低温存储系统的制作方法

本发明涉及一种用于存储低温介质、尤其用于存储氢气的存储系统。本发明还涉及一种包括这种存储系统和消耗器的设备，所述消耗器用于容纳在存储容器中的介质。

背景技术：

1、已知的是，低温介质、即深冷的并且至少部分呈液态介质、例如氢气或氦气可以储存在存储容器中，以便运输例如用于车辆、船舶、飞机或火箭提供动力的能源。这些介质在此通常部分地以液态的形式存在于存储容器中并且部分地也呈气态的形式。

2、在已知的低温存储容器中，布置有不同的管路作为存储系统的内部容器和外部的周围环境之间的连接部。这些是针对各种用途所需要的，例如将低温液态介质从内部容器向热交换器或蒸发器导引直至导引至消耗器。这种存储系统有时也具有升压系统，其根据类型为开放的或者闭合的系统。升压系统可以补偿例如以气态或液态的形式提取氢气时出现的压力降。这通常通过内部容器热交换器(封闭式管路系统)或者通过直接蒸发(开放式系统)来确保。

3、在已知的低温存储系统中存在提取管线，该提取管线形成从容器的内部到消耗器的连接部。在该提取管线中的部件出现故障时，通常会产生系统的故障(关停)，因为无法再将介质从内部容器输送给消耗器。

技术实现思路

1、因此本发明所要解决的技术问题是，提供一种容错的用于存储低温介质的存储系统和包括这种存储系统和消耗器的设备，所述消耗器用于容纳在存储容器中的介质，其中，尤其在提取管线的各个部件发生故障的情况下，使得从存储系统到消耗器的供应不会完全中断。

2、所述技术问题按照本发明通过一种用于存储低温介质、尤其用于存储氢气的存储系统解决，所述存储系统包括用于容纳介质的存储容器，其中，第一提取管线构成从存储容器的内部空间到消耗器接口的流体导通的、用于连接消耗器的连接部，其中，在所述第一提取管线中布置有至少一个可控的管路截止阀和第一热交换器，其中，与所述第一提取管线不同的第二提取管线构成了从存储容器的内部空间到消耗器接口的流体导通的、用于连接相同的消耗器的连接部，其中，在所述第二提取管线中布置有至少一个可控的第二管路截止阀和另外的第一热交换器。

3、按照本发明，存储系统的提取管线包括可控的管路截止阀，以控制介质从存储容器到提取管线中的提取，并且在该管路截止阀之后包括第一热交换器，所述第一热交换器用于将提取的介质、尤其氢气调节到期望的提取条件，所述调节尤其是加热，并且在提取液态介质的情况下还可以是蒸发。按照本发明，从内部容器到消耗器的这种提取管线两倍地、或者更多倍地冗余地设计。因此，按照本发明存在第一提取管线和与之不同的第二提取管线，其中，每个提取管线具有相同类型的部件，从而提取管线可以行使相同的功能。第一和第二提取管线尤其具有与之配属的管路截止阀以及配属的热交换器，所述管路截止阀用于控制进入提取管线的入流，所述热交换器用于将介质调节到期望的提取条件。

4、在常见的低温存储系统中，由于热力学的原因，管道的数量以及类型被限制在最低限度。而按照本发明使用更多数量的部件。

5、因此，部件的单个故障不再导致系统完全中断(关停)，因为部件和与消耗器的连接部不是单一地与内部容器连接，而是冗余地设计。

6、第一和第二提取管线可以都设置用于从存储容器中提取气态介质，或者都设置用于从存储容器中提取液态介质。例如也可以将第一提取管线设置用于从存储容器中提取气态介质，并且将第二提取管线设置用于从存储容器中提取液态介质。

7、按照一种实施方式，所述第一提取管线的消耗器接口和所述第二提取管线的消耗器接口结合成共同的接口。在备选的实施方式中，两个消耗器接口不结合成共同的接口。因此，两个消耗器接口可以在相同的消耗器处构成共同的接口或者两个单独的结接口。

8、优选地，所述第一提取管线在紧邻所述消耗器接口的前面还附加地具有可控的第三管路截止阀，并且所述第二提取管线在紧邻所述消耗器接口的前面还附加地具有可控的另外的第三管路截止阀。可控的第三管路截止阀可以用作所连接的消耗器之前的截止装置。

9、优选地，所述第一提取管线在所述第一热交换器之后还附加地具有内部容器热交换器，并且所述第二提取管线在所述另外的第一热交换器之后还附加地具有另外的内部容器热交换器。每个提取管线中的内部容器热交换器用于借助加热的、被取出的介质控制或者调节存储容器内部的压力。

10、优选地，所述第一提取管线在所述内部容器热交换器之后还附加地具有第二热交换器，并且所述第二提取管线在所述另外的内部容器热交换器之后还附加地具有另外的第二热交换器。通过第二热交换器使得即使在通过相应的提取管线的内部容器热交换器进行热传递之后，仍能确保介质的期望的提取条件。

11、优选地，所述第一提取管线在可控的第一管路截止阀之后并且在所述内部容器热交换器之前还附加地具有分流调节阀，并且所述第二提取管线在可控的第二管路截止阀之后并且在所述另外的内部容器热交换器之前还附加地具有另外的分流调节阀。通过分流调节阀可以选择性地仅将部分被提取和加热的介质导引回存储容器中、导引向相应的内部容器热交换器。

12、一般性地，在按照本发明的存储系统中，所述第一提取管线除了消耗器接口之外的所有部件、例如管路、热交换器和阀在所述第二提取管线中冗余地存在并且以相同的顺序布置。

13、优选地，所述存储容器设计为双壁的，在所述存储容器的两个壁之间具有隔绝的真空空间。根据一种实施方式，所述第一和第二提取管线的可控的第一和第二管路截止阀和/或两个第一热交换器布置在所述真空空间中，特别优选地所述第一和第二提取管线的第二热交换器也布置在所述真空空间中。

14、按照另一种实施方式，所述第一和第二提取管线的可控的第一和第二管路截止阀和/或第一热交换器布置在所述存储容器的外部容器之外，其中，至少一部分管路在所述存储容器的外部容器之外设计为真空隔绝的管路。

15、所述存储容器尤其除了容器的内壁和外壁之间的真空空间以外还可以包括至少一个次级真空空间或者具有惰性气体环境的空间，其中，所述第一和第二提取管线的可控的第一和第二管路截止阀和/或第一热交换器、还优选第一和第二提取管线的所有部件布置在所述次级真空空间或者具有惰性气体环境的空间中。用于所述第一和第二提取管线的部件尤其优选地分别布置在所述第一或者第二提取管线的单独的次级真空区域或者具有惰性气体环境的空间中，从而每个提取管线都具有其自身的次级真空空间或者具有惰性气体环境的空间。

16、所述技术问题按照本发明还通过一种包括如前述的存储系统和消耗器的设备解决，所述消耗器用于容纳在存储容器中的介质，其中，第一提取管线的消耗器接口和第二提取管线的消耗器接口与消耗器相连接。在此，所述第一提取管线的消耗器接口和所述第二提取管线的消耗器接口在所述消耗器处结合成共同的接口，或者取而代之地在所述消耗器处不结合成共同的接口，也就是在消耗器处构成两个分开的接口。

技术特征：

1.一种用于存储低温介质、尤其用于存储氢气的存储系统，所述存储系统包括用于容纳介质的存储容器(1)，其中，第一提取管线构成从存储容器(1)的内部空间到消耗器接口(10)的流体导通的、用于连接消耗器的连接部，其中，在所述第一提取管线中布置有至少一个可控的管路截止阀(6)和第一热交换器(3)，其特征在于，与所述第一提取管线不同的第二提取管线构成了从存储容器(1)的内部空间到消耗器接口(10)的流体导通的、用于连接相同的消耗器的连接部，其中，在所述第二提取管线中布置有至少一个可控的第二管路截止阀(7)和另外的第一热交换器(3)。

2.根据权利要求1所述的存储系统，其特征在于，所述第一提取管线的消耗器接口(10)和所述第二提取管线的消耗器接口(10)结合成共同的接口或者不结合成共同的接口。

3.根据前述权利要求之一所述的存储系统，其特征在于，所述第一提取管线在紧邻所述消耗器接口(10)的前面还附加地具有可控的第三管路截止阀(9)，并且所述第二提取管线在紧邻所述消耗器接口(10)的前面还附加地具有可控的另外的第三管路截止阀(9)。

4.根据前述权利要求之一所述的存储系统，其特征在于，所述第一提取管线在所述第一热交换器(3)之后还附加地具有内部容器热交换器(4)，并且所述第二提取管线在所述另外的第一热交换器(3)之后还附加地具有另外的内部容器热交换器(4)。

5.根据权利要求4所述的存储系统，其特征在于，所述第一提取管线在所述内部容器热交换器(4)之后还附加地具有第二热交换器(8)，并且所述第二提取管线在所述另外的内部容器热交换器(4)之后还附加地具有另外的第二热交换器(8)。

6.根据权利要求4或5所述的存储系统，其特征在于，所述第一提取管线在可控的第一管路截止阀(6)之后并且在所述内部容器热交换器(4)之前还附加地具有分流调节阀(15)，并且所述第二提取管线在可控的第二管路截止阀(7)之后并且在所述另外的内部容器热交换器(4)之前还附加地具有另外的分流调节阀(15)。

7.根据前述权利要求之一所述的存储系统，其特征在于，所述第一提取管线除了消耗器接口(10)之外的所有部件、例如管路、热交换器和阀在所述第二提取管线中冗余地存在并且以相同的顺序布置。

8.根据前述权利要求之一所述的存储系统，其特征在于，所述存储容器(1)设计为双壁的，在所述存储容器(1)的两个壁之间具有隔绝的真空空间，其中，所述第一和第二提取管线的可控的第一和第二管路截止阀(6、7)和/或第一热交换器(3)布置在所述真空空间中，优选地所述第一和第二提取管线的第二热交换器(8)也布置在所述真空空间中。

9.根据前述权利要求之一所述的存储系统，其特征在于，所述存储容器(1)设计为双壁的，在所述存储容器(1)的两个壁之间具有隔绝的真空空间，其中，所述第一和第二提取管线的可控的第一和第二管路截止阀(6、7)和/或第一热交换器(3)布置在所述存储容器(1)的外部容器(11)之外，其中，至少一部分管路在所述存储容器(1)的外部容器(11)之外设计为真空隔绝的管路(16)。

10.根据前述权利要求之一所述的存储系统，其特征在于，所述存储容器(1)包括至少一个次级真空空间或者具有惰性气体环境(12)的空间，其中，所述第一和第二提取管线的可控的第一和第二管路截止阀(6、7)和/或第一热交换器(3)布置在所述次级真空空间或者具有惰性气体环境(12)的空间中，其中，用于所述第一和第二提取管线的部件优选地分别布置在所述第一或者第二提取管线的单独的次级真空区域或者具有惰性气体环境(12)的空间中。

11.一种包括根据前述权利要求之一所述的存储系统和消耗器的设备，所述消耗器用于容纳在存储容器中的介质，其特征在于，第一提取管线的消耗器接口(10)和第二提取管线的消耗器接口(10)与消耗器相连接，其中，所述第一提取管线的消耗器接口(10)和所述第二提取管线的消耗器接口(10)在所述消耗器处结合成共同的接口或者在所述消耗器处不结合成共同的接口。

技术总结
本发明涉及一种用于存储低温介质、尤其用于存储氢气的存储系统，所述存储系统包括用于容纳介质的存储容器(1)，其中，第一提取管线构成从存储容器(1)的内部空间到消耗器接口(10)的流体导通的、用于连接消耗器的连接部，其中，在所述第一提取管线中布置有至少一个可控的管路截止阀(6)和第一热交换器(3)，其中，与所述第一提取管线不同的第二提取管线构成了从存储容器(1)的内部空间到消耗器接口(10)的流体导通的、用于连接相同的消耗器的连接部，其中，在所述第二提取管线中布置有至少一个可控的第二管路截止阀(7)和另外的第一热交换器(3)。

技术研发人员：D.哈默,M.斯图本劳赫
受保护的技术使用者：麦格纳斯太尔汽车技术两合公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13