[发明专利]缠绕气瓶管束式集装箱

说明书

本发明公开了一种缠绕气瓶管束式集装箱，其特征在于，包括：前端板、后端板以及9个大容积钢质内胆环向碳纤维缠绕气瓶，所述缠绕气瓶的两端分别与前端连接法兰和新型防转组合法兰连接，所述防转组合法兰由法兰盘、压紧块Ⅰ、压紧块Ⅱ组成，通过内六角螺栓将所述压紧块Ⅱ与法兰盘进行紧固，紧固后连接所述缠绕气瓶，旋靠后，通过内六角螺栓将压所述紧块Ⅰ与所述压紧块Ⅱ进行紧固，再用螺栓将所述法兰盘固定在所述后端板上。本发明具有气瓶重容比小、容积大、重量轻，管路连接点及焊点数量少、漏点少、管路系统结构稳定性好等优点。

技术领域

本发明涉及移动式压力容器领域，特别涉及一种缠绕气瓶管束式集装箱。

背景技术

发展清洁能源汽车成为世界各国改善环境和可持续发展的最佳选择，随着清洁能源汽车的日益发展，天然气、氢气的需求也日益旺盛，运输是天然气、氢能发展的重要一环。目前，天然气主要通过LNG汽车罐车、LNG罐箱、CNG长管拖车及CNG管束式集装箱运输，氢气主要通过长管拖车及管束式集装箱运输。现有的钢瓶管束式集装箱有两类：一类是大容积钢质无缝气瓶组装成的管束式集装箱(如图1所示)，目前采用公称工作压力为20MPa，厚度达到16.5mm～21.2mm以上的6～10个大容积钢质无缝气瓶组装成的管束式集装箱或长管拖车，现有的长管拖车及管束式集装箱主要是外径为559～719mm大容积钢质无缝气瓶组装成，最大容积只有26m³，自重达到34吨多，气瓶重容比(重量与容积之比)大。这种方式往往导致管束式集装箱或长管拖车自重太重，容积小，装载量少，运输成本较高，不利于节能减排。同时现有大容积钢质无缝气瓶管束式集装箱，由于钢瓶裸露于自然环境，因此钢瓶外壁也得不到有效防护。另一类是由小容积缠绕气瓶组装成的管束式集装箱(如图2、3所示)，一般采用容积为30～450L的小容积缠绕气瓶组装成管束式集装箱，这种方式组装的管束式集装箱气瓶容积小、数量多，阀门多，管路焊点或连接点多，操作不便，定期检验不便，泄漏点多，增加运行过程中的风险。同时，现有的管束式集装箱的管路系统结构支管路采用硬连接，其减震性能，易因热胀冷缩导致连接处或焊缝处产生裂纹甚至断裂，导致介质泄漏造成危害。

在国内外道路运输限重的前提下，如何减轻气瓶自重，增加气体的装载量，提高管路系统的稳定性成为要解决的关键问题。大容积缠绕气瓶与钢质气瓶相比具有自重轻，重容比小，管路系统结构稳定性好，用高压力的缠绕气瓶组装的管束式集装箱容积大，装载量大，有效降低了单位运输成本，符合“节能减排”的国家政策。

发明内容

为了克服现有技术中大容积钢质无缝气瓶组装成的管束式集装箱存在的车自重太重，容积小，装载量少，运输成本较高、不利于节能减排、钢瓶裸露的技术缺陷，以及，小容积缠绕气瓶组装成管束式集装箱存在的气瓶容积小、数量多，阀门多，管路焊点或连接点多，操作不便，检验不便，泄漏点多，运行过程高风险的技术缺陷，本发明目的是提供一种轻量化的能够对缠绕气瓶进行可靠防护的管束式集装箱。提供一个40英尺管束式集装箱组装9支20MPa外径为719mm的钢质内胆环向缠绕气瓶，单支气瓶的容积达到4160L，总容积达到37m³。缠绕气瓶管束式集装箱采用了容重比高的大容积钢质内胆环向碳纤维缠绕气瓶作为储气容器，缠绕气瓶钢质内胆的表面固化有复合材料缠绕承压保护层，复合材料缠绕承压保护层由碳纤维缠绕承压层和玻璃纤维缠绕保护层组成，玻璃纤维缠绕保护层设置在碳纤维缠绕承压层的外侧，保护碳纤维免受环境中的灰尘、酸雨等侵蚀。该类型气瓶是一种钢质气瓶的升级换代的产品，大大提高了气瓶的容重比，提高了气体的运载量。同时轻量化的气瓶和管束式集装箱也大大提升了气体的运输效率。

缠绕气瓶的两端分别与前端连接法兰和新型防转组合法兰连接，防转组合法兰由法兰盘1、压紧块Ⅰ、压紧块Ⅱ组成，通过内六角螺栓将压紧块Ⅱ与法兰盘进行紧固，紧固后连接缠绕气瓶，旋靠后，通过内六角螺栓将压紧块Ⅰ与压紧块Ⅱ进行紧固，再用螺栓将法兰盘固定在后端板上。能非常有效的防止气瓶轴向转动。管路系统全部采用柔性连接结构，柔性连接结构能够使管路系统之间减轻震动、不易折断、更加稳定不易发生泄漏。