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真空 ›› 2020, Vol. 57 ›› Issue (1): 56-61.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2020.01.11

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低温绝热气瓶真空寿命模拟试验研究*

李晓峰1, 黄强华2, 陈光奇1, 何晓冬1, 朱鸣2   

  1. 1.张家港富瑞特种装备股份有限公司,江苏 张家港 215637;
    2.中国特种设备检测研究院,中国 北京 100029
  • 收稿日期:2019-08-23 出版日期:2020-01-25 发布日期:2020-03-17
  • 通讯作者: 陈光奇,高级工程师。
  • 作者简介:李晓峰(1980-)男,江苏省张家港市人,本科,工程师。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划资助项目(No.:2017YFC0805603)

Simulated Experimental Study on Vacuum Life of Cryogenic Insulated Cylinders

LI Xiao-feng1, HUANG Qiang-hua2, CHEN Guang-qi1, HE Xiao-dong1, ZHU Ming2   

  1. 1.Zhangjiagang Furui Special Equipment Co., LTd, Zhangjiagang 215637, China;
    2.China Special Equipment Inspection And Research Institute, Beijing 100029, China
  • Received:2019-08-23 Online:2020-01-25 Published:2020-03-17

摘要: 提出了对绝热气瓶真空夹层逐次充入模拟气体进行绝热气瓶漏气和材料放气的真空寿命模拟试验评价方法。试验实例表明:低温绝热气瓶静态蒸发率在低温下夹层压力>5×10-2Pa后迅速上升,即5×10-2Pa可视为夹层真空寿命终结的拐点(或阈值)。5A分子筛在液氮温度下对氮具有巨大的吸附潜力,对氢表现出弱的吸附能力。真空绝热夹层的材料放气对真空寿命的影响远远大于漏气的影响,提高绝热气瓶真空寿命的技术途径是减小夹层材料的放气率和改善内置吸附剂对氢的吸附能力。模拟试验能直观、实际、准确地研究漏气和放气对真空寿命诸因素的影响,为确定切合实际的设计参数和工艺提供参考数据,进而推广用于各类真空绝热型低温容器的真空寿命评价和应用。

关键词: 低温绝热气瓶, 漏气率, 放气率, 真空寿命, 吸附等温线

Abstract: The method of filling simulated gases into the vacuum interlayer of insulated cylinder is successively put forward to evaluate the vacuum life of insulated cylinder for leakage and material outgassing. The test result shows that the static evaporation rate of cryogenic insulated cylinder rises rapidly after the interlayer pressure is greater than 5×10-2Pa at low temperature, that is to say, 5×10-2Pa can be regarded as the inflection point (or threshold) of the interlayer vacuum life termination. 5A molecular sieve has great adsorption potential for nitrogen at liquid nitrogen temperature, however, with weak adsorption capacity for hydrogen. The effect of material outgassing on vacuum life of vacuum insulating sandwich is far greater than that of leakage. The technical way to improve vacuum life of insulating cylinder is to reduce the outgassing rate of sandwich material and improve the adsorption capacity of built-in adsorbent for hydrogen. This test can directly, practically and accurately study the influence of leakage and outgassing on vacuum life, provides reference data for determining practical design parameters and process, and then promotes the application and evaluation of vacuum life of various vacuum insulated cryogenic vessels.

Key words: cryogenic insulated cylinders, leakage rate, outgassing rate, vacuum life, adsorption isotherm

中图分类号: 

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[1] 凌文, 刘玮, 李育磊, 等. 中国氢能基础设施产业发展战略研究[J]. 中国工程科学, 2019, 21(3):1-8.
[2] 郭志钒, 巨永林. 低温液氢储存的现状及存在问题[J]. 低温与超导, 2019, 47(6):21-29.
[3] Hastings L J, Hedayat A, Brown T M.Analytical modeling and test correlation of variable density multilayer insulation for cryogenic storage [R]. NASA-2004-213175, 2004.
[4] Martin J J, Hastings L.Large-scale liquid hydrogen testing of variable density multilayer insulation with a foam substrate [R]. NASATP-2013-217482, 2013.
[5] 王莹, 厉彦忠, 陈鹏玮, 等. 空间燃料储箱变密度多层绝热结构传热性能研究[J]. 低温工程, 2016(5):57-63.
[6] 王田刚, 李延娜, 姚淑婷, 等. 变密度多层绝热最优层密度研究[J]. 低温与超导, 2014(7):6-9.
[7] 吴崇阳. 逐层传热模型在高真空多层传热中的扩展应用分析[J]. 科学与信息化, 2018, 31:13-15.
[8] 毕龙生, 陈光奇. 多层绝热低温容器真空夹层中的残余气体质谱分析[J]. 真空科学与技术学报, 1987, 7(5):48-53+47.
[9] 孙冬花, 王荣宗, 陈光奇. 阻燃型低温绝热纸的出气速率和出气成分测试[J]. 真空与低温, 2007, 13(2):111-115.
[10] 陈联, 陈光奇, 温永刚, 等. 液氢铁路槽车内胆及真空夹层气体成份分析[C]. 第十四届全国质谱分析和检漏会议、第九届全国真空计量测试会论文汇编, 2008. 8. 1:166-169.
[11] 陈树军, 谭粤, 杨树斌. 低温绝热气瓶漏放气性能的研究[J]. 真空科学与技术学报, 2012, 32(5):90-94.
[12] 陈光奇, 毕龙生. 漏气对液氮容器使用寿命的影响[J]. 低温与特气, 1988(3):24-30.
[13] 汪荣顺, 吴剑林, 顾安忠. 6m3高真空多层绝热液氧容器真空性能[J]. 低温工程, 1999(4):142-146.
[14] 贾卫民, 金小群, 杨永华, 等. 集成式杜瓦组件真空寿命评测及影响因素分析[J]. 激光与红外, 2018(1):79-82.
[15] 李晓峰, 陈光奇, 白杨, 等. 分子筛在低压下的吸附特性试验研究[J]. 真空, 2019, 56(02):45-50.
[16] 全国锅炉压力容器标准化技术委员会移动式压力容器分技术委员会. NB/T47059-2017冷冻液化气体罐式集装箱[S]. 北京. 新华出版社.. 2018. 2.
[17] 李晓峰, 黄强华, 陈光奇, 等. 氢对低温容器真空寿命影响的模拟试验研究[J]. 低温工程, 2019, 231(5):64-69.
[1] 李晓峰, 陈光奇, 白杨, 任改红. 分子筛在低温低压下的吸附特性试验研究[J]. 真空, 2019, 56(2): 45-49.
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[1] 李得天, 成永军, 张虎忠, 孙雯君, 王永军, 孙 健, 李 刚, 裴晓强. 碳纳米管场发射阴极制备及其应用研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 1 -9 .
[2] 周彬彬, 张 建, 何剑锋, 董长昆. 基于 CVD 直接生长法的碳纳米管场发射阴极[J]. 真空, 2018, 55(5): 10 -14 .
[3] 李志胜. 空间环境下超大型红外定标用辐射屏蔽门的研制[J]. 真空, 2018, 55(5): 66 -70 .
[4] 郑 列, 李 宏. 200kV/2mA 连续可调直流高压发生器的设计[J]. 真空, 2018, 55(6): 10 -13 .
[5] 柴晓彤, 汪 亮, 王永庆, 刘明昆, 刘星洲, 干蜀毅. 基于 STM32F103 单片机的单泵运行参数数据采集系统[J]. 真空, 2018, 55(5): 15 -18 .
[6] 孙立志, 闫荣鑫, 李天野, 贾瑞金, 李 征, 孙立臣, 王 勇, 王 健, 张 强. 放样氙气在大型收集室内分布规律研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 38 -41 .
[7] 黄 思 , 王学谦 , 莫宇石 , 张展发 , 应 冰 . 液环压缩机性能相似定律的实验研究[J]. 真空, 2018, 55(5): 42 -45 .
[8] 纪 明, 孙 亮, 杨敏勃. 一种用于对月球样品自动密封锁紧的设计[J]. 真空, 2018, 55(6): 24 -27 .
[9] 李民久, 熊 涛, 姜亚南, 贺岩斌, 陈庆川. 基于双管正激式变换器的金属表面去毛刺 20kV 高压脉冲电源[J]. 真空, 2018, 55(5): 19 -24 .
[10] 刘燕文, 孟宪展, 田 宏, 李 芬, 石文奇, 朱 虹, 谷 兵, 王小霞 . 空间行波管极高真空的获得与测量[J]. 真空, 2018, 55(5): 25 -28 .