[發(fā)明專利]低溫容器的增壓方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510859480.1
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN105299463A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉印同;王樹方;姜少鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 劉印同
• 主分類號: F17C13/02
• 分類號: F17C13/02
• 代理公司: 唐山永和專利商標(biāo)事務(wù)所 13103
• 代理人: 張云和

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低溫容器，具體是一種低溫容器的增壓方法及裝置。

背景技術(shù)

低溫容器均采用高真空保溫絕熱，確保容器盡量少漏熱，以減少內(nèi)部存儲的介質(zhì)氣化蒸發(fā)。而在需要取用內(nèi)部低溫介質(zhì)時，又需要容器內(nèi)部含有一定的壓力，以方便使用，這就需要對低溫容器采用增壓措施。

在傳統(tǒng)的低溫行業(yè)中，尤其是低溫氣瓶行業(yè)中，主要采用以下措施來滿足實際需要：

方法一，在低溫容器下部直接引出一個液體流出管，將低溫容器內(nèi)部介質(zhì)引到容器外部加熱，而后再將加熱后的氣體或液體重新送到低溫容器內(nèi)部，實現(xiàn)增壓。這種方法主要問題是存在嚴(yán)重的安全隱患：一旦出現(xiàn)管路損傷等意外將導(dǎo)致大量超低溫液體流出，液體流出后迅速蒸發(fā)，會形成局部超低溫環(huán)境，可能產(chǎn)生重大安全事故，而且流出的介質(zhì)也許還是有毒、易燃、易爆等物質(zhì)，這會導(dǎo)致更大大安全損害。

方法二，在低溫容器內(nèi)部設(shè)置電加熱裝置，需要增壓時通電加熱，不需要時斷電。其主要缺陷是耗電功率大，電直接加熱存在安全風(fēng)險。

方法三，在容器外部設(shè)置壓縮機，需要增壓時，抽取容器內(nèi)氣體，壓縮、增壓、增溫后再送入容器中增壓，其主要缺陷是工藝復(fù)雜，配套設(shè)備造價高，安全性與可靠性差。

方法四，在低溫容器內(nèi)部或外部安裝低溫泵，將低溫、超低溫液體直接抽出送到需要部位，其優(yōu)點是可以保持容器內(nèi)低溫狀態(tài)，主要缺陷是一旦有故障無法維修，同時低溫容器內(nèi)部的動力泵產(chǎn)熱會加溫超低溫液體，導(dǎo)致低溫液體升溫，縮短存儲時間。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種能夠解決低溫容器安全增壓問題的低溫容器的增壓方法及裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

在低溫容器內(nèi)設(shè)置局部換熱區(qū)域，在局部換熱區(qū)域內(nèi)設(shè)置冷凝換熱器，在低溫容器外部設(shè)置加熱蒸發(fā)器，冷凝換熱器與加熱蒸發(fā)器之間通過裝有載熱工質(zhì)的循環(huán)管路構(gòu)成雙相變換熱系統(tǒng)，由雙相變換熱系統(tǒng)間接加熱低溫容器內(nèi)被隔離的極少部分低溫液體，使該部分低溫液體被加熱而迅速升溫汽化，進而使低溫容器內(nèi)部快速增壓，且此過程又不影響局部換熱區(qū)域之外的低溫液體的低溫存儲特性。

上述低溫容器的增壓方法所用的裝置，包括冷凝換熱器、加熱蒸發(fā)器、氣相循環(huán)管路、液相循環(huán)管路、加熱隔離器，加熱隔離器置于低溫容器內(nèi)或者低溫容器壁的內(nèi)外夾層中，加熱隔離器上部通氣孔與低溫容器內(nèi)的氣相空間連通，加熱隔離器下部的進液孔與低溫容器內(nèi)存儲液體連通；加熱蒸發(fā)器置于低溫容器外部，加熱蒸發(fā)器與冷凝換熱器之間通過氣相循環(huán)管路、液相循環(huán)管路連接，并通過氣相循環(huán)管路、液相循環(huán)管路內(nèi)的載熱工質(zhì)構(gòu)成雙相變換熱系統(tǒng)。

采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：

由于在低溫容器內(nèi)部的加熱隔離器中的載熱工質(zhì)（低溫介質(zhì)）很少，在冷凝換熱器與加熱隔離器中液體換熱時，只有少部分熱量通過加熱隔離器器壁和加熱隔離器下部進液孔傳給加熱隔離器外部的低溫容器中的其它液體，而絕大多數(shù)熱量傳給加熱隔離器內(nèi)部的液體，這樣就可以使加熱隔離器內(nèi)部的液體迅速升溫汽化，而低溫容器內(nèi)其它部位液體溫度基本維持不變，從而實現(xiàn)高效、可控、安全的低溫容器增壓目的。如果加熱隔離器內(nèi)液體被汽化后液位降低，會通過加熱隔離器下部進液孔補充液體維持加熱隔離器內(nèi)液位與低溫容器內(nèi)液位平衡。

作為優(yōu)選，本發(fā)明更進一步的技術(shù)方案是：

循環(huán)管路內(nèi)的載熱工質(zhì)的工藝條件是：在加熱蒸發(fā)器內(nèi)容易被高溫或常溫汽化，在冷凝換熱器內(nèi)容易液化又不凝固凍結(jié)；即載熱工質(zhì)的液化溫度高于低溫容器內(nèi)存儲液體的最高溫度，結(jié)冰溫度低于低溫容器內(nèi)存儲液體的最低溫度。

載熱工質(zhì)選用氟利昂、烷烴或其混合物。

加熱蒸發(fā)器的熱源是熱水、電力、空氣或其它溫度高于高溫載熱工質(zhì)沸點溫度的任何熱源。

雙相變換熱系統(tǒng)中設(shè)置有控制工質(zhì)流動的控制部件。

控制部件是電動閥、電磁閥、氣動閥、自力控制閥、手動閥、泵、壓縮機。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-LNG氣瓶；2-加熱隔離器；3-通氣孔；4-氣相循環(huán)管路；5-加熱蒸發(fā)器；6-液相循環(huán)管路；7-控制部件；8-進液孔；9-冷凝換熱器。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步闡述，但本實施例不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。

下述實施例以車載LNG氣瓶增壓為例說明。