氢气储罐设计说明书

氢气储罐设计说明书一、项目背景二、设计目标1.安全性：储罐设计应考虑到氢气的特性，避免发生泄漏、爆炸等危险事故。

2.稳定性：储罐设计应保证氢气的稳定储存，并能适应各种气候环境。

3.效率性：储罐设计应尽可能提高氢气的储存密度，以减少占地面积。

4.经济性：储罐设计应具备成本合理、维护便捷等特点，以提高使用效益。

三、设计要点1.材料选择：储罐材料应具备良好的氢气密封性和耐压能力。

常用的材料有高强度钢板、玻璃纤维增强塑料等。

2.结构设计：储罐应采用圆筒形结构，以提高气密性和耐压能力。

应考虑到防震、抗风、抗压等因素。

3.隔热设计：储罐外层应设置一层保温材料，以减少能量损失，并保证氢气的储存温度。

4.安全装置：储罐应配备泄漏报警器、压力控制阀等安全装置，以确保储存过程中的安全。

5.排气系统：储罐应配置一个排气装置，以方便罐内氢气排出，并确保排出气体的安全性。

6.防腐设计：储罐内表面应做好防腐处理，以增强材料的耐腐蚀性能，延长储罐使用寿命。

四、设计步骤1.确定氢气储罐的设计容量和压力要求。

2.选择合适的储罐材料，考虑到氢气的特性和储存环境。

3.进行储罐的结构设计，包括外形尺寸、内部构造等。

4.进行储罐的隔热设计，选择合适的保温材料。

5.设计储罐的安全装置和排气系统。

6.进行储罐的防腐设计，选择适当的防腐涂料。

7.进行储罐的力学计算和结构强度分析。

8.进行储罐的模型制作和实验验证。

9.编写储罐设计说明书，包括设计思路、计算结果等内容。

五、设计流程图[设计流程图]六、设计成果1.储罐结构示意图2.储罐模型制作和实验验证报告设计说明书结束。

1绪论化学工业和其他流程工业的生产离不开容器，所有化工设备的合体都是一种容器，某些化工机器的部件，如压缩机的气缸，也是一种容器。

压力容器应用遍及各行各业，然而压力容器又有其本身的特点，它们不仅要适应化学工艺过程所要求的压力和温度条件，还要承受化学介质的作用，要能长期的安全工作，且保证密封。

而储气罐则是用于储存介质的压力容器，在本次设计中，介质为氮气、氩气这些无毒无腐蚀性气体，因此本次设计不用特意考虑防毒防腐蚀的问题。

容器本身承受其内部气体对它的压力，为内压容器，这容器的失效形式只要为弹塑性失效，故本次设计应首先考虑这个问题。

另外，泄露也是容器失效的一种形式，在这次设计中也要考虑，对其进行预防。

一个好的压力容器在设计过程中必须就要考虑到合理的实现所规定的工艺条件，使结构安全可靠，便于制造、安装、操作和维修，经济上合理等条件。

本次设计也是本着按设计要求出发，以设计出一个最优的储气罐为目标。

但由于时间能力有限，设计中定会有不妥之处，望老师批评指正。

2选材及结构设计2.1设计要求及基本参数如下表2.1,2.2表2.1 基本设计参数表2.2接管设计参数2.2接管法兰接管法兰标准为HG/T20592-2009，其中N1~6为SO形式，即带颈平焊法兰，人孔为WN形式，即带颈对焊法兰。

除N2外，所有法兰密封形式都是RF，即突面密封，N2为内螺纹密封。

其规格见下图：[1]表2.3 PN40带颈平焊钢管法兰对于法兰内径，本次设计取B型。

以下是人孔的法兰规格：[1]表2.4 PN40带颈对焊钢管法兰对于法兰颈而言，取B型。

2.3人孔本次设计中，人孔公称压力为PN40，公称尺寸DN450，法兰形式WN（带颈对焊），密封为RF（突面密封）。

人孔标准为：[1]表2.5 垂直吊盖带颈对焊法兰人孔图2-1 人孔部件图3强度计算3.1筒体壁厚计算由公式δ=Pc X Di/(2Φ［ζ］t- Pc)+C1+C2 （3-1）其中δ——计算厚度，mm；Pc——计算压力（Mpa），在本次设计中，为3.0；Di——圆筒内直径（mm），在本次设计中，为2200；Φ——焊接接头系数，在本次设计中取0.85；［ζ］t——设计温度下的许用应力（Mpa），t=60℃；C1——钢板厚度负偏差，对Q345R而言，取0.3；C2——腐蚀余量，在本次设计中取1.0；C= C1+ C2为厚度附加量，共1.3mm对于［ζ］t而言，可查表，假设壁厚为6~16mm,则［ζ］t=170MPa,经计算，δ=24mm>16mm,故壁厚为16~36mm，此时［ζ］t=163MPa，求的δ=25.4mm，经圆整，取δn=28mm，即名义厚度为28mm。

氢气储罐规格参数氢气储罐是一种专门用于储存和输送氢气的容器，其规格参数对于保障安全和高效运输氢气至关重要。

本文将从氢气储罐的结构、材料、容量、压力等方面进行详细介绍，以便了解氢气储罐的规格参数。

一、结构及材料氢气储罐的结构通常包括罐体、法兰、执行机构等部分。

而氢气储罐的材料选择至关重要，通常采用高强度合金钢或者复合材料来保证其耐腐蚀、耐压和密封性能。

二、容量氢气储罐的容量会根据实际需求而不同，一般以标准单位“升”或“立方米”作为容量的表达单位。

在工业生产或者科研实验中，氢气储罐的容量通常会根据具体应用场合和使用要求进行选择。

三、压力氢气储罐根据压力的不同可以分为低压储氢罐、中压储氢罐和高压储氢罐。

低压储氢罐一般工作压力在1~10MPa，中压储氢罐工作压力在10~30MPa，高压储氢罐则工作压力高达30MPa以上。

根据实际情况选择合适的压力级别的氢气储罐可以更好地满足不同场合的需求。

四、安全配件氢气储罐的安全配件是保障氢气储罐安全运行的重要组成部分，其中包括安全阀、泄压阀、压力表、温度计等。

这些安全配件可以帮助监测氢气储罐的工作状态，及时发现并处理问题，确保氢气储罐的安全运行。

五、环境适应性氢气储罐在不同环境条件下需要具备一定的适应性，包括耐高温、耐低温、耐腐蚀、耐压、抗震等性能。

这些特性可以保证氢气储罐在各种恶劣环境下都能够安全、稳定地工作。

六、运输和使用根据氢气储罐的规格参数，在运输和使用时需要制定相应的操作规程，包括装卸规程、检查维护规程、应急处理规程等，以确保氢气储罐在运输和使用过程中的安全可靠。

总结：以上介绍了氢气储罐的规格参数，包括结构及材料、容量、压力、安全配件、环境适应性以及运输和使用等方面。

这些规格参数对于氢气储罐的设计、选择、运输和使用都具有重要的指导意义，有助于保障氢气储罐的安全、高效运行。

储供氢设计体系-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容：引言是一篇文章的开场白，旨在引导读者了解文章的主题和内容。

本文的主题是储供氢设计体系。

在当前环境保护意识的提升和可再生能源的迅速发展下，氢能作为一种清洁、高效的能源形式备受关注。

然而，氢能的利用技术仍然面临着许多挑战，其中最主要的挑战之一就是如何有效地储存和供应氢气。

为了解决这一问题，储供氢设计体系的研究应运而生。

储供氢设计体系是一种综合性的设计框架，旨在实现氢能的高效储存和有效供应。

通过该体系，可以将氢气储存在合适的容器中，并在需要时进行快速、稳定的供应。

这种设计体系包括储氢设施、供氢设备和氢气管道等多个方面的内容，涉及到材料科学、机械工程、能源管理等多个学科领域。

在本文的正文部分，将详细介绍储供氢设计体系的要点。

这些要点包括标准化的储氢容器设计、高效的氢气供应系统设计、可靠的氢气管道设计等。

通过对这些要点的研究和探讨，可以为氢能的广泛应用提供技术支持和理论指导。

文章的目的是通过对储供氢设计体系的研究，提出一种可行且有效的氢能储存与供应方案，推动氢能技术在能源领域的应用。

通过本文的阐述，希望能够引起广大读者对氢能及其应用的关注，并促进相关领域的研究和技术创新。

综上所述，本文将通过对储供氢设计体系的研究和分析，探讨氢能储存与供应技术的发展趋势和关键问题，以期为氢能的应用和推广提供科学依据和实践指导。

1.2文章结构文章结构部分的内容是关于本篇长文的组织结构和内容安排。

通过明确文章结构，读者能清晰了解到接下来文章的组织框架，有助于读者更好地理解文章的内容。

在本文中，文章结构分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分（1.引言）是文章开头的部分，用来引导读者进入主题。

在引言部分中，我们首先进行了概述（1.1 概述），简要介绍了储供氢设计体系的背景和重要性。

接着，我们介绍了整篇文章的结构（1.2 文章结构），以便读者可以提前了解到文章的章节内容和组织顺序。

氢气储罐规格参数氢气储罐是一种用于存储氢气的设备，具有特殊的规格和参数，需要满足一定的安全性和可靠性要求。

以下是氢气储罐的一些常见规格和参数。

1.储罐容量：氢气储罐的容量通常以立方米（m³）为单位计算，容量大小可以根据需要进行定制。

常见的储罐容量有500 m³、1000 m³、2000 m³等等。

2.储罐材质：氢气储罐通常采用高强度钢材或合金材料制成，以保证储罐的强度和耐腐蚀性。

同时还需要采用特殊的防腐涂层来防止氢气对储罐材质的腐蚀。

3.储罐壁厚：氢气储罐的壁厚直接关系到储罐的强度和安全性。

一般情况下，氢气储罐的壁厚在10-20毫米之间，具体要根据储罐容量和工作压力来确定。

4.最高工作压力：氢气储罐的最高工作压力是指储罐能够承受的最大压力值。

根据不同的应用需求，最高工作压力可以在20-80兆帕（MPa）之间。

5.抗风性能：氢气储罐通常需要在室外使用，因此对其抗风性能也有一定的要求。

一般情况下，氢气储罐需要满足相应的防风等级要求，以确保储罐在强风天气下的稳定性。

6.附属设备：氢气储罐除了本身的基本规格外，还需要配备一些附属设备，如安全阀、压力表、温度传感器等，以监测和控制储罐的运行状态。

7.安全性能：对于储罐来说，安全性是一个非常重要的指标。

氢气具有一定的爆炸性，因此氢气储罐需要具备一些安全措施，如防爆结构、泄漏报警装置等，以确保储罐在异常情况下能够有效地防止事故发生。

8.使用寿命：氢气储罐的使用寿命是指储罐能够正常使用的时间期限。

一般情况下，氢气储罐的使用寿命可以达到20年以上，但需要进行定期的检查和维护，以确保储罐的安全可靠性。

综上所述，氢气储罐的规格和参数主要包括容量、材质、壁厚、最高工作压力、抗风性能、附属设备、安全性能和使用寿命等。

这些规格和参数对于选择和设计氢气储罐具有重要的参考价值，能够满足不同应用的需求，确保储罐的安全可靠性。

软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999DATA SHEET OF PROCESSEQUIPMENT DESIGN工程名：PROJECT设备位号：ITEM设备名称：15m 氢气储罐 EQUIPMENT图号：DWG NO。

设计单位：设备名称：内筒体内压计算计算单位计算条件 筒体简图计算压力 P c MPa 设计温度 t ? C 内径 D i mm 材料Q345R ( 板材 ) 试验温度许用应 MPa 设计温度许用应 MPa 试验温度下屈服 MPa 钢板负偏差 C 1 mm 腐蚀裕量 C 2mm 焊接接头系数 ?厚度及重量计算计算厚度 ? =P D P c i t c2[]σφ- =mm 有效厚度 ?e =?n - C 1- C 2= mm 名义厚度 ?n = mm 重量Kg压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验试验压力值P T = [][]σσt= (或由用户输入)MPa 压力试验允许通过 的应力水平 ???T ???T ? ?s = MPa试验压力下 圆筒的应力 ?T = p D T i e e .().+δδφ2 =MPa校核条件 ?T? ???T 校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]=2δσφδe t i e []()D += MPa 设计温度下计算应力 ?t= P D c i e e()+δδ2=MPa ???t ?MPa校核条件 ???t ? ≥?t 结论合格内筒上封头内压计算 计算单位计算条件椭圆封头简图计算压力 P cMPa 设计温度 t ? C 内径 D i mm 曲面高度 h imm材料Q345R (板材) 设计温度许用应力 ???tMPa试验温度许用应力 ???MPa钢板负偏差 C 1 mm 腐蚀裕量 C 2 mm焊接接头系数 ?厚度及重量计算形状系数 K = 16222+⎛⎝ ⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥D h i i = 计算厚度 ? = KP D P c it c 205[].σφ- = mm 有效厚度 ?e =?n - C 1- C 2= mm 最小厚度 ?min = mm 名义厚度 ?n =mm 结论 满足最小厚度要求重量Kg 压 力 计 算最大允许工作压力 [P w ]=205[].σφδδt e i eKD +=MPa结论合格内筒下封头内压计算 计算单位计算条件椭圆封头简图计算压力 P cMPa 设计温度 t ? C 内径 D i mm 曲面高度 h imm材料Q345R (板材) 设计温度许用应力 ???tMPa试验温度许用应力 ???MPa钢板负偏差 C 1 mm 腐蚀裕量 C 2 mm焊接接头系数 ?厚度及重量计算形状系数 K = 16222+⎛⎝ ⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥D h i i = 计算厚度 ? = KP D P c it c 205[].σφ- = mm 有效厚度 ?e =?n - C 1- C 2= mm 最小厚度 ?min = mm 名义厚度 ?n =mm 结论 满足最小厚度要求重量Kg 压 力 计 算最大允许工作压力 [P w ]=205[].σφδδt e i eKD +=MPa结论合格。

氢气储罐设计说明书
一、安全性要求
1、设计选用的原料，构造、组件符合安全要求；
2、材料本身具有足够的物理强度和反应性，能够经受操作和环境的
考验；
3、无严重渗漏，有良好的安全性能；
4、具有维护、回收利用和安全应急处理能力；
5、危险质量不得超过运输及存储的法定标准。

二、设计要求
1、设备的选用要满足经济性和可靠性。

2、储氢容器的结构设计要符合国家有关规定及安全要求。

3、氢气储罐的压力容器均采用不锈钢制作，外表为抛光，表面粗糙
度要符合相关质量标准要求。

4、滴定孔应在容器中央、上端设置，容器内壁平整，无裂缝、气泡
及毛刺，以减少氢气在容器内的涡流动。

5、容器内增加气泡管，当内外压力不平衡时，氢气可以通过气泡管
自动排出。

6、氢气储罐的容积应根据使用要求设计，容积分别可为50L、100L、150L、200L、500L及1000L。

7、储罐上应设有气体释放装置，安全符合安全设计要求。

8、储罐应设有安全阀，当设备压力超过规定值时，安全阀自动释放气体，避免容器膨胀、爆裂等危险情况的发生。

3700m m17000 mm图1 液氢储罐外观结构示意图Fig. 1 Schematic diagram of appearance structure of liquidhydrogen storage tank液氢储罐为真空绝热深冷压力容器，由内容器和外容器套合组成双层卧式圆柱形筒体。

液氢储罐内容器采用S31608不锈钢，能够满足-253 ℃的最低设计金属温度。

根据液氢储罐外罐的设计温度(-40～150 ℃)，16MnDR和奥氏体不锈钢均符合“选取的材料应能满足-40 ，男，教授级高工，主要从事铁路深冷装备，液氢装备及铁路冷链装备研发设计及技术管理等工作。

2 液氢储罐内外容器之间绝热材料测试Fig. 2 Test of thermal insulation materials between inner and outer containers of liquid hydrogen storage tank在液氢储罐内外容器套合形成夹层空间后，进行抽真空处理。

容器夹层和各真空管路夹套各自独立，在罐体上设置有ZK-50-2型超高真空阀，抽口直径为DN50，采用金属密封结构，a. 焊接工装设备b. 焊缝细节3 焊缝采用P+T等离子焊接工艺Fig. 3 Weld adopts P+T plasma welding采用实时成像工艺对容器及管路上所有进行100%的射线探伤，2015标准规定的II级要求；对类焊缝进行了100%的渗透表面探伤，符合—2015标准规定的I级要求。

液氢储罐内容器内外表面及外壳内壁均进行了酸洗钝化处理，制造过程中严密控制和检查容器内部、夹层及管道内的多余物和洁净度，进行清洁、脱脂处理并禁油，脱脂后及时将脱脂件内部残液排净，并用高纯氮气吹干，确保图4 低温性能测试Fig. 4 Low temperature performance test第5期STRUCTURAL DESIGN AND MANUFACTURE OF SMALL-SCALELIQUID HYDROGEN STORAGE TANKHe Yuanxin 1,2，Xiong Zhenyan 1，Wang Hongxing 3，Yuan Jiao 1，Wu Huimin 1，Liu Guozhu 1(1. Institute of Cold Transportation Equipment ，Yangtze Corporation of China Railway Rolling Stock Corporation ，Wuhan 430212，China ；2. Mobile Pressure Vessel Technical Committee ，National Technical Committee for Standardization of Boiler and Pressure Vessel ，Shanghai 200240，China ；3. Tianjin University of Science and Technology ，Tianjin 300457，China )Abstract ：In order to meet the storage requirements of small volume liquid hydrogen of a project ，a 4 m 3small-scale liquid hydrogen storage tank is developed. The tank body adopts high vacuum multilayer insulation structure ，the support structure between inner and outer containers adopts metal support structure at both ends ， and Ag400 adsorbent is used to control the vacuum degree of interlayer. In terms of main material ，the inner container adopts S31608 stainless steel ，the shell adopts S30408 stainless steel ，and PAW+GTAW plasma welding ，real-time imaging and cantilever assembling manufacturing process are adopted. The test results under the condition of loading liquid nitrogen show that the vacuum degree of the body interlayer of the designed small-scale liquid hydrogen storage tank is 3.5×10-3 Pa ，and the static daily evaporation rate is 0.82%.Keywords ：liquid hydrogen ；storage tank ；high vacuum multilayer insulation ；static evaporation rate技术应用何远新等：小型液氢储罐的结构设计及制造。

目录前言 (3)1 方案确定 (4)1.1选择容器类型式 (4)1.1.1 压力容器分类 (4)1.1.2、封头形式的确定 (5)1.2 材料的确定 (6)2 设计计算 (8)2．1 确定设计参数 (8)2.1.1 工作压力、设计压力、计算压力 (8)2.1.2 设计温度 (9)2.1.3 厚度计算 (9)2.1.4设计温度下的需用应力 (10)2.1.5 焊接接头系数 (10)2.2 容器相关量的确定 (11)2.2.1 计算过程 (11)2.2.2 筒体尺寸确定 (12)2.3 容器强度校核 (13)2.4 确定各工艺接管的公称通径及位置 (14)3 结构设计 (17)3．1 人孔选择 (17)3.2人孔补强 (17)3.3 支座的选择及校核 (20)3.3.1支座的设计要求 (20)3.3.2支座的选择及校核 (20)4 总结与体会 (24)5 谢辞 (25)6 参考文献 (26)前言随着我国石油化工业的迅速发展，国家对清洁环保型能源越发的重视。

化工业接触的都是危险品，因此对这些危险品的控制相当重要。

以氢气为例，它就是易燃物质，储存的时候也要确保安全。

因此对于氢气储罐有一定的设计要求。

氢气密度低，比容大，只有高压储运才能有效。

氢气性质稳定，不容易跟其他物质发生化学反应，所以氢气的腐蚀性较小。

但氢气在点燃加热等情况下易发生爆炸燃烧等现象，所以在储运的时候要格外小心对环境条件的控制。

本设计完成了6m3立式氢气储罐的设计，并对氢气储罐在设计、制造安装、使用、维护与定期检验提出了相应的安全技术要求。

设计的氢气公称直径为1400mm，壁厚为6mm，对筒体与封头做了水压试验强度校核；对人孔的补强做了计算，计算补强圈的厚度为6mm ；选择了支座类型为A2型耳式支座。

本次设计各项参数均按照相关标准决定，主要有GB150-98《钢制压力容器》，《压力容器安全技术监察规程》，JB/T 4736-2002《补强圈》，HG 20592~20614-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》，JB/T 4725-1992《耳式支座》，HG 21520-1995《垂直吊盖带颈平焊法兰人孔》等。

软件批准号：CSBTS/TC40/SC5—D01-1999DATA SHEET OF PROCESSEQUIPMENT DESIGN工程名：PROJECT设备位号：ITEM设备名称：15m 氢气储罐EQUIPMENT图号：DWG NO。

设计单位:设备名称：内筒体内压计算计算单位计算条件筒体简图计算压力 P c 1.7MPa 设计温度 t —19.00︒ C 内径 D i 1800.00mm 材料Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 [σ]189。

00MPa 设计温度许用应力 [σ]t189.00MPa 试验温度下屈服点 σs 345。

00MPa 钢板负偏差 C 1 0.30mm 腐蚀裕量 C 2 1.00mm 焊接接头系数 φ1.00厚度及重量计算 计算厚度 δ = P D P c it c 2[]σφ- = 8.13mm 有效厚度 δe =δn — C 1- C 2= 8。

70 mm 名义厚度 δn = 10.00mm 重量2343。

39Kg压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验试验压力值 P T = 1。

25P [][]σσt = 2。

1300 (或由用户输入)MPa 压力试验允许通过 的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0。

90 σs = 310.50MPa试验压力下 圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 221.41 MPa校核条件 σT ≤ [σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]=2δσφδe t i e []()D += 1。

81821MPa 设计温度下计算应力 σt= P D c i e e()+δδ2= 176。

71 MPa [σ]tφ 189。

00 MPa校核条件 [σ]t φ ≥σt 结论 合格内筒上封头内压计算计算单位计算条件椭圆封头简图计算压力P c 1。

7 MPa设计温度 t—19.00 ︒ C内径D i 1800。

氢气储罐规格参数
一、氢气运输罐的容量
氢气运输罐的容量通常根据使用需求进行定制，一般分为小型和大型两种。

小型氢气运输罐容量一般在500L以下，适用于移动供氢设备、小型氢能源站等场景；而大型氢气运输罐通常容量在1000L以上，主要用于氢气储运、大型氢能源站等应用。

二、氢气运输罐的大小
氢气运输罐的大小一般由容量、外形尺寸等因素决定。

目前市场上常见的氢气运输罐外形尺寸为直径1-3米，长度3-10米左右，不同厂家的尺寸有所差异。

在选择氢气运输罐时，还需考虑其使用场景和运输方式，以确定最适合的大小。

三、氢气运输罐的材质
常见的氢气运输罐材质包括碳钢、不锈钢、铝合金等。

不同材质的氢气运输罐在使用过程中具有各自的优缺点。

碳钢氢气运输罐价格低廉，但是其耐腐蚀性较差，建议在氢气的储存、运输等过程中加入其他物质保护罐体。

不锈钢氢气运输罐刚性较好，加工厂家也比较多，使用寿命长，但是成本较高。

铝合金氢气运输罐具有较好的重量比和强度，但是其成本也相对较高。