[发明专利]用于储存、运输和分配液体或液化气体的容器

说明书

描述了一种用于储存、运输和分配液体或液化气体、特别是氦的罐(100)，其还适合于通过铁路运输和/或采用ISO容器的形式，该罐包括互相嵌套的用于容纳所述液体或液化气体的第一内部器皿(1)、围绕所述第一内部器皿(1)设置的第二器皿(2)和第三外部器皿(3)，其中中间器皿(2)配备有设置在其周围的封闭环形腔室(6)，该腔室适于充填牺牲流体以便将所述内部器皿(1)与进入的能量屏蔽，所述罐(100)提供形式为由固定点(50)和用作铰接承座的系统(60，70)形成的均衡地约束的结构的支承系统(50，60，70)。

技术领域

本发明涉及一种用于在-120℃至绝对零度的温度下储存、运输和分配液体或液化气体的容器，该容器具有特殊的主动/有效屏障，该屏障还用作第二低温液体(在下文中也称为“牺牲流体”)的容纳罐/槽，所述第二低温液体在大气压下的沸点高于所述液体或液化气体的沸点。

更具体地，本发明涉及一种如上所述的容器，其特别适用于以液体形式运输氦和氢，其中主动/有效屏障是容纳所述“牺牲流体”的热屏障，从而进一步用作所述“牺牲流体”的罐/槽。

背景技术

众所周知，液体形式的极低沸点的气体(例如氦气(沸点＝4°K)和氢气)的运输和处理中的安全问题相对于诸如氧气、氮气和氩气的其它液化气体的运输而言更为明显。

这是因为液氦气化所需的热量远远低于其它液化低温流体(例如事实上的氧、氮和氩)所需的热量：因为即使从外部供给了较少热能，大量液氦的气化也是可能的。很明显，为了运输液氦，必须采用比其它低温流体的运输更多的系统，以便使从外部到达液氦容器的能量的量最小化或甚至没有。

对于运输液氦，通常提供保护屏障，该保护屏障吸收所述液化氦的容纳罐中的任何进入的热能。

根据现有技术，用于储存、运输和分配液化氦的容器通常借助彼此相邻布置的两个单独的器皿制成，一个器皿容纳“牺牲流体”，而另一器皿容纳氦，两者均被容纳于共同的屏障内。

所述“牺牲流体”从其所在罐供给到管道系统，该管道系统以金属连续性附接在屏障(由具有良好导热性的材料制成)上，使得“牺牲流体”在于管道中循环期间吸热，从而通过气化和相变降低屏障本身的温度。

一旦气化，该牺牲流体就被排放到空气中，随之运输其在其路径中收集的能量，从而保护容纳于第一器皿中的具有较低沸点的液体。

所述两个器皿和共同的屏障则容纳在共同的外部壳体内，该外部壳体为两个罐和配备有管道的相对屏障的所有支承件提供附接点。

所述外部壳体还具有如下功能：允许在屏障与两个内罐之间的空间中产生高真空，并且还在外部壳体与屏障之间的空间中产生高真空，这是达到所考虑的低温气体的物理特性所需的隔热水平的必要条件。

然而，这种用于储存、运输和分配液体或液化气体的容器具有一些缺点，特别是关于用于容纳液化气体的器皿的支承结构的构造方面。

实际上，为了使储存容器正常运行，不同器皿必须物理地彼此分开并与屏障分开，以便最小化彼此之间的能量转移：由于由此得到的支承件的结构安装起来非常复杂，错误的风险以及由此故障的风险增加，这可能导致不同的器皿彼此之间以及与屏障之间分开不彻底的情况，从而损害了容器要获得的屏蔽。

又一难题表现为同样在正常运转状态下各种构件之间的不同热膨胀：事实上，即使考虑到所提供的支承件产生超静定/超稳定(hyperstatic)结构的事实，所述各种构件也会容易地达到引起损害组件完整性的负荷状态的水平。

本领域已知的用于储存、运输和分配液体或液化气体的容器的又一局限性源于屏障的工作效率，因为在被管道覆盖的情况下，屏障可能具有温度的不连续性和不稳定性，从而进一步降低了屏蔽效果并进而降低了其效率。

在实践中，便于运输和分配强冷却的低温气体的设备的已知构造具有以下缺点：