本實用新型屬于低溫液化氣儲罐主動防護裝置技術領域，具體涉及一種火災時防止低溫液化氣儲罐內部翻滾超壓的安全裝置。

背景技術：

低溫液化氣主要指低溫液化石油氣(LPG)和低溫液化天然氣(LNG)，LPG和LNG作為清潔能源，已廣泛應用于民用燃氣、車用燃料和工業(yè)用氣，低溫LPG儲存可達到-45℃左右，低溫LNG儲存溫度可達到-160℃左右。LPG和LNG均為多組分混合物，當向原儲罐內充裝不同密度的液化氣體時，較輕的液化氣體由于密度較小位于上層，較重的液化氣體位于下層，如圖1所示，在各層液體內部發(fā)生著獨立的自然對流現(xiàn)象，若發(fā)生火災，大量熱量通過儲罐側壁和底部傳給低溫液化氣體。這時，穩(wěn)定的分層流動機制可能會被破壞，分層界面短時間消失，輕重液體迅速混合，大量蒸氣釋放，發(fā)生了危險的翻滾現(xiàn)象，圖2為國內學者通過數(shù)值模擬計算，顯示了在火災條件下，儲罐內LNG的流動變化情況。從圖2可看出，火災剛發(fā)生時，輕重液體層內各自發(fā)獨立生著的自然對流，隨著分界層兩側密度差的逐漸減小，兩層液體突然混合，分界層消失，翻滾產生。

當發(fā)生火災后，儲罐壁面附近低溫液體受熱強度大，溫度升高快，密度迅速變小。頂層的液體由于揮發(fā)而變重，向底層傳質。底層的液體上升到上部之后，由于壓力突然減小，變?yōu)檫^飽和液體，其積蓄的能量將迅速釋放，瞬間大量產生的大量蒸氣可能會引起儲罐超壓失效，甚至發(fā)生爆炸事故。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是解決現(xiàn)有低溫液化氣儲罐火災條件下內部低溫液體易發(fā)生翻滾現(xiàn)象，甚至發(fā)生爆炸事故的技術問題，提供一種火災時防止低溫液化氣儲罐內部翻滾超壓的安全裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：

一種火災時防止低溫液化氣儲罐內部翻滾超壓的安全裝置，包括低溫液化氣儲罐，它還包括至少1個循環(huán)導熱裝置，所述循環(huán)導熱裝置固設在低溫液化氣儲罐內壁的上部。

所述循環(huán)導熱裝置為蛇形熱管。

所述蛇形熱管由蛇形管殼、數(shù)個吸液芯和兩個端蓋組成，所述數(shù)個吸液芯設在蛇形管殼中間段內腔的管壁，兩個端蓋分別設在蛇形管殼的兩端，蛇形管殼內為真空狀態(tài)，其內腔充有液氮，蛇形熱管左段為冷凝段，中間段為絕熱段，右段為蒸發(fā)段。

所述吸液芯為2-20個。

所述火災時防止低溫液化氣儲罐內部翻滾超壓的安全裝置還包括可移動式導熱裝置，可移動式導熱裝置設在低溫液化氣儲罐內腔的下部。

所述可移動式導熱裝置由數(shù)個閉式熱管、熱管固定橫桿、兩個豎桿、數(shù)個溫度傳感器、兩個驅動電機和控制模塊組成，數(shù)個閉式熱管設在熱管固定橫桿上，且使數(shù)個閉式熱管與熱管固定橫桿相垂直，熱管固定橫桿的兩端分別設在兩個豎桿的滑道上，且使熱管固定橫桿的兩端能在兩個豎桿的滑道上上下移動，數(shù)個溫度傳感器相隔一定間距地設在低溫液化氣儲罐的下部，溫度傳感器用于采集低溫液化氣儲罐內介質的溫度信息并傳送給控制模塊，控制模塊用于控制驅動電機工作，兩個驅動電機的輸出端分別與熱管固定橫桿的兩端連接，用于驅動熱管固定橫桿在兩個豎桿的滑道上上下移動。

所述溫度傳感器為2-10個。

所述閉式熱管為2-10個。

所述閉式熱管由管殼、吸液芯和兩個端蓋組成，所述吸液芯設在管殼內腔的管壁，兩個端蓋分別設在管殼的兩端，管殼內為真空狀態(tài)，其內腔充有液氮，閉式熱管上段為放熱冷凝段，中段為絕熱段，下段為吸熱蒸發(fā)段。

研究表明，輕重液體兩層之間的密度差決定了翻滾發(fā)生的時間和強度，火災條件下，壁面附近底層液體吸熱強烈，溫度升高快，密度變小快，頂層液體揮發(fā)強度變大，密度變大快，兩層之間密度差越大，積蓄的能量越大，翻滾發(fā)生的強度越大，時間越長，短時間內產生的蒸氣量巨大。所以，必須在翻滾前加快熱量在兩層之間的傳遞，及時將底層熱量轉移。為此，本發(fā)明專利提出利用兩種不同形式的熱管，將罐壁附近的火災火焰熱量及時消耗轉移，防止翻滾現(xiàn)象的發(fā)生。

本實用新型采用以上技術方案，在低溫液化氣儲罐側壁設置固定式循環(huán)導熱裝置，具體蛇形熱管，蛇形熱管工質為液氮，管殼材料為銅，液氮沸點極低，比常見的LNG和LPG更易吸收熱量，所以在火災火焰包圍儲罐側壁的情況下，蛇形熱管蒸發(fā)段的液氮大量吸收火焰熱量蒸發(fā)，在冷凝段受低溫液體冷凝變?yōu)橐后w返回蒸發(fā)段，如此往復循環(huán)，源源不斷地將火焰熱量傳導開來，避免了儲罐壁面附近液體溫差變大，密度差變大，發(fā)生翻滾蒸發(fā)現(xiàn)象；同時在儲罐縱向方向上設置可移動式導熱裝置，可移動式導熱裝置的溫度傳感器，用以監(jiān)控儲罐溫差變化，并控制可移動式導熱裝置，移動至分層溫差最大處，利用熱管迅速將熱量在兩層液體之間傳導，避免短時間內大的溫度差和密度差產生，從而避免發(fā)生極其危險的翻滾現(xiàn)象；同時在非火災條件下，本發(fā)明也可以有效監(jiān)測液面分層溫差存在位置，并及時消除溫差，避免了翻滾現(xiàn)象的發(fā)生。

附圖說明

圖1是儲罐內低溫液體分層示意圖；

圖2火災條件下儲罐內低溫液體流動變化圖；

圖3是本實用新型的結構示意圖；

圖4是本實用新型蛇形熱管的結構示意圖；

圖5是本實用新型可移動式導熱裝置的結構示意圖；

圖6是本實用新型閉式熱管的結構示意圖。

具體實施方式

實施例1

如圖3所示，本實施例中的一種火災時防止低溫液化氣儲罐內部翻滾超壓的安全裝置，包括低溫液化氣儲罐1，其中：它還包括2個循環(huán)導熱裝置2，所述2個循環(huán)導熱裝置2固設在低溫液化氣儲罐1內壁的上部。

如圖4所示，所述循環(huán)導熱裝置2為蛇形熱管，蛇形熱管由蛇形管殼2-1、14個吸液芯2-2和兩個端蓋2-3組成，所述14個吸液芯2-2設在蛇形管殼2-1中間段內腔的管壁，兩個端蓋2-3分別設在蛇形管殼2-1的兩端，蛇形管殼2-1內為真空狀態(tài)，其內腔充有液氮，蛇形熱管左段為冷凝段，中間段為絕熱段，右段為蒸發(fā)段。

所述火災時防止低溫液化氣儲罐內部翻滾超壓的安全裝置還包括可移動式導熱裝置3，如圖5所示，所述可移動式導熱裝置8由8個閉式熱管3-1、熱管固定橫桿3-2、兩個豎桿3-3、8個溫度傳感器3-4、兩個驅動電機3-5和控制模塊組成，8個閉式熱管3-1設在熱管固定橫桿3-2上，且使8個閉式熱管3-1與熱管固定橫桿3-2相垂直，熱管固定橫桿3-2的兩端分別設在兩個豎桿3-3的滑道上，且使熱管固定橫桿3-2的兩端能在兩個豎桿3-3的滑道上上下移動，8個溫度傳感器3-4相隔一定間距地設在低溫液化氣儲罐1的下部，溫度傳感器3-4用于采集低溫液化氣儲罐1內介質的溫度信息并傳送給控制模塊，控制模塊用于控制驅動電機3-5工作，兩個驅動電機3-5的輸出端分別與熱管固定橫桿3-2的兩端連接，用于驅動熱管固定橫桿3-2在兩個豎桿3-3的滑道上上下移動?？梢苿邮綄嵫b置3設在低溫液化氣儲罐1內腔的下部。

如圖6所示，所述閉式熱管3-1由管殼3-1-1、吸液芯3-1-2和兩個端蓋3-1-3組成，所述吸液芯3-1-2設在管殼3-1-1內腔的管壁，兩個端蓋3-1-3分別設在管殼3-1-1的兩端，管殼3-1-1內為真空狀態(tài)，其內腔充有液氮，閉式熱管3-1上段為放熱冷凝段，中段為絕熱段，下段為吸熱蒸發(fā)段。

實施例2

本實施例中蛇形熱的吸液芯2-2為2個，可移動式導熱裝置3的閉式熱管3-1為2個、溫度傳感器為2個，其它與實施例1相同。

實施例3

本實施例中蛇形熱的吸液芯2-2為20個，可移動式導熱裝置3的閉式熱管3-1為10個、溫度傳感器為10個，其它與實施例1相同。