一种适于高压储氢装置的抗冲击防护材料无损固定支撑结构

1.本发明属于抗冲击防护技术领域，具体涉及一种适于高压储氢装置的抗冲击防护材料无损固定支撑结构。


背景技术：

2.高压储氢装置是加氢站的核心设备，一方面，其存储介质氢气具有易燃易爆的特点，近几年世界各地连连发生氢安全事故；另一方面由于加氢站储氢装置排布较紧密，在事故发生时可能导致多米诺事件，造成更加恶劣的影响。因此有必要对高压储氢装置进行外部抗冲击防护，降低外部破片、冲击波等对装置造成的损伤。
3.高压储氢装置的抗冲击防护需要相应的结构来支撑固定防护材料，但是为防止由于结构不连续产生应力集中，高压储氢装置不允许在设备上进行焊接等操作，在这种情况下，将固定支撑结构与高压储氢装置配合比较困难。且高压储氢装置一般需要通过鞍座固定，其上还可能连接有接管；因此在为其设置外部的抗冲击防护结构时，对于鞍座或接管连接处需要进行避让，进一步增加了设置难度。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种适于高压储氢装置的抗冲击防护材料无损固定支撑结构，该结构实现对高压储氢装置的无损安装，防护效果好，且拆装、检修方便，成本低。
5.一种适于高压储氢装置的抗冲击防护材料无损固定支撑结构，包括：
6.两个分别套设于高压储氢装置两端封头上的环板；
7.设于高压储氢装置外部的多条防护带，且每条防护带的两端分别固定连接两个所述环板；
8.套设于高压储氢装置外部并与其轴向垂直设置的多个支撑环，每个支撑环通过与多条防护带一一对应的多对紧固板安装于每条防护带上；设于防护带外侧的防护材料层，所述防护材料层按防护带和支撑环共同划分的区域分块设置；
9.设于所述防护材料层外侧的保护壳，所述保护壳通过与紧固板连接将防护材料层固定。
10.其中，防护带与环板之间、紧固板与防护带之间均通过焊接固定。支撑环既借助防护带固定于高压储氢装置外部，同时还可以使各防护带支架相对固定(保持原间距)而不因自身重力影响而变形。每两条防护带在高压储氢装置的外部均不相交。将防护材料层分块设置既方便安装，又能够节省维修成本；需要更换时，只需更换损坏的部分即可。
11.防护带的宽度与紧固板一端的宽度可以相同也可以不同。作为优选，防护带的宽度与紧固板一端的宽度相同。
12.作为优选，所述环板由钢板弯曲焊接而成，环板位置靠近高压储氢装置的进/处气口，并根据该处封头形状确定环板弯曲形状使之与该处封头形状相匹配。
13.作为优选，所述防护带为薄窄钢带，防护带两端分别以点焊的方式与两边的环板固定。所述防护带安装时可以现场弯曲，不与装置焊接；防护带可分段，分段长度由具体情况而定，分段防护带通过支撑环和紧固板固定连接；防护带可断开，即遇到干涉时，可根据具体情况断开防护带进行避让。
14.作为优选，所述紧固板为匚型，每对紧固板中的两个紧固板开口相背设置，支撑环位于该两个紧固板顶端之间；
15.每个紧固板的内端与防护带固定连接，外端与保护壳通过铆钉连接。
16.作为进一步优选，每个所述支撑环包括多个支撑板，相邻两个支撑板通过一个压板实现连接；
17.成对的两个紧固板分别设于支撑板的中部两侧，并与之可拆卸连接。
18.其中，支撑板为扇形环状结构。
19.采用本技术方案将支撑环拆解成多个组件，更加方便安装和拆卸；同时能够灵活避开鞍座或接管的连接处，并能够保持防护结构完整。即，遇到需要避让的连接处时，可以断开防护带，同时拆卸掉适当个数的支撑板和压板以提供避让空间；断开的防护带可以通过支撑板和压板组成的支撑环以及紧固板固定，同时防护带还能够反向固定断开的支撑环，实现支撑结构的完整性。
20.作为进一步优选，所述支撑板的两端和中部、压板的两端，以及紧固板的顶端中部分别设有螺栓孔；
21.支撑板与压板之间、支撑板与紧固板之间分别通过相应的螺栓孔和螺栓螺母实现连接。通过螺栓螺母实现连接既能使结构稳定还能更方便安装和拆卸。
22.作为进一步优选，设于压板两端的螺栓孔为腰型孔，并沿与支撑板的连接方向设置。腰型孔的设计能够适当调节支撑环的松紧使之更好地贴合装置尺寸，对高压储氢装置起到更好的保护作用。
23.作为进一步优选，对于高压储氢装置连接鞍座或接管的情况，在连接处断开防护带，并拆卸对应处的支撑板和压板以进行避让；且断开处的防护带通过支撑环进行固定。
24.作为进一步优选，所述支撑板的外侧(远离高压储氢装置的一侧)与所述紧固板的外端(远离高压储氢装置的一端)对齐设置。
25.作为优选，所述紧固板的顶端宽度(紧固板两侧端之间的距离)与防护材料层的厚度相同，且每块防护材料层的四角分别嵌于对应的四个紧固板的开口内。
26.多条防护带和多个支撑环将高压储氢装置的外部划分层多个区域，每个区域的四角对应四个紧固板的开口，将防护材料层的四角分别嵌于四个紧固板的开口内能够起到辅助防护材料层固定的作用。
27.作为优选，所述保护壳分块安装。采用该技术方案使安装和拆卸更加便利。每块保护壳可以仅固定一块防护材料层，也可以同时固定多块防护材料层；保护壳的大小可根据实际需要进行调整。
28.作为优选，多条防护带沿所述高压储氢装置的周向均匀布置。
29.作为优选，多个所述支撑环沿高压储氢装置的轴向均匀布置。
30.当然，多条防护带和多个支撑环的布置也可以根据实际情况进行适当调整，如遇到干涉需要避让时，可适当小幅度地调整距离使防护带或支撑环无需断开也可避让。
31.作为优选，所述防护材料层与防护带通过铆钉可拆卸连接。在保证更好地固定防护材料层的同时，方便更换。
32.本发明的抗冲击防护材料无损固定支撑结构对于各类不允许焊接的卧式压力容器均适用。
33.本发明的适于高压储氢装置的抗冲击防护材料无损固定支撑结构，包括环板、防护带、支撑环、防护层和保护壳；环板嵌套在左右封头上，防护带均匀铺设在装置上，两端与环板固定；支撑环通过紧固板固定在防护带上，又支撑防护带保持原位置。抗冲击防护材料层用铆钉固定在防护带上，保护壳固定在最外部，防止防护材料脱落，实现抗冲击防护材料无损固定支撑。本发明的支撑结构无需焊接，无损安装；装卸简单，结构轻便；在需要对高压储氢装置进行检测时只需拆卸部分结构；整体效率高且可降低成本。
34.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
35.(1)本发明的抗冲击防护材料无损固定支撑结构无需焊接，无损安装；直径较小的两端环板与防护带的两端连接，防止固定支撑结构从储氢装置上脱落；支撑环借助防护带支撑固定自身的同时，也固定了防护带的位置；环板、防护带和支撑环共同构成主体结构，使该抗冲击防护材料无损固定支撑结构在与高压储氢装置无焊接的情况下套于其上，实现无损安装。
36.(2)本发明的抗冲击防护材料无损固定支撑结构的结构简单轻便，安装、拆卸方便。结构主体为较薄钢板或钢带组成，结构重量较轻，设备承重较小。防护带外放置抗冲击防护材料，防护材料外为保护壳，结构简单。防护材料和保护壳采用分块安装的方式，方便拆装与设备维修检测，高压储氢装置需要检测时不必停工，只需拆掉保护壳和抗冲击防护材料层即可进行，操作方便。
附图说明
37.图1中(a)为本发明实施例的整体结构示意图；(b)为(a)中ⅰ部分的轴向剖面结构放大示意图；
38.图2为本发明实施例的抗冲击无损固定支撑结构的左视结构示意图；
39.图3为本发明实施例中的支撑板和压板以及二者的连接结构示意图；
40.图4为本发明实施例中的匚型紧固板的结构示意图。
41.图中：1、储氢装置筒体，2、防护带，3、紧固板，4、支撑环，5、螺栓，6、螺母，7、防护材料层，8、保护壳，9、环板，10、压板，11、支撑板，20、鞍座。
具体实施方式
42.下面参照附图1～4对本发明的技术方案进行详细说明。
43.一种适于高压储氢装置的抗冲击防护材料无损固定支撑结构主要由多条防护带2、多个支撑环4、多块抗冲击防护材料层7和两个环板9组成。两个环板9分别套设于高压储氢装置两端的封头上，形状与封头贴合；防护带2沿轴向铺陈于高压储氢装置筒体及封头，两端分别固定于两个环板9；多条防护带2沿高压储氢装置的周向均匀布置。
44.根据实际情况，防护带2上每间隔设定距离固定两块(一对)匚型紧固板3(紧固板3的内端与防护带2焊接)，且两个紧固板3的开口相背设置；紧固板3包括两个侧端(内端和外
端)和一个顶端，其中顶端中部设有螺栓孔；
45.支撑环4置于两紧固板3之间，支撑环4上对应紧固板3上螺栓孔出设有螺栓孔，支撑环4通过螺栓孔、螺栓5螺母6与一对紧固板3连接固定。每个支撑环4通过与多条防护带2一一对应的多对紧固板3固定于防护带2上。支撑环4既借助紧固板3和防护带2固定，也使各个防护带2之间保持原间距而不因重力影响而变形。
46.图1中(a)中，两端封头上紧固板3和支撑环4未示出。
47.多条防护带2和多个支撑环4将高压储氢装置的外部划分为多个区域；在防护带2外侧分块铺设防护材料层7，每个防护材料层7位于一个区域内并通过铆钉固定在防护带2上。在防护材料层7外铺设保护壳8，保护壳8与紧固板3的外端通过铆钉连接。
48.如图1中(a)所示，鞍座20等与固定支撑结构相干涉部位，可断开防护带2，断开处防护带2借助支撑环4固定。以鞍座20处为例，在鞍座20设置处，防护带2分别铺设至鞍座20左右两侧约50mm(可根据实际需要进行调整)处，在防护带2未与环板焊接的另一端处设置支撑环4使其固定。
49.如图1中(b)、图4所示，匚型紧固板3固定于防护带2外侧，两块紧固板3朝向相反(开口相背)，防护带2与匚型紧固板3的内端焊接，使两块紧固板3中间开孔(螺栓孔)平行，两块紧固板3之间保持可放置支撑环4的间隙。支撑环4外边界(远离高压储氢装置的一侧)与紧固板3外边界(远离高压储氢装置的一侧)平齐，通过螺栓孔、螺栓5和螺母6与紧固板3连接固定。抗冲击防护材料层7的四角嵌于对应的四个紧固板3的开口内。防护材料层7的外侧设有保护壳8，保护壳8分块安装，每块保护壳8与紧固板3的外端通过铆钉进行固定，进而完全覆盖抗冲击防护材料层7、紧固板3和支撑环4。
50.如图2、图3所示，防护带2端部弯曲置于环板9之上并与环板9焊接固定。支撑环4包括若干支撑板11，支撑板11的两端和中间分别设有螺栓孔，中间螺栓孔用于与紧固板3固定，两端的螺栓孔用于与多个压板10连接进而将若干支撑板11连接成支撑环4，相邻两支撑板11与压板10(压板10的两端分别设有腰型孔，腰型孔沿支撑板的连接方向设置)通过螺栓孔与腰型孔，及螺栓5、螺母6连接固定。
51.本实施例的具体实施工作过程及原理如下：
52.首先根据储氢装置具体情况，确定各部分尺寸数量。安装时，首先将两个环板9分别套设于高压储氢装置两端的封头上，然后取多条合适长度的防护带2沿周向均匀铺设于高压储氢装置外部，每条防护带2的两端分别与两个环板9焊接。防护带2可分段(当遇防护带长度不足等情况时)，分段长度视具体情况而定，各段之间通过螺栓连接。接着按实际情况取设定间距在防护带2上焊接多对紧固板3，紧固板3焊接完成后，通过螺栓螺母将支撑板11固定在成对的紧固板3之间，每个支撑板11对应一对紧固板3。然后将相邻支撑板11通过压板10连接成支撑环4。
53.多条防护带2和多个支撑环4将高压储氢装置划分为多个小的区域，每个小的区域的四角对应四个紧固板3的开口。抗冲击防护材料层7分块安装，将已切割为合适大小的防护材料层7嵌入四个紧固板3的开口之间，并用铆钉与防护带2固定。最后分块铺设保护壳8，使保护壳8完全覆盖内部结构(包括紧固板3、防护材料层7和支撑环4)，保护壳8与紧固板3的外端通过铆钉固定。每块保护壳8可以固定一块防护材料层7，也可以同时固定多块防护材料层7，可按照具体情况进行调整。拆卸时，按与安装时相反的顺序进行。
54.当需要对储氢装置进行检修时，不必拆除整体固定支撑装置，只需按顺序拆除保护壳8、防护材料层7即可进行。拆除需检修部位的保护壳8，可看到抗冲击防护材料层7，将其拆除后，即可对装置进行检修。当部分防护材料层7损坏时，也仅需更换损坏部分，方便检修且降低成本。
55.上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。