[发明专利]一种卧式液氢储罐用内部支撑结构

说明书

本发明公开了氢能及深冷储存技术领域的一种卧式液氢储罐用支撑结构，所述卧式液氢储罐由双壳卧式圆筒形储罐、夹层绝热材料、内部支撑结构组成，所述内部支撑结构包括竖向支撑结构、轴向支撑结构以及周向支撑结构。采用本发明的一种卧式液氢储罐用支撑结构能够解决现有液氢储罐支撑结构支撑强度弱、冷量损失大的技术问题。

技术领域

本发明属于氢能及深冷储存技术领域，具体涉及一种卧式液氢储罐用内部支撑结构。

背景技术

卧式液氢储罐为双层圆筒形储罐，具有制造装配难度低，既固定式储存也可用于移动式运输储存等优势。上述液氢储罐需具备以下功能：1)为充装绝热材料，并保持内罐绝热均匀，内外罐夹层之间需确保一定均匀空隙的环形空间；2)内罐的所有金属及内部介质重量需要外罐支撑；3)液氢储罐运行中，在外部载荷如风、地震以及物料装卸过程，内罐相对外罐不宜发生整体竖向或水平轴向与横向位移以及环向扭转位移。4)内罐因储存低温介质，正常运行过程中存在冷缩，故內罐水平与竖向不宜固支约束。5)夹层中支撑结构的冷量损失对液氢储罐整体绝热效果影响较大。

工程中通常在内外罐环形夹层中设有支撑结构，竖向支撑结构通常采用吊杆或支柱，而水平支撑结构通常采用径向支撑杆，吊杆或支撑杆件一端与内罐外壁相连，另一端与外罐内壁相连，端部连接一般采用吊钩。此方案存在以下问题：

(1)支撑杆件为金属制品，导热系数较高，如果支撑杆件长度较短，支撑杆件两端温度差较小，容易造成外罐局部存在冷点，如外罐采用普通碳钢材料，则会存在冷脆风险。同时支撑杆件造成的储罐冷量损失严重，导致储罐整体绝热效果不佳，蒸发率较高。

(2)因内外罐夹层空间直线距离非常小，如内外罐罐壁径向直接相连而限制内罐整体横向位移，水平支撑杆将非常短，冷量损失非常大，且温度沿支撑杆长度得不到有效衰减。

(3)支撑连杆与罐壁支座连接采用吊钩，承载能力较弱，且吊钩连接为万向结构，连杆端部与支座不仅能产生相对转角，还会发生相对位移。不能完全有效的限制内罐在外载荷作用的整体的竖向位移。

发明内容

本发明的目的是提供一种卧式液氢储罐用支撑结构，以解决现有液氢储罐支撑结构支撑强度弱、冷量损失大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种卧式液氢储罐用支撑结构，所述卧式液氢储罐由双壳卧式圆筒形储罐、夹层绝热材料、内部支撑结构组成，所述双壳卧式圆筒形储罐由内罐筒体与外罐筒体组成，在内罐筒体与外罐筒体之间的环形空间内充填夹层绝热材料，其特征在于：所述内部支撑结构包括竖向支撑结构、轴向支撑结构以及周向支撑结构，所述竖向支撑结构设置于内罐筒体与外罐筒体间的环形空间内，沿储罐轴向方向左右对称多组均匀布置；所述周向支撑结构设置于内罐筒体与外罐筒体的环形空间内，为水平曲杆结构，所述周向支撑结构沿储罐轴向方向上下对称多组均匀布置；所述轴向支撑结构沿内罐圆筒水平轴向布置，为水平曲杆结构，上下各分布一组。

本发明一种卧式液氢储罐用支撑结构，其进一步特征在于：所述竖向支撑结构包括竖向吊杆，底部支座，顶部支座。所述竖向吊杆底端通过底部支座连接在内罐筒体上，竖向吊杆顶端通过顶部支座连接在外罐筒体上。竖向吊杆与底端支座以及顶部支座之间均设有连杆球绞结构。底部支座垂直焊接在在内罐筒体水平中心线处。

本发明一种卧式液氢储罐用支撑结构，其进一步特征在于：在外罐筒体上对应于竖向吊杆位置，设有一外伸吊杆套管，吊杆套管端部设有一套管封头。竖向吊杆通过顶部支座固定在吊杆套管上。吊杆套管与竖向吊杆之间环形空间以及套管封头的空隙间均采用软质绝热材料填充如玻璃棉等。

本发明一种卧式液氢储罐用支撑结构，其进一步特征在于：所述底部支座与内罐壳体内壁连接处设有一组内部加强圈；所述外伸套管与外罐壳体相连处外壁设有多个加强板。