[發(fā)明專利]一種真空雙層液氫球罐內(nèi)外支柱活連接的支撐結(jié)構(gòu)

在審

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• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114777009A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝福壽;余帥;厲彥忠;馬原
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: F17C3/08
• 分類號: F17C3/08;F17C3/04;F17C13/00;F17C13/08
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種大型真空雙層液氫球罐內(nèi)外支柱活連接的支撐結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)支柱和外支撐結(jié)構(gòu)組成的支撐結(jié)構(gòu)，球狀內(nèi)罐通過內(nèi)支柱支撐懸空于外罐空腔，內(nèi)支柱連接在外支撐結(jié)構(gòu)上，外支撐結(jié)構(gòu)支撐外罐及球狀內(nèi)罐，相鄰的外支撐結(jié)構(gòu)之間連接拉桿；在球狀內(nèi)罐、外罐上設(shè)置有若干組支撐結(jié)構(gòu)，每組支撐結(jié)構(gòu)由一個內(nèi)支柱和一個外支撐結(jié)構(gòu)構(gòu)成，內(nèi)支柱包括半圓頂蓋、內(nèi)上支柱、內(nèi)下支柱及上下連接結(jié)構(gòu)，半圓頂蓋連接在內(nèi)上支柱頂部，內(nèi)上支柱和內(nèi)下支柱通過上下連接結(jié)構(gòu)連接；內(nèi)下支柱采用雙套管結(jié)構(gòu)，內(nèi)下支柱內(nèi)管、內(nèi)下支柱外管和外支撐結(jié)構(gòu)通過連接軸連接；本發(fā)明增加了支撐結(jié)構(gòu)的自由度，提高了大型液氫球罐的絕熱性能和熱脹冷縮變形的抵抗力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大規(guī)模液氫儲存技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種真空雙層液氫球罐內(nèi)外支柱活連接的支撐結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

對于我國而言，大型液氫真空多層絕熱球罐研制仍處于探索階段，與常規(guī)液體單球罐相比，液氫雙層球罐具有大溫差保溫隔熱的顯著要求，因此為了降低液氫蒸發(fā)率，液氫球罐通常采用帶隔熱材料的真空雙層球罐結(jié)構(gòu)，雙層球罐與地面之間的連接即成為最核心的關(guān)鍵技術(shù)之一。

對于大型液氫球罐而言，支撐結(jié)構(gòu)不僅需要具有高穩(wěn)定性，且尚需具有良好的絕熱性能,具體的支撐結(jié)構(gòu)形式鮮有公開報道。先設(shè)定支撐結(jié)構(gòu)由內(nèi)支柱和外支柱組成，其中內(nèi)支柱起支撐內(nèi)罐的作用，外支柱起支撐外罐的作用。通過理論計(jì)算分析，外界通過內(nèi)支柱的漏熱量往往會超過液氫儲罐罐體總體漏熱量的30％，所以如何有效降低支撐結(jié)構(gòu)的漏熱量是真空雙層液氫球罐研制過程中亟待解決的關(guān)鍵問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種真空雙層液氫球罐內(nèi)外支柱活連接的支撐結(jié)構(gòu)，增加了支撐結(jié)構(gòu)的自由度，提高了抗外載荷的能力；顯著降低從支撐結(jié)構(gòu)漏入球罐內(nèi)的熱量，從而極大提高了大型液氫球罐的絕熱性能。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種大型真空雙層液氫球罐內(nèi)外支柱活連接的的支撐結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)支柱3、外支撐結(jié)構(gòu)4組成的支撐結(jié)構(gòu)，球狀內(nèi)罐1通過內(nèi)支柱3支撐懸空于外罐2空腔中，內(nèi)支柱3連接在外支撐結(jié)構(gòu)4上，外支撐結(jié)構(gòu)4支撐外罐2及球狀內(nèi)罐1，相鄰的外支撐結(jié)構(gòu)4之間連接有拉桿5；內(nèi)罐1和外罐2夾層之間填充隔熱材料并抽真空進(jìn)行絕熱；

在球狀內(nèi)罐1、外罐2上設(shè)置有若干組支撐結(jié)構(gòu)，每組支撐結(jié)構(gòu)由一個內(nèi)支柱3和一個外支撐結(jié)構(gòu)4構(gòu)成，內(nèi)支柱3包括半圓頂蓋31、內(nèi)上支柱32、內(nèi)下支柱33及上下連接結(jié)構(gòu)，半圓頂蓋31連接在內(nèi)上支柱32頂部，內(nèi)上支柱32和內(nèi)下支柱33通過上下連接結(jié)構(gòu)連接。

所述的外支撐結(jié)構(gòu)4包括外支柱42和外壁托板41，在外支柱42頂部設(shè)置有與外罐2的外壁輪廓匹配的外壁托板41，外支柱42頂部通過外壁托板41固定連接于外罐2的外壁上。

所述的內(nèi)下支柱33采用雙套管結(jié)構(gòu)，由內(nèi)到外依次為內(nèi)下支柱內(nèi)管332和內(nèi)下支柱外管331，內(nèi)上支柱32下部通過上下連接結(jié)構(gòu)與內(nèi)下支柱外管331連接，上下連接結(jié)構(gòu)中間安裝隔熱材料7進(jìn)行絕熱，并通過法蘭8將內(nèi)上支柱32和內(nèi)下支柱外管331連接；內(nèi)下支柱內(nèi)管332、內(nèi)下支柱外管331上部和下部均有圓形貫穿孔，外支柱42在同一高度處也設(shè)計(jì)有上部貫穿孔，內(nèi)下支柱內(nèi)管332與外支柱42通過橫貫上部貫穿孔的上連接軸9連接，內(nèi)下支柱外管331與內(nèi)下支柱內(nèi)管332通過橫貫下部貫穿孔的下連接軸10連接。

所述的內(nèi)下支柱33不限于雙套管結(jié)構(gòu)，視具體的實(shí)際工況而定，采用更多套管組合形式。

相鄰兩個外支撐結(jié)構(gòu)4之間錯位交叉布置兩根拉桿5，兩根拉桿5無相交部位，拉桿5兩端與耳板52連接，耳板52與外支柱42連接。

所述的外支柱42與球罐底座12連接，球罐底座12與硬化地面固定。