻璃钢管槽和内容器径向玻璃钢管槽之间设置有低温胶。
所述多层绝热层为多层绝热材料，所述绝热材料包裹布置在内容器的外表面。
所述多层绝热层的绝热材料包含反射屏与间隔材料，且具有阻燃性；所述反射屏为铝箔，间隔材料为玻璃纤维纸，反射屏与间隔材料以1:1等密度交替布置，层密度为2～3反射屏/mm。
所述多层绝热层为反射屏与间隔材料以1:1等密度交替布置，层数为70层。
所述高真空绝热夹层内的真空度高于1×10-2Pa。
所述轴向支撑玻璃钢安装固定在支撑板轴向玻璃钢管槽和内容器轴向玻璃钢管槽之间，轴向支撑玻璃钢与支撑板轴向玻璃钢管槽和内容器轴向玻璃钢管槽之间设置有低温胶。
本实用新型所述一种低温容器的绝热支撑结构，其有益效果在于：低温容器获得良好的绝热性能，以及提高容器整体的结构稳定性。所述轴向支撑玻璃钢、径向支撑玻璃钢的设置阻断了内容器和外容器间的直接接触，又因为玻璃钢自身低热导率的特性，因而减少了从外容器向内容器传递的热流密度；多层绝热层以绝热被方式包裹布置在内容器的外表面；其中，多层绝热层的反射屏选用铝箔，间隔材料选用玻璃纤维纸，多层绝热层可有效阻断容器内外存在巨大温差引发的辐射传热。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图中：1-多层绝热层、2-外容器、3-内容器、4-内容器封头补强板、5-支撑板、6-加强板、7-支撑板轴向玻璃钢管槽、8-轴向支撑玻璃钢、9-内容器轴向玻璃钢管槽、10-管槽帽、11-径向支撑玻璃钢、12-外容器径向玻璃钢管槽、13-内容器径向玻璃钢管槽、14-高真空绝热夹层。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实用新型所述一种低温容器的绝热支撑结构，包括内容器3和外容器2，所述内容器3设置于外容器2内部，所述内容器3外壁上设置有多层绝热层1，内容器3和外容器2之间具有高真空绝热夹层14，内容器3和外容器2之间设置有轴向支撑结构和径向支撑结构；
所述轴向支撑结构设置于内容器3与外容器2轴向两端，包括内容器封头补强板4、支撑板5、加强板6、支撑板轴向玻璃钢管槽7、轴向支撑玻璃钢8、内容器轴向玻璃钢管槽9以及管槽帽10；
所述支撑板5、加强板6、支撑板轴向玻璃钢管槽7通过焊接相互连接，并且支撑板5固定在外容器2的内表面上，所述内容器轴向玻璃钢管槽9与管槽帽10焊接，管槽帽10固定在内容器3内表面；所述内容器轴向玻璃钢管槽9与内容器3焊接，内容器封头补强板4固定在内容器3外表面和内容器轴向玻璃钢管槽9的外表面；
所述径向支撑结构主要包括径向支撑玻璃钢11、外容器径向玻璃钢管槽12以及内容器径向玻璃钢管槽13；所述外容器径向玻璃钢管槽12与外容器2的内表面固接；所述内容器径向玻璃钢管槽13与内容器3的外表面固接。
所述径向支撑玻璃钢11安装固定在外容器径向玻璃钢管槽12和内容器径向玻璃钢管槽13之间，径向支撑玻璃钢11与外容器径向玻璃钢管槽12和内容器径向玻璃钢管槽13之间设置有低温胶。
所述多层绝热层1为多层绝热材料，所述绝热材料包裹布置在内容器3的外表面。
所述多层绝热层1的绝热材料包含反射屏与间隔材料，且具有阻燃性；所述反射屏为铝箔，间隔材料为玻璃纤维纸，反射屏与间隔材料以1:1等密度交替布置，层密度为2～3反射屏/mm。
所述多层绝热层1为反射屏与间隔材料以1:1等密度交替布置，层数为70层。
所述高真空绝热夹层14内的真空度高于1×10-2Pa。
所述轴向支撑玻璃钢8安装固定在支撑板轴向玻璃钢管槽7和内容器轴向玻璃钢管槽9之间，轴向支撑玻璃钢8与支撑板轴向玻璃钢管槽7和内容器轴向玻璃钢管槽9的接触面处涂抹有低温胶。
在实际施工时，支撑板5、加强板6、支撑板轴向玻璃钢管槽7通过焊接相互连接，并且支撑板5以焊接方式固定在外容器2的内表面上，确保焊接固定牢固；内容器轴向玻璃钢管槽9与管槽帽10以焊接方式连接，管槽帽10则焊接固定在内容器3的内表面；内容器轴向玻璃钢管槽9与内容器3焊接牢固，内容器封头补强板4焊接固定在内容器3外表面和内容器轴向玻璃钢管槽9的外表面以提升强度；轴向支撑玻璃钢8安装固定在支撑板轴向玻璃钢管槽7和内容器轴向玻璃钢管槽9之间，且玻璃钢与管槽的接触面处涂抹有低温胶。所述轴向支撑玻璃钢8的设置阻断了内容器3和外容器2的直接接触，因为玻璃钢自身低热导率的特性，因而减少了热流密度从外容器2向内容器3的传递。
径向支撑结构围绕内容器3环绕布置，共有8处，并处于内容器3和外容器2之间的高真空绝热夹层14中；外容器径向玻璃钢管槽12通过焊接方式与外容器2的内表面连接；所述内容器径向玻璃钢管槽13通过焊接方式与内容器3的外表面连接。所述径向支撑玻璃钢11固定在外容器径向玻璃钢管槽12和内容器径向玻璃钢管槽13之间，且玻璃钢与管槽的接触面处涂抹有低温胶。所述径向支撑玻璃钢11的设置阻断了内容器3和外容器2间的直接接触，玻璃钢自身低热导率的特性，因而减少了从外容器2向内容器3传递的热流密度。
所述多层绝热层1以绝热被方式包裹布置在内容器3的外表面，多层绝热层可有效阻断容器内外存在巨大温差引发的辐射传热。
Claims (7)
1.一种低温容器的绝热支撑结构，包括内容器(3)和外容器(2)，所述内容器(3)设置于外容器(2)内部，其特征在于：所述内容器(3)外壁上设置有多层绝热层(1)，内容器(3)和外容器(2)之间具有高真空绝热夹层(14)，内容器(3)和外容器(2)之间设置有轴向支撑结构和径向支撑结构；
所述轴向支撑结构设置于内容器(3)与外容器(2)轴向两端，包括内容器封头补强板(4)、支撑板(5)、加强板(6)、支撑板轴向玻璃钢管槽(7)、轴向支撑玻璃钢(8)、内容器轴向玻璃钢管槽(9)以及管槽帽(10)；
所述支撑板(5)、加强板(6)、支撑板轴向玻璃钢管槽(7)通过焊接相互连接，并且支撑板(5)固定在外容器(2)的内表面上，所述内容器轴向玻璃钢管槽(9)与管槽帽(10)焊接，管槽帽(10)固定在内容器(3)内表面；所述内容器轴向玻璃钢管槽(9)与内容器(3)焊接，内容器封头补强板(4)固定在内容器(3)外表面和内容器轴向玻璃钢管槽(9)的外表面；
所述径向支撑结构主要包括径向支撑玻璃钢(11)、外容器径向玻璃钢管槽(12)以及内容器径向玻璃钢管槽(13)；所述外容器径向玻璃钢管槽(12)与外容器(2)的内表面固接；所述内容器径向玻璃钢管槽(13)与内容器(3)的外表面固接。
2.如权利要求1所述一种低温容器的绝热支撑结构，其特征在于：所述径向支撑玻璃钢(11)安装固定在外容器径向玻璃钢管槽(12)和内容器径向玻璃钢管槽(13)之间，径向支撑玻璃钢(11)与外容器径向玻璃钢管槽(12)和内容器径向玻璃钢管槽(13)之间设置有低温胶。
3.如权利要求2所述一种低温容器的绝热支撑结构，其特征在于：所述多层绝热层(1)为多层绝热材料，所述绝热材料包裹布置在内容器(3)的外表面。
4.如权利要求3所述一种低温容器的绝热支撑结构，其特征在于：所述多层绝热层(1)的绝热材料包含反射屏与间隔材料，所述反射屏为铝箔，间隔材料为玻璃纤维纸，反射屏与间隔材料以1:1等密度交替布置，层密度为2～3反射屏/mm。
5.如权利要求3所述一种低温容器的绝热支撑结构，其特征在于：所述多层绝热层(1)为反射屏与间隔材料以1:1等密度交替布置，层数为70层。
6.如权利要求5所述一种低温容器的绝热支撑结构，其特征在于：所述高真空绝热夹层(14)内的真空度高于1×10-2Pa。
7.如权利要求6所述一种低温容器的绝热支撑结构，其特征在于：所述轴向支撑玻璃钢(8)安装固定在支撑板轴向玻璃钢管槽(7)和内容器轴向玻璃钢管槽(9)之间，轴向支撑玻璃钢(8)与支撑板轴向玻璃钢管槽(7)和内容器轴向玻璃钢管槽(9)之间设置有低温胶。
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