[发明专利]真空多层绝热低温容器夹层氮气冲洗置换系统及方法

说明书

本发明公开一种真空多层绝热低温容器夹层氮气冲洗置换系统及方法，系统包括充氮装置、自动出气控制阀门、抽真空装置和控制系统；所述的充氮装置、自动出气控制阀门和抽真空装置均与真空多层绝热低温容器的夹层连通；所述的充氮装置包括氮气源、氮气加热器和进气控制阀门，氮气源配有供气阀门，氮气源的出气端与氮气加热器的进气端连接，氮气加热器的出气端与进气控制阀门的进气端连接，进气控制阀门的出气端与夹层连通；所述的供气阀门、氮气加热器、进气控制阀门、抽真空装置和自动出气控制阀门均与控制系统通信连接。采用本发明涉及的技术方案，夹层气体置换效果好，有助于提高置换氮气的抽除效率，进而能够获得持久的高真空寿命。

技术领域

本发明属于真空多层绝热低温容器夹层的抽真空技术领域，尤其涉及一种能够彻底置换夹层水分和其它不凝气体分子的真空多层绝热低温容器夹层氮气冲洗置换系统及方法，用于抽真空前对低温容器夹层内气体进行置换。

背景技术

随着冷冻液化气体应用范围越来越广，对储存运输冷冻液化气体的装置的隔热性能要求也越来越高，尤其是储运液氧、液氮、液氢、液氩、LNG等深冷低温液体的容器，一般只有选用高真空多层绝热结构才能可满足隔热要求。此类容器对夹层真空有极高要求，容器整个夹层真空寿命周期(5年)内冷态工作夹层真空度需要优于0.03Pa(绝压)。可见，夹层真空是影响低温容器绝热性能的重要指标之一，是真空多层绝热容器制造和维修过程中重要的技术环节。

在结构固化情况下，夹层真空是影响真空多层绝热深冷容器绝热性能的唯一指标。传统的夹层抽真空工艺具有能耗大、耗时长、工耗高、所获得的真空寿命短等缺陷；另外，多层绝热容器在内容器上包覆多层绝热材料，该绝热材料由数十层甚至上百层薄膜材料叠放后卷绕在内容器上，具有导热系数小、层数多、表面积大、排列紧密等特点，这些特点导致多层绝热材料具有传热差、吸附气体量大、吸附气体难以脱附等问题。

针对上述问题，专利CN101021209A公开了一种抽真空方法及其装置，包括：第一气体输送装置，其具有出气口；第一气体加热器，其进口与该第一气体输送装置的出气口相连通，其出口与该内筒的进气口相连通；抽真空机组，其与该夹层相连通；第二气体输送装置，其具有出气口；第二气体加热器，其进口与该第二气体输送装置的出气口相连通，其出口与该夹层相连通。

专利号为CN102913749A公开的大容积低温绝热容器用抽真空系统及方法，包括供气装置、抽真空装置以及加热装置；加热装置包括外罐加热装置以及内罐加热装置；待抽真空绝热容器包括外罐、内罐以及由外罐和内罐形成的夹层；外罐加热装置设置在待抽真空绝热容器外罐的外部；内罐加热装置设置在待抽真空绝热容器内罐的内部；供气装置通过管道分别与待抽真空绝热容器内罐以及夹层相贯通；抽真空装置通过管道分别与待抽真空绝热容器内罐以及夹层相贯通。

上述专利涉及的方案均需要通过供气装置(或者是气体输送装置)对夹层内的气体进行冲洗，实现对夹层内不易脱离的气体进行置换，然后利用抽真空装置将冲洗用的气体抽出，使夹层处于真空状态，进而提高绝热性能。然而，上述两个技术方案中，夹层置换均采用封闭充气方式，实际操作时易发生过充或欠充现象，置换方式效果不理想，影响夹层的真空度，最终导致容器绝热性能变差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中真空多层绝热低温容器夹层采用氮气置换时易出现过充和欠充现象，导致夹层真空度差，容器绝热性能差的问题，提出了一种真空多层绝热低温容器夹层氮气冲洗置换系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：