[发明专利]一种真空双层液氢球罐内外支柱活连接的支撑结构

说明书

一种大型真空双层液氢球罐内外支柱活连接的支撑结构，包括内支柱和外支撑结构组成的支撑结构，球状内罐通过内支柱支撑悬空于外罐空腔，内支柱连接在外支撑结构上，外支撑结构支撑外罐及球状内罐，相邻的外支撑结构之间连接拉杆；在球状内罐、外罐上设置有若干组支撑结构，每组支撑结构由一个内支柱和一个外支撑结构构成，内支柱包括半圆顶盖、内上支柱、内下支柱及上下连接结构，半圆顶盖连接在内上支柱顶部，内上支柱和内下支柱通过上下连接结构连接；内下支柱采用双套管结构，内下支柱内管、内下支柱外管和外支撑结构通过连接轴连接；本发明增加了支撑结构的自由度，提高了大型液氢球罐的绝热性能和热胀冷缩变形的抵抗力。

技术领域

本发明涉及大规模液氢储存技术领域，具体涉及一种真空双层液氢球罐内外支柱活连接的支撑结构。

背景技术

对于我国而言，大型液氢真空多层绝热球罐研制仍处于探索阶段，与常规液体单球罐相比，液氢双层球罐具有大温差保温隔热的显著要求，因此为了降低液氢蒸发率，液氢球罐通常采用带隔热材料的真空双层球罐结构，双层球罐与地面之间的连接即成为最核心的关键技术之一。

对于大型液氢球罐而言，支撑结构不仅需要具有高稳定性，且尚需具有良好的绝热性能,具体的支撑结构形式鲜有公开报道。先设定支撑结构由内支柱和外支柱组成，其中内支柱起支撑内罐的作用，外支柱起支撑外罐的作用。通过理论计算分析，外界通过内支柱的漏热量往往会超过液氢储罐罐体总体漏热量的30％，所以如何有效降低支撑结构的漏热量是真空双层液氢球罐研制过程中亟待解决的关键问题之一。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种真空双层液氢球罐内外支柱活连接的支撑结构，增加了支撑结构的自由度，提高了抗外载荷的能力；显著降低从支撑结构漏入球罐内的热量，从而极大提高了大型液氢球罐的绝热性能。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种大型真空双层液氢球罐内外支柱活连接的的支撑结构，包括内支柱3、外支撑结构4组成的支撑结构，球状内罐1通过内支柱3支撑悬空于外罐2空腔中，内支柱3连接在外支撑结构4上，外支撑结构4支撑外罐2及球状内罐1，相邻的外支撑结构4之间连接有拉杆5；内罐1和外罐2夹层之间填充隔热材料并抽真空进行绝热；

在球状内罐1、外罐2上设置有若干组支撑结构，每组支撑结构由一个内支柱3和一个外支撑结构4构成，内支柱3包括半圆顶盖31、内上支柱32、内下支柱33及上下连接结构，半圆顶盖31连接在内上支柱32顶部，内上支柱32和内下支柱33通过上下连接结构连接。

所述的外支撑结构4包括外支柱42和外壁托板41，在外支柱42顶部设置有与外罐2的外壁轮廓匹配的外壁托板41，外支柱42顶部通过外壁托板41固定连接于外罐2的外壁上。

所述的内下支柱33采用双套管结构，由内到外依次为内下支柱内管332和内下支柱外管331，内上支柱32下部通过上下连接结构与内下支柱外管331连接，上下连接结构中间安装隔热材料7进行绝热，并通过法兰8将内上支柱32和内下支柱外管331连接；内下支柱内管332、内下支柱外管331上部和下部均有圆形贯穿孔，外支柱42在同一高度处也设计有上部贯穿孔，内下支柱内管332与外支柱42通过横贯上部贯穿孔的上连接轴9连接，内下支柱外管331与内下支柱内管332通过横贯下部贯穿孔的下连接轴10连接。

所述的内下支柱33不限于双套管结构，视具体的实际工况而定，采用更多套管组合形式。

相邻两个外支撑结构4之间错位交叉布置两根拉杆5，两根拉杆5无相交部位，拉杆5两端与耳板52连接，耳板52与外支柱42连接。

所述的外支柱42与球罐底座12连接，球罐底座12与硬化地面固定。