[實用新型]具有大型拱頂結構的低壓液氫混凝土儲罐

有效

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• 申請日: 2022-02-17
• 公開（公告）號: CN217109111U
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設計）人: 張超;揚帆;陳團海;計寧寧;黃歡;段品佳;張博超;劉洋;趙銘睿;李安琪
• 申請（專利權）人: 中海石油氣電集團有限責任公司
• 主分類號: F17C1/12
• 分類號: F17C1/12;F17C1/14;F17C13/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 任文娟

本實用新型涉及一種具有大型拱頂結構的低壓液氫混凝土儲罐，包括：預應力混凝土外罐，所述預應力混凝土外罐為圓筒形預應力鋼筋混凝土結構，其底端固定于儲罐承臺上，所述儲罐承臺固定在樁基上；預應力混凝土穹頂，所述預應力混凝土穹頂為球面圓弧形鋼筋混凝土結構，設置于所述預應力混凝土外罐的頂部；鋼結構內罐，所述鋼結構內罐為圓筒形結構，設置于所述預應力混凝土外罐內部，其底端固定于所述儲罐承臺上；鋼質穹頂，所述鋼質穹頂為球面圓弧形結構，設置于所述鋼結構內罐的頂部。本實用新型裝置可在低壓條件下存儲液氫，并且內外罐完全分開，可在不影響罐內操作的情況下進行絕熱材料補填。

技術領域

本實用新型涉及一種具有大型拱頂結構的低壓液氫混凝土儲罐，屬于液氫存儲技術領域。

背景技術

隨著清潔能源應用技術的不斷成熟和我國能源結構調整的持續(xù)推進，氫能行業(yè)發(fā)展勢頭持續(xù)向好。氫能具有如下優(yōu)勢：(1)氫元素在地球中含量最多；(2)氫與氧反應產物只有水，真正清潔、無污染；(3)單位質量所含能量最高；(4)便于大規(guī)模制備；(5)可以直接轉變成熱能、機械能和電能。因此，氫能被認為是新世紀的重要二次能源。

安全經濟的氫氣儲運技術是氫能利用推向實用化、產業(yè)化的關鍵。液化儲氫是將氫氣壓縮后深冷到21K以下使之液化成液氫，然后存入特制的絕熱真空容器中保存。由于液氫密度為70.78kg/m³，是標況下氫氣密度0.08342kg/m³的近850倍，即使將氫氣壓縮至15MPa，甚至35、70MPa，其單位體積的儲存量也比不上液態(tài)儲存。單從儲能密度上考慮，低溫液態(tài)儲氫是一種十分理想的方式。

液氫儲存容器的主要難點在于絕熱問題，由于容器內液氫與環(huán)境溫差大，為控制容器內液氫蒸發(fā)損失和確保儲槽的安全(抗凍、承壓)，對儲罐及其絕熱材料的選材和儲罐的設計均有很高的要求。目前，常見的液氫儲罐外型有球型和圓柱形兩類，球形儲罐容積通常大于圓柱形儲罐，但是若想儲存更大容積的液氫，球形儲罐也難以實現(xiàn)。

目前國內液氫儲罐容積多為幾十至幾百立方米，由內外兩層組成，儲存罐內膽一般采用鋁合金、不銹鋼等材料制成。內膽通過支撐物置于外層殼體中心，盛裝溫度為20K的液氫。支撐物通常由長長的玻璃纖維帶制成，具有良好的絕熱性，內外夾層中間填充絕熱材料。

液氫極低的沸點(20K)給選材及低溫應力設計帶來極大困難，同時液氫存在正仲氫兩種狀態(tài)，正常情況下存在轉化放熱，可能導致儲罐升壓，大型低溫液氫儲罐，設計壓力較LNG介質要稍高，因此大型液氫儲罐(4000m³及以上)很難和常規(guī)深冷低溫儲罐一樣，做成平底圓筒常壓儲罐。但是如果選擇球罐罐型，雖然設計壓力和應力難點稍小，但球罐給底部支撐應力設計、運輸以及板材高效利用、安裝焊接帶來困難，球罐罐型難以大型化。

發(fā)明內容

針對上述技術問題，本實用新型提供一種具有大型拱頂結構的低壓液氫混凝土儲罐，外罐為預應力混凝土，內罐為奧氏體不銹鋼或其它合金材料，可在低壓(≤1.6MPa.G)條件下存儲4000m³-27000m³液氫，并且內外罐完全分開，可在不影響罐內操作的情況下進行絕熱材料補填。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術方案：

一種具有大型拱頂結構的低壓液氫混凝土儲罐，包括如下部件：

預應力混凝土外罐，所述預應力混凝土外罐為圓筒形預應力鋼筋混凝土結構，其底端固定于儲罐承臺上，所述儲罐承臺固定在樁基上；

預應力混凝土穹頂，所述預應力混凝土穹頂為球面圓弧形鋼筋混凝土結構，設置于所述預應力混凝土外罐的頂部；

鋼結構內罐，所述鋼結構內罐為圓筒形結構，設置于所述預應力混凝土外罐內部，其底端固定于所述儲罐承臺上；

鋼質穹頂，所述鋼質穹頂為球面圓弧形結構，設置于所述鋼結構內罐的頂部；