一种大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱制造技术

技术编号：42620087 阅读：26 留言：0更新日期：2024-09-06 01:24

本发明专利技术涉及低温罐箱/罐式集装箱技术领域，具体涉及一种大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱，包括：液氦罐箱内容器、液氦罐箱内容器冷屏盘管、液氦进排液管、复合多层绝热材料、内铜屏、闪蒸气传输管、绝热支撑、外铜屏、液氦罐箱外容器、液氦罐箱钢架、液氦进液传输管线、冷却介质内容器、冷却介质内容器冷屏盘管、复合多层绝热材料II、内铜屏II、绝热支撑II、外铜屏II、低温冷头、低温制冷机、单向加液控制阀。本发明专利技术可以应对低温罐箱在长时间带压储存液氦和长时间、远距离运输液氦过程中易出现的内部压力急速升高的情况，实现长期零蒸发存储。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及低温罐箱/罐式集装箱，具体而言，涉及一种大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱。

技术介绍

1、氦气作为一种不可再生的稀缺性战略资源，在各个领域扮演着极其重要的角色。在冶金等工业生产和芯片制造等高
，氦气可以作为保护气和电子特气被大量使用；在医疗领域，氦气主要就用在磁共振设备上，被液化为液氦，成了磁共振设备超导线圈的冷却剂；在航天工程上，由于氦气的性质非常稳定，作为火箭上各种气动阀门的驱动气体和火箭燃料箱里的加压气。氦气已经是国家安全和高新技术产业发展不可或缺的关键资源，具有重要的战略性地位。

2、由于氦资源作为战略资源的重要地位，液氦罐箱(也称液氦罐式集装箱)因其经济性承担着大容量液氦储存和运输的任务。液氦与其他低温液体相比，具有潜热小、密度小、良好的导热性和很强的扩散性的特点。通常液氦罐箱是带压储存和运输液氦，比普通压力容器的结构更为复杂，操作工况载荷更多，现有的大容量液氦罐箱多采用液氮容器、液氮保护屏或者多屏绝热的结构，也有把几种绝热方式结合起来使用。液氦罐箱容器由于利用现有绝热方式，造成的内部漏热或温度过高等原因使液氦受热蒸发，使得容器内部增压，当容器压力超出容器许用压力后，就必须排放减压，因此会造成液氦的大量损失与浪费，也可能出现容器减压过程中的安全隐患。

3、综上，现有技术可能出现在带压储存和运输低温液化气体的过程中，液氦罐箱容器内部由于漏热或温度过高等原因使液氦受热蒸发，存在内部增压过快而排放减压，这会造成液氦的大量损失与浪费，也可能出现容器减压过程中的安全隐患。

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技术实现思路

1、本专利技术实施例提供了一种大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱，以至少解决现有液氦罐箱无法长期带压储存和长时间、远距离运输的技术问题。

2、根据本专利技术的一实施例，提供了一种大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱，包括：液氦罐箱内容器、液氦罐箱内容器冷屏盘管、液氦进排液管、复合多层绝热材料、内铜屏、闪蒸气传输管、绝热支撑、外铜屏、液氦罐箱外容器、液氦罐箱钢架、液氦进液传输管线、冷却介质内容器、冷却介质内容器冷屏盘管、复合多层绝热材料ii、内铜屏ii、绝热支撑ii、外铜屏ii、低温冷头、低温制冷机、单向加液控制阀；其中：

3、液氦罐箱内容器用于储存液氦，液氦罐箱内容器外侧依次设置有液氦罐箱内容器冷屏盘管、复合多层绝热材料、内铜屏、外铜屏；

4、液氦进排液管一端穿过液氦罐箱内容器，内置于液氦罐箱内容器底部，用于液氦罐箱内容器的液氦进液或排液，另一端依次穿过复合多层绝热材料、内铜屏、外铜屏、液氦罐箱外容器与氦液化器或液氦储存容器相连；液氦罐箱内容器与液氦罐箱外容器之间通过绝热支撑相连；

5、液氦罐箱内容器一侧布置冷却介质内容器用于储存氦气闪蒸气和再液化后的液氦，外侧依次设置有冷却介质内容器冷屏盘管、复合多层绝热材料ii、内铜屏ii、外铜屏ii；

6、液氦进液传输管线一端依次穿过外铜屏ii、内铜屏ii、冷却介质内容器冷屏盘管、复合多层绝热材料ii和冷却介质内容器，内置于冷却介质内容器下部，液氦进液传输管线的另一端穿过外铜屏、内铜屏、复合多层绝热材料和液氦罐箱内容器下部，将冷却介质内容器与液氦罐箱内容器内部联通，液氦进液传输管线上设置单向加液控制阀；

7、低温制冷机布置于液氦罐箱外容器内部和冷却介质内容器内部，其中低温制冷机上部位于液氦罐箱外容器内部且在冷却介质内容器外侧上方，低温制冷机中部及下部位于冷却介质内容器内部，低温制冷机下部与低温冷头相连；低温冷头在冷却介质内容器内部；冷却介质内容器上连接有闪蒸气传输管的一端，闪蒸气传输管穿过冷却介质内容器、复合多层绝热材料ii、内铜屏ii、外铜屏ii并穿过复合多层绝热材料、内铜屏、外铜屏和冷屏盘管相连；冷却介质内容器与液氦罐箱外容器之间通过绝热支撑ii相连。

8、进一步地，液氦进排液管一端穿过液氦罐箱内容器，内置于液氦罐箱内容器底部，另一端通过绝热真空管线并穿过复合多层绝热材料、内铜屏、外铜屏、液氦罐箱外容器与氦液化器或液氦储存容器相连。

9、进一步地，在外铜屏和液氦罐箱外容器之间布置有进排液阀门实现进排液流量调控。

10、进一步地，液氦罐箱内容器外侧缠绕有液氦罐箱内容器冷屏盘管，冷屏冷却介质经冷屏盘管为液氦罐箱内容器提供冷量。

11、进一步地，液氦罐箱内容器外侧为内铜屏，液氦罐箱内容器与内铜屏之间包裹有复合多层绝热材料，内铜屏外侧有外铜屏，进一步用于减少辐射漏热。

12、进一步地，外铜屏外侧有液氦罐箱外容器，用于实现真空环境；液氦罐箱内容器、冷却介质内容器与液氦罐箱外容器之间采用绝热支撑ii连接；液氦罐箱外容器外侧有液氦罐箱钢架。

13、进一步地，外铜屏右侧布置有外铜屏ii，外铜屏ii内部包含有内铜屏ii，内铜屏ii内部包含有冷却介质内容器，用于储存液氦罐箱的冷却介质。

14、进一步地，冷却介质内容器外侧缠绕有冷却介质内容器冷屏盘管，冷却介质内容器与内铜屏ii之间填充有复合多层绝热材料ii。

15、进一步地，冷却介质内容器上方及内部布置有低温制冷机，其中低温制冷机下部与低温冷头相连；低温冷头在冷却介质内容器内部，用于给冷却介质降温；低温制冷机采用脉冲管制冷机、g-m制冷机、热声制冷机或逆布雷顿制冷机，采用单级或双级；低温冷头采用一级冷头和二级冷头。

16、进一步地，冷却介质内容器上方包含有闪蒸气传输管的一端，闪蒸气传输管穿过冷却介质内容器、复合多层绝热材料ii、内铜屏ii、外铜屏ii、绝热真空管线并穿过复合多层绝热材料、内铜屏、外铜屏和冷屏盘管相连。

17、本专利技术实施例中的大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱，液氦从氦液化器或液氦储存设备经液氦进排液管流入液氦罐箱内容器，随后液氦蒸发后产生的氦气经液氦罐箱内容器冷屏盘管，实现热量吸收，减少辐射漏热，升温后的氦气经闪蒸气传输管进入冷却介质内容器，在低温冷头的作用下降温液化。部分低温液体经液氦进液传输管线流回液氦罐箱内容器，可以应对液氦罐箱在长期带压储存和长时间、远距离运输过程中易出现的内部压力急速升高的情况，实现长期零蒸发存储。

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【技术保护点】

1.一种大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱，其特征在于，包括：液氦罐箱内容器、液氦罐箱内容器冷屏盘管、液氦进排液管、复合多层绝热材料、内铜屏、闪蒸气传输管、绝热支撑、外铜屏、液氦罐箱外容器、液氦罐箱钢架、液氦进液传输管线、冷却介质内容器、冷却介质内容器冷屏盘管、复合多层绝热材料II、内铜屏II、绝热支撑II、外铜屏II、低温冷头、低温制冷机、单向加液控制阀；其中：

2.根据权利要求1所述的大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱，其特征在于，液氦进排液管一端穿过液氦罐箱内容器，内置于液氦罐箱内容器底部，另一端通过绝热真空管线并穿过复合多层绝热材料、内铜屏、外铜屏、液氦罐箱外容器与氦液化器或液氦储存容器相连。

3.根据权利要求1所述的大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱，其特征在于，在外铜屏和液氦罐箱外容器之间布置有进排液阀门实现进排液流量调控。

4.根据权利要求1所述的大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱，其特征在于，液氦罐箱内容器外侧缠绕有液氦罐箱内容器冷屏盘管，冷屏冷却介质经冷屏盘管为液氦罐箱内容器提供冷量。

5.根据权利要求1所

6.根据权利要求1所述的大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱，其特征在于，外铜屏外侧有液氦罐箱外容器，用于实现真空环境；液氦罐箱内容器、冷却介质内容器与液氦罐箱外容器之间分别采用绝热支撑和绝热支撑II连接；液氦罐箱外容器外侧有液氦罐箱钢架。

7.根据权利要求1所述的大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱，其特征在于，外铜屏右侧布置有外铜屏II，外铜屏II内部包含有内铜屏II，内铜屏II内部包含有冷却介质内容器，用于储存液氦罐箱的冷却介质。

8.根据权利要求1所述的大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱，其特征在于，冷却介质内容器外侧缠绕有冷却介质内容器冷屏盘管，冷却介质内容器与内铜屏II之间填充有复合多层绝热材料II。

9.根据权利要求1所述的大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱，其特征在于，冷却介质内容器上方及内部布置有低温制冷机，其中低温制冷机下部与低温冷头相连；低温冷头在冷却介质内容器内部，用于给冷却介质降温；低温制冷机采用脉冲管制冷机、G-M制冷机、热声制冷机或逆布雷顿制冷机，采用单级或双级；低温冷头采用一级冷头和二级冷头。

10.根据权利要求1所述的大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱，其特征在于，冷却介质内容器上方包含有闪蒸气传输管的一端，闪蒸气传输管穿过冷却介质内容器、复合多层绝热材料II、内铜屏II、外铜屏II、绝热真空管线并穿过复合多层绝热材料、内铜屏、外铜屏和冷屏盘管相连。

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【技术特征摘要】

1.一种大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱，其特征在于，包括：液氦罐箱内容器、液氦罐箱内容器冷屏盘管、液氦进排液管、复合多层绝热材料、内铜屏、闪蒸气传输管、绝热支撑、外铜屏、液氦罐箱外容器、液氦罐箱钢架、液氦进液传输管线、冷却介质内容器、冷却介质内容器冷屏盘管、复合多层绝热材料ii、内铜屏ii、绝热支撑ii、外铜屏ii、低温冷头、低温制冷机、单向加液控制阀；其中：

3.根据权利要求1所述的大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱，其特征在于，在外铜屏和液氦罐箱外容器之间布置有进排液阀门实现进排液流量调控。

5.根据权利要求1所述的大容量零蒸发存储液氦罐箱/罐式集装箱，其特征在于，液氦罐箱内容器外侧为内铜屏，液氦罐箱内容器与内铜屏之间包裹有复合多层绝热材料，内铜屏外侧有外铜屏，进一步用于减少辐射漏热。

6.根据权利要求1所述的大容量零蒸发...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢秀娟，贾启明，郭梁，杨少柒，龚领会，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人