科创中国

行业领域

高新技术改造传统产业

需求背景

随着全球范围内能源危机的冲击和环境保护与经济持续发展的要求，天然气燃料被公认为目前阶段替代化石燃料的最佳选择。然而液化天然气由于储存温度极低，在储存、运输及应用的过程中对储存天然气的设备提出了很高的耐低温要求。

低温储罐是指用来储存和运输低温介质的储运设备，一般包括外罐和内罐。天然气由于储存温度极低，因此，对内罐和外罐提出了很高的耐低温要求。目前，制造外罐和内罐的材料均采用Cr-Ni奥氏体不锈钢或9Ni钢，但上述材料的价格较高，使得低温储罐的成本较高。

需解决的主要技术难题

1. 低温材料的选择：低温储罐需要在低温环境下工作，因此需要选择适合低温环境的材料。一些常用的低温材料包括不锈钢、铝合金、铜镍合金等，但这些材料在低温环境下容易发生脆断、韧性不足等问题，因此需要研发更可靠的低温材料。
2. 低温密封性：低温储罐的密封性是保证其正常工作的关键因素之一。在低温环境下，材料的收缩和变形会导致密封性能下降，因此需要研发更可靠的密封技术和材料。
3. 低温液位测量：在低温储罐中，液位的测量和控制是保证其正常工作的另一个关键因素。由于低温液体的密度和粘度都会发生变化，因此需要研发更可靠的液位测量技术和仪表。
4. 低温流体输送：在低温储罐中，流体的输送是保证其正常工作的另一个关键因素。由于低温流体的粘度和密度都会发生变化，因此需要研发更可靠的流体输送技术和设备。
5. 低温管道和附件：低温储罐的管道和附件也是保证其正常工作的关键因素之一。在低温环境下，管道和附件的脆性增加，容易导致损坏和泄漏，因此需要研发更可靠的管道和附件材料和设计。
6. 低温控制系统：低温储罐的控制系统是保证其正常工作的另一个关键因素。在低温环境下，控制系统的元件和线路容易发生故障，因此需要研发更可靠的控制系统技术和设备。

期望实现的主要技术目标

1. 提高储罐的低温性能：低温储罐需要能够承受极低的温度，例如液氮的存储温度为-196℃。通过研发更先进的材料和设计，提高储罐的低温性能，保证其在极低温度下仍能保持良好的结构和性能。
2. 增强储罐的可靠性：低温储罐需要长时间稳定运行，因此需要提高其可靠性。通过研发更可靠的制造工艺和材料，提高储罐的寿命和稳定性，减少故障和泄漏的可能性。
3. 降低储罐的成本：低温储罐制造成本较高，因此需要降低其成本以扩大应用范围。通过研发更经济的制造工艺和材料，降低储罐的制造成本，提高其经济性。
4. 实现储罐的智能化控制：通过引入先进的智能化技术，实现低温储罐的智能化控制和监测，提高其运行效率和安全性。例如，可以引入传感器和控制系统，实时监测储罐的温度、压力、液位等参数，及时调整运行状态，确保其安全稳定运行。
5. 探索新型的低温储罐设计：通过研发新型的低温储罐设计，满足不同领域的应用需求。例如，可以探索新型的绝热材料和结构，提高储罐的绝热性能和容量；也可以探索新型的液氮吸附材料和工艺，降低储罐的能耗和维护成本。
6. 建立完善的供应链：低温储罐需要各种专业材料和设备支持，如高强度不锈钢、超低温绝热材料、液氮存储和运输设备等。通过建立完善的供应链，保证材料的供应和质量，降低采购成本，提高生产效率。
7. 加强国际合作与交流：通过与国际同行合作和交流，了解最新的低温储罐技术和发展趋势，促进技术的进步和创新。同时也可以引进国外先进的技术和设备，加快我国低温储罐技术的发展。

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