雙層保護低溫液體壓力儲罐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙層保護低溫液體壓力儲罐，其采用雙層保護層，內(nèi)罐與外罐均采用耐低溫不銹鋼材，夾層真空并充填低溫絕熱保冷材料。該低溫液體壓力儲罐，內(nèi)罐與外罐按同一設(shè)計壓力和溫度進行設(shè)計、制造，即使內(nèi)罐一旦發(fā)生開裂、爆裂，外罐亦能等同承受儲罐的運行條件，不會發(fā)生開裂、爆裂。外罐等第二層保護，將有效防止內(nèi)罐開裂后，不會引發(fā)儲罐所存的介質(zhì)對周圍的泄漏，從而保證了整個儲存裝置的安全。
【專利說明】雙層保護低溫液體壓力儲罐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到儲存及運輸【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是貯運液氧、液氮、液氬、液氫、液氦、液化天然氣(LNG)及液體二氧化碳等介質(zhì)的壓力儲罐。
【背景技術(shù)】
[0002]低溫液體壓力儲罐，系指公稱工作壓力> 0.1MPa、單罐公稱容積> 0.025m3，用來儲運液氧、液氮、液氬、液氫、液氦、液化天然氣(LNG)等低溫液體及液體二氧化碳的固定式儲罐，罐式集裝箱、罐車或船上使用的移動式儲罐。
[0003]目前在用低溫液體壓力儲罐形式，一是單容罐，外敷絕熱保冷材料；二是按內(nèi)外罐設(shè)置，內(nèi)罐采用耐低溫不銹鋼材，外罐為普通鋼材，夾層抽真空并充填絕熱保冷材料。以LNG儲罐為例，LNG儲罐主要應(yīng)用在LNG充裝站、加氣站和各類合建站、LNG氣化站、罐式集裝箱、罐車、運輸船及各類車用和船用儲罐。目前在用的各種臥式或立式LNG儲罐采用的是內(nèi)、夕卜雙壁罐，夾層真空并充填珠光砂或纏繞絕熱保冷材料。
[0004]目前在用儲罐存在下述缺陷:內(nèi)罐一旦發(fā)生開裂，外罐必將開裂。對設(shè)計壓力僅為-0.1MPa和采用普通碳鋼制作的外罐，難以承壓承低溫。因而發(fā)生罐內(nèi)儲存的液體外泄，造成周圍大量液體積累，易引發(fā)窒息、凍傷以及爆炸、火災(zāi)等重大事故。
[0005]針對上述的缺陷與隱患，目前對固定式儲罐，一般采用較大的安全間距和在儲罐四周建設(shè)防護堤等，以減小事故危害。如LNG固定式儲罐:
[0006]根據(jù)《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范》(GB50156-2012)第9.1.3條規(guī)定:LNG儲罐四周設(shè)防護堤，防護堤內(nèi)的有效容量不應(yīng)小于其中I個最大LNG儲罐的容量，堤腳線至LNG儲罐外壁的凈距不應(yīng)小于2m，防護堤體應(yīng)能承受所容納液體的靜壓及溫度變化的影響；北京地區(qū)采用箱式LNG加氣裝置，即將30m3或60m3的儲罐放在箱體內(nèi)，緊靠儲罐周邊設(shè)不銹鋼圍堰，堰高約1.2m，堰內(nèi)底板同為不銹鋼材，以接納泄漏的LNG量。
[0007]而即使采用上述措施，仍存在下列問題:
[0008]I)雖在LNG儲罐周邊設(shè)置防護堤，但僅能接納儲罐下部區(qū)域發(fā)生開裂所泄漏出的LNG在儲罐運行壓力0.6?1.0MPa的條件下，儲罐上部區(qū)域發(fā)生開裂，泄漏出的LNG必將大量噴到防護堤外。
[0009]2)目前的防護堤材料(包括不銹鋼圍堰)及普通鋼箱壁，均難承受溫度驟冷所產(chǎn)生的變形，仍然會發(fā)生防護堤的開裂與損壞，仍會造成大量LNG外泄到堤外。
[0010]2、對液氧固定式儲罐
[0011]由于北京等地許多醫(yī)院由于改擴建致使用地?zé)o法滿足，而不得不放棄使用這種經(jīng)濟快捷的方法，改為使用瓶裝氧或分子篩制取富氧空氣，從而影響患者的治療用氧的合理供應(yīng)。
[0012]3、小型氣化站
[0013]目前使用5m3以下小型低溫液體儲罐進行氣化供氣的地方，大都因地方狹小，安裝在用氣設(shè)施附近。這就給氣體安全使用帶來安全隱患。[0014]針對上述的缺陷與隱患，對罐式集裝箱、罐車上使用的移動式儲罐，如LNG罐車等在市區(qū)或人流密集、車流量大的地方發(fā)生罐體泄漏，其警戒區(qū)半徑在60米以上。泄漏點周邊白霧茫茫，蔓延甚快，堵漏甚難。在警戒區(qū)內(nèi)因明火、靜電等極易引發(fā)爆炸、火災(zāi)等人員傷亡和巨大財產(chǎn)損失。目前一般采取限制其通行的時間、路線，并限制其裝卸時間間隔的方法。
[0015]這些缺陷與隱患主要在于所使用的儲罐不具有本質(zhì)安全屬性，本發(fā)明提供一種本質(zhì)安全的低溫液體壓力儲罐，可完全解決這些問題。
[0016]本項發(fā)明由通常對在用罐采用的安全防范手段、事故后的處理提升為生產(chǎn)制作的儲罐具備本質(zhì)安全，可靠使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明公開了一種低溫液體壓力儲罐，其采用雙層保護層，內(nèi)罐與外罐均采用耐低溫不銹鋼材，并按同一設(shè)計壓力和設(shè)計溫度進行設(shè)計，夾層真空并充填低溫絕熱保冷材料。
[0018]該低溫液體壓力儲罐，即使內(nèi)罐一旦發(fā)生開裂、爆裂，外罐亦能等同承受儲罐的運行條件，不會發(fā)生開裂、爆裂。
[0019]所述的儲罐形式，可以是立式或臥式的；可以是固定式儲罐，也可以是罐式集裝箱、罐車、船上所用的移動式儲罐。
[0020]所述的儲罐的內(nèi)罐、外罐按同一設(shè)計壓力和設(shè)計溫度進行設(shè)計、制造。
[0021]所述外罐外面也可包裹隔熱材料，或加一罐體，并與外罐之間形成真空夾層并充填絕熱保冷材料；以在內(nèi)罐發(fā)生開裂后，該儲罐可繼續(xù)延用一段時間。由于有外罐等第二層保護，將有效防止內(nèi)罐開裂后，不會引發(fā)儲罐所存的介質(zhì)對周圍的泄漏，從而保證了整個儲存裝置的安全，因而該型儲罐的屬性為本質(zhì)安全性。
[0022]本項發(fā)明由通常對在用罐采用的安全防范手段、事故后的處理提升為生產(chǎn)制作的儲罐具備本質(zhì)安全，可靠使用。
[0023]本發(fā)明的雙層保護低溫液體壓力儲罐具有如下優(yōu)點:
[0024]1、對固定式儲罐
[0025]I)可以減小儲罐與站外建構(gòu)筑物、儲罐與站內(nèi)設(shè)施之間的安全間距，為城市建設(shè)LNG加氣站、醫(yī)院建立液氧供應(yīng)中心等創(chuàng)造了條件，并節(jié)省用地。
[0026]2)目前采用的防護堤，僅能部分接納泄漏的LNG，且泄漏出的LNG仍然可能發(fā)生次生災(zāi)害，存在爆炸和火災(zāi)的危險。
[0027]采用本專利儲罐，可不設(shè)防護堤。本專利儲罐需比在用儲罐投資高，但節(jié)省了防護堤投資、節(jié)省了用地等優(yōu)點，總投資是降低的。
[0028]因防護堤取消，有利于儲罐系統(tǒng)的通風(fēng)和方便操作，并可減免了防護堤內(nèi)的排水設(shè)置。
[0029]2、對移動式儲罐
[0030]采用本專利儲罐，由于具備了本質(zhì)安全，罐式集裝箱、罐車、船可安全通行。
[0031]3、對目前在用儲罐的檢查和安全使用期的確定，將是安監(jiān)部門面臨的難題。而使用本專利儲罐后，可以通過夾層內(nèi)的液體泄漏量進行判斷；還可通過外罐增加敷設(shè)絕熱保冷材料，在內(nèi)罐泄漏后，仍可安全延長使用一段時間。在此期間內(nèi)供裝置更新改造。
[0032]4、若采用外罐外再敷設(shè)絕熱保冷材料，可以降低儲罐B0G(蒸發(fā)氣)的排放量，運行好的儲罐可以達到零排放，達到節(jié)能目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明的雙層保護低溫液體壓力儲罐的立式儲罐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖2為本發(fā)明的雙層保護低溫液體壓力儲罐的臥式儲罐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖3為本發(fā)明的雙層保護低溫液體壓力儲罐的罐車上儲罐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖4為本發(fā)明的雙層保護低溫液體壓力儲罐的罐式集裝箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0037]本發(fā)明的雙層保護低溫液體壓力儲罐，采用雙層保護層，內(nèi)罐I與外罐2均采用耐低溫不銹鋼材，并按同一設(shè)計壓力和設(shè)計溫度，夾層真空，充填低溫絕熱保冷材料；外罐外面也可敷設(shè)絕熱保冷材料，或加一罐體，并與外罐之間形成真空夾層3并充填絕熱保冷材料。
[0038]以LNG儲罐為例，其常用設(shè)計參數(shù):
[0039]型式:臥式、立式
[0040]內(nèi)、外罐設(shè)計溫度:_196°C
[0041]內(nèi)、外罐設(shè)計壓力:0.2?1.3MPa
[0042]內(nèi)、外罐材質(zhì):0Crl8Ni9Ti或其他耐低溫不銹鋼材。
[0043]夾層為真空(真空度按相關(guān)規(guī)范要求，一般在5Pa)、采用高絕熱性能的纏繞帶或充填珠光砂等。
[0044]1.制造應(yīng)注意:
[0045](I)與儲罐相焊的工藝檢測管道和托架應(yīng)與罐體材質(zhì)相適應(yīng)。
[0046](2)儲罐的強度試驗，第一步先進行內(nèi)罐強度試驗，第二步內(nèi)、外罐一起進行強度試驗，亦外罐不能獨立進行強度試驗。
[0047]2.使用說明
[0048]以LNG儲罐為例:
[0049]正常運行為低溫液體壓力內(nèi)罐，若內(nèi)罐壁一旦發(fā)生開裂、爆裂，外罐亦能等同承受LNG儲罐的運行條件，不會發(fā)生開裂、爆裂。
[0050]若在外罐再包裹絕熱保冷材料，則在內(nèi)罐發(fā)生開裂后，該儲罐可繼續(xù)延用一段時間。
[0051]3.對雙層保護低溫液體壓力儲罐的安全評析
[0052]由于有外罐的第二層保護，將有效防止內(nèi)罐開裂后，不會引發(fā)儲罐所存的介質(zhì)對周圍的泄漏，從而保證了整個儲存裝置的安全，因而該型儲罐的屬性為本質(zhì)安全性。
[0053]該型儲罐是當(dāng)前建設(shè)LNG加氣站、醫(yī)院供氧站、小型氣化站及低溫液體運輸所急需、不可或缺的產(chǎn)品。
【權(quán)利要求】
1.一種雙層保護低溫液體壓力儲罐，包括內(nèi)罐與外罐，其特征在于，其采用雙層保護層，內(nèi)罐與外罐均采用耐低溫不銹鋼材，夾層真空并充填低溫絕熱保冷材料。
2.如權(quán)利要求1的雙層保護低溫液體壓力儲罐，其特征在于，所述的儲罐形式為立式、臥式；固定式儲罐，罐式集裝箱、罐車、船上所用的移動式儲罐。
3.如權(quán)利要求1的雙層保護低溫液體壓力儲罐，其特征在于，所述的儲罐的內(nèi)罐、外罐按同一設(shè)計壓力和設(shè)計溫度進行設(shè)計、制造。
4.如權(quán)利要求1的雙層保護低溫液體壓力儲罐，其特征在于，所述外罐外面還包裹絕熱保冷材料。
5.如權(quán)利要求1的雙層保護低溫液體壓力儲罐，其特征在于，所述外罐外面還可有一罐體，其與外罐之間形成真空夾層并充填絕熱保冷材料。
【文檔編號】F17C1/12GK103453311SQ201310397018
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】鄧淵, 洑春干 申請人:鄧淵, 洑春干