移动式高压储气容器的制作方法

本发明涉及储运容器，特别涉及一种移动式高压储气容器。

背景技术：

1、氢在常温常压下呈气态，密度很小，仅为空气的1/14。一直以来，高效存储是氢能技术大规模商用化的瓶颈，储氢技术是其中关键技术，也是难点所在。氢的储存方法主要分为低温液态储氢、高压气态储氢、固体材料储氢及有机液体储氢4种。相对来说高压气态储氢技术比较成熟，是目前我国最常用的储氢技术。

2、目前高压气态储氢主流设备主要包含长管拖车、圆筒形厚壁储氢容器、大型高压储氢球罐三大类，各类设备在实际应用中均存在明显短板，具体如下：

3、1、圆筒形厚壁储氢容器

4、圆筒结构承受内压时，周向应力为轴向应力的2倍，同等设计压力下，圆筒容器壁厚为球形罐体的2倍，钢材耗材量大、综合制造成本偏高；同时大壁厚筒体成型难度高，环缝、纵缝焊接工艺复杂，整体焊后热处理要求严格。

5、2、大型高压储氢球罐

6、球罐壳体受力均匀，仅承受均匀薄膜应力，力学性能远优于圆筒容器，但现有大型储氢球罐落地应用受限严重：

7、（1）选材与制造门槛高：为满足10mpa以上高压储氢工况，常规钢材制作的大型球罐壁厚会超出制造极限，必须采用 q690r 及以上级别特高强钢，该类钢材国内量产制造、焊接、热处理技术尚处于研发阶段，无成熟市场化应用案例，采购及制造成本居高不下。

8、（2）现场施工周期长、质量难控：大型球罐无法整体预制出厂，必须在项目现场进行分片组装、现场焊接、整体热处理，施工工序繁琐，并受户外环境、天气、现场施工人员技术水平影响大，安装精度与安全稳定性难以保障，整体施工周期长达数月。

9、（3）转运与复用性差：大型球罐整体尺寸、重量远超道路运输限值，无法整体转运。设备安装完成后位置固定，不能根据氢能场站扩容、搬迁、工况调整等需求灵活移动，设备复用率低。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于解决现有技术中所存在的不足，而提供一种移动式高压储气容器。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

2、一种移动式高压储气容器，包括框架和设置在框架内的多个球形罐体，多个球形罐体沿框架的长度延伸方向间隔布置，各球形罐体的底部分别通过支撑结构与框架连接固定；

3、相邻两球形罐体之间通过连通管组件连接相通，以使框架内的所有球形罐体相互连通成一个储气空间，储气空间具有气源进口和供气出口。

4、在其中一个实施例中，多个球形罐体同轴设置，各球形罐体设置为相同结构。

5、在其中一个实施例中，各球形罐体的侧部均不突出于框架的表面。

6、在其中一个实施例中，连通管组件包括两个凸缘连接管，各凸缘连接管的一端分别设有向外凸伸的凸缘，各凸缘连接管的凸缘能够嵌入球形罐体的罐壁中并与球形罐体焊接固定；

7、两个凸缘连接管远离凸缘的端部能够相互连通，以使得相邻的两个球形罐体连接相通。

8、在其中一个实施例中，连通管组件还包括对接管，对接管的两端分别与两个凸缘连接管远离凸缘的端部连接。

9、在其中一个实施例中，位于框架两端的两个球形罐体，其中一球形罐体上的凸缘连接管能够构成气源进口，另一球形罐体上的凸缘连接管能够构成供气出口。

10、在其中一个实施例中，移动式高压储气容器还包括平衡管路，各球形罐体的顶部分别与平衡管路连通，平衡管路用于平衡各球形罐体内的气压；

11、平衡管路还设有泄压端口，泄压端口用于对储气空间内的气体进行放散。

12、在其中一个实施例中，各球形罐体的顶部分别通过连接短管与平衡管路连接相通，连接短管的一端穿设于球形罐体的顶壁中并与球形罐体焊接固定，连接短管的另一端与平衡管路连接。

13、在其中一个实施例中，支撑结构包括多个支撑柱，多个支撑柱均匀地分布在球形罐体的底部，各支撑柱的顶端与球形罐体连接固定，各支撑柱的底端与框架连接固定。

14、在其中一个实施例中，框架包括相对设置的两个端框、连接在两个端框之间的两个顶侧梁和两个底侧梁，以及沿框架的长度延伸方向间隔布置在两个端框之间的多个支撑部件；

15、端框与相邻的支撑部件之间，以及相邻的两个支撑部件之间分别形成用于安装球形罐体的安装位；

16、框架还包括多个支撑底架，各支撑底架分别对应各安装位设置在两个底侧梁之间，支撑结构与支撑底架连接。

17、在其中一个实施例中，各支撑部件分别包括支撑框，支撑框包括：

18、相对设置的两个立柱，各立柱的两端分别与顶侧梁和对应的底侧梁连接；

19、连接在两个立柱顶端的顶横梁，各顶横梁的两端分别与两顶侧梁连接；

20、连接在两个立柱底端的底横梁，各底横梁的两端分别与两底侧梁连接。

21、在其中一个实施例中，端框的底部和相邻的底横梁之间设有支撑底架；以及

22、相邻的两个支撑部件邻近的两底横梁之间设有支撑底架。

23、在其中一个实施例中，各支撑框的立柱和顶横梁之间以及立柱和底横梁之间分别设有加强斜撑。

24、由上述技术方案可知，本发明至少具有如下优点和积极效果：

25、本发明中，移动式高压储气容器包括框架和设置在框架内的多个球形罐体。框架能够实现储气容器的整体运输、吊装等功能，并可以起到保护多个球形罐体，避免外部冲击、碰撞的作用，从而有助于提高整个储气容器在移动、运输过程中的安全性。

26、储气容器采用多个球形罐体来储存高压气体，单个球形罐体可以采用小型球罐，小型球罐的选材受限程度低，成型、焊接、热处理工艺简单，从而有利于降低量产制造难度，提高良品率，降低采购及制造成本。与圆筒容器相比，同等设计压力下，球形罐体的承载能力更强，其无需通过增加罐体壁厚来提高承压能力，从而可以降低钢材消耗，降低材料成本。

27、此外，储气容器的框架与多个球形罐体的制作、组装等工序可以在工厂内完成。在工厂试验合格后，储气容器可以整体运输至项目现场，如制氢站、加氢站等场地进行适配性安装使用。从而可以减少现场施工工序，缩短现场施工周期，提高现场施工效率。因储气容器适配于整体运输，其可以根据氢能场站扩容、搬迁、工况调整等需求灵活移动，设备复用率高、实用性强。

1.一种移动式高压储气容器，其特征在于，包括框架和设置在所述框架内的多个球形罐体，多个所述球形罐体沿所述框架的长度延伸方向间隔布置，各所述球形罐体的底部分别通过支撑结构与所述框架连接固定；

2.根据权利要求1所述的移动式高压储气容器，其特征在于，多个所述球形罐体同轴设置，各所述球形罐体设置为相同结构。

3.根据权利要求1所述的移动式高压储气容器，其特征在于，各所述球形罐体的侧部均不突出于所述框架的表面。

4.根据权利要求1所述的移动式高压储气容器，其特征在于，所述连通管组件包括两个凸缘连接管，各所述凸缘连接管的一端分别设有向外凸伸的凸缘，各所述凸缘连接管的凸缘能够嵌入所述球形罐体的罐壁中并与所述球形罐体焊接固定；

5.根据权利要求4所述的移动式高压储气容器，其特征在于，所述连通管组件还包括对接管，所述对接管的两端分别与两个所述凸缘连接管远离凸缘的端部连接。

6.根据权利要求4所述的移动式高压储气容器，其特征在于，位于所述框架两端的两个所述球形罐体，其中一所述球形罐体上的所述凸缘连接管能够构成所述气源进口，另一所述球形罐体上的所述凸缘连接管能够构成所述供气出口。

7.根据权利要求1所述的移动式高压储气容器，其特征在于，还包括平衡管路，各所述球形罐体的顶部分别与所述平衡管路连通，所述平衡管路用于平衡各所述球形罐体内的气压；

8.根据权利要求7所述的移动式高压储气容器，其特征在于，各所述球形罐体的顶部分别通过连接短管与所述平衡管路连接相通，所述连接短管的一端穿设于所述球形罐体的顶壁中并与所述球形罐体焊接固定，所述连接短管的另一端与所述平衡管路连接。

9.根据权利要求1所述的移动式高压储气容器，其特征在于，所述支撑结构包括多个支撑柱，多个所述支撑柱均匀地分布在所述球形罐体的底部，各所述支撑柱的顶端与所述球形罐体连接固定，各所述支撑柱的底端与所述框架连接固定。

10.根据权利要求1所述的移动式高压储气容器，其特征在于，所述框架包括相对设置的两个端框、连接在两个所述端框之间的两个顶侧梁和两个底侧梁，以及沿所述框架的长度延伸方向间隔布置在两个所述端框之间的多个支撑部件；

11.根据权利要求10所述的移动式高压储气容器，其特征在于，各所述支撑部件分别包括支撑框，所述支撑框包括：

12.根据权利要求11所述的移动式高压储气容器，其特征在于，所述端框的底部和相邻的所述底横梁之间设有所述支撑底架；以及

13.根据权利要求11所述的移动式高压储气容器，其特征在于，各所述支撑框的所述立柱和所述顶横梁之间以及所述立柱和所述底横梁之间分别设有加强斜撑。