需求简要说明及主要技术参数 |
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降低液氢储运系统的损失与绝热支撑结构的设计开发应用:本项目需要解决的第一个关键核心技术问题是高真空多屏绝热系统技术,高真空多屏绝热是一种多层绝热材料和复合冷屏相结合的绝热结构,在多层绝热中采用由挥发蒸气冷却的自蒸发冷屏作为绝热层的中间屏,由挥发的蒸气带走部分传入的热量,以有效地抑制热量从环境对低温液体的传入。本项目要求研究新型的VD-MLI与自蒸发冷屏、热声冷屏复合绝热机制,建立复合冷屏与MLI的最优排列结构,建立复合冷屏冷热边界温度(冷阻)和液氢容器内胆的热力学耦合模型,明确逐层模型中不同传热方式在不同温度下的主导情况,优化冷屏蔽层的数量及其两侧多层绝热材料的厚度,降低液氢容器高真空多层绝热中的辐射漏热,寻找最优绝热措施降低液氢容器的热泄漏。
本项目中需要解决的第二个关键核心技术问题是液氢容器绝热支撑的热固耦合分析和优化。合理选择支撑材料和优化支撑结构,保障支撑强度的同事降低通过支撑材料的漏热,对液氢储罐在工程现场的运行实施现场监测,并通过实际采集工况的数据,建立液氢储罐绝热措施中支撑结构和液氢储罐日蒸发率的实际模型,与数值模拟结构实现比对和机理分析,完成30m³液氢储罐的样机设计、当量液氢静态日蒸发率≤1.0%/天,维持时间≥8天。
本项目中需要解决的第三个关键核心技术问题是液氢温区气体吸附剂研制与低温真空保持技术研究。通过分析目前常见吸气剂(包括物理吸气剂和化学吸气剂)的组成成分、表面性质(表面形态、比表面积、表面价态)、微观结构(孔径分布、微孔容积)等物性参数;搭建实验装置,测试真空液氢储罐的真空保持能力;评价各种吸气剂(包括物理吸气剂和化学吸气剂)在低温高真空条件(液氮温度-196℃,液氢温度约-253℃,1.33*10-4Pa≤真空度≤1.33Pa)下对气体N2、H2等的吸附能力,起到长时间保持液氢储罐夹层的高真空的能力。
考核指标:1. 完成液氢温区吸附剂与真空保持技术的开发;
2. 完成液氢容器绝热支撑结构的设计;
3. 完成30m³液氢储罐的设计、当量液氢静态日蒸发率≤1.0%/天,维持时间≥8天,真空寿命≥5年;
4. 实现30m³液氢储罐的样机和生产工艺。
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