[發明專利]一種用于液氫儲運系統可在線維護的溫度測量裝置

有效

• 申請號: 202210009572.0
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN114542964B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 范?？?/a>;牛錚;戴興旺;吳國俊;秦宗川;姚佐權;黃金國
• 申請（專利權）人: 合肥通用機械研究院有限公司;合肥通用機械研究院特種設備檢驗站有限公司
• 主分類號: F17C13/02
• 分類號: F17C13/02;G01K13/00
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本發明公開了一種用于液氫儲運系統可在線維護的溫度測量裝置，包括：外套管單元、內套管單元、冷橋單元、測量元件單元；內套管套設于外套管中，內套管的管壁上固定有測量元件接頭，測量元件接頭與冷橋單元相連接，外管套的內壁沿軸線方向設有溝槽，冷橋單元卡設在溝槽中且沿溝槽方向滑動，與溝槽的槽壁相接觸，將介質溫度通過熱傳導的方式傳遞給測量元件探頭。溫度測量裝置安裝后，通過內套管單元法蘭蓋上的吹掃口和通氣口可以向套管中通入沸點低于儲罐中低溫介質的氣體，如氦氣，將套管中的空氣吹掃干凈，避免在極低溫度下套管中空氣冷凝導致測量誤差加大；同時本發明可以實現在儲運系統正常運行工況下溫度測量裝置的在線維護。

技術領域

本發明涉及低溫儲運系統溫度測量技術領域，尤其是一種用于液氫儲運系統可在線維護的溫度測量裝置。

背景技術

氫能源作為一種清潔能源，近些年得到國家大力推廣。液氫因其儲能密度高、壓力低等特點成為一個主要的研發方向，但是液氫儲運裝置大型化后出現了很多新問題，其中包含液氫分層問題。液氫分層后，如果重組分在上部，一旦密度差超過臨界值，組分之間會迅速對流，形成翻滾現象，液氫會大量氣化，超出儲罐安全泄放裝置的泄放能力，對設備造成毀滅性破壞。液氫分層的原因主要有兩種：1.充裝。新沖入的低溫液氫與原液氫密度不同，可能出現分層。2.雜質優先蒸發引起的分層。

鑒于分層所引起的后果較為嚴重，針對分層現象的研究較多，得出防范分層的主流方式有兩個方面：1.操作方面：充裝輕組分用底進液，重組分用上進液；定期打回流；攪拌液氫；提高純度；2.日常監控方面：監控罐內不同高度液氫的密度和溫度，通過建立理論模型提出分層的臨界值，在控制系統中設置密度和溫度差值的報警值，從而實現預警，其中，控制層間溫度是一個直觀且有效的措施，通過布置多點平均溫度計，實時反饋不同高度的介質溫度，判斷是否有發生分層的風險。

現有技術中，多點平均溫度計的安裝需要在儲罐內部預置一個套管，套管外側與液氫接觸，內側與測量元件接觸，測量元件與套管的連接方式是決定測量精度的首要因素。為了保證儲罐的日蒸發率盡量低，套管往往是封閉的，測量元件與套管的連接要么固定安裝，要么套管安裝。固定安裝是指測量元件與套管在初始安裝時焊在一起，但是不便于后期維護，且套管長度越長中間部分的測溫點越難安裝；套管安裝是指測量元件安裝在內管后再伸入套管中，但是這樣很難保證測量元件與套管的緊密接觸，造成測量精度較差；同時，由于液氫沸點低于液氮沸點，如果采用套管安裝，套管中的空氣會液化，封閉的套管空間形成近似真空的環境，測量探頭與被測件的接觸不良對測量精度造成進一步的影響。

發明內容

為了克服上述現有技術中的缺陷，本發明提供一種用于液氫儲運系統可在線維護的溫度測量裝置，提高了測量精度和可維護性。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案，包括：

一種用于液氫儲運系統可在線維護的溫度測量裝置，包括：外套管單元、內套管單元、冷橋單元、測量元件單元；

所述外套管單元包括外套管；所述內套管單元包括內套管；所述內套管套設在外套管中，所述外套管用于放置在液氫儲罐的內罐中，與液氫儲罐中的介質相接觸；

所述測量元件單元包括測量元件探頭；所述測量元件探頭設置于內套管的管壁上；

所述測量元件探頭與冷橋單元相連接，所述冷橋單元與外套管的內壁相接觸，將介質溫度通過熱傳導的方式傳遞給測量元件探頭。

優選的，所述外套管的內壁上沿軸線方向設有溝槽；所述冷橋單元可滑動的設置于溝槽中。

優選的，所述冷橋單元包括冷橋翅片、限位柱、彈性元件；

所述冷橋翅片的一端與限位柱的端面相連接，通過限位柱卡設在溝槽中，且與溝槽的槽壁即外套管的內壁相接觸；

所述彈性元件套設在限位柱上，且與位于限位柱端面處的冷橋翅片相連接，用于擠壓冷橋翅片，將冷橋翅片與溝槽的槽壁相緊密接觸；