一种立式低温容器的制作方法

本发明具体涉及一种立式低温容器。

背景技术：

低温技术领域中，低温液体指-160℃以下以液体形式存在的气体，例如液氧、液氮、液氩、液氢、液氦、液体甲烷及lng等，它们广泛应用在工业生产，医院和日常生活中。低温液体储存容器通常是由内胆10和外壳1组成的双层结构，内胆10和外壳1之间为真空夹层，通过合适的支撑结构来保证内容器和外壳1的稳定性，最大程度降低内容器和外界环境产生的热传导，以保证低温容器的整体隔热效果；通过在夹层中合适位置放置吸附剂，来保证低温容器的真空使用寿命。

目前现有的立式低温液体储存容器，其内容器下部多采用侧壁钢管支撑或钢管玻璃钢支撑，其上部多采用环向横拉带支撑或环向玻璃钢支撑，以满足工作稳定性和运输工况要求；此外，采用吊带悬臂支撑结构或玻璃钢、钢结构件组合式支撑结构来连接内容器与外壳1的低温液体储存容器也应用较为广泛，目的均为实现容器整体的结构稳定性和理想的低温绝热性能。

目前，设计温度不低于-196℃的低温容器领域，高真空多层绝热的立式低温容器主要采用钢管玻璃钢支撑，真空粉末绝热形式的立式低温容器多采用钢管支撑。

又如中国专利文献cn101418906a公开了一种立式贮槽，包括内胆10、外胆和突设在外胆表面的支腿，所述内胆10底部设置有内封头，所述外胆底部设置有外封头，所述内封头与所述外封头之间支撑有与所述支腿共直线的支撑装置，所述支撑装置包括支撑所述内封头的第一支撑件、支撑所述外封头的第二支撑件，及安装在两支撑件之间的具有一定强度的隔热件。所描述的为内容器与外容器封头之间采用钢管与玻璃钢组合的一种支撑结构，其内、外封头连接件为钢管法兰(或压板)组焊，两压板之间夹持玻璃钢板，通过螺栓、玻璃钢垫圈紧固，从而达到增大支撑强度、提高绝热性能的目的。但其内支腿与外支腿之间未形成真空夹层，传热路径尚有提升空间；其考虑因内容器热胀冷缩引起的横向位移而设置的滑动件和预留间隙件尚有改善空间。

又如中国专利文献cn204477678u公开了一种低温储罐，其包括一本体及设置在本体底部用于支撑本体的支座，所述本体包括内容器、内容器支撑装置及外壳1，所述内容器与外壳1之间设有间隔，其中，所述外壳1的底部设有通孔，所述内容器支撑装置的底端向下穿出所述通孔，所述内容器支撑装置的顶端设置在所述间隔内以支撑所述内容器。它所描述的支撑结构是内容器筒体底部侧壁钢管支撑，侧壁钢管通过外封头的开孔直接与外壳1本体支座的底板接触，使外壳1支座与夹层空间连通，一起形成真空区域，从而达到增长传热路径，提高真空绝热性能的效果。但因其全部钢结构支撑的原因，支撑件导热系数大，低温绝热性能一般，该专利中也有说明，其无法应用在高真空多层绝热型式的低温贮罐中。

又如中国专利文献cn204372547u公开了一种立式低温压力罐及其连接支撑结构，该立式低温压力罐包括内罐体、外罐体和连接支撑结构，该连接支撑结构包括上支撑结构，包括多个上支撑单元，沿该内罐体外圆周面均布，分别包括：第一上连接部，与该内罐体连接；第二上连接部，与该第一连接部连接并与该外罐体连接；调节部，设置在该第二连接部上并与该外罐体连接；下支撑结构包括多个沿内罐体外圆周面均布并与上支撑单元交错布置的下支撑单元，该多个下支撑单元分别包括：第一下连接部，与该内罐体连接；第二下连接部与该第一下连接部之间具有间隙，与该第一下连接部连接并与该外罐体连接；支撑部，分别与该第一下连接部和该第二下连接部连接。它所描述的支撑结构为上部(环向)玻璃钢支撑，下部卡座玻璃钢支撑，当容器内充入低温介质时，受内容器冷缩影响，上部玻璃钢支撑与内容器外壁形成间隙，下部支撑组件通过其内在玻璃钢形成有效滑动，避免了应力集中现象的发生。此种结构是对其专利描述的金属树根拉带连接的升级结构，受下部支撑结构尺寸影响，其对内、外筒体间真空夹层宽度有一定要求，对设备整体的工艺及制造上要求较高，其上部支撑没有玻璃钢定位及拴固装置，受筒体斜度影响，在实际使用过程中，其上部支撑玻璃钢与内筒体外壁可能存在永久性接触现象。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是现有技术中的立式低温容器在存储温度达到-196℃以下的介质时，它的支撑结构的隔热性能严重下降的问题，提出了一种新的立式低温容器，该立式低温容器的支撑结构具有隔热性能好的特点。

为解决上述技术问题本发明采用的技术方案如下：一种立式低温容器，包括内胆和外壳，所述内胆顶部外侧与所述外壳顶部内侧之间设有封头轴向支撑，所述内胆底部外侧与所述外壳底部外侧之间设有钢管玻璃钢支撑。

上述技术方案中，优选地，所述封头轴向支撑包括上组件和下组件，所述下组件包括固定在所述内胆顶部外侧的垫板一，垫板一上连接有支撑钢管一，所述支撑钢管一内侧上下设置两个固定环，两个固定环之间夹持有环形玻璃钢；所述上组件包括一端穿入固定环和环形玻璃钢的轴向支撑件，所述外壳顶部设有与所述轴向支撑件另一端固定的通孔，所述外壳外侧顶部设有封住所述通孔的封板，所述轴向支撑件外侧固定有支撑环，所述支撑环同时通过支撑钢管二与固定在所述外壳内侧顶部的垫板二连接。

优选地，所述钢管玻璃钢支撑包括与所述内胆底部外侧连接的内支腿、与所述外壳底部外侧连接的外支腿以及分别和所述内支腿、所述外支腿连接的辅助支撑件。

更优选地，所述内支腿包括通过垫板三与所述内胆底部外侧连接的钢管一，所述钢管一另一端通过法兰一和法兰二与钢管二连接，所述法兰一和所述法兰二之间夹持有玻璃钢，所述钢管二另一端连接连接板，所述连接板同时通过玻璃钢板与真空支腿底板连接。

更优选地，所述外支腿包括位于所述钢管二外侧与所述外壳内部连通并通过垫板四与所述外壳底部固定的钢管三，所述钢管三另一端通过钢管四连接所述真空支腿底板。

更优选地，所述辅助支撑包括焊接在钢管二外侧的卡环一以及焊接在钢管三内侧的卡环二。

更优选地，所述法兰一上设有可往所述钢管一内部放置冷侧吸附剂的放入孔，通过金属丝网和环形法兰与法兰一固定将放入孔封住，所述钢管一的侧壁上开设有多个通气孔，所述通气孔采用金属丝网封住。

更优选地，所述真空支腿底板底部连接有钢管五，所述钢管五另一端连接有底板。

更优选地，所述内支腿和所述外支腿之间形成真空腔。

本发明适用于较大容积的立式低温液体储罐，尤其是液氢储罐；

本发明顶部支撑采用大直径厚壁钢管和玻璃钢圆环组合式支撑结构，满足大吨位储罐运输工况要求的同时满足大容积立式储罐工作状态稳定性的要求；

本发明辅以中部环向支撑，规避了超长储罐运输工况下内容器可能产生的弯曲变形问题，满足高径比较大储罐的设计要求；

本发明内容器封头顶部支撑结构，充分考虑容器气相空间冷能低、传热小的特点，在保证罐体运行稳定性的前提下，最大程度保证了罐体的真空绝热性能；

本发明下部支撑采用支腿玻璃钢双重组合结构的真空支腿，加长了传热路径，最大限度降低综合传热系数，最大程度减小工作介质的静态蒸发率；

本发明在保证设备主体绝热层厚度合理、适合内外罐套合工艺的情况下，本结构对内筒体和外筒体之间的夹层间距没有限制；

本发明利用底部支腿空间放置大分子吸附剂，科学利用大分子密度大的物理性质，充分利用夹层空间和液相冷能，保证其真空设计使用寿命，为夹层底部接管冷罐后挠度变形协调预留足够空间。

附图说明

图1为本发明一种立式低温容器的正视图；

图2为本发明一种立式低温容器的局部示意图一；

图3为本发明一种立式低温容器的俯视图；

图4为本发明一种立式低温容器的局部示意图二；

附图中：

1、外壳2、垫板二3、支撑钢管二

4、支撑环5、轴向支撑件6、封板

7、固定环8、支撑钢管一9、垫板一

10、内胆11、环形玻璃钢14、垫板三

15、钢管一17、法兰一18、玻璃钢

19、钢管二21、垫板四22、钢管三

23、钢管四24、卡环二26、卡环一

27、真空支腿底板28、钢管五29、底板

30、玻璃钢板31、连接板36、法兰二

40、热侧吸附剂41、隔热夹层43、通气孔

44、冷侧吸附剂45、金属丝网46、环形法兰

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

【实施例1】：

如图1所示，一种立式低温容器，包括内胆10和外壳1，所述内胆10顶部外侧与所述外壳1顶部内侧之间设有封头轴向支撑，所述内胆10底部外侧与所述外壳1底部外侧之间设有钢管玻璃钢支撑，所述内胆10设有采用绝热材料制成的隔热夹层41；

如图2所示，所述封头轴向支撑包括上组件和下组件，所述下组件包括固定在所述内胆10顶部外侧的垫板一9，垫板一9上连接有支撑钢管一8，所述支撑钢管一8内侧上下设置两个固定环7，两个固定环7之间夹持有环形玻璃钢11；所述上组件包括一端穿入固定环7和环形玻璃钢11的轴向支撑件5，所述外壳1顶部设有与所述轴向支撑件5另一端固定的通孔，所述外壳1外侧顶部设有封住所述通孔的封板6，所述轴向支撑件5外侧固定有支撑环4，所述支撑环4同时通过支撑钢管二3与固定在所述外壳1内侧顶部的垫板二2连接；

所述垫板一9上设有穿入轴向支撑件5的钢管五12，钢管五12与轴向支撑件5之间上下设有至少两层环形加强板13；

所述支撑钢管二3外侧与垫板二2之间设有一空腔，所述空腔内放置有热侧吸附剂40。

如图4所示，所述钢管玻璃钢支撑包括与所述内胆10底部外侧连接的内支腿、与所述外壳1底部外侧连接的外支腿以及分别和所述内支腿、所述外支腿连接的辅助支撑件。

所述内支腿包括通过垫板三14与所述内胆10底部外侧连接的钢管一15，所述钢管一15另一端通过法兰一17和法兰二36与钢管二19连接，所述法兰一17和所述法兰二36之间夹持有玻璃钢18，所述法兰一17和所述法兰二36之间通过玻璃钢垫圈一16作为衬垫再由紧固件一37紧固连接，紧固件一37包括紧固螺栓一和紧固螺母一，所述法兰一17和所述法兰二36上的紧固开口为长圆孔，所述钢管二19另一端连接连接板31，所述连接板31同时通过玻璃钢板30与真空支腿底板27连接，所述连接板31、所述玻璃钢板30以及所述真空支腿底板27之间通过玻璃钢垫圈二32作为衬垫再由紧固件二33紧固连接，紧固件二33包括紧固螺栓二。

所述外支腿包括位于所述钢管二19外侧与所述外壳1内部连通并通过垫板四21与所述外壳1底部固定的钢管三22，所述钢管三22另一端通过钢管四23连接真空支腿底板27，所述钢管三22和钢管四23之间可设计成对接或角焊缝连接结构，所述真空支腿底板27底部连接有钢管五28，所述钢管五28底端设置有通气的半圆孔，所述钢管五28另一端连接有底板29，所述底板29上设有与地面之间接触的地脚螺栓，地脚螺栓设置4、6、8等偶数组。

所述辅助支撑包括焊接在钢管二19外侧的卡环一26以及焊接在钢管三22内侧的卡环二24，所述卡环一26和卡环二24分别焊接在钢管二19下端外侧以及钢管三22下端内侧，卡环一26与钢管三22之间留有间隙，卡环二24与钢管二19之间留有间隙，卡环一26和卡环二24呈上下设置但之间留有间隙。

所述法兰一17上设有可往所述钢管一15内部放置冷侧吸附剂44的放入孔，通过金属丝网45和环形法兰46与法兰一17固定将放入孔封住，所述钢管一15的侧壁上开设有多个通气孔43，所述通气孔43采用金属丝网封住。

为了方便工艺装配，在钢管二19的下端合适位置进行分段拼接，先将钢管二19切割两段，固定好连接板31、玻璃钢板30以及真空支腿底板27后在将钢管二19焊接好。

所述内支腿和所述外支腿之间形成真空腔，处于真空空间内的各元件组成支撑结构后若形成封闭空间，则应选择合适的零件开通孔，以保证夹层空间的气流连通，便于提高真空度，满足真空绝热的需求。

所述内支腿和所述外支腿根据工况至少设有3组。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。