[發明專利]一種真空絕熱儲罐真空度檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 202010014534.5
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111219598B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 王博;何遠新;羅若尹;熊珍艷;甘智華;鄭晨;高云飛;王浩任;齊利民
• 申請（專利權）人: 浙江大學;中車長江車輛有限公司
• 主分類號: F17C13/02
• 分類號: F17C13/02;G01L21/10;F17C1/12
• 代理公司: 杭州知閑專利代理事務所(特殊普通合伙) 33315
• 代理人: 黃燕

本發明公開了一種真空絕熱儲罐真空度檢測方法，包括檢測絕熱材料外表面的溫度；根據絕熱材料外表面溫度與真空夾層內真空度之間的關系，得待檢測真空絕熱儲罐的真空夾層內真空度數值；或者根據絕熱材料外表面溫度與真空夾層內真空度之間的關系，確定溫度閾值，并將得到的溫度與溫度閾值進行比較，輸出結果。本發明還公開了一種真空絕熱儲罐真空度檢測裝置。本發明采用以絕熱儲罐內多層絕熱材料外壁面溫度來間接表征絕熱儲罐內真空度的方法，能夠方便準確的檢測絕熱儲罐內的真空度。該方法操作簡單，無需使用昂貴的真空規，避免了安裝真空規導致的額外漏熱，同時可實現遠程監測。

技術領域

本發明屬于一種真空絕熱儲罐系統，具體是涉及一種真空絕熱儲罐真空度的檢測方法及裝置。

背景技術

隨著全球經濟的迅速發展，能源緊缺與環境污染問題越發突出。以天然氣為代表的清潔能源在我國乃至世界的能源體系中都占據著越來越重要的位置。中國國家統計局數據顯示，中國天然氣進口量在2018年達到 1247.4億立方米。2017年，“煤改氣”進入全面實施階段氣代煤的總需求量將達到1126億立方米。如此巨大的體量給天然氣的儲存和運輸帶來了諸多難題，與以氣體狀態儲運相比，液體形式具有更高的密度，單位體積下可以存放更多的質量，所以當前天然氣多以液化天然氣(Liquefied Natural Gas，LNG)的形式儲運。

天然氣的沸點約為-160℃，即天然氣的儲運過程中必須保持在-160℃以下，為保證LNG在較長的儲運過程中盡量少的蒸發(蒸發過量導致絕熱儲罐內壓力過高，必須排放，帶來浪費和安全問題)，LNG儲罐必須具有較好的低溫絕熱性能，即在-160℃和環境溫度固定的情況下，采用絕熱的方式使漏入儲罐的熱量盡量的小。當前低溫絕熱儲罐(包括內罐、外罐以及套設在內罐外壁的絕熱材料層)多采用高真空多層絕熱的方式進行防護。該方法是在絕熱儲罐的內罐(裝有低溫液體)和外罐之間安裝多層低發射率的絕熱材料以盡量減小進入系統的輻射漏熱，同時使內罐和外罐之間的真空夾層維持在較高的真空度下，以減小殘余氣體導熱和對流，從而降低進入系統的總漏熱。

圖1給出了不同絕熱材料在不同真空度下的表觀熱導率，從圖1中可以看出，針對多層絕熱材料而言，當其使用環境的真空度劣于(絕對壓強大于)10^-2Pa時，其絕熱性能將急劇惡化，導致進入系統的漏熱大幅增加，從而縮短了低溫液體的儲存時間，也給絕熱儲罐的安全使用帶來較大的挑戰。

為保障絕熱儲罐的安全使用，盡可能延長絕熱儲罐內液體的儲存時間，需要對絕熱儲罐內絕熱材料所處環境的真空度(真空夾層的真空度)進行監測，以確保其處于合理的區間，進而保證絕熱材料的性能。

由于寬量程高精度的真空規價格昂貴，需要專門配備儀表系統，且安裝時需要在絕熱儲罐外壁進行開孔，導致額外的漏熱源；真空規的使用條件較為苛刻，在震動以及其它外力條件下容易導致其損壞，不適合絕熱儲罐的長期使用，所以當前以LNG罐式集裝箱為代表的低溫絕熱儲罐上均不布置真空測試系統，只能通過定期檢修來彌補，導致了大量的人力和物力的浪費。同時，對于某些由于質量不合格或者使用不當導致的質量缺陷，或者使用過程中發生的不可預料的質量缺陷問題，也無法做到預先估計和預防。

發明內容

本發明針對當前真空絕熱儲罐真空夾層內真空度無法長期準確檢測，從而導致絕熱儲罐安全使用無法保障的難題，提出了一種以絕熱儲罐內多層絕熱材料外壁面溫度來間接表征絕熱儲罐真空夾層內真空度的方法，從而能夠方便準確地檢測絕熱儲罐真空夾層內的真空度，為評估儲罐的絕熱性能提供支撐。該方法操作簡單，無需使用昂貴的真空規，避免了安裝真空規導致的額外漏熱，同時可實現遠程監測。

一種真空絕熱儲罐真空度檢測方法，包括：

檢測絕熱材料外表面的溫度；

根據絕熱材料外表面溫度與真空夾層內真空度之間的關系，得待檢測真空絕熱儲罐的真空夾層內真空度數值；或者將得到的溫度與溫度閾值進行比較，輸出結果。