[发明专利]一种高真空多层复合绝热液氢输送管道

说明书

本发明公开了一种高真空多层复合绝热液氢输送管道，包括内管，在内管的外部套有外夹套管，外夹套管与内管之间形成相对封闭的真空区，第一复合绝热层、第二复合绝热层及第三复合绝热层由内至外依次套在内管的外部，在第一复合绝热层与第二复合绝热层之间、以及第二复合绝热层与第三复合绝热层之间分别设有管屏，位于第一复合绝热层与第二复合绝热层之间的管屏中的各冷管中通有液氮、以使第一复合绝热层与第二复合绝热层之间形成液氮冷屏，位于第二复合绝热层与第三复合绝热层之间的管屏中的各冷管中通有冷氮气、以使第二复合绝热层与第三复合绝热层之间形成冷氮气冷屏，第三复合绝热层与外夹套管之间形成真空夹层。本发明具有能减少液氢汽化的优点。

技术领域

本发明涉及液氢输送设备技术领域，具体涉及一种高真空多层复合绝热液氢输送管道。

背景技术

传统的高真空绝热液氢输送管道的结构，如图1所示，包括内管111，在内管111的外部套有外夹套管112，外夹套管112与内管111之间形成相对封闭的真空区，在真空区中设置有复合绝热层113，复合绝热层113套在内管111的外部，复合绝热层113与外夹套管112之间形成真空夹层114。液氢输送管道输送液氢时，由于内管中流通的液氢温度为-253℃，外夹套管的外侧为大气环境温度，使得外夹套管与内管之间存在约273℃的温度差，热量传递会不可避免的发生；当外界热量经外夹套管传递至内管时，内管内的液氢受热后会部分汽化，汽化后的氢气因超压或不符合液氢使用要求，只能排放。传统液氢输送管道由于真空夹层小、复合绝热层保温效率有限，存在漏热严重的情况，导致在液氢输送过程中会有大量液氢蒸发成气氢排放，形成较大浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种能减少液氢汽化的高真空多层复合绝热液氢输送管道。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种高真空多层复合绝热液氢输送管道，包括内管，在内管的外部套有外夹套管，外夹套管与内管之间形成相对封闭的真空区，在真空区中设置有第一复合绝热层、第二复合绝热层及第三复合绝热层，第一复合绝热层、第二复合绝热层及第三复合绝热层沿输送管道径向由内至外依次套在内管的外部，在第一复合绝热层与第二复合绝热层之间、以及第二复合绝热层与第三复合绝热层之间分别设置有由冷管形成的套在内管外部的管屏，位于第一复合绝热层与第二复合绝热层之间的管屏中的各冷管中通有液氮、以使第一复合绝热层与第二复合绝热层之间形成用以阻挡外部热量进入内管的液氮冷屏，位于第二复合绝热层与第三复合绝热层之间的管屏中的各冷管中通有冷氮气、以使第二复合绝热层与第三复合绝热层之间形成用以阻挡外部热量进入内管的冷氮气冷屏，所述第三复合绝热层与外夹套管之间留有间隙、以使第三复合绝热层与外夹套管之间形成真空夹层。

进一步地，前述的一种高真空多层复合绝热液氢输送管道，其中：设置于第一复合绝热层与第二复合绝热层之间的管屏采用螺旋状管屏结构、排管式管屏结构、以及蛇形管屏结构三种管屏结构中的任意一种，设置于第二复合绝热层与第三复合绝热层之间的管屏采用螺旋状管屏结构、排管式管屏结构、以及蛇形管屏结构三种管屏结构中的任意一种。

进一步地，前述的一种高真空多层复合绝热液氢输送管道，其中：螺旋状管屏结构包括：若干根独立的螺旋状冷管，各螺旋状冷管并行盘绕于内管的外部而形成螺旋状管屏结构。

进一步地，前述的一种高真空多层复合绝热液氢输送管道，其中：排管式管屏结构包括：具有一入口的进口环形冷管，具有一出口的出口环形冷管，以及若干根直冷管，各直冷管沿输送管道周向均匀排布于内管的外部，各直冷管的同侧管端同时与进口环形冷管相连通，各直冷管的另一侧管端同时与出口环形冷管相连通，形成排管式管屏结构。

进一步地，前述的一种高真空多层复合绝热液氢输送管道，其中：蛇形管屏结构包括：若干根直冷管及若干连接弯头，各直冷管沿输送管道周向均匀排布于内管的外部，各直冷管通过连接弯头首尾相接形成蛇形管屏结构。

进一步地，前述的一种高真空多层复合绝热液氢输送管道，其中：在第一复合绝热层的外部套有薄铜管，该薄铜管位于第一复合绝热层与液氮冷屏之间。