低温罐的制作方法

本发明涉及一种低温罐，特别是根据权利要求1的前序部分的用于接收低温氢并且向用户提供气态氢的低温罐。

背景技术：

1、用于诸如lng(液化天然气)或lh2(液化氢气)等低温燃料的燃料供应系统大体上包括：具有内罐和外罐的双层容器，内罐用于接收燃料，在外罐和内罐之间设置有隔热材料以减少输入到内罐的热量；内罐悬挂装置，用于将内罐定位在外罐内；外罐上的隔热加注颈(johnson cox耦合器)，用于容纳车辆侧的带有阀门的燃料加注耦合器；用于在加注燃料时控制质量流的切换组件；用于在抽取时控制质量流的切换组件；用于限定内罐压力的切换组件；用于保持内罐压力的热交换器和相关的切换组件；用于为了用户而加热燃料的热交换器；连接各个切换组件和热交换器的管路；以及用于控制质量流、用于监测和诊断的传感器。

2、这种用于低温燃料的燃料储存系统已经为人所知，例如，从de 19546618、de102009012380、de 19945462、de 102008063563、de 4041170、de 00001981744、de4320556、wo 2009/071208等可知，其中例如，关于燃料加注过程，即加注燃料，有或者没有气体从内罐返回到加注站、关于压力水平，即燃料的亚临界和/或超临界的燃料加注和储存、关于切换系统，即用于加注燃料、用于抽取和用于释放压力的切换组件的类型、数量和设置，各个申请是彼此不同的。所有申请的一个共同特征是，用于控制燃料加注过程和控制抽取过程的低温切换组件在隔热室中、优选在内罐和外罐之间的中间空间中、或者在与外罐可释放地或牢固地连接的阀箱中的设置，这些低温切换组件与至内罐的管道系统相连。这种结构确保在燃料加注时和抽取时不会发生任何空气液化。

3、例如，ep 1801478中所示的低温切换阀的缺点是，为了防止外表面上的液化或冷凝，阀需要巨大的空间，在使用多个阀的情况下，单个低温阀和燃料供应系统的成本很高，收缩包装阀外壳和将连接管路焊接到阀门以及检查焊缝的成本很高，在内罐和外罐之间的隔热室内设置低温阀的情况下隔热效果受到干扰和降低，以及重量。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明的问题是防止现有技术的缺点，特别是由于消除了组件、消除了工作过程步骤和消除了检查过程，因此降低了低温燃料供应设施的重量、尺寸和成本。

3、根据本发明，通过提供具有权利要求1的特征的低温罐来解决本问题。

4、技术方案

5、在各实施例变体中，该问题通过在直接或间接连接到加注颈的室中设置分别用于在加注燃料时控制燃料流和/或用于在抽取时控制燃料流的低温阀或低温切换组件来解决，其中所有低温阀在卸下车辆侧的燃料加注耦合器后可拆卸，即，在加注颈中或者在经由加注颈可触及的室中或者在加注颈的燃料加注方向的上游或下游，或者分别在车辆侧的燃料加注耦合器处或中实现低温阀的设置。通过优选使用低温单向阀和可选地使用低温内罐压力控制阀代替机电低温、电气动低温或电液压低温截止阀进一步解决该任务。

6、低温颈的加注颈为管状部件，其外罐侧的端部焊接到外罐，其内罐侧的端部焊接到加注管路，并且如果存在的话，焊接到回气管路。车辆侧的燃料加注耦合器安装到加注颈的外罐侧的端部，并且穿过加注颈的中心管状部分延伸至加注颈的内罐侧的端部，其中在加注颈的内罐侧的端部实现相应管路的连接。车辆侧的燃料加注耦合器在加注燃料时容纳加注站侧的燃料加注耦合器，并且包括用于加注燃料的阀门。燃料加注耦合器的中心管状部分被配置为具有较低的壁宽以防止冷凝或液化。

7、低温阀优选地组合成紧凑的阀块，其中阀块优选地形成所有切换阀的外壳，并且其中阀块中的孔优选地取代现有技术中的焊接的管路并且连接各个切换组件。由于所述配置，优选地焊接到阀块和内罐的管路将阀块连接到内罐，其中阀块和内罐之间的其余相应管路每个通过互锁系统或螺杆系统连接并且设置在焊接的管路内。

8、可选地，在焊接的管路内还进一步设置有用于内罐的压力维持系统的管路和/或用于内罐的压力释放系统的管路。

9、可选地，朝向用户的截止阀设置在阀块处或加注颈中。

10、可选地，用于释放内罐压力的阀设置在阀块处或加注颈中。

11、可选地，用于维持内罐压力的阀设置在阀块处或加注颈中。

12、可选地，用于为了用户而加热燃料的热交换器设置在阀块处或加注颈中。

13、可选地，阀块或加注颈包括低温罐的所有必要的阀，并且可选地容纳用于加热燃料的热交换器以及车辆侧的燃料加注耦合器。

14、低温阀由于紧凑的结构和设置而形成用户友好的组件，从而简化了其安装和预检查。

15、由于低温切换组件设置在经由加注颈可触及的室中，每个阀座可根据需要进行交换。

16、由于低温切换组件设置在经由加注颈可触及的室中，消除了外罐中切换组件外壳的收缩包装和焊缝检查。

17、由于低温切换组件布置在经由加注颈可触及的室中，消除了组件之间的各个连接管路以及焊接和焊缝检查。

18、由于低温切换组件布置在经由加注颈可触及的室中，减少了由于连接点泄漏而导致的隔热质量下降的风险。

19、由于低温切换组件布置在经由加注颈可触及的室中，隔热不会受到干扰，隔热效果得到改善。

20、由于消除了各个低温阀的外壳，降低了低温罐的重量。

21、由于低温切换组件布置在经由加注颈可触及的室中，降低了结冰的风险。

22、由于低温切换组件布置在经由加注颈可触及的室中，由于消除了组件以及由于消除了工作和检查过程，实现了大幅降低成本。

23、由于使用单向阀和压力开关分别代替机电或电气动或电液压低温截止阀，在整个低温燃料供应设施中，在热交换器的流方向下游只需要一个优选的机电截止阀。

技术特征：

1.一种低温罐(100)，包括：内罐(1)，用于接收低温燃料；外罐(2)，用于限定内罐(1)和外罐(2)之间的具有隔热材料(4)的隔热室(3)，以减少输入到内罐(1)的热量；和隔热加注颈(5)，用于容纳车辆侧的燃料加注耦合器(6)，其特征在于，低温罐(100)包括至少一个低温阀，该低温阀设置在加注颈(5)内，用于在燃料加注和/或抽取时引导燃料流，该低温阀设置在经由加注颈(5)可触及的空间中，并且能够在卸下车辆侧的燃料加注耦合器(6)后被拆卸。

2.根据权利要求1所述的低温罐(100)，其特征在于，所述低温罐(100)包括机电单向阀，该机电单向阀用于在从加注站向所述内罐(1)加注燃料时引导液态或超临界燃料流，其中所述机电单向阀在加注燃料时打开。

3.根据权利要求1所述的低温罐(100)，其特征在于，所述低温罐(100)包括机电低温截止阀，该机电低温截止阀用于在从加注站向所述内罐(1)加注燃料时引导液态或超临界燃料流，其中所述机电低温截止阀在加注燃料时打开，并且可选地在抽取时打开。

4.根据权利要求1所述的低温罐(100)，其特征在于，所述低温罐(100)包括用于从加注站向所述内罐(1)加注燃料时引导燃料流的低温单向阀(7)和用于在从所述内罐(1)向所述加注站加注燃料时引导气态燃料流的可解锁低温单向阀(17)，其中所述可解锁低温单向阀(17)由于所述低温单向阀(8)上游的压力或者由于所述低温单向阀(7)中的密封元件的打开导致的所述低温单向阀(7)与所述可解锁低温单向阀(17)之间的机械耦合而打开，并且其中所述低温单向阀(7)和所述可解锁低温单向阀(17)在加注燃料时打开。

5.根据权利要求2至4中的任何一项所述的低温罐(100)，其特征在于，所述低温罐(100)包括用于从所述内罐(1)向用户引导燃料流的低温内罐压力控制阀(15)，其中所述内罐压力控制阀(15)在内罐压力高于所述内罐压力控制阀(15)的确定的转换压力的情况下能够抽取气态或超临界燃料，并且其中所述内罐压力控制阀(7)在内罐压力低于所述内罐压力控制阀(15)的确定的转换压力的情况下能够抽取液态或超临界燃料。

6.根据权利要求2所述的低温罐(100)，其特征在于，所述低温单向阀(7)被配置为，在所述低温罐(100)的燃料加注期间由于所述加注站和所述内罐(1)之间的压力差而被推入到打开位置。

技术总结一种低温罐(100)包括：内罐(1)，用于接收低温燃料；外罐(2)，用于限定内罐(1)和外罐(2)之间的具有隔热材料(4)的隔热空间(3)，以减少输入到内罐(1)的热量；和隔热加注颈(5)，用于容纳车辆侧的燃料加注耦合器(6)，其中，低温罐(100)包括至少一个低温阀，该低温阀设置在加注颈(5)内，用于在加注操作时和/或抽取时引导燃料流，该低温阀设置在经由加注颈(5)可触及的隔热空间中，并且能够在卸下车辆侧的燃料加注耦合器(6)后被拆卸。技术研发人员：约翰内斯·齐格受保护的技术使用者：安德烈亚斯·齐格技术研发日：技术公布日：2024/6/11