CN108302320B - 低温液化气体金属全容罐 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低温液化气体金属全容罐，包括用于储存低温液化气体的内罐，以及将所述内罐容置在内部的外罐，所述外罐的顶部设有顶盖，所述顶盖的内壁至少部分覆盖隔温层。在本发明低温液化气体金属全容罐中，外罐顶盖的内壁设有隔温层，当内罐发生泄漏时，隔温层可以阻隔聚集在容器顶部的低温蒸汽与顶盖直接接触，防止顶盖与低温蒸汽接触后产生变形或开裂的情况，确保外罐顶部结构的稳定性，避免内罐泄漏引发的安全事故。
Description
技术领域
本发明涉及低温储存设备，尤其涉及一种低温液化气体金属全容罐。
背景技术
随着我国低温产业链的不断发展，大型低温常压储存设备的设计、建造技术也日趋成熟，设备结构也由单容罐逐步向全容罐演变。目前，国内外对于全容罐的分类大致有两种，一种是预应力混凝土储罐，另一种是金属全容储罐。由于预应力混凝土储罐的建造周期长、造价高，而金属全容罐的建造周期相对较短，造价相对低廉，对于储存规模在5万m³以下液化工厂、调峰站、储备站等项目，大多数客户更倾向于选择金属全容罐。
但是现有的金属全容罐，在内罐泄漏或溢出工况下，低温介质进入到外罐或者中罐后，经吸热会产生大量低温蒸发气。考虑到低温蒸发气排放时间较长，进入悬顶上部空间后势必会将低温传导至外罐顶端。
对于碳钢材质的外罐顶部，经低温气体直接接触后有可能导致开裂；对于不锈钢材质的外罐顶部，经低温蒸汽直接接触后，尽管顶部不会开裂，但是由于储罐直径较大，会形成较大的冷收缩变形，带动外罐顶部及顶部钢结构发生位移从而引发安全事故。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中金属全容罐，内罐泄漏或溢出时，低温蒸发气与外罐顶部直接接触，造成顶部开裂或变形移位，引发安全事故的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种低温液化气体金属全容罐，包括用于储存低温液化气体的内罐，以及将所述内罐容置在内部的外罐，所述外罐的顶部设有顶盖，其特征在于，所述顶盖的内壁至少部分覆盖隔温层。
优选地，所述顶盖的内壁全部覆盖所述隔温层。
优选地，所述隔温层为聚氨酯层。
优选地，所述隔温层包括隔温单元，所述隔温单元包括靠近所述顶盖的聚氨酯层和层叠设于所述聚氨酯层上的耐碱玻纤网布层。
优选地，所述隔温层包括多个隔温单元，所述多个隔温单元层叠设置。
优选地，所述隔温层与所述顶盖内壁之间还设有界面剂层。
优选地，所述隔温层的表面设有保护层。
优选地，所述隔温层的厚度为100mm-200mm。
优选地，所述隔温层的导热系数不大于0.022W/m·K。
优选地，所述顶盖呈拱形，该顶盖的内部设有径向梁和环向梁；所述环向梁和径向梁的表面均设有所述隔温层。
由上述技术方案可知，本发明的有益效果为：
本发明低温液化气体金属全容罐中，外罐顶盖的内壁设有隔温层。当内罐发生泄漏时，隔温层可以阻隔聚集在容器顶部的低温蒸汽与顶盖直接接触，防止顶盖与低温蒸汽接触后产生变形或开裂的情况，确保外罐顶部结构的稳定性，避免内罐泄漏引发的安全事故。
附图说明
图1是本发明低温液化气体金属全容罐实施例的结构示意图。
图2是图1中顶盖的侧向结构示意图。
图3是本发明低温液化气体金属全容罐内罐泄漏时蒸发气流向示意图。
图4是图1中顶盖和径向梁的结构示意图。
图5是图1中顶盖和环向梁的结构示意图。
附图标记说明如下：1、低温液化气体金属全容罐；11、外罐；111、顶盖；1111、径向梁；1112、环向梁；112、外罐筒体；113、外罐底板；12、内罐；121、吊顶；122、内罐筒体；123、内罐底板；13、热角保护结构；14、底部绝热层；15、筒体绝热层；16、吊顶绝热层；17、珠光砂栅栏；18、悬顶通气孔；19、呼气阀管道；2、储罐基础；3、隔温层；31、隔温单元；311、聚氨酯层；312、耐碱玻纤网布层；33、界面剂层；34、保护层。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
参阅图1，本实施例的低温液化气体金属全容罐1，可用于低温及深冷介质的储存，其设置在储罐基础2之上，主要包括外罐11和内罐12。
外罐11将内罐12容置在内部，外罐11主要包括顶盖111、立式圆筒形的外罐筒体112和外罐底板113。同时顶盖111的外部钢结构平台下部还设有泄漏收集装置，用于当顶部工艺管道发生泄漏时，避免泄漏介质对顶盖111造成低温损伤以及降低对周边环境的不良影响。
进一步地，外罐筒体112及外罐底板113可选用奥氏体不锈钢或9%镍钢材料。顶盖111可需要根据实际情况选取材料，可以选用低合金钢或碳钢，但为了最大程度上保证全容罐在事故工况下的安全性能，多选取奥氏体不锈钢或9%镍钢。
如图1和图2所示，在本实施例的罐体中，外罐11的顶盖111呈拱形，顶盖111的内表面设有径向梁1111和环向梁1112。径向梁1111和环向梁1112形成网格结构，可以加强顶盖111整体的稳固性。
仍然参阅图1，内罐12用于储存低温的液化气体，其包括吊顶121、立式圆形的内罐筒体122和内罐底板123。内罐筒体122和内罐底板123采用能够承受低温介质的奥氏体不锈钢或9%镍钢材料，吊顶121则采用奥氏体不锈钢或铝合金材料。
其中，立式圆形的内罐筒体122采用不等厚设计，并在内罐筒体122上设置加强筋以确保结构的稳定性。吊顶121是通过若干根拉杆悬挂于外罐11顶部的径向梁1111之上，以用于内罐12的顶部绝热层支撑。吊顶121上设有悬顶通气孔18，用于顶部气体与内罐12气体的流通。内罐底板123采用的是组合式承压结构，该组合式承压结构包括环形边缘板和中幅板。
此外，本实施例的低温液化气体金属全容罐1中还设有热角保护结构13。当内罐12发生泄漏时，热角保护结构13可发挥阻隔作用，避免泄漏到底部空间的低温介质与外罐筒体112底部和外罐底板113的直接接触，隔绝冷量传递到外罐筒体112与外罐底板113的大角焊缝位置，以避免大角焊缝因承受巨大的温差应力而使全容罐整体结构失效的情况发生，同时也避免了冷量通过外罐底板113传递至储罐基础2，导致储罐基础2受冷而出现脆化开裂的情况。
热角保护结构13设置于外罐11内侧的底部，热角保护结构13与外罐11的筒体形成了封闭空间，该封闭空间中填充有泡沫玻璃砖。热角保护结构13由奥氏体不锈钢或9%镍钢制成，包括热角保护底板。热角保护底板为环形边缘板和中幅板组合而成的承压结构，环形边缘板采用带垫板对接焊接，中幅板采用搭接焊。
为了保证储罐在正常工况下具有良好的蒸发率，本实施例的金属全容罐还包括绝热***。绝热***包括底部绝热层14、筒体绝热层15、吊顶绝热层16以及管路绝热层，其中筒体绝热层15由填充在外罐11与内罐12侧部夹层的珠光砂构成。为了防止珠光砂流入外罐11的顶部空间，吊顶121的周侧设有珠光砂栅栏17。
当内罐12发生泄漏时，低温介质会进入到外罐11中。低温介质与温度较高的外罐11接触后，经吸热会产生大量低温蒸发气。
低温蒸发气排放时形成的通道如图3所示：蒸发气经外罐11与内罐12侧部夹层的珠光砂，穿过珠光砂栅栏17，流向外罐11与内罐12顶部的夹层，因而大量的低温蒸发气会聚集在外罐11的顶部。
本实施例全容罐的顶部设有呼气阀管道19，以用于全容罐与外界环境的连通。因而聚集在外罐11顶部的蒸发气可由设置在吊顶121上的悬顶通气孔18，流向呼气阀管道19，最终排放至全容罐外。
但是由于低温蒸发气排放的时间较长，进入到外罐11与内罐12顶部夹层的蒸发气势必会将低温传导至外罐11的顶盖111上。
而选用低合金钢材料制成的顶盖111与低温的蒸发气直接接触后，容易产生开裂的情况，影响罐体整体的稳定性。对于直径较大的全容罐，采用奥氏体不锈钢或9%镍钢制成的顶盖111与蒸发气直接接触后虽然不会开裂，但是会产生较大的冷收缩，这样容易带动顶盖111及顶部的钢结构发生位移而引发安全事故。
为了保证在事故工况下顶盖111的稳定性，避免安全事故的发生，如图4和图5所示，顶盖111的内壁可以至少部分覆盖隔温层3。隔温层3可以阻隔低温的蒸发气与顶盖111的直接接触，该隔温层3的厚度为100mm-200mm，导热系数不大于0.022W/m·K，可以有效地避免蒸发气对顶盖111带来的低温损伤。
较优地，顶盖111的内壁全部覆盖隔温层3，这样能完全避免顶盖111与低温蒸汽的接触，对顶盖111进行全面地保护。隔温层3可以为聚氨酯层311，该聚氨酯层311由在顶盖111内壁喷涂现场发泡的聚氨酯而形成。
在喷涂聚氨酯之前，可先对顶盖111的内壁进行清理，再用相应的喷涂设备进行喷涂。喷涂设备需要调试到设定的物化要求，且喷涂时喷枪口距离喷涂基面距离宜为500mm-800mm，一般自上而下，由左到右喷涂，移动速度尽量均匀。
此外，隔温层3还可以由隔温单元31组成，隔温单元31包括靠近顶盖111的聚氨酯层311和层叠设于该聚氨酯层311上的耐碱玻纤网布层312。耐碱玻纤网布层312可以确保聚氨酯层311具有足够的凝聚力，不容易开裂，保证隔温层3的稳定性。
在实际的隔温层3设置操作时，是将耐碱玻纤网布钉在聚氨酯层311的表面，以形成耐碱玻纤网布层312。
在本实施例的全容罐中，的隔温层3包括多个隔温单元31，多个隔温单元31在顶盖111的内壁层叠设置。多个隔温单元31的设置可以加强隔温层3对顶盖111的保护效果，避免顶盖111发生开裂或变形的情况。
为了使隔温层3更好地附着在顶盖111的内壁上，本实施例中隔温层3与顶盖111内壁之间还设有界面剂层33。
界面剂层33也是使用喷枪在顶盖111内壁喷涂界面剂而形成，隔温层3则设置在界面剂层33的表面。
此外，隔温层3的表面还设有保护层34，保护层34可以为聚脲层。聚脲层具有防水、耐腐蚀、耐磨损的性质，可以在一定程度上对隔热层进行保护，以免外界环境影响隔温层3的稳定性。
在隔温层3的表面设置保护层34时，可先对隔温层3的表面进行修整打磨，再在上面喷涂聚脲以形成相应的保护层34。
在本实施例全容罐中，为了避免蒸发气将冷量通过径向梁1111和环向梁1112传导至顶盖111，如图4和图5所示，环向梁1112和径向梁1111的表面均设有隔温层3。
同样地，本实施例中环向梁1112与径向梁1111表面的隔温层3也包括多个隔温单元31，隔温单元31也包括聚氨酯层311和层叠设于聚氨酯层311上的耐碱玻纤网布层312，隔温层3与环向梁1112、径向梁1111表面之间还设有界面剂层33，该隔温层3的表面也设有保护层34。
此外，本实施例中的隔温层还适用于具有三层罐体结构的全容罐，当储存低温介质的内层容器泄漏时，隔温层可以防止低温蒸发气与外层容器顶盖的接触，确保三层罐体全容罐的结构稳定性，该隔温层的结构与设置方法同本实施例所述。
本实施例隔温层粘结能力强，成型速度快，适用于储罐顶盖内壁的隔温处理。采用喷涂的形式设置该隔温层，在不规则的顶盖内壁可以直接进行喷涂施工，无需昂贵的模具制造费用。同时隔温层还具有一定的弹性变形能力，能够为顶盖冷收缩等变形预留余量。该隔温层能够与顶盖内壁完全贴合且无接缝，保温效果好，隔温层外部还设有一层致密的保护层，能较好地保护内部材料。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (2)
1.一种低温液化气体金属全容罐，包括用于储存低温液化气体的内罐，以及将所述内罐容置在内部的外罐，所述外罐的顶部设有顶盖，其特征在于，所述顶盖的内壁全部覆盖隔温层；所述顶盖呈拱形，该顶盖的内部设有径向梁和环向梁；所述环向梁和径向梁的表面均包覆所述隔温层；所述隔温层包括多个隔温单元，所述隔温单元包括靠近所述顶盖的聚氨酯层和层叠设于所述聚氨酯层上的耐碱玻纤网布层，所述耐碱玻纤网布层由耐碱玻纤网布钉在聚氨酯层的表面而形成；所述多个隔温单元层叠设置；所述隔温层的厚度为100mm-200mm；所述隔温层的导热系数不大于0.022W/m·K；所述隔温层与所述顶盖内壁之间还设有界面剂层，所述界面剂层通过在所述顶盖内壁喷涂界面剂而形成。
2.根据权利要求1所述的低温液化气体金属全容罐，其特征在于，所述隔温层的表面设有保护层。
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| CN108302320A (zh) | 2018-07-20 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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