用于对液化气体进行储存和/或运输的密封且隔绝的罐的制作方法

本发明涉及密封且热隔绝的罐的领域。特别地，本发明涉及用于对处于低温处的液化气体进行储存和/或运输的密封且热隔绝的罐，比如用于对液态氢进行运输的罐，该液态氢在大气压处为约-253℃但也可以在更高压力处进行储存。这些罐可以被安装在固定的场所处或者被安装在任何陆地或浮式交通工具上。

背景技术：

1、根据美国机械工程师协会(american society of mechanical engineers，asme)的“锅炉和压力容器规范”(boiler and pressure vessel code，bpvc)，在现有技术中已知一种固定式液化氢储存罐，该罐包括两个密封的、刚性的且自支撑的壳体，一个壳体被嵌置在另一个壳体的内部。由于两个壳体是非常厚的，使用这种技术来制造大容量的罐涉及非常高的材料成本和制造困难。具体而言，这种罐需要大量的人力资源，以在一方面来制造这种罐并且在另一方面来执行质量控制，特别是对焊点执行质量控制，从而极大地增加了对罐进行制造的成本。

2、us-a-4050609公开了一种球形形状的液化气体储存罐，该罐从内部至外部连续包括：

3、内部贮存器，该内部贮存器是密封且自支撑的，该内部贮存器具有外表面和用于与液化气体接触的内表面，

4、隔绝屏障，该隔绝屏障将内部贮存器的外表面覆盖，该隔绝屏障附接至内部贮存器，

5、外部密封膜，该外部密封膜将隔绝屏障的外表面覆盖并且附接至隔绝屏障。

6、对于外部密封膜而言，us-a-4050609使用以粘合的方式与隔绝块的胶合板结合的铝片材以及玻璃纤维织物连接件。然而，该外部密封膜是易碎的并且易于在将螺柱覆盖的玻璃纤维织物连接件处撕裂。因此，不可能设想将隔绝屏障置于真空下。

技术实现思路

1、构成本发明基础的理念是提供密封且隔绝的罐，该罐具有双密封屏障以对液化气体进行容纳，该罐适于提供高热隔绝性能，以对非常冷的产品、例如环境压力处的液态二氢物(dihydrogen)进行储存。构成本发明基础的另一理念是提供一种密封且隔绝的罐，该罐可以以有竞争力的成本来制造，即使在非常大的容量的情况下也是如此。

2、为此，根据实施方式，本发明提供了用于对液化气体进行储存和/或运输的密封且隔绝的罐，该罐从内部至外部连续包括：

3、内部贮存器，该内部贮存器是密封且自支撑的，该内部贮存器具有外表面以及用于与液化气体接触的内表面，

4、隔绝屏障，该隔绝屏障将内部贮存器的外表面覆盖，该隔绝屏障附接至内部贮存器，

5、外部密封膜，该外部密封膜将隔绝屏障的外表面覆盖，该外部密封膜包括片材金属件，该片材金属件设置有波纹管或波纹部，以允许弹性变形，外部密封膜附接至隔绝屏障或内部贮存器，

6、其中，位于所述内部贮存器与所述外部密封膜之间的中间空间容纳有处于低气压(depression)下的气相物，以将外部密封膜按压成抵靠于隔绝屏障的外表面。

7、借助于这些特征，可以在隔绝屏障中形成或多或少的高真空，以增加隔绝屏障的热隔绝性能。另外，外部密封膜被构造有波纹管或波纹部，从而使得可以通过弹性变形来对尺寸变化进行吸收，而不会存在外部密封膜撕裂的风险。特别地，这些尺寸变化可以是由下述各者引起的：当罐填充有冷液体时，罐随着冷却的热收缩；以及使对隔绝屏障进行容纳的中间空间处于真空下，即由大气压力与存在于中间空间内部的压力之间的差异产生的压缩力。

8、此外，由于外部膜将隔绝屏障的表面覆盖，因此外部膜的定尺寸不受对货物压力的抵抗力、大气压力、中间空间中的气相物的低气压的影响。换言之，可以使用非常薄的膜。另外，这种罐使得可以减少内部贮存器所承受的压力。实际上，与如果大气压力没有被传递至内部贮存器的外表面则会存在的情况相比，内部贮存器所承受的压力例如减少100kpa。

9、根据特定的实施方式，密封且隔绝的罐具有下文所描述的特征中的一个或更多个特征，这些特征可以单独采用或者以任何在技术上可能的一个或更多个组合的方式来采用。

技术特征：

1.一种密封且隔绝的罐(1)，所述罐用于对液化气体进行储存和/或运输，所述罐从内部至外部连续包括：

2.根据权利要求1所述的密封且隔绝的罐，其中，所述内部贮存器(2)包括金属壳体，所述金属壳体具有大于10mm的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的密封且隔绝的罐，其中，所述内部贮存器(2)是由选自下述各者的材料制造的：非合金钢和低合金钢、不锈钢、具有低热膨胀系数的含镍的钢合金、以及具有低热膨胀系数的含锰的钢合金、铝。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的密封且隔绝的罐，其中，内部加固件(11)附接至所述内部贮存器的所述内表面。

5.根据权利要求4所述的密封且隔绝的罐，其中，所述内部加固件(11)包括位于所述内表面(3)上的突出肋状部。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的密封且隔绝的罐，其中，所述内部贮存器(2)被定尺寸成承受大于200kpa的相对内部压力。

7.根据权利要求1至6中的一项所述的密封且隔绝的罐，所述罐还包括支撑系统(50、51、60、160)，所述支撑系统用于将所述罐支撑在安装件(52、53)中，所述支撑系统包括至少一个支撑元件(60)，所述支撑元件具有内部部分(61、161)和外部部分(63、163)，所述内部部分附接至所述内部贮存器，所述外部部分在所述外部密封膜(6)的外部延伸，所述支撑元件(60)延伸穿过所述隔绝屏障(5)的厚度部并且以密封的方式穿过所述外部密封膜(6)。

8.根据权利要求7所述的密封且隔绝的罐，其中，所述支撑元件(50)附接至所述内部贮存器的下部部分，以及其中，所述罐是由所述支撑元件支承的。

9.根据权利要求7所述的密封且隔绝的罐，其中，所述支撑元件(51)附接至所述内部贮存器的上部部分，以及其中，所述罐是由所述支撑元件悬置的。

10.根据权利要求1至9中的一项所述的密封且隔绝的罐，其中，所述隔绝屏障(5)包括选自下述各者的材料：聚合物泡沫、矿棉、聚酯或纤维素填充物、珍珠岩、气相二氧化硅、压实的二氧化硅和气凝胶。

11.根据权利要求1至10中的一项所述的密封且隔绝的罐，其中，所述隔绝屏障(5)是由选自矿棉、聚酯填充物和纤维素填充物的材料制成的。

12.根据权利要求1至11中的一项所述的密封且隔绝的罐，其中，所述隔绝屏障(5)在厚度方向上被预压缩在所述内部贮存器(2)与所述外部密封膜(6)之间。

13.根据权利要求1至12中的一项所述的密封且隔绝的罐，其中，所述隔绝屏障包括热隔绝元件(20、40)，所述热隔绝元件被并置在所述内部贮存器的外表面上。

14.根据权利要求13所述的密封且隔绝的罐，其中，热隔绝元件(40)包括热隔绝衬里，所述热隔绝衬里是以与所述内部贮存器的外表面平行的层的形式布置的。

15.根据权利要求13或14所述的密封且隔绝的罐，其中，所述热隔绝元件是以箱状件(40)的形式生产的，所述箱状件包括第一板(41)、第二板(42)以及在所述第一板与所述第二板之间延伸的侧部板(43)，以围封出所述箱状件的内部空间，所述箱状件的所述内部空间填充有所述热隔绝衬里。

16.根据权利要求13至15中的一项所述的密封且隔绝的罐，其中，所述热隔绝元件在与所述内部贮存器相反的外部面上承载有至少一个金属部分(46)，所述金属部分用于通过将所述外部密封膜焊接在所述金属部分上而将所述外部密封膜附接在所述隔绝屏障上。

17.根据权利要求1至16中的一项所述的密封且隔绝的罐，其中，所述隔绝屏障(5)的厚度介于200mm与800mm之间。

18.根据权利要求1至17中的一项所述的密封且隔绝的罐，其中，所述内部贮存器的外表面(4)支承有多个机械联接件(35、135)，以及其中，所述隔绝屏障(5)通过所述金属联接件(35、135)而附接至所述内部贮存器的外表面。

19.根据权利要求18所述的密封且隔绝的罐，其中，所述机械联接件(135)包括杆状部(138)和端部件(137)，所述杆状部(138)沿所述隔绝屏障的厚度方向穿过所述隔绝屏障(5)，所述端部件附接至所述杆状部(138)的与所述内部贮存器相反的一个端部并且支承在所述隔绝屏障(5)的外表面上。

20.根据权利要求19所述的密封且隔绝的罐，其中，所述外部密封膜(6)附接至所述端部件(137)。

21.根据权利要求1至20中的一项所述的密封且隔绝的罐，其中，所述外部密封膜(6)的厚度小于2mm。

22.根据权利要求1至21中的一项所述的密封且隔绝的罐，其中，所述片材金属是由选自下述各者的合金制成的：非合金钢和低合金钢、不锈钢、具有低热膨胀系数的含镍的钢合金、以及具有低热膨胀系数的含锰的钢合金。

23.根据权利要求1至22中的一项所述的密封且隔绝的罐，其中，所述外部密封膜(6)是波纹状的，以及所述外部密封膜(6)包括第一系列平行波纹部(16)以及位于所述平行波纹部之间且搁置在所述隔绝屏障上的部分，所述平行波纹部被布置成平行于第一方向。

24.根据权利要求23所述的密封且隔绝的罐，其中，所述外部密封膜还包括第二系列平行波纹部(17)和平坦部分，所述平坦部分位于所述第二系列平行波纹部的所述平行波纹部之间并且搁置在所述隔绝屏障上，所述第二系列平行波纹部的所述平行波纹部被布置成垂直于所述第一方向。

25.根据权利要求23至24中的一项所述的密封且隔绝的罐，其中，所述外部密封膜(6)具有大致球形的形状，以及所述第一方向是子午线方向，或者所述外部密封膜具有大致筒形形状，以及所述第一方向是轴向方向，或者所述外部密封膜具有大致平行六面体形状，以及所述第一方向是纵向方向。

26.根据权利要求1至25中的一项所述的密封且隔绝的罐，其中，在与所述厚度部垂直的至少一个方向上，优选地在与所述厚度部垂直的任何方向上，在环境温度处，所述外部密封膜(6)具有大于0.2％的弹性变形能力，优选地，所述外部密封膜(6)具有介于0.2％与1.8％之间的弹性变形能力。

27.根据权利要求1至26中的一项所述的密封且隔绝的罐，其中，处于低气压下的所述气相物在15℃的温度处具有小于1kpa(10mbar)的绝对压力，优选地，处于低气压下的所述气相物在15℃的温度处具有小于0.1kpa(1mbar)的绝对压力。

28.一种陆地储存设施，所述陆地储存设施包括根据权利要求1至27中的一项所述密封且隔绝的罐。

29.一种陆地、空中或海洋的交通工具，特别地，所述交通工具为运输船(70)，所述交通工具包括推进或能量生产装置以及根据权利要求1至27中的一项所述的密封且隔绝的罐(1)，所述罐作为用于所述推进或能量生产装置的燃料贮存器。

30.一种根据权利要求1至27中的一项所述的密封且隔绝的罐(1)的用途，所述罐用于对二氢物进行储存和/或运输。

技术总结本发明涉及密封且隔绝的罐(1)，该罐用于对液化气体进行储存和/或运输，该罐从内部朝向外部连续包括：流体密封且自支撑的内部贮存器(2)，该内部贮存器具有外表面以及用于与液化气体接触的内表面；隔绝屏障(5)，该隔绝屏障将内部贮存器的外表面覆盖，隔绝屏障被固定至内部贮存器；外部流体密封膜(6)，该外部流体密封膜将隔绝屏障的外表面覆盖，外部流体密封膜包括金属片材，该金属片材设置有波纹管或波纹部(8)，外部流体密封膜被固定至隔绝屏障或内部贮存器，其中，位于内部贮存器与外部流体密封膜之间的中间空间容纳有处于负压下的气相物，以使外部流体密封膜抵靠隔绝屏障的外表面。技术研发人员：纪尧姆·德康巴利尤,伯努瓦·莫瑞,纪尧姆·萨尔蒙·勒加尼厄受保护的技术使用者：气体运输技术公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5