一種真空絕熱板保溫的深冷液體儲運(yùn)罐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液體儲運(yùn)罐，特別是涉及一種真空絕熱板保溫的深冷液體儲運(yùn)罐。
【背景技術(shù)】
[0002]貨輪、客輪等艦船因燃燒柴油釋放大量PM2.5，PM2.5是指環(huán)境空氣中空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物，被吸入人體后會直接進(jìn)入支氣管，干擾肺部的氣體交換，引發(fā)包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病。而天然氣的主要成分是甲烷，分子式為CH4,燃燒充分，且燃燒產(chǎn)物僅為少量的CO2和H2O,是一種成本低、熱轉(zhuǎn)換效率高且儲量豐富的清潔能源。因為天然氣的液化溫度為-161.5°C，需要耐壓絕熱的密閉空間進(jìn)行存儲，而水路條件下的氣候和環(huán)境對其儲存則提出了更加嚴(yán)苛的要求，國家正在制定天然氣在艦船上的使用規(guī)范，對天然氣的儲存已經(jīng)成為了一項重要而迫切的課題。
[0003]申請?zhí)枮?00880001971.0的國際發(fā)明專利涉及一種包含增強(qiáng)材料的硬質(zhì)聚氨酯泡沫，其通過使粘度在25°C下低于500mPas的異氰酸酯與具有對異氰酸酯呈反應(yīng)性的基團(tuán)的化合物、含水發(fā)泡劑、催化劑以及合適的其他添加劑混合形成反應(yīng)混合物并將反應(yīng)混合物施用至增強(qiáng)材料上而得到，其中具有對異氰酸酯呈反應(yīng)性的基團(tuán)的化合物包含關(guān)能度為4或更大粘度在25°C下為100mPas或更小的聚醚醇和官能度為3或更小且粘度在25°C下為500mPas或更小的聚醚醇。本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)這種硬質(zhì)聚氨酯泡沫的方法以及所述硬質(zhì)聚氨酯泡沫在液化天然氣罐絕熱中的用途。
[0004]申請?zhí)枮?01020614303.X的中國實用新型專利公開了一種夾套式加熱保溫罐，它包括:帶中空夾層的保溫罐主體,保溫罐主體底部開有放料閥,保溫罐主體上端開有進(jìn)料口，在保溫罐主體的上側(cè)開有蒸汽入口，在保溫罐主體下部開有放水閥，在保溫罐主體內(nèi)設(shè)置有中空導(dǎo)熱管，所述的中空導(dǎo)熱管和保溫罐主體的中空夾層相通。該罐體適合蜂蜜等產(chǎn)品的加熱保溫。
[0005]而液化氣罐是裝載液化天然氣等深冷液體的高壓、絕熱體容器，是用于各類燃料供應(yīng)系統(tǒng)保證機(jī)器、設(shè)備正常運(yùn)行的重要部件。目前，罐體普遍采用的是不銹鋼夾層結(jié)構(gòu)，夾層主要有兩種:一種是真空夾層，利用真空條件來隔絕熱量的傳導(dǎo)和對流；另一種是采用膨脹珍珠巖等傳統(tǒng)保溫材料，利用一些低導(dǎo)熱系數(shù)的材料形成中間隔熱層來減緩熱量的傳遞。對于真空夾層的保溫結(jié)構(gòu)，對罐體內(nèi)外層的鋼材要求較高，罐體的體積容量通常較?。欢鴤鹘y(tǒng)的珍珠巖等保溫材料，保溫絕熱效果有限，故保溫層通常厚度較大，造成整體罐體的笨重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本項目旨在提供一種真空絕熱板保溫的深冷液體儲運(yùn)罐，能夠有效克服傳統(tǒng)儲罐保溫絕熱效果差、存儲容量小和穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，提供一種可在貨輪、客輪等艦船上使用的深冷液體儲運(yùn)容器。該深冷液體儲運(yùn)容器呈罐體結(jié)構(gòu)，罐口密封并設(shè)有沖氣、出氣閥門，具有較大的內(nèi)部容量空間，是一種外觀呈圓筒、球形或其它形狀的平底容器。
[0007]本發(fā)明所述的罐體采用雙壁夾層結(jié)構(gòu)，其特征在于罐體經(jīng)多層材料復(fù)合連接而成，由內(nèi)到外依次是內(nèi)罐、中間復(fù)合保冷層和外罐。所述的內(nèi)罐的厚度為2?10_，材質(zhì)為低合金鋼，具有較高的強(qiáng)度和低溫沖擊韌性，能夠盛載一定容量的低溫液體。所述的外罐的厚度為2?15mm，材質(zhì)為不銹鋼、鋁合金、碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料、玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料，可以承受外部載荷，防腐蝕，有效保護(hù)內(nèi)部罐體結(jié)構(gòu)。內(nèi)罐與中間復(fù)合保冷層之間存在有低溫膠黏劑的粘接。
[0008]所述的中間復(fù)合保冷層是由真空絕熱材料層和聚氨酯泡沫薄層所組成。所述的真空絕熱材料層的厚度為2?100_，是用膜材封裝的超薄玻璃棉芯材、超薄玻璃棉芯材與鋁箔交替疊層的真空層，層內(nèi)壓力小于10Pa ;所述的聚氨酯泡沫薄層厚度為5?50mm,填充在外罐與真空絕熱材料層之間的空隙中。
[0009]真空絕熱材料層的封裝膜材呈袋狀，具有環(huán)形熱封口，為聚酰胺膜、聚酯鍍鋁膜和聚乙烯膜疊層的復(fù)合膜。
[0010]真空絕熱材料層封口位于儲運(yùn)罐的開口頸處，為環(huán)形封閉結(jié)構(gòu)，封閉環(huán)處復(fù)合膜與內(nèi)罐之間為耐低溫塑料，可選擇特氟龍塑料。
[0011]本發(fā)明提出的真空絕熱板保溫的深冷液體儲運(yùn)罐，不僅適用于水路、陸路交通工具上動力用液化氣的儲運(yùn)，而且適用于液氮、生物醫(yī)藥等需要深冷儲存物品的儲存。
[0012]本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是:該罐體結(jié)構(gòu)能夠有效阻止熱的三種傳遞方式，保溫絕熱效果大幅度提高，且質(zhì)量輕、容量大、無污染，適用范圍廣；與傳統(tǒng)的儲罐相比，具有安全、輕質(zhì)、環(huán)保、智能、深冷、大容量、長壽命的優(yōu)點(diǎn)，可儲存液化天然氣等，提高使用效率，降低輪船的充氣頻率。
【附圖說明】
[0013]圖1為一種真空絕熱板保溫的深冷液體儲運(yùn)罐的橫截面示意圖。
[0014]圖中10為剛性外罐體；20為聚氨酯泡沫；30為真空絕熱材料層；40為低溫膠黏劑；50為鋼制內(nèi)罐體。
[0015]圖2為內(nèi)罐與真空絕熱材料層的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中21為環(huán)形低溫塑料；22為涂有膠黏劑的內(nèi)罐；23為超薄玻璃棉芯材與鋁箔交替纏繞的疊層；24為袋狀封裝膜材。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定。
[0018]實施例1
[0019]一種圓筒形真空絕熱板保溫的深冷液體儲運(yùn)罐，由Cl.2鋼制內(nèi)罐、包裹在內(nèi)罐外圍的真空絕熱板、聚氨酯泡沫薄層和不銹鋼制外罐組成，其中，內(nèi)、外罐的厚度均為5_，內(nèi)罐外圍包裹的真空絕熱板材的厚度為40mm。其中，內(nèi)罐與真空絕熱板之間有聚醚胺改性環(huán)氧樹脂膠粘，真空絕熱板與外罐之間填充的聚氨酯泡沫厚度為30_。該罐體保溫性能優(yōu)異，具有安全、輕質(zhì)、環(huán)保、智能、大容量、長壽命的優(yōu)點(diǎn)，可儲存深冷液體，提高液化天然氣等的使用效率，降低輪船的充氣頻率。
[0020]實施例2
[0021]一種球形真空絕熱板保溫的深冷液體儲運(yùn)罐，由不銹鋼制內(nèi)罐、纏繞在內(nèi)罐表面的真空絕熱材料層、聚氨酯泡沫薄層和碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料外殼組成，其中，在厚度為2mm的內(nèi)罐開口頸處噴涂，內(nèi)罐外圍用熱塑性聚酰亞胺緊密套上袋狀封裝膜材，膜材外圍為均勻疊層纏繞的50層玻璃棉芯材和鋁箔，再用袋狀復(fù)合膜材將纏繞后的內(nèi)罐整體封裝并抽真空，在內(nèi)罐外得到厚度為35mm的真空絕熱材料層。在真空絕熱材料層外側(cè)是厚度為20mm的聚氨酯泡沫層和厚度為5mm的碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料外殼。該罐體保溫性能優(yōu)異，具有安全、輕質(zhì)、環(huán)保、智能、大容量、長壽命的優(yōu)點(diǎn)，可儲存深冷液體，提高液化天然氣等的使用效率，降低輪船的充氣頻率。
[0022]實施例3
[0023]一種圓臺形真空絕熱板保溫的深冷液體儲運(yùn)iig，由Cl.2鋼制內(nèi)iig、纏繞在內(nèi)iig表面的真空絕熱材料層、聚氨酯泡沫薄層和玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料外殼組成，其中，內(nèi)罐的厚度為4mm，在內(nèi)罐開口頸處噴涂厚度為20mm的特氟龍環(huán)形塑料層，頸部以下用熱塑性聚酰亞胺緊密疊層纏繞40層玻璃棉芯材和鋁箔，再用袋狀復(fù)合膜材抽真空并與環(huán)形特氟龍層熱封，在內(nèi)罐外得到厚度為30mm的真空絕熱材料層。在真空絕熱材料層外側(cè)是厚度為15mm的聚氨酯泡沫層和厚度為7mm的玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料外殼。該罐體保溫性能優(yōu)異，具有安全、輕質(zhì)、環(huán)保、智能、大容量、長壽命的優(yōu)點(diǎn)，可儲存深冷液體，提高液化天然氣等的使用效率，降低輪船的充氣頻率。
[0024]上述僅為本發(fā)明三個【具體實施方式】，但本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進(jìn)行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)的范圍的行為。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何形式的簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種真空絕熱板保溫的深冷液體儲運(yùn)罐，采用雙壁夾層結(jié)構(gòu)，其特征在于罐體經(jīng)多層材料復(fù)合連接而成，由內(nèi)到外依次是內(nèi)罐、中間復(fù)合保冷層和外罐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲運(yùn)罐，其特征在于所述的罐體外觀呈圓筒、球形或其它具有平底的空間形狀，罐口密封并設(shè)有沖氣、出氣閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲運(yùn)罐，其特征在于所述的內(nèi)罐的厚度為2?10mm，材質(zhì)為低合金鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲運(yùn)罐，其特征在于所述的中間復(fù)合保冷層是由真空絕熱材料層和聚氨酯泡沫薄層所組成，所述的真空絕熱材料層的厚度為2?100mm，是用膜材封裝的超薄玻璃棉芯材、超薄玻璃棉芯材與招箔交替疊層的真空層，層內(nèi)壓力小于10Pa,聚氨酯泡沫薄層厚度為5?50mm，填充在外罐與真空絕熱材料層之間的空隙中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲運(yùn)罐，其特征在于所述的外罐的厚度為2?15mm，材質(zhì)為不銹鋼、鋁合金、碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料、玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲運(yùn)罐，其特征在于所述的內(nèi)罐與中間復(fù)合保冷層之間存在有低溫膠黏劑的粘接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和4所述的儲運(yùn)罐，其特征在于所述的封裝膜材呈袋狀，具有環(huán)形熱封口，為聚酰胺膜、聚酯鍍鋁膜和聚乙烯膜疊層的復(fù)合膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、4和7所述的儲運(yùn)罐，其特征在于所述的真空絕熱材料層封口位于儲運(yùn)罐的開口頸處，為環(huán)形封閉結(jié)構(gòu)，封閉環(huán)處復(fù)合膜與內(nèi)罐之間為耐低溫塑料，可選擇特氟龍塑料。
【專利摘要】一種深冷液體儲運(yùn)罐，采用雙壁夾層結(jié)構(gòu)，其特征在于罐體經(jīng)多層材料復(fù)合連接而成，由內(nèi)到外依次是內(nèi)罐、中間復(fù)合保冷層和外罐。內(nèi)罐的厚度為2～10mm，材質(zhì)為低合金鋼。外罐的厚度為2～15mm，材質(zhì)為不銹鋼、鋁合金或碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料。中間復(fù)合保冷層是由真空絕熱材料層和聚氨酯泡沫薄層所組成。真空絕熱材料層是用膜材封裝的超薄玻璃棉芯材或超薄玻璃棉芯材與鋁箔交替疊層的真空層，采用袋狀封裝膜材進(jìn)行環(huán)形真空封裝。該儲運(yùn)罐質(zhì)量輕、容量大、無污染，適用范圍廣；與傳統(tǒng)的儲罐相比，具有安全、輕質(zhì)、環(huán)保、智能、深冷、大容量、長壽命的優(yōu)點(diǎn)，可儲存液化天然氣等，提高使用效率，降低輪船的充氣頻率。
【IPC分類】F17C1-02, F17C1-12
【公開號】CN104712899
【申請?zhí)枴緾N201310718592
【發(fā)明人】陳照峰, 聶麗麗
【申請人】南京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2013年12月13日