[发明专利]一种主容器非自支撑低压液氢混凝土储罐

说明书

本发明涉及一种主容器非自支撑低压液氢混凝土储罐，包括：桩基础、预应力混凝土外罐、罐顶、波纹结构内罐、硬质保温层和防泄漏二层底，所述预应力混凝土外罐包括承台和罐壁，所述承台安装在所述桩基础上，刚性连接，所述罐壁的底端与所述承台之间固定连接，所述承台和罐壁均为混凝土制成，所述承台和罐壁的墙体内均设有预应力钢筋；所述罐顶包括预应力混凝土穹顶和金属吊顶，所述穹顶内设有预应力钢筋，所述主容器非自支撑低压液氢混凝储罐，储罐设计压力在1.6MPa(G)以下，储罐有效容积为0.4～27万方，用于存储液氢介质，也可评估后用于存储工业气体低温介质，解决了大规模低温存储液氢难的问题。

技术领域

本发明属于低温存储设备领，更为具体的涉及一种主容器非自支撑低压液氢混凝土储罐。

背景技术

深冷低温行业，一般4000m³以上储罐型式(简称“罐型”)一般选择现场组装便利的平底圆筒常压储罐。但是，液氢常压下，沸点温度低(20K)，给选材及低温应力设计带来难点，同时液氢存在正仲氢两种状态，正常情况下存在转化放热，可能导致储罐升压，大型低温液氢储罐，设计压力较LNG介质要稍高，因此大型液氢储罐(4000m³及以上)很难和常规深冷低温储罐一样，做成普通平底圆筒常压储罐。但是如果选择球罐罐型，虽然设计压力和应力难点稍小，但球罐给底部支撑应力设计、运输以及板材高效利用、安装焊接带来困难，更大容积 (可能容积4万立方以上)储罐很难再选择球罐罐型。

因此，为便于未来液氢储罐更大型化发展成为可能，需要解决立式圆筒平底储罐在大量存储低温液氢时，给储罐结构带来的低温应力、操作压力大带来的罐底与罐壁、罐壁与罐顶节点连接处的局部应力过大从而影响存储安全的难点。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种主容器非自支撑低压液氢混凝土储罐，储罐设计压力在1.6MPa(G)以下，储罐有效容积为0.4～27万方，用于存储液氢介质，解决了大规模低温存储液氢难的问题，。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明提供了一种主容器非自支撑低压液氢混凝土储罐，包括：

桩基础，包括若干个间隔设置的支撑桩；

预应力混凝土外罐，包括承台和罐壁，所述承台安装在所述桩基础上，由所述支撑桩支撑，所述罐壁的底端与所述承台之间固定连接，所述承台和罐壁均为混凝土制成，所述承台和罐壁的墙体内均设有预应力钢筋；

罐顶，包括预应力混凝土穹顶和吊顶，所述预应力混凝土穹顶为拱形，所述穹顶内设有预应力钢筋，所述罐壁顶部与所述穹顶之间固定连接，所述吊顶与内罐的顶部密封连接；

内罐，为非自支撑式的波纹薄膜金属，用于储存低温液氢，所述内罐固定在所述预应力混凝土外罐和内罐之间的硬质保温层上，荷载通过硬质保温层传递到外罐；

硬质保温层，所述硬质保温层固定设置在所述内罐与所述罐壁之间以及所述内罐与所述承台之间。

优选的，还包括防泄漏二层底，所述防泄漏二层底设置在所述硬质保温层的底部与所述罐壁之间，以及硬质保温层与承台之间。

优选的，所述罐壁为后拉式预应力混凝土罐壁，所述罐壁的底部与所述承台连接处的厚度以及所述罐壁的顶部与所述穹顶连接处的厚度均大于所述罐壁墙体的厚度。

优选的，所述承台、罐壁以及穹顶的厚度为0.3m～3.0m。

优选的，所述内罐为采用厚度为0.6mm～3mm的金属波纹材料或可收缩非金属波纹材料制成。

优选的，所述穹顶和吊顶之间形成可用于存储蒸发气体的腔体，所述蒸发气体可流通至所述硬质保温层中，用于所述硬质保温层的干燥。

优选的，有效容积为0.4万方～27万方。