一种液氢贮罐安全充装装置的制作方法

1.本实用新型涉及液氢技术领域，尤其是一种液氢贮罐安全充装装置。


背景技术：

2.氢是一种比化石燃料轻10倍以上的燃料，一直以来在航天航空工业领域被用作火箭、无人机(uav)等运输体的燃料，也被用于交通运输工具的燃料。氢气充装使用的常规方法是将液氢槽车内的液氢充装到液氢罐真空绝热罐体内，但现有的充装存在以下问题：
3.1、现有的液氢槽车与液氢罐真空绝热罐体之间安装有传统充装管路，保温效果差，漏热量大、bog产生多，管路上会产生结霜结冰现象，工作人员稍有疏忽会被冷灼伤，存在一定的安全隐患；
4.2、液氢罐真空绝热罐体的高度较高，现有的测真空口安装在液氢罐真空绝热罐体上，测量液氢罐真空绝热罐体内的真空状态时费时费力，测量效率低。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是：提供一种大大减少传统充装管路因漏热量大、bog(蒸发气体)产生多造成的管路结霜结冰及可能造成的人员冷灼伤的液氢贮罐安全充装装置。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种液氢贮罐安全充装装置，包括液氢罐真空绝热罐体，液氢罐真空绝热罐体与液氢槽车之间通过充装管路连接；充装管路包括充装管道，所述充装管道为真空管道，充装管道与液氢罐真空绝热罐体之间为一体成型结构。
7.进一步的，充装管路包括进液管路、顶充管路以及底充管路，所述进液管路的一端与液氢槽车连接，进液管路的另一端分别连接有顶充管路和底充管路，顶充管路的出液端与液氢罐真空绝热罐体的上端连接，底充管路与液氢罐真空绝热罐体的底部连接。
8.进一步的，进液管路包括进液管道，所述进液管道上安装有真空止回阀；顶充管路包括顶充管道，所述顶充管道上安装有顶部充装真空手动切断阀；底充管路包括底充管道，所述底充管道上安装有底部充装真空手动切断阀和测真空口。
9.进一步的，进液管路上连接有放空旁路管路，所述放空旁路管路包括放空旁路管道，所述放空旁路管道上从左往右依次手动放空阀、低温管路安全阀以及低温止回阀。
10.进一步的，进液管道的进液端处设有真空接头，真空接头上安装有与其配合的真空接头保护盖。
11.进一步的，充装管道包括真空外管和真空内管，所述真空外管与真空内管之间形成真空夹层；所述液氢罐真空绝热罐体包括真空绝缘外罐体和真空绝缘内罐体，真空绝缘外罐体与真空绝缘内罐体之间形成罐体真空夹层，所述顶充管道内的真空内管与真空绝缘内罐体的上端连接，底充管道内的真空内管与真空绝缘内罐体的下端连接；真空内管和真空绝缘内罐体的外表面均包覆有真空绝热层。
12.进一步的，真空外管上安装有抽取真空夹层内空气的抽真空阀。
13.本实用新型的有益效果是：本实用新型为一体式真空绝热结构，可以大大减少传统充装管路因漏热量大、bog(蒸发气体)产生多造成的管路结霜结冰及可能造成的人员冷灼伤问题；同时方便测量液氢充装管路真空夹层及液氢罐真空绝热罐体的真空状态。
附图说明
14.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
15.图1是本实用新型的优选实施例的结构示意图；
16.图中：1.底部充装真空手动切断阀，2.抽真空阀，3.测真空口，4.真空止回阀，5.真空接头，6.真空接头保护盖，7.手动放空阀，8.低温管路安全阀，9.低温止回阀，10.真空绝热层，11.顶部充装真空手动切断阀，12.液氢罐真空绝热罐体。
具体实施方式
17.现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
18.如图1所示的一种液氢贮罐安全充装装置，包括液氢罐真空绝热罐体12，液氢罐真空绝热罐体12与液氢槽车之间通过充装管路连接；充装管路包括充装管道，所述充装管道为真空管道，充装管道与液氢罐真空绝热罐体12之间为一体成型结构，进而保证在充液时减少漏热量。
19.其中，充装管路包括进液管路、顶充管路以及底充管路，所述进液管路的一端与液氢槽车连接，进液管路的另一端分别连接有顶充管路和底充管路，顶充管路的出液端与液氢罐真空绝热罐体12的上端连接，底充管路与液氢罐真空绝热罐体12的底部连接。
20.进液管路包括进液管道，所述进液管道上安装有真空止回阀4，真空止回阀4可以保持低温液氢单向流动；
21.顶充管路包括顶充管道，所述顶充管道上安装有顶部充装真空手动切断阀11；
22.底充管路包括底充管道，所述底充管道上安装有底部充装真空手动切断阀1和测真空口3，底部充装真空手动切断阀1和顶部充装真空手动切断阀11也可在防止在有危险产生时将液氢封闭在液氢罐真空绝热罐体12内，提高安全系数；测真空口3方便测量液氢充装管路真空夹层及液氢罐真空绝热罐体12的真空状态。
23.另外，如图1所示，进液管路上连接有放空旁路管路，所述放空旁路管路包括放空旁路管道，所述放空旁路管道上从左往右依次手动放空阀7、低温管路安全阀8以及低温止回阀9，低温管路安全阀8避免刚卸完液体时误操作关闭充装根部阀而造成充装封闭管路的超压风险，低温管路安全阀8为常闭状态，且为提前设定放空旁路管道的压力数值，当充装管道内的压力超过设定数值时自动开启；
24.低温止回阀9有效避免空气及空气中的水气回流管路，造成充装管路污染及冰堵现象。
25.进液管道的进液端处设有真空接头5(该真空接头为市购)，真空接头5上安装有与其配合的真空接头保护盖6，真空接头保护盖6用以保护真空接口免受脏物污染。
26.而且，充装管道包括真空外管和真空内管，所述真空外管与真空内管之间形成真空夹层；
27.液氢罐真空绝热罐体12包括真空绝缘外罐体和真空绝缘内罐体，真空绝缘外罐体与真空绝缘内罐体之间形成罐体真空夹层，所述顶充管道内的真空内管与真空绝缘内罐体的上端连接，底充管道内的真空内管与真空绝缘内罐体的下端连接；
28.真空内管和真空绝缘内罐体的外表面均包覆有真空绝热层10，真空外管上安装有抽取真空夹层内空气的抽真空阀2。
29.工作过程：
30.首次向液氢罐真空绝热罐体12中充液时，液氢罐真空绝热罐体12为热罐体，关闭顶部充装真空手动切断阀11，打开底部充装真空手动切断阀1，液氢槽车内的液氢经过进液管路和底充管路进向液氢罐真空绝热罐体12内缓慢充液，液氢罐真空绝热罐体12内的压力不会瞬间快速增大，收缩率缓慢，经过一段时间液氢罐真空绝热罐体12预冷完毕；然后关闭底部充装真空手动切断阀1，打开顶部充装真空手动切断阀11，液氢进行顶部充液。
31.当向冷的液氢罐真空绝热罐体12(非首次充装，液氢罐真空绝热罐体12中还有残留的液氢)中充液时，液氢罐真空绝热罐体12罐体内的气相空间的温度较高，比液氢温度热，气相空间的温度大概在-220℃～-210℃；当液体喷淋到气相空间的气体上时，气相空间的气体受冷，产生液化，液氢罐真空绝热罐体12内的压力下降，确保液氢输液速度。
32.当液氢槽车内的液氢输送完毕，液氢槽车内残留部分气体，也存在一定的压力，如果从顶充管路进入液氢罐真空绝热罐体12会造成罐体内的气相空间的压力越来越大，因此关闭顶部充装真空手动切断阀11，打开底部充装真空手动切断阀1，将液氢槽车内残留部分气体通过底充管路向液氢罐真空绝热罐体12内充气，充分利用液氢槽车内的尾气，提高利用率，减少浪费。
33.最后完成充气后，关闭顶部充装真空手动切断阀11和底部充装真空手动切断阀1，进液管路与液氢槽车分离，真空接头5内插入真空接头保护盖，完成液氢罐真空绝热罐体12的安全充装。
34.充液完成后，真空止回阀4与顶部充装真空手动切断阀11、底部充装真空手动切断阀1之间的管道内还残余部分液氢，一段时间后，残余液氢受热产生气化氢气，该气化氢气可以通过手动放空阀7排出，也可以通过低温管路安全阀8进行自动排放，从而保证真空止回阀4与顶部充装真空手动切断阀11、底部充装真空手动切断阀1之间的管道内不会超压。
35.以上说明书中描述的只是本实用新型的具体实施方式，各种举例说明不对本实用新型的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离实用新型的实质和范围。