低溫容器的案例
美國SSLC公司推出適用于低溫工況的全復(fù)合材料高壓容器
Scorpius Space Launch Company (SSLC) 公司宣布向市場上推出了一款結(jié)合其防晃動擋板技術(shù)創(chuàng)新，適用于低溫工況的全復(fù)合材料高壓儲罐。
SSLC 公司在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的V型壓力容器領(lǐng)域擁有10年以上的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗和領(lǐng)先優(yōu)勢，向超過25家航空航天用戶交付了100多個品牌為 PRESSURMAXX 的高壓容器。SSLC公司現(xiàn)在向市場推出一款新型火箭推進劑燃料儲罐，在儲罐內(nèi)壁上設(shè)有碳纖維材質(zhì)的液體晃動擋板，以擴大公司輕型產(chǎn)品系列的應(yīng)用范圍。今年夏天起開始向小型火箭市場交付該類產(chǎn)品，使火箭推進劑燃料儲罐可設(shè)計為主要承重構(gòu)件。
PRESSURMAXX 產(chǎn)品系列包含可承受高達數(shù)千psi壓力的高壓容器。設(shè)計兼容所有航空航天領(lǐng)域所用到的普通液體與氣體種類，工作溫度范圍自-160℃~77℃ 。
2010年SSLC公司參與了一項航天器項目的液體晃動阻尼系統(tǒng)的研發(fā)和測試，系統(tǒng)采用了靈活防晃動擋板設(shè)計用來穩(wěn)定航天器的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該設(shè)計現(xiàn)已成功實現(xiàn)在火箭推進劑燃料儲罐上的商業(yè)化應(yīng)用。
燃料儲罐采用SSLC公司專有的Sappire77低溫樹脂系統(tǒng)和碳纖維材料制成。不含金屬、無緊固件、無需焊接或其他密封劑。產(chǎn)品具有質(zhì)輕、堅固、高性能和低成本等多種優(yōu)勢。
SSLC公司的首席執(zhí)行官Markus Rufer表示：“這款具備多種優(yōu)異性能的產(chǎn)品，非常引人矚目，可完美應(yīng)用于快速發(fā)展中的小型衛(wèi)星發(fā)射市場的運載火箭上”
環(huán)氧樹脂https://www.hongyantu.com/index.php?r=good%2Findex&cd=10&cd2=1002&page=4
展開 低溫碳鋼的焊接要點
4、 低溫容器表面不得采用鋼印標(biāo)記。
-80℃狂奔的運載車身要用什么鋼？
在這樣的低溫下，普通的鋼鐵會變得像玻璃一樣脆。（詳見鋼鐵的低溫韌性）
南極大陸建有較為完善的科考體系，或許更有參考價值。以建筑物為例，我們看下某科考站的建造要求。
考慮到影片中極端氣溫肯定是低于-80℃的，南極站用鋼清單中主體結(jié)構(gòu)用的09MnNiDR可以支持-70℃的使用，但是低溫用鋼差個二十度性能天差地別，所以用在影片中估計頂不住。
達叔在上海中心的最后一刻
所以基礎(chǔ)鋼板或許要換成更高等級的低溫用鋼，09MnNiDR這個牌號來源于我國國標(biāo)GB 3531-2014，是一份強制標(biāo)準(zhǔn)，用于制造低溫壓力容器。
在這份標(biāo)準(zhǔn)中我們找到了兩個更高等級的牌號：08Ni3DR（-100℃，60J沖擊功），06Ni9DR（-196℃，100J沖擊功）。
這個系列的牌號不但耐低溫，還有非常不錯的強度，非常適合影片中的環(huán)境。雖然唯一的缺點就是貴，但以流浪地球的設(shè)定來說，人類既然用所有資源點亮了重工業(yè)科技樹，那大批量生產(chǎn)個低溫容器鋼也不是什么問題。
柴哥處于好奇，又搜了下還有哪些低溫用鋼。
好吧，有些出乎預(yù)料，幾百個搜索結(jié)果。其中船用液化天然氣用鋼（LNG）甚至可以支持-254℃的使用。所以么，以人類現(xiàn)有科技在影片的地表造個補給站啥的妥妥地沒問題。
至于大型裝載車，噸位或許不是問題（畢竟徐州重工的DE400載重量已經(jīng)到400噸，點亮科技樹的前提下再加把勁或許就成了呢），不過再加上影片設(shè)定的最高300km/h時速...這是要用核能驅(qū)動么....
展開 為什么選擇K tig 深熔氬弧工藝焊接不銹鋼？
不銹鋼以其抗腐蝕性而聞名，并被用于許多不同的領(lǐng)域，例如食品，化工，電力，低溫容器，核能和許多其他工業(yè)部門。 Keyhole TIG（K-TIG）深熔氬弧技術(shù)將傳統(tǒng)氬弧焊的高品質(zhì)和清潔度與等離子焊接工藝的穿透深度相結(jié)合。 這項專利技術(shù)是對鎢極氬弧工藝進行廣泛而科學(xué)研究，以及電弧特性，焊池穩(wěn)定性，散熱和工藝效率方面的創(chuàng)新成果。
K TIG深熔氬弧焊擁有8倍于GTAW的穿透率，使其能夠在單道次厚度為16 mm的材料中執(zhí)行X射線質(zhì)量焊接，而無需邊緣倒角。 由此產(chǎn)生的焊接速度高達傳統(tǒng)TIG / GTAW的10倍。 耗氣量減少90％以上，焊絲消耗量減少超過90％。K TIG深熔氬弧焊工藝的物理特性在焊接電弧中產(chǎn)生高能量密度，從而打開“鎖眼”并完全穿透被焊接材料并高速焊接。 與鑰匙孔幾何形狀相關(guān)的表面能量的最小化和電弧氣體的相對不受限制的出口的組合產(chǎn)生了非常穩(wěn)定和良性的熔池。通過該過程產(chǎn)生的表面張力防止熔池內(nèi)的熔融金屬從根面掉落進而達到動態(tài)平衡。
K TIG深熔氬弧焊焊炬設(shè)計用于將高電流電弧轉(zhuǎn)換為等離子體射流，完全穿透材料并在材料底部形成高表面張力熔池。 通過控制表面張力，K TIG深熔氬弧焊可以在焊接時保持并穩(wěn)定熔融材料的重量。 這個過程的穿透能力因材料而異，例如它可以在厚度為13毫米的奧氏體不銹鋼上實現(xiàn)全焊透的單道焊接，也可以在16鈦合金上實現(xiàn)全焊透的單道焊接。 這種令人印象深刻的熔深能力的一個關(guān)鍵優(yōu)勢是，不需要邊緣倒角或組對縫隙，所需要的只是一個簡單的方形對接。
不銹鋼焊接應(yīng)用
不銹鋼K TIG深熔氬弧焊接的材料范圍在3毫米和13毫米之間。在此厚度范圍內(nèi)，1G和2G位置均可實現(xiàn)完全穿透式對接焊接，單道次焊接，以及不銹鋼縱縫和環(huán)縫焊接，不銹鋼壓力容器和罐體非常適合應(yīng)用這一工藝。
展開 
GB/T150.4-2024新版（壓力容器 第4部分：制造、檢驗和驗收）中的應(yīng)用，新版標(biāo)準(zhǔn)在2025年2月1日開始實施，其中對鐵素體含量的檢測規(guī)范有了進一步的明確
其中條文如下：
4.3.2.1 封頭除符合GB/T25198外,附加要求如下:
a)厚度不大于6 mm 的封頭、不銹鋼封頭、低溫壓力容器用封頭、按簡單疲勞設(shè)計壓力容器用封頭以及復(fù)合板封頭的覆層不應(yīng)采用硬印標(biāo)記。
b)對冷成形鉻鎳奧氏體型不銹鋼封頭,應(yīng)采用鐵素體儀、參照 GB/T 1954 在相互垂直的兩條母線上進行檢測。其中,橢圓形封頭、碟形封頭檢測點至少應(yīng)包括頂點、小半徑轉(zhuǎn)角部位4個點直邊靠近端口部位4個點,錐形封頭檢測點至少應(yīng)包括大、小端靠近端口部位各4個點和中部4個點,對半球形封頭檢測點至少包括頂點、靠近端口部位4個點、頂點與端口中間部位4個點、測得的鐵素體顯示含量應(yīng)符合8.3.1.4、8.3.1.5的要求，且壓力容器制造單位應(yīng)對成形封頭逐只進行復(fù)驗。對先拼板后成形的封頭，檢測部位應(yīng)包括焊縫。
FERRITE-CHECK 140鐵素體儀是一款便攜小巧的儀器，可隨身攜帶至現(xiàn)場對母材及焊縫進行檢測鐵素體含量。
FERRITE-CHECK 240鐵素體儀是一款分體式設(shè)計的儀器，功能豐富，是測鐵素體含量的首選儀器。
技術(shù)支持及服務(wù)：青島浩正科儀智能技術(shù)有限公司
展開 液化天然氣（LNG）新能源發(fā)展（一）
4、LNG場站
1）LNG儲罐：LNG貯罐（低溫貯罐）是LNG的貯藏設(shè)備
LNG貯罐的特殊性：
大容量的LNG貯罐，由于是在超低溫的狀態(tài)下工作（-162℃），因此與其他石油化工貯罐相比具有其特殊性。同時在運行中由于貯藏的LNG處于沸騰狀態(tài)，當(dāng)外部熱量侵入時，或由于充裝時的沖擊、大氣壓的變化，都將使貯存的LNG持續(xù)氣化成為氣體，為此運行中必須考慮貯罐內(nèi)壓力的控制、氣化氣體的抽出、處理及制冷保冷等。
此外，LNG貯罐的安全閥、液面計、溫度計、進出口管的伸縮接頭等附屬件也必須要耐低溫。貯罐的安全裝置在低溫、低壓下，也必須能可靠的起動。
LNG儲罐是氣化站中的關(guān)鍵設(shè)備，其絕熱性及密封性的好壞直接影響到LNG的蒸發(fā)和泄漏速度，即LNG的損耗速度和使用率。儲罐的性能參數(shù)主要有真空度、漏率、靜態(tài)蒸發(fā)率。作為低溫容器，LNG儲罐必須滿足國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)技術(shù)要求。儲罐的真空封結(jié)度反映儲罐的真空性，但真空度隨時間推移而降低；儲罐的漏率影響儲罐真空壽命，即儲罐真空度的變化速度；靜態(tài)蒸發(fā)率則能夠較為直觀的反映儲罐在使用時的保冷性能。以一臺50m3儲罐為例說明：
（1）漏率1x10-9Pa.m3/s。
（2）靜態(tài)蒸發(fā)率0.3%/d。一臺50m3的LNG儲罐裝滿LNG時，在不使用的情況下，完全蒸發(fā)需要近一年的時間。
靜態(tài)蒸發(fā)率可以通過實驗的方法測得，也可以通過實際運行中數(shù)據(jù)的分析計算得到。
2）LNG的氣化
LNG氣化為吸熱過程，根據(jù)熱媒的不同，有海水、空溫、水浴等氣化方式。目前國內(nèi)LNG氣化站都采用空溫式和水浴式結(jié)合的二級氣化方式。空溫式換熱器直接利用自然空氣進行換熱，不需要附加能源，其氣化能力主要決定于換熱面，因此，通常采用翅片的形式。
展開 能源可持續(xù) | 氫與仿真的力量：降低排放并加速實現(xiàn)凈零排放
低溫儲存和運輸是氫生態(tài)系統(tǒng)的核心。Ansys復(fù)合材料解決方案可用于設(shè)計低溫容器，同時高度模仿其制造流程。Ansys Mechanical中的復(fù)合材料失效工具，可幫助設(shè)計人員使用高級復(fù)合材料失效準(zhǔn)則（例如Tsai-Wu、Puck和LaRC）深入評估潛在的失效模式與失效位置。此工具可進一步用于了解脆化以及裂紋形成與擴展的影響。
典型的產(chǎn)氫系統(tǒng)或氫基燃料電池裝置包含許多組件。其中大部分可以通過簡化模型來表示，但多數(shù)關(guān)鍵部件（例如燃料電池或PEM電池組），則可以用Ansys 3D物理求解器導(dǎo)出的ROM來表示。Ansys optiSLang能夠為數(shù)字孿生創(chuàng)建ROM，該軟件可實現(xiàn)仿真工具鏈自動化，并連接到魯棒性設(shè)計優(yōu)化(RDO)算法。通過連接實時傳感器數(shù)據(jù)，數(shù)字孿生可以監(jiān)控并優(yōu)化操作，同時實現(xiàn)預(yù)測性維護。
大渦流仿真捕獲的氫火焰 （混合分?jǐn)?shù)）細(xì)節(jié)
仿真通過讓工程師能夠更快、更低成本地探索更多氫設(shè)計選項，將有助于行業(yè)應(yīng)對與氫能不斷普及相關(guān)的重大挑戰(zhàn)。在虛擬環(huán)境中設(shè)計并測試氫相關(guān)技術(shù)，可以加速產(chǎn)品上市進程，這對于政府和行業(yè)競相實現(xiàn)2050年凈零碳排放的目標(biāo)至關(guān)重要。
展開 燒氫氣還是油電混動？歐美大飛機未來動力路線出現(xiàn)分裂
這兩個研發(fā)中心的主要任務(wù)是開發(fā)低成本、低重量、高性能、高可靠性的低溫液氫儲存容器。這種容器將作為燃料箱運用在空客公司下一代以氫氣為動力能源的“ZEROe”新能源飛機上。
按照空客公司2020年公布的路線圖，“ZEROe”新能源飛機將在2035年交付使用。對于新能源飛機來說，低溫液氫儲存容器的研發(fā)至關(guān)重要。
從2008年空客在A320試驗機上對基于氫和氧的燃料電池系統(tǒng)進行測試后至今，空客對氫能源相當(dāng)“專一”。而波音雖然也在推進氫能源動力研究，近些年來卻更重視混合動力的發(fā)展?jié)摿Α敲催@兩種路線各有何優(yōu)勢劣勢呢？
空客：持續(xù)深耕氫動力方案
從目前公布的信息來說，空客的氫能源動力系統(tǒng)尚存在很大的不確定性。譬如，渦輪燃機中，氫怎么進行管理，是液態(tài)，還是氣態(tài)？
初創(chuàng)公司通用氫能（Universal Hydrogen）公司的模塊化氫儲存罐
但總體上講，它源于兩種氫能利用方式的組合（氫燃料電池混合動力）或者單獨使用（氫燃料電池）。一種是基于傳統(tǒng)渦扇/渦槳的燃機動力進行改進，從燒油改為燒氫氣；另一種是通過氫燃料電池，實現(xiàn)“氫氣--電力”的轉(zhuǎn)化。
展開 尾氣二次加熱器有限元分析報告
尾氣二次加熱器有限元分析報告
1 目的
本報告描述了尾氣二次加熱器結(jié)構(gòu)強度的計算分析，其內(nèi)容包括：
¨ 有限元簡介及軟件選擇
¨ 結(jié)構(gòu)說明
¨ 有限元模型說明
¨ 載荷工況及計算工況
¨ 驗收標(biāo)準(zhǔn)
¨ 計算結(jié)果分析
2 參考文獻
(1)GB150-1998《鋼制壓力容器》
(2)GB151-1999《鋼制管殼式換熱器》
(3)JB4732-2005《鋼制壓力容器——分析設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》
(4)GB24511-2009《承壓設(shè)備用不銹鋼鋼板及鋼帶》
(5)GB713-2008《鍋爐和壓力容器用鋼板》
(6)GB6479-2000《高壓化肥設(shè)備用無縫鋼管》
(7)GB3531-2008《低溫壓力容器用低合金鋼鋼板》
3 結(jié)構(gòu)說明
尾氣二次加熱器是某機械有限公司開發(fā)的一種新型結(jié)構(gòu)換熱器。其主要結(jié)構(gòu)示意圖如圖4-1所示，詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖見某機械有限公司設(shè)計圖紙。
尾氣二次加熱器主要由殼程、管程、管板、管箱和換熱管組成。管程流體采用錐體作為進出口，在錐體管箱上各開有一個人孔，其人孔中心線與換熱器軸心線呈30的夾角，在人孔開孔區(qū)域采用補強圈補強。此尾氣二次加熱器設(shè)計的創(chuàng)新點在于管板上換熱管的布管，換熱管的布管如圖4-2所示，由圖可知，換熱管布置在管板的外環(huán)區(qū)域，管板的中心區(qū)域并不布管。
圖3-1 尾氣二次加熱器結(jié)構(gòu)示意圖
對尾氣二次加熱器的管板關(guān)鍵部位進行有限元分析，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的不足之處以便修正設(shè)計，使尾氣二次加熱器結(jié)構(gòu)具有安全、可靠、耐用和經(jīng)濟等性能。
展開 二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)中4種CO2運輸方式優(yōu)缺點對比！
全世界主要CO2管道運輸系統(tǒng)
1.船舶運輸
當(dāng)前，全球大規(guī)模的CO2船舶運輸仍處于開發(fā)試驗階段，運輸低溫液態(tài)CO2采用小型船只，尚未有大型船舶參與CO2運輸。而油氣運輸工業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)液化石油氣（LPG）和液化天然氣（LNG）船舶運輸?shù)纳虡I(yè)化.日本、挪威等正在參考LPG和LNG運輸船舶的理念和經(jīng)驗，研發(fā)用于規(guī)模化CO2運輸?shù)拇笮痛啊?2.公路槽車和鐵路槽車運輸
在陸上，公路槽車和鐵路槽車是除了管道運輸外最重要的CO2運輸方式。槽車運輸技術(shù)相對成熟，但應(yīng)用范圍較窄，僅用在小型驅(qū)油實驗及食品加工領(lǐng)域，主要有干冰、低溫絕熱容器和非絕熱高壓瓶3種裝載運輸方式。公路槽車的運輸容量約為2~30噸，運輸壓力為1.7-2.08兆帕，溫度為-30攝氏度-18攝氏度；鐵路槽車可以實現(xiàn)CO2的長距離大規(guī)模運輸，一節(jié)槽車的CO2容量約為50-60噸.運輸壓力約為2.6兆帕問。低溫液態(tài)CO2運輸需要增加額外的壓縮（低溫精憎）成本，即使運輸成本降低，全鏈條CCUS的成本也相對較高。
3.管道運輸
1972年，全球第一條CO2運輸管道建成投運，至今已有40余年的CO2管道建設(shè)及運營經(jīng)驗，管道運輸CO2技術(shù)已經(jīng)比較成熟。CO2運輸管道可分為陸上管道和海上管道，陸上管道主要集中在北美地區(qū).海上管道主要集中在北歐地區(qū)。
CO2運輸方式優(yōu)缺點對比
文章來源：超級石化
展開 想了解材料熱動力學(xué)？請收好這篇小綜述
LNG用9Ni低溫壓力容器鋼板的研制[C]，全國低合金鋼年會論文集. 北戴河：中國金屬學(xué)會低合金鋼分會，2008:741-749
[5]范同祥,張從發(fā),張荻.金屬基復(fù)合材料的熱力學(xué)與動力學(xué)研究進展[J]. 中國材料進展, 2010, 29(04): 23-27
[6]姜俊穎,黃在銀,米艷,李艷芬,袁愛群. 納米材料熱力學(xué)的研究現(xiàn)狀及展望[J].化學(xué)進展,2010,22(06):1058-1067.
[7]Lidija GOMIDZELOVIC， Emina POZEGA，Ana KOSTOV，Nikola VUKOVIC，Thermodynamics and characterization of shape memory Cu-Al-Zn Alloy [J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2015, 25(08): 2630-2636
[8]Liux J, Takaku Y, Ohnuma I, et al. Design of Pb-free solders in electronic packing by computational thermodynamics and kinetics [J]. Journal of Materials and Metallurgy, 2005, 4(2): 122-125
[9]Chen Q, Jeppsson J, Agren J. Analytical treatment of diffusion during precipitate growth in multicomponent systems [J]. Acta Materialia, 2008, 56:1890-1896
展開 
碳捕集、利用與封存(CCUS)價值鏈研究
CCUS需要通過壓縮將CO2，或以高壓氣體的形式(80至200bar)在管道中輸送，或以液體形式(15bar，-28℃)封存于帶保溫的低溫壓力容器中。利用壓縮熱再生化學(xué)吸附劑大大降低了總能耗。例如，MAN Energy Solutions與Aker Carbon Capture合作，將壓縮熱整合到胺吸收過程中；與Air Liquide合作，將壓縮與混合膜-低溫蒸餾單元進行整合。
圖14 化學(xué)吸附的流程圖 圖源/MAN Energy Solutions
2.胺吸收
胺吸收適用于CO2濃度低于20%的大多數(shù)工業(yè)煙氣。廢氣被送至吸收塔，胺溶液(貧溶劑)在吸收塔中吸附CO2，大多數(shù)氮氣被留在塔頂部，并釋放到大氣中。富溶劑聚集在塔底，從底部泵送至交換器，并從熱貧溶劑吸收熱量。富溶劑進入熱再生器后在90℃至130℃的溫度下釋放CO2。每噸CO2化學(xué)吸收需要2.5至3.5GJ的熱能，這通常由再沸器中的蒸汽提供。
圖15 以四種不同汽液平衡溶劑為例說明再生溫度對碳捕集熱需求的影響 圖源/MAN Energy Solutions
3.CCUS的能源成本
CO2凈化的能耗比率與燃料中可用的能量相比更高。當(dāng)考慮到碳?xì)浠衔锶剂系哪芰亢繒r，能源提升需求就顯得尤為重要。
凈化后，壓縮機將CO2壓力升高至140至180bar以便通過管道輸送或液化運輸。每壓縮一噸CO2，這兩種方案都需耗費約0.4GJ的電力。電廠須生產(chǎn)這些額外電力，導(dǎo)致增加燃料消耗。
2021年以來，能源價格飆升，而多數(shù)先期研究顯著低估了成本。能源至關(guān)重要，在經(jīng)濟評估中必須謹(jǐn)慎考慮。
展開 做了這么久的焊接人，什么叫做焊接工藝你知道嗎？
在交變、沖擊載荷下或在低溫高壓容器中工作的聯(lián)接，常優(yōu)先采用對接接頭的焊接。
搭接接頭的焊前準(zhǔn)備工作簡單，裝配方便，焊接變形和殘余應(yīng)力較小，因而在工地安裝接頭和不重要的結(jié)構(gòu)上時常采用。一般來說，搭接接頭不適于在交變載荷、腐蝕介質(zhì)、高溫或低溫等條件下工作。
采用丁字接頭和角接頭通常是由于結(jié)構(gòu)上的需要。丁字接頭上未焊透的角焊縫工作特點與搭接接頭的角焊縫相似。
當(dāng)焊縫與外力方向垂直時便成為正面角焊縫，這時焊縫表面形狀會引起不同程度的應(yīng)力集中；焊透的角焊縫受力情況與對接接頭相似。
角接頭承載能力低，一般不單獨使用，只有在焊透時，或在內(nèi)外均有角焊縫時才有所改善，多用于封閉形結(jié)構(gòu)的拐角處。
焊接產(chǎn)品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕，對于交通運輸工具來說可以減輕自重，節(jié)約能量。
焊接的密封性好，適于制造各類容器。發(fā)展聯(lián)合加工工藝，使焊接與鍛造、鑄造相結(jié)合，可以制成大型、經(jīng)濟合理的鑄焊結(jié)構(gòu)和鍛焊結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟效益很高。
采用焊接工藝能有效利用材料，焊接結(jié)構(gòu)可以在不同部位采用不同性能的材料，充分發(fā)揮各種材料的特長，達到經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)。焊接已成為現(xiàn)代工業(yè)中一種不可缺少，而且日益重要的加工工藝方法。
在近代的金屬加工中，焊接比鑄造、鍛壓工藝發(fā)展較晚，但發(fā)展速度很快。焊接結(jié)構(gòu)的重量約占鋼材產(chǎn)量的45%，鋁和鋁合金焊接結(jié)構(gòu)的比重也不斷增加。
未來的焊接工藝，一方面要研制新的焊接方法、焊接設(shè)備和焊接材料，以進一步提高焊接質(zhì)量和安全可靠性，如改進現(xiàn)有電弧、等離子弧、電子束、激光等焊接能源；運用電子技術(shù)和控制技術(shù)，改善電弧的工藝性能，研制可靠輕巧的電弧跟蹤方法。
展開 我國氫能行業(yè)現(xiàn)狀點評
儲運氫技術(shù)主要包括氣態(tài)存儲、低溫液態(tài)存儲、固態(tài)存儲、有機液態(tài)存儲。其中高壓氣態(tài)存儲技術(shù)較成熟，有著充放氫速度快、成本低的優(yōu)勢，是目前車用儲氫的主要方法，但也存在體積儲氫密度低的問題，未來高壓氣態(tài)儲氫還需向輕量化、高壓化、低成本、質(zhì)量穩(wěn)定的方向發(fā)展；低溫液態(tài)儲氫低溫液態(tài)儲氫是先將氫氣液化，然后儲存在低溫絕熱真空容器中，該方式的優(yōu)點是氫的體積能量高，但液氫的沸點極低，與環(huán)境溫差極大，對儲氫容器的絕熱要求很高，目前僅應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。
固體儲氫方法的體積儲氫密度高、安全性高、且操作條件不需要高壓容器，得到的氫氣純度高，但存在質(zhì)量儲氫密度低且吸收氫有溫度要求的缺點，目前仍處于實驗研究階段；有機液態(tài)儲氫是通過加氫反應(yīng)將氫氣與甲烷等芳香族有機化合物形成分子內(nèi)結(jié)合有氫的甲基環(huán)己烷等飽和環(huán)狀化合物，可在常溫常壓下，以液態(tài)形式進行儲存和運輸，使用時在催化劑作用下通過脫氫反應(yīng)提取出氫氣，儲運過程安全、高效，但還存在脫氫技術(shù)復(fù)雜、操作苛刻，脫氫能耗大，脫氫催化劑技術(shù)亟待突破等技術(shù)瓶頸。
四、氫能的應(yīng)用和廣泛商業(yè)化離不開加氫站基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。
加氫站是將不同來源的氫氣通過壓縮機增壓儲存在站內(nèi)的高壓罐中，再通過加氣機為氫燃料電池汽車加注氫氣，從氫源供應(yīng)方式可分為外供氫加氫站和站內(nèi)制氫加氫站，目前國內(nèi)以外供氫加氫站為主。加氫站系統(tǒng)包括供氫系統(tǒng)、壓縮系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)和加注系統(tǒng)四個主要模塊。供氫系統(tǒng)是通過外供槽車與卸氣柱，提供氫氣來源；壓縮系統(tǒng)是壓縮氫氣，主要設(shè)備有氫氣隔膜壓縮機、冷卻器等；存儲系統(tǒng)的功能是在加氫站內(nèi)部存儲氫氣，主要設(shè)備是儲氫瓶組；加注系統(tǒng)是將加氫站和公交車的儲罐相連接，為車輛加注氫氣，主要設(shè)備是加氫機。
展開 清華丨新型分布式驅(qū)動液氫燃料電池重型商用車設(shè)計、分析與驗證
針對車載儲氫需求，目前已發(fā)展出高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫、高壓深冷儲氫、金屬儲氫和有機物儲氫等多種技術(shù)路線［33-35］。其中，低溫液態(tài)儲氫技術(shù)在成本與儲氫質(zhì)量密度上具有更佳的潛力，并在國外氫能領(lǐng)域和國內(nèi)航天技術(shù)領(lǐng)域已有一定應(yīng)用［36］。目前，我國尚未有液氫車載應(yīng)用的先例，本文希望以此探索該項技術(shù)的可行性。
相比高壓氣態(tài)儲氫罐，車載液氫儲供系統(tǒng)須突破車載液氫儲罐設(shè)計與制備、多工況液氫流量壓力精確控制和車載液氫系統(tǒng)氫氣回收處理等關(guān)鍵技術(shù)。
針對液氫儲罐絕熱設(shè)計、真空設(shè)計、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計和輕量化設(shè)計等核心技術(shù)難題，采用了低漏熱支撐與出管結(jié)構(gòu)、小間距高真空多層絕熱結(jié)構(gòu)和夾層管氣封液結(jié)構(gòu)設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)，通過低溫臥式容器傳熱性能優(yōu)化，最終的液氫儲罐結(jié)構(gòu)如圖17所示。
圖17 液氫儲罐結(jié)構(gòu)圖
為保證液氫儲罐使用安全，系統(tǒng)在構(gòu)型、工藝、材料和使用等方面提出了一系列安全方案。
（1）液態(tài)氫轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)氫會導(dǎo)致體積膨脹約845 倍，超壓設(shè)計對安全尤為重要。液氫儲罐的安全泄放裝置包括兩個安全閥，或一個安全閥和爆破片串聯(lián)。爆破片可以在超壓泄放前避免氫氣泄漏，安全閥可以在超壓泄放后回到關(guān)閉狀態(tài)。
（2）自增壓汽化器上設(shè)置低溫截止閥和電磁閥，通過工藝流程保證不同時關(guān)閉。
（3）所有涉氫管道、閥門等設(shè)備和管道組成件的材料均與氫相容，主體材料為奧氏體不銹鋼304、316L，管材供貨狀態(tài)為固溶、酸洗鈍化。
（4）液氫外容器的安全泄放裝置采用保險器，可反復(fù)使用。即使夾層真空度喪失，保險器彈出后也可復(fù)位。
（5）氫氣排放方向、場所的要求：氫氣排放位置高于供電部件200 mm以上。
在液氫儲氫系統(tǒng)工作時，液氫須換熱蒸發(fā)為常溫氫氣后再供應(yīng)至燃料電池。為保證氫氣的持續(xù)供應(yīng)，本系統(tǒng)采用擠壓供應(yīng)方案維持液氫儲罐持續(xù)排液，圖18為其示意圖。
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