[发明专利]真空深冷容器内支撑材料接触界面导热试验装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空深冷容器内支撑材料接触界面导热试验装置及方法，属于真空绝热深冷容器技术领域。

背景技术

随着科学技术进步和经济发展，工业气体储运由气态高压存储逐渐转变为深冷液化存储，深冷液化存储最大的优越性在于储存密度大、运输效率高以及气体较为纯净等。低温液体通常储存于具有真空夹套的双层壁深冷容器内，深冷容器内容器一般选用不锈钢材质，外容器选用碳钢或不锈钢材质。深冷行业中许多储运设备，例如低温罐箱、低温槽罐车以及卧式固定储罐等都采用高真空多层绝热，该绝热方式能够最大程度减低气体对流传热与辐射传热。然而，深冷容器的内外容器必须要靠支撑结构连接，真空环境下对流与辐射传热量远小于内外容器间的固体支撑连接构件(环氧玻璃钢管)处的传热量。在低温液体储运过程中，玻璃钢管支撑件与内外容器直接接触而产生热桥，热桥的导热量是深冷容器绝热性能好坏的关键指标，这就必须掌握玻璃钢管支撑件与内外容器的接触导热热阻，才能准确计算该热桥的导热量。然而，目前关于如何测试高真空深多层绝热深冷容器内玻璃钢管支撑件与内外容器之间接触热阻的资料比较匮乏，尚无一种针对性的试验装置能有效解决该问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种真空深冷容器内支撑材料接触界面导热试验装置及方法，测试高真空多层绝热深冷环境下不同加载载荷与热端温度时不同材料试件的不同位置的温度分布，评价不同材料直接接触时受不同载荷与热端温度时的传热性能，得到其接触导热热阻。

为实现上述目的，本发明提供一种真空深冷容器内支撑材料接触界面导热试验装置，其特征是包括：

外腔体；

内腔体，呈封闭状并充注低温液体，其置于外腔体内，并与外腔体之间形成真空夹层，所述内腔体的上部成凹槽形，低温液体的液面高出凹槽底部；

法兰盖板，与所述外腔体的上部密封连接，所述法兰盖板与外腔体之间以及凹槽内均抽真空；

至少一个导热实验组，设置在所述凹槽中，导热试验组采用管状结构，每个导热实验组包括由下至上依次相接的第一种材料与第二种材料，在所述第二种材料的顶面热接触一个加热器，所述加热器的上面连接有力传感器，所述力传感器的上端穿出所述法兰盖板后连接有负载；在每个所述第一种材料以及每个所述第二种材料中均沿轴向间隔布置数个热电偶。

所述的真空深冷容器内支撑材料接触界面导热试验装置，其中：所述负载是液压缸或电动丝杆，在法兰盖板上固定有辅助罩，以提供负载的施力支点。

所述的真空深冷容器内支撑材料接触界面导热试验装置，其中：在凹槽底部与内腔体底部之间设有加强支撑，还在内腔体底部与外腔体底部之间设有绝热支撑。

所述的真空深冷容器内支撑材料接触界面导热试验装置，其中：所述内腔体连接有加液管与排放管，用于向内腔体内充注低温液体。

所述的真空深冷容器内支撑材料接触界面导热试验装置，其中：在力传感器的上端还套接有一个波纹管，所述波纹管的一端与所述力传感器的上端密封连接，另一端与所述法兰盖板焊接。

所述的真空深冷容器内支撑材料接触界面导热试验装置，其中：所述法兰盖板上还设有加热导线集线器与热电偶线集线器，所述加热器的导线能够通过所述加热导线集线器保持气密性地穿出所述法兰盖板，所述热电偶的导线能够通过所述热电偶线集线器保持气密性地穿出所述法兰盖板。

所述的真空深冷容器内支撑材料接触界面导热试验装置，其中：所述外腔体的侧面设有抽真空口和真空测试口，抽真空口连接真空机组，真空测试口连接真空规管。

所述的真空深冷容器内支撑材料接触界面导热试验装置，其中：第一种材料与第二种材料均为管状，第一种材料与第二种材料的对接端设有相互配合的环形台阶，能够通过环形台阶的相互嵌卡，

所述的真空深冷容器内支撑材料接触界面导热试验装置，其中：在凹槽内 还填充有绝热材料。

本发明还提供一种真空深冷容器内支撑材料接触界面导热试验方法，其中，其使用前述真空深冷容器内支撑材料接触界面导热试验装置，并包括如下步骤：

1)在室温下把第一种材料、第二种材料装配成导热实验组；将导热实验组连同加热器固定到凹槽中；

2)在加热器上放置力传感器，装配时使法兰盖板与外腔体密封连接；真空测试口接上真空规管，抽真空口连接真空机组，然后将真空规管、力传感器以及热电偶分别接入数据采集系统。

3)将夹层抽真空；

4)往内腔体中加注低温液体，并使低温液体的液面高出凹槽底部；