国内外低温绝热气瓶应用现状

1低温绝热气瓶概况

随着低温技术的普及,低温液体从最早的高端技术应用逐步向工业生产和民用生活领域内渗透。低温液体适用领域的拓展也带动了低温容器的设计及制造向着多元化方向改进。固定式的低温容器趋于规模化,移动式的低温储运容器趋于集约化。低温绝热气瓶正是基于杜瓦瓶结构,结合大型低温储运设备技术,发展而成的适合工业生产及民用的一种中小型低温储运设备。

低温绝热气瓶,又称焊接绝热气瓶,是用于储存液氧、液氮、液氩等低温液化气体的特种焊接气瓶。常规低温绝热气瓶的工作压力≤3. 5 MPa, 规格或容积小于≤1 000 L, 国际市场价格一般介于1 000 美元-5 000 美元之间。低温绝热气瓶从型式上可设计成立式或卧式。规格上,目前国内市场上较多见的有60 L 、160 L 、175 L 、180 L 、200 L 、210 L 、335 L 、410 L和450 L 。低温绝热气瓶具有安全可靠、使用方便、装载率低温储运设备。高和可反复充装等特点,已被用来替代传统杜瓦和高压钢制气瓶。随着对低温绝热气瓶的需求量日益增大,对低温绝热气瓶在绝热性能、加注技术和无损储存方面的要求也越来越高。日蒸发率低,加注量大, 储存时间长的低温绝热气瓶越来越受到市场的青睐。

低温绝热气瓶装配完整,可分为内容器、外壳、绝热层、支撑系统、输液系统、增压系统和汽化系统7个主要部分,实现储存,运输,供液和供气四大功能。对于一般的立式低温绝热容器(如下图所示)所有的管路出口都通过顶部分配头组合起来。对于卧式的低温绝热容器,分配头基本位于前外封头处。典型的低温绝热气瓶配置气体使用阀,放空阀,进出液阀,压力控制阀和组合压力调节器。

2　低温绝热气瓶结构及主要工艺规范

低温绝热气瓶的内容器和外壳采用奥氏体不锈钢制作,内外筒体通过颈管焊接连接,起固定支撑作用。内外筒体间真空夹层内布置吸附剂,低温吸附剂通常采用活性炭、一氧化钯和分子筛的组合,但对于储存液氧的低温绝热气瓶,不可使用活性炭。

低温绝热气瓶的具体制造工艺或要求可参照美国运输部DOT 4L -1999 《焊接绝热气瓶》。泄放量计算可参照美国压缩气体协会CGAS-1. 1《压力泄放装置标准第一部分:压缩气瓶》的规定来执行。国内生产制造低温绝热气瓶厂家应参考 GB 24159-2009 国家标准.

3　国内外低温绝热气瓶的发展和应用现状

早在20 世纪80 年代初,杭州制氧机研究所已在国内开始设计并制造可移动立式CD 200 型200 L 低温绝热气瓶。充满率≤95% , 最高工作压力为1. 4 MPa, 常用压力为0.3MPa -0. 98MPa, 最大供气能力(配台空温式汽化器)为20 m3/h, 日蒸发率为LO2 ≤1. 45%,LN2 ≤2. 1%, 贮存介质为高纯液氧,液氮或液氩。容器空重约170 kg, 容器外形尺寸为(直径×高) 585 ×1 540mm 。当前,高性能低温绝热气瓶的生产厂商往往也是具有国际影响力的低温储运公司, 主要有美国查特公司(Chart Industries Inc. ) 、美国泰莱华顿( Taylor Wharton)等, 而且各公司有自己具有国际市场竞争力的产品 。国内低温绝热气瓶的生产厂家主要有中集集团圣达因低温装备有限公司、四川空分集团、北京天海、宁波明欣, 沈阳航天星光等。

4 低温绝热气瓶的主要运用场合

低温绝热气瓶类型

中国已应用的项目

液氧

1、气割和焊接的气源,尤其是造船工业和沿海拆船业等气割和焊接气源消耗大的部门特别需要;2 、超高纯气体的低温液体贮运;3 、飞船、飞机、潜艇生命呼吸系统; 4. 强化养鱼等。

液氮

1、充氮轮胎,适用于飞机轮胎、赛车、挖土机、运土机等大型工程车辆;2 、超高纯气体的低温液体贮运;3 、低温治疗;4 、液 氮速冻食品等。

液氩

1、气割和焊接的气源,尤其是造船工业和沿海拆船业等气割和焊接气源消耗大的部门特别需要;2 、超高纯气体的低温液体贮运;

液氢

氢燃料推进器

LNG

液化天然气汽车