[发明专利]一种液氢储罐

说明书

本发明公开了一种液氢储罐，属于液氢储罐设备技术领域，所述液氢储罐为常压立式圆筒形双金属全容罐。所述液氢储罐的罐体包括由内到外依次设置的内罐、绝热层和外罐，其中，液氢储罐罐身的绝热层包括由内到外依次设置的第一真空绝热被层、液氮冷屏层和第一气凝胶层，第一真空绝热被层为填充有纤维的柔性腔体，腔体抽成真空；第一真空绝热被层固定设置在罐身的内罐的外壁上，液氮冷屏层固定设置在第一真空绝热被层上，第一气凝胶层填充在液氮冷屏层和罐身的外罐之间。本发明提供的液氢储罐无需承受真空，其日蒸发率可达0.13％/天，内外罐在现有材料的强度下能够实现且经济合理，从而使得该液氢储罐能够实现大型化，其容积可以达到10000m³。

技术领域

本发明属于液氢储罐设备技术领域，具体涉及一种液氢储罐。

背景技术

液氢储罐是用于储存液态氢气的容器，是氢气从生产到利用过程的桥梁。氢气作为清洁、安全、高效以及可再生能源，是未来人类清洁能源利用最有效能源之一。当前全球正经历从化石能源向氢能等非化石能源过渡的第三次能源体系重大转换期，多国政府陆续推出氢能产业发展支持性政策，促使氢能产业链上下游企业和科研机构密切配合，推动以氢燃料电池汽车和分布式能源为主的氢能产业快速落地。液氢储存这种储氢技术作为氢气从生产到利用过程中的桥梁，因此安全、高效的储氢技术成为氢能应用的关键。而且随着氢能应用领域的扩大与普及，大规模储氢是未来的必然发展方向。

目前的储氢技术主要包括：高压压缩储氢技术、低温液态储氢技术以及化学储氢技术。衡量储氢技术的性能参数主要有体积储氢密度、质量储氢分数。根据美国能源局DOE提出的目标：储氢质量分数终极目标为7.5％，体积储氢密度为70kg/m³。低温液态储氢由于其储存密度大,在运输(特别是长距离运输)以及储存等方面具有极大优势。液氢的储存和运输是随着火箭及航天工程的发展而发展起来的，目前美国、俄罗斯、日本、法国都有用于火箭发射的大型液氢储罐：例如美国国家航空和航天局(NASA)使用罐体直径达到25米容积为3800m³的球型大罐来储存液氢；俄罗斯JSC深冷机械制造股份有限公司生产的火箭发射靶场1400m³液氢大型球罐；日本种子岛航天中心的液氢球罐容积为540m³。同时在欧美民用领域也建成了一定规模的氢液化工厂，并采用卧式圆筒形或立式圆筒形压力容器来储存液氢。我国低温液态储氢在航天工程中已有比较成熟的应用，通过引进国外技术建成了1.5吨/天的液氢装置，也具备了300m³及以下的固定式和移动式卧式圆筒形液氢储罐建造技术。

上述储氢技术所用液氢储罐分为两种，第一种是带压低温储罐(管内压力为0.1-0.6MPa)，其中，带压低温储罐包括内罐和外罐，一般为立式或卧式，形状为圆筒形或者球形，内罐和外罐之间的夹层抽成真空，以实现绝热，这种液氢储存方式目前在欧美的航天以及民用领域已有比较成熟的应用，但是这种带压低温储罐由于受材料强度的限制以及夹层间的真空度的获取及维持难度高且费用大，一般只适合较低容积(如小于4000m³)的液氢储罐。第二种是常压低温储罐，其形状多为立式圆筒形拱顶罐，这种储罐也包括内罐和外罐，能够储存大容积的低温介质，例如目前国内液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)双金属全容罐最大做到了80000m³。但这种立式圆筒形双金属储罐无法承受全真空，因此对于液氢介质通常采用的高真空多层绝热或真空堆积绝热形式无法应用到此类型的大罐上。

因此，现在亟需一种大容量、能够满足液氢绝热需要且无需承受真空的常压液氢储罐。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种液氢储罐，该液氢储罐具有大容量和良好的绝热性能，并无需承受真空。

本发明的技术方案为：

本发明提供了一种液氢储罐，所述液氢储罐为常压立式圆筒形双金属全容罐，所述液氢储罐的罐体包括由内到外依次设置的内罐、绝热层和外罐，其中，