[发明专利]一种新型低温液氢储罐的设计方法

权利要求书

1.一种新型低温液氢储罐的设计方法，其特征在于，所述新型低温液氢储罐为立式常压低温储罐，包括外罐和内罐，所述外罐和内罐呈圆筒形或为截面呈正多边形的筒体，且分别包括壁板、底板和穹形顶板；所述外罐和内罐之间分别设有液氮冷屏和绝热材料，其中所述液氮冷屏沿内罐外壁铺设；所述新型低温液氢储罐的设计方法包括：

完成对所述储罐的强度设计，包括计算内罐和外罐的壁板、顶板和底板的厚度；

完成对所述储罐的保冷设计，包括通过计算储罐顶板、壁板以及底板传热量，以计算储罐蒸发率，根据对储罐蒸发率的要求调整液氮冷屏的相关参数。

2.根据权利要求1所述的新型低温液氢储罐的设计方法，其特征在于，内罐壁板厚度的计算方法如下：

e＝max{e_s，c，e_s，t，e_min}

其中，e为内罐壁板厚度，e_s，t为水压试验工况下的内罐壁板计算厚度，e_s，c为操作工况下内罐壁板计算厚度，e_min为内罐壁板最小设计厚度，ρ_c为操作工况下储存介质的最大密度，ρ_t为水压试验工况下试验介质的最大密度，P_c为内罐设计压力，P_t为内罐内部压力减去顶板重力，σ_sc为操作工况下内罐壁板许用应力，σ_st为水压试验工况下内罐壁板许用应力，H为液氢最高设计液位，D_i为内罐内径。

3.根据权利要求1所述的新型低温液氢储罐的设计方法，其特征在于，外罐壁板厚度的计算方法如下：

e_os为外罐壁板厚度，P_i为内部压力、内部气压和绝热系统压力之和，D₀为外罐内径，c为腐蚀余量，σ₀为外罐壁板许用应力。

4.根据权利要求1所述的新型低温液氢储罐的设计方法，其特征在于，其中所述内罐底板和外罐底板均包括环形边缘板和中幅板，环形边缘板沿所述内罐底板或外罐底板外圈设置一圈并由若干个边缘板单元搭接而成，所述中幅板设置在环形边缘板内部并由若干个中幅板单元搭接而成；

其中，内罐底板厚度的计算方法如下：

内罐环形边缘板厚度：e_a，1＝max{(3.0+e_s，1/3)，8}

内罐环形边缘板最小宽度：

e_a，1为内罐环形边缘板厚度，e_s，1为内罐壁板底圈厚度，l_a，1为内罐环形边缘板最小宽度，H为液氢最高设计液位；

外罐底板厚度的计算方法如下：

外罐环形边缘板厚度：e_a，2＝max{(3.0+e_s，2/3)，8}

外罐环形边缘板最小宽度：

e_a，2为外罐环形边缘板厚度，e_s，2为外罐壁板底圈厚度，l_a，2为外罐环形边缘板最小宽度，H为液氢最高设计液位。

5.根据权利要求1所述的新型低温液氢储罐的设计方法，其特征在于，内罐和外罐顶板厚度的计算方法均为：

e_r＝max{e_r1，e_r2}

球形顶：

屈曲计算：

e_r为顶板厚度，e_r1为球形顶顶板厚度，e_r2为屈曲计算顶板厚度，P_r为内部压力减去顶板重力，R_r为顶板的曲率半径，P_e为外部载荷，E为弹性模量，σ₁为顶板许用应力，η₁为焊缝的焊接接头系数。