[发明专利]一种低温绝热气瓶蒸发率检测方法

说明书

本发明公开了一种低温绝热气瓶蒸发率检测方法，方法包括以下步骤：充灌低温绝热气瓶后，保持放气阀门开启且关闭其他阀门，低温绝热气瓶静置第一阶段，获得第一阶段低温绝热气瓶的总漏热量Q_total、筒体漏热量Q_barrel以及计算筒体漏热量在总漏热量中的占比f，低温绝热气瓶进入测试的第二阶段，并计算实际蒸发率α₀，获得低温绝热气瓶在第二阶段的计算蒸发率α_c：比较计算蒸发率α_c与实际蒸发率α₀相对误差如果误差值在5％以内，则认为计算蒸发率α_c是可靠的。

技术领域

本发明属于低温绝热气瓶技术领域，特别是一种低温绝热气瓶蒸发率检测方法。

背景技术

低温绝热气瓶作为一种载体，用于储存低温液体，例如常见的低温液体液氮、液氧、液氦、液氢以及家用的液化天然气等。在低温绝热气瓶发明之前，用于储存这些气体的多为多层保温材料的高压容器，其结构笨重，不利于运输及工业、家庭使用，而且相对应的绝热性能亦不如低温绝热气瓶，常常会造成较大的低温液体的蒸发损失。而低温液体则拥有着广泛的应用，常用的液化天然气就是现代家庭必不可少的气源，同时也是一些燃气汽车的燃料，而它的储存则是用到各种气瓶来实现；工业上的液氢可作为燃料，为诸如火箭发动机、燃料电池机车等提供动力；医院用到的液氧也是通过气瓶来储存，在急需时为病人提供氧气。这些低温液体的应用虽在不同领域，但都面临着一个共同的问题——安全可靠性。

低温绝热气瓶的绝热性能直接影响了储存低温液体时间的长短。低温液体通常温度都在零下两百摄氏度甚至更低，例如液氮温度为-196.56℃，液氢温度为-252.78℃，可见低温液体温度相对于环境温度非常低，其蒸发所需热量为外界环境相气瓶内部的漏热量，气瓶内液体吸收这部分漏热量蒸发变为气体，气体增多导致气瓶内压力上升，气瓶内压力超过安全压力时安全阀开始工作(安全阀门打开)，气体则会逸出进而造成蒸发损失。绝热性能越高表明外界向气瓶内漏热热量越小，气瓶内液体蒸发量与漏热量成正比，因而蒸发损失也会相应减少，低温液体得以储存更长的时间。工业上用以衡量低温绝热容器绝热性能的指标就是静态日蒸发率。静态日蒸发率是指在气瓶额定充满率下达到热平衡以后，在24h内由于外界漏热而蒸发引起的蒸发损失量占气瓶总储液量的比例。

任何一种材料都不能达到百分之百的隔绝热量的传递，低温绝热气瓶瓶壁也是如此。外界经由瓶壁向气瓶内部传递热量的过程是复杂的，总体上来讲可以概括为四个部分：筒体传热、两端封头传热、颈管传热以及支撑构件漏热。根据相关文献以及设计手册，可以确定的是，对于筒体漏热量的计算拥有相对完善的计算公式，且具有相对较高的可靠性；而封头漏热、颈管传热以及支撑构件漏热等部分漏热量的计算尚不完善，可靠性不如筒体漏热计算。而在外界传热的过程中，筒体漏热占总体漏热的比例可认为是稳定不变的。

检测低温绝热气瓶静态日蒸发率的工作通常由拥有相应资质的检测机构承担，在工业应用上的流程为：(1)将待检测气瓶充至额定充满率，关闭除放空阀门之外的其他阀门，静置48h；(2)静置完成后，测定并记录接下来24h内气瓶放空阀门气体质量流量(或体积流量或气瓶总质量)，计算24h内静态日蒸发率；(3)接着测定并记录另外24h内气瓶静态日蒸发率，测量记录参数同第(2)步；(4)比对第(3)步与上一步检测的静态日蒸发率结果，二者误差在允许范围以内则检测结束，反之重复第(3)(4)步。从现有检测流程来看，检测时间最短为96h，如果两次检测结果误差较大则需要另外24h，依次类推。很显然，现有检测时间很长，最短需要4天，因此这一项安全指标的检测速度有待于提升。检测时间越长，一方面会耗费大量的时间成本，另一方面造成低温检测工质的浪费，不利于气瓶工业的快速发展。同时在检测时间越长，低温绝热气瓶内部液体蒸发量变多，液位出现下降，低温液体充满率低于额定充满率，势必造成检测结果的不准确。因此发展一种低温绝热气瓶静态日蒸发率的快速检测方法有着重要的意义。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。