[发明专利]具有可冷却热屏蔽件的运输容器

说明书

本发明涉及一种用于氦(He)的运输容器(1)，该运输容器包括：用于接收氦(He)的内部容器(6)；用于接收低温流体(N2)的冷却剂容器(14)；在其中接收内部容器(6)和冷却剂容器(14)的外部容器(2)；在其中接收内部容器(6)并且可以使用低温流体(N2)来主动冷却的热屏蔽件(21)，该热屏蔽件(21)具有至少一条冷却管线(26)，该至少一条冷却管线以流体方式连接到冷却剂容器(14)并且在其中能够接收低温流体(N2)，以便主动冷却热屏蔽件(21)；以及至少一条回流管线(34、35)，该至少一条冷却管线(26)借助于该至少一条回流管线以流体方式连接到该冷却剂容器(14)，以便使该低温流体(N2)回流到冷却剂容器(14)。

本发明涉及一种用于氦的运输容器。

氦与天然气一起被提取。出于经济原因，仅以液态或超临界形式即在大约4.2K至6K的温度和1bar至6bar的压力运输大量氦是可行的。为了运输液态或超临界氦，使用了以复杂过程被绝热的运输容器，以避免氦的压力升高过快。此类运输容器可以例如借助液态氮被冷却。为此，提供了借助于液态氮被冷却的热屏蔽件。该热屏蔽件屏蔽运输容器的内部容器。液态或低温氦被接收在内部容器中。液态或低温氦在此类运输容器中的保持时间为35天至40天，这意味着在该时间之后，内部容器中的压力会增加到最大值6bar。液态氮的供应足以维持大约35天。

在这种背景下，本发明的目的是提供一种改进的运输容器。

因此，提出了一种用于氦的运输容器。该运输容器包括：用于接收氦的内部容器；用于接收低温流体的冷却剂容器；在其中接收该内部容器和该冷却剂容器的外部容器；在其中接收该内部容器并且可以借助于该低温流体被主动冷却的热屏蔽件，其中该热屏蔽件具有至少一条冷却管线，该至少一条冷却管线以流体方式连接到该冷却剂容器并且在其中可以接收低温流体以便主动冷却热屏蔽件；以及至少一条回流管线；该至少一条冷却管线借助于该至少一条回流管线以流体方式连接到冷却剂容器以便使低温流体回流到冷却剂容器。

由于设置有回流管线，因此用于冷却的低温流体从冷却管线回流到冷却剂容器。借助于回流管线，低温流体的液相(具体是由于在冷却管线中形成气泡而被从热屏蔽件的冷却管线中被带出并进入回流管线中的液相)和低温流体的汽相可以再次回流到冷却剂容器。由于夹带液相，可以确保低温流体一直填充或存在于冷却管线中最多至该冷却管线的最高点。未汽化的低温流体以循环(具体是自然循环，即自动循环)方式再循环到冷却剂容器。在该循环中，气相也再次回流到冷却剂容器。

因此可以完全省去使用通常将低温流体的气相与低温流体的液相分离的相分离器。这降低了生产和维护运输容器的成本。此类相分离器包括移动部件，因此使用寿命有限。同样，由相分离器传递到包括冷却管线的冷却系统的热量并非无关紧要的。通过省去该相分离器消除了这种热传递。作为设置在运输容器的外侧的附接部件，此类相分离器还可能在运输容器的处理期间被损坏。由于消除了相分离器，这种风险也不再存在。因此，运输容器是无相分离器的或少相分离器的。

前述自然循环优选地在没有超压或至少具有低超压的情况下起作用。因此，冷却剂容器中的压力可以从1.3bara减小到1.1bara。这种压力减小使得低温流体的沸腾温度降低，在这种情况下，例如使得氮的沸腾温度降低1.5K。因此，到氦的热传递减少大约5％，使得与已知的运输容器相比，氦保持时间增加大约三天。

该内部容器也可以被称为氦容器或内部罐。该运输容器也可以被称为氦运输容器。氦可以被称为液态或低温氦。具体地，氦同样是低温流体。具体地，该运输容器被设计用于运输处于低温或液态形式或超临界形式的氦。在热力学中，临界点是物质的一种热力学状态，其特征在于液相和气相的密度相等。此时，两种物质状态之间的差异不再存在。在相图中，临界点表示蒸汽压力曲线的上端。

氦以液态或低温形式引入内部容器。然后在内部容器中形成具有液态氦的液体区和具有气态氦的气体区。因此，在被引入内部容器之后，氦具有物质状态不同的两种相，即液态和气态。这意味着在内部容器中存在液态氦与气态氦之间的相界。在一定时间之后，即当内部容器中的压力升高时，存在于内部容器中的氦变为单相。然后相界不再存在，并且氦是超临界的。