一種獨立lng實驗罐裝置制造方法
【專利摘要】一種獨立LNG實驗罐裝置，屬于液化天然氣運輸【技術領域】，具體涉及一種在不同保溫層厚度條件下測量LNG液貨罐內溫度和壓力的裝置。該裝置用于對LNG自然蒸發(fā)過程中罐體內部氣相壓力、氣相溫度、罐壁溫度以及罐體總質量變化進行測量和記錄。該實驗罐裝置包括罐體、管路系統(tǒng)和底座。罐體外部包有三層保溫層，最外兩層可依次揭開，以改變保溫層厚度。管路系統(tǒng)可以實現LNG加注、自動和手動BOG泄放、干燥和惰化、壓力檢測和溫度檢測的功能。底座可以防止罐體在運輸過程中可能產生的破壞。本裝置具有運輸方便、可在不同保溫層厚度條件下進行實驗、功能全面、使用便利等特點。
【專利說明】一種獨立LNG實驗罐裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種獨立LNG實驗罐裝置，屬于液化天然氣運輸【技術領域】，具體涉及 一種在不同保溫層厚度條件下測量LNG液貨罐內溫度和壓力的裝置。

【背景技術】
[0002] 世界能源日益緊張，環(huán)境問題日益凸顯，LNG作為一種清潔高效的燃料被大力提倡 使用。對于LNG的運輸而言，液貨罐的設計的重要性不言而喻。眾所周知，液化天然氣可 以用配備了低溫貨艙的船舶運輸。球形獨立式液艙的艙容利用率低，穩(wěn)性差；薄膜型液艙 在風浪中航行時，船殼變形對艙內保溫有一定的影響，易受機械作用損壞，船的動載荷沖 擊容易引起艙的損壞。LNG作為一種可燃性低溫液體，對其在液貨罐中存在時溫度和壓強的 觀察，需要藉由專門的設備進行。為了獲知保溫層的適當厚度，要求實驗裝置可以改變保溫 層的厚度。由于LNG液體易于蒸發(fā)，對實驗裝置的壓力控制也是十分重要的。在這種背景 情況下，研發(fā)的本發(fā)明裝置具有測量LNG液貨罐溫度壓力變化情況的功能，并且有保溫層 厚度可變，可以控制罐內壓力、方便運輸等優(yōu)點。


【發(fā)明內容】

[0003] 為了克服現有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種獨立LNG實驗罐裝置，該裝置 能測量不同保溫層厚度情況下LNG液體在液貨罐內的溫度、壓強，并具有完備的壓力控制 系統(tǒng)確保安全，方便運輸。
[0004] 本發(fā)明采用的技術方案是：一種獨立LNG實驗罐裝置，它主要包括罐體、底座、罐 體支撐結構和管路系統(tǒng)，所述罐體的外周安裝有三層保溫層，各個保溫層之間有分隔材料， 在最外面兩層保溫層采用拆裝式結構，罐體底部裝有四個硬木槽環(huán)形扁鐵，硬木槽環(huán)形扁 鐵兩個一組，構成兩個硬木槽，每個硬木槽中各嵌入一個與底座連接的硬木鞍座與底座連 接；所述底座由兩根縱向梁和兩根橫向梁交叉構成，橫向梁上設有開孔和橫向梁扶強材， 兩根橫向梁分別與罐體的兩個硬木鞍座連接，前硬木鞍座由兩塊硬木固定扁鐵與橫向梁固 定連接，硬木固定扁鐵外設有硬木扁鐵肘板，后硬木鞍座中間開槽，坐在硬木導向扁鐵上， 在橫向梁上沿硬木導向扁鐵滑動，縱向梁上設有垂直支柱肘板；所述兩根縱向梁上各布有 三個垂直支柱，垂直支柱頂端由四根水平支柱連接，四根水平支柱構成矩形，在矩形四角， 垂直支柱和水平支柱交匯的地方設有兩個支柱肘板，兩根縱向布置的水平支柱兩端各有一 個，共設有四個吊耳，兩根橫向布置的水平支柱上有開孔，罐體的保溫層外兩側對稱設有保 溫層外圍板，每塊保溫層外圍板上沿水平固定一個保溫層外圍板上邊角鋼，下沿固定一個 保溫層外圍板下邊角鋼，每個保溫層外圍板上邊角鋼和保溫層外圍板下邊角鋼的兩端都有 開孔，保溫層外圍板上邊角鋼的開孔和橫向水平支柱的開孔用鋼絲繩連接，保溫層外圍板 下邊角鋼的開孔和橫向梁上的開孔用鋼絲繩連接，并在鋼絲繩上安裝張緊器，罐體頂部裝 有放空管角鋼支架、放空管和加注管；所述管路系統(tǒng)包括加注系統(tǒng)和放空系統(tǒng)，放空管系統(tǒng) 包括低壓自動放空管、手動放空管、高壓自動放空管，手動放空管設有一個壓力表、兩個截 止閥，高壓自動放空管設有一個高壓安全閥，低壓自動放空管設有一個低壓安全閥、兩個壓 力傳感器、兩個截止閥，加注系統(tǒng)的加注口處設有一個截止閥，加注管伸入罐內與噴淋管連 接，罐體內設有溫度傳感器。
[0005] 本發(fā)明的有益效果是：該裝置用于對LNG自然蒸發(fā)過程中罐體內部氣相壓力、氣 相溫度、罐壁溫度以及罐體總質量變化進行測量和記錄。該實驗罐裝置包括罐體、管路系統(tǒng) 和底座。罐體外部包有三層保溫層，最外兩層可揭開，以改變保溫層厚度。管路系統(tǒng)可以實 現LNG加注、自動和手動B0G泄放、干燥和惰化、壓力檢測和溫度檢測的功能。底座可以防 止罐體在運輸過程中可能產生的破壞。本裝置具有運輸方便、可在不同保溫層厚度條件下 進行實驗、功能全面、使用便利等特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1是一種獨立LNG實驗罐裝置的立體圖。
[0007] 圖2是一種獨立LNG實驗罐裝置的主視圖。
[0008] 圖3是圖2的A向視圖。
[0009] 圖4是圖2的俯視圖。
[0010] 圖5是一種獨立LNG實驗罐裝置的罐體及保溫層主視圖。
[0011] 圖6是圖5的B向視圖。
[0012] 圖7是圖5的俯視圖。
[0013] 圖8是一種獨立LNG實驗罐裝置的管路系統(tǒng)原理圖。
[0014] 圖中：1、保溫層，2、罐體，3、硬木槽環(huán)形扁鐵，4、硬木鞍座，5、橫向梁，6、縱向梁， 7、硬木導向扁鐵，8、硬木固定扁鐵，9、橫向梁扶強材，10、硬木扁鐵肘板，11、垂直支柱肘板， 12、垂向支柱，13、水平支柱，14、保溫層外圍板，15、保溫層外圍板上邊角鋼，16、保溫層外圍 板下邊角鋼，17、鋼絲繩，18、張緊器，19、吊耳，20、放空管角鋼支架，21、支柱肘板，22、放空 管，23、加注管，24、壓力傳感器，25、壓力表，26、截止閥，27、低壓安全閥，28、高壓安全閥， 29、加注口，30、噴淋管，31、溫度傳感器，32、低壓自動放空管，33、手動放空管，34、高壓自動 放空管。

【具體實施方式】
[0015] 以下參照附圖對本發(fā)明的結構做進一步描述。
[0016] 圖1示出了獨立LNG實驗罐裝置的立體結構圖。獨立LNG實驗罐的支撐結構主要 包括：垂向支柱12、水平支柱13、保溫層外圍板14、保溫層外圍板上邊角鋼15,保溫層外圍 板下邊角鋼16、鋼絲繩17、張緊器18、吊耳19、放空管角鋼支架20、支柱肘板21、放空管22、 加注管23。在底座的兩根縱向梁6上，各設有三根，共六根垂向支柱12。垂向支柱12上端 由橫向兩根，縱向兩根，共四根水平支柱13連接。四根水平支柱13連接成矩形，矩形四角 與垂向支柱12連接的地方安裝有支柱肘板21，每個角兩個，共八個?？v向水平支柱13兩端 各有一個吊耳19,共四個，用于實驗罐的搬運。橫向的水平支柱13上有開孔。罐體2保溫 層1兩側各有一個保溫層外圍板14,每個保溫層外圍板上沿設有一個保溫層外圍板上邊角 鋼15,下沿設有一個保溫層外圍板下邊角鋼16。保溫層外圍板上邊角鋼15和保溫層外圍 板下邊角鋼16的兩端分別都設有開孔。水平支柱13上的開孔與保溫層外圍板上邊角鋼15 上的開孔用鋼絲繩17連接，每側兩根，共四根。保溫層外圍板下邊角鋼16上的開孔與底座 橫向梁5上的開孔用帶有張緊器18的鋼絲繩17連接，每側兩組，共四組。張緊器18用于 控制鋼絲繩17的張緊程度，以便拆卸安裝和保證裝置的緊固。罐體2的上部設有放空管角 鋼支架20、放空管22、加注管23。運輸中，按圖示方式固定LNG罐，張緊器18處于張緊狀 態(tài)。罐的長度方向沿車長度方向放置。
[0017] 圖2、3、4示出了獨立LNG實驗罐裝置的底座結構。底座主要包括橫向梁5、縱向梁 6、硬木導向扁鐵7、硬木固定扁鐵8、橫向梁扶強材9、硬木扁鐵肘板10、垂直支柱肘板11。 底座主體結構由兩根縱向梁6和兩根橫向梁5交叉構成?？v向梁6上裝有垂直支柱肘板 11。橫向梁5上有開孔。前端的橫向梁5上設有一對硬木固定扁鐵8,用以固定實驗罐體2 的前鞍座4,硬木固定扁鐵外8設有六個硬木扁鐵肘板10用以支承硬木固定扁鐵8。后端 的橫向梁5上設有一個硬木導向扁鐵7,與罐體2后端的鞍座4上的開槽配合，以使后端的 鞍座4可以在硬木導向扁鐵7上滑動。當罐體2因為溫度變化等原因產生脹縮等變形時， 由于后端的鞍座4可以滑動，可以防止由于罐體2變形導致罐體2或者底座的結構破壞。
[0018] 圖5、6、7示出了獨立LNG實驗罐裝置的實驗罐體結構。實驗罐體主要包括保溫層 1、罐體2、硬木槽環(huán)形扁鐵3、鞍座4。罐體2外包保溫層1，保溫層1 一共三層，第一層與第 二層、第二層與第三層保溫層1之間設置隔離層，保證層間不粘連，可以掀開外層而不破壞 內層。罐體2底部設有四個硬木槽環(huán)形扁鐵3,兩個靠近前端，兩個靠近后端。每兩個硬木 槽環(huán)形扁鐵之間插有1個鞍座4。后端的鞍座4沿罐軸向開有一個槽。
[0019] 圖8示出了獨立LNG實驗罐裝置的管路系統(tǒng)原理圖。罐體2周圍設有若干溫度傳 感器31。加注管23靠近加注口 29的地方裝有一個截止閥26,加注管23伸進罐體2內部 的一端與噴淋管30相連。設置噴淋管30可使低溫LNG液體較為均勻的撒進罐內，可以避 免集中灌注時局部溫度變化過于劇烈導致的罐體2變形與破壞。放空管系統(tǒng)設有一個壓力 表25、四個截止閥26、一個高壓安全閥28、一個低壓安全閥27、兩個壓力傳感器24。壓力傳 感器24、壓力表25各有一個截止閥26,控制其是否與管路系統(tǒng)聯通。手動放空管33和低 壓自動放空管32各有一個截止閥26控制其開閉。低壓安全閥27設置在低壓自動放空管 32上，以實現壓力達到預期低壓時自動放空的目的。高壓自動放空管34連接的高壓安全閥 28用于當低壓自動放空管32發(fā)生故障失效，罐內壓力達到規(guī)定高壓時，自動放空的目的。
[0020] 實驗之前首先進行罐體2的惰化，具體操作方法為：關閉放空管22所有截止閥 26,通過加注口 29注入高壓氮氣，充滿后打開放空管22,使罐內氣壓回復正常。通過此過程 降低空氣在罐內的分壓，反復多次，直到罐內空氣含量降低到要求值以下。
[0021] 灌注LNG液體時，首先通過加注口 29緩慢灌注，加入的LNG液體通過噴淋管30均 勻的撒入罐體內，使罐體均勻降溫。完成預冷后再進行正常的LNG液體注入。
[0022] 監(jiān)測罐內溫度壓力時，手動放空管22的截止閥26關閉，其他截止閥26打開。當 罐內壓力超過低壓安全閥27的限制時，低壓安全閥27打開，排出氣體，使罐內溫度保持在 低壓安全閥27的限制壓力以下。當低壓自動放空管32發(fā)生故障無法工作，或無法將氣體 及時排出時，可以通過壓力表25觀察罐內氣壓并手動放開手動放空管33的截止閥26進行 排氣。若低壓自動放空管32發(fā)生故障，并且未及時發(fā)現罐內壓力過高，當壓力繼續(xù)升高到 高壓安全閥28的限度時，高壓自動放空管34的高壓安全閥28會打開進行排氣，可以有效 保障整個系統(tǒng)的安全。
[0023] 罐內的溫度和壓力由溫度傳感器31和壓力傳感器24監(jiān)控。
[0024] -次實驗過程完成后，將外層保溫層1剝離進行下一次實驗。下一次加注LNG液 體時，先通過溫度傳感器31觀察罐內溫度，如果溫度較低則直接進行灌注，若溫度較高則 仍先進行噴淋過程。
[0025] 保溫層外圍板14上下兩端分別焊接保溫層外圍板上邊角鋼15和保溫層外圍板下 邊角鋼16,保溫層外圍板上邊角鋼15通過鋼絲繩17連接在水平支柱13。保溫層外圍板下 邊角鋼16通過鋼絲繩17固定于橫向梁5,并在其鋼絲繩17中間設置張緊器18,通過張緊 器18調整鋼絲繩17的松緊，以固定實驗罐，防止運輸過程中罐體受橫向力作用導致底座損 壞。
【權利要求】
1. 一種獨立LNG實驗罐裝置，它主要包括罐體（2)、底座、罐體支撐結構和管路系統(tǒng)，其 特征是：所述罐體（2)的外周安裝有三層保溫層（1 )，各個保溫層（1)之間有分隔材料，在最 外面兩層保溫層（1)采用拆裝式結構，罐體（2)底部裝有四個硬木槽環(huán)形扁鐵（3)，硬木槽 環(huán)形扁鐵（3)兩個一組，構成兩個硬木槽，每個硬木槽中各嵌入一個與底座連接的硬木鞍座 (4)與底座連接；所述底座由兩根縱向梁（6)和兩根橫向梁（5)交叉構成，橫向梁（5)上設 有開孔和橫向梁扶強材（9)，兩根橫向梁（5)分別與罐體（2)的兩個硬木鞍座（4)連接，前硬 木鞍座（4 )由兩塊硬木固定扁鐵（8 )與橫向梁（5 )固定連接，硬木固定扁鐵（8 )外設有硬木 扁鐵肘板（10 )，后硬木鞍座（4)中間開槽，坐在硬木導向扁鐵（7 )上，在橫向梁（5 )上沿硬木 導向扁鐵（7)滑動，縱向梁（6)上設有垂直支柱肘板（11);所述兩根縱向梁（6)上各布有三 個垂直支柱（12)，垂直支柱（12)頂端由四根水平支柱（13)連接，四根水平支柱（13)構成 矩形，在矩形四角，垂直支柱（12)和水平支柱（13)交匯的地方設有兩個支柱肘板（21)，兩 根縱向布置的水平支柱（13)兩端各有一個，共設有四個吊耳（19)，兩根橫向布置的水平支 柱（13)上有開孔，罐體（2)的保溫層（1)外兩側對稱設有保溫層外圍板（14)，每塊保溫層外 圍板（14)上沿水平固定一個保溫層外圍板上邊角鋼（15)，下沿固定一個保溫層外圍板下 邊角鋼（16)，每個保溫層外圍板上邊角鋼（15)和保溫層外圍板下邊角鋼（16)的兩端都有 開孔，保溫層外圍板上邊角鋼（15)的開孔和橫向水平（12)支柱的開孔用鋼絲繩（17)連接， 保溫層外圍板下邊角鋼（16)的開孔和橫向梁（5)上的開孔用鋼絲繩（17)連接，并在鋼絲繩 上安裝張緊器（18)，罐體（2)頂部裝有放空管角鋼支架（20)、放空管（22)和加注管（23); 所述管路系統(tǒng)包括加注系統(tǒng)和放空系統(tǒng)，放空管系統(tǒng)包括低壓自動放空管（32)、手動放空 管（33)、高壓自動放空管（34)，手動放空管（33)設有一個壓力表（25)、兩個截止閥（26)，高 壓自動放空管（34)設有一個高壓安全閥（28 )，低壓自動放空管（32 )設有一個低壓安全閥 (27)、兩個壓力傳感器（24)、兩個截止閥，加注系統(tǒng)的加注口（29)處設有一個截止閥（26)， 加注管（23)伸入罐內與噴淋管（30)連接，罐體（2)內設有溫度傳感器（31)。
【文檔編號】F17C13/02GK104061432SQ201410290979
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權日:2014年6月26日
【發(fā)明者】陳明, 于雁云, 李楷, 金朝光, 林焰, 管官, 王運龍 申請人:大連理工大學