CN215335204U - 用于lng管道在线施工的新型保冷结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于LNG管道在线施工的新型保冷结构,包括低温海绵保冷层、第一泡沫玻璃保冷层、PIR保冷层、第二泡沫玻璃保冷层和最外层防护层,低温海绵保冷层、第一泡沫玻璃保冷层、PIR保冷层、第二泡沫玻璃保冷层和最外层防护层采用由内而外的依次设于管道外周壁上的排列顺序保冷分布结构。可以在线进行对LNG管道进行在线检修维修,有效提高在线检修维修后的LNG管道整体质量稳定可靠有效性,提高在线检修维修合格率及质量保证性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种LNG管道,尤其是涉及一种对LNG管道进行在线检修维修的用于LNG管道在线施工的新型保冷结构。
背景技术
LNG接收站卸料、储存、高压气化、槽车装车、BOG再冷凝等***介质均为LNG或低温BOG,仅气化器下游为常温天然气,也即接收站大部分***为低温运行工况(-120℃以下)。部分工艺放空、排凝管道、设备会存在冷热交替状态。保冷***对LNG接收站运行能耗、设备设施安全、稳定运行均有重要作用,因此保冷***是接收站具有重要功能的***,而不仅是辅助***。
现有管线、阀门保冷形式根据管线保冷主材的不同,管线保冷结构可分为硬质保冷结构和柔性保冷结构。其中硬质保冷结构可分为PIR保冷结构、PIR+FG(泡沫玻璃)复合结构、PIR+SA(纳米隔热材料)。柔性保冷结构为二烯烃弹性体发泡柔性材料+丁腈橡胶发泡柔性材料。据统计,国内主要LNG接收站及天然气液化站LNG管道保冷结构形式中,PIR+泡沫玻璃保冷结构约占50%,PIR保冷结构约占40%,柔性保冷结构约占7%,PIR+SA保冷结构约占3%。在上述各保冷结构形式主要采用如下保冷结构形式。
在硬质保冷结构中,PIR保冷结构主材采用聚异氰脲酸酯(简称为PIR),辅材主要有:低温密封胶、玻璃纤维带、玻璃纤维毯、丁基橡胶、PAP铝箔、玛蹄脂、玻璃布、金属外保护层、金属密封胶、不锈钢带等等。PIR+FG(泡沫玻璃)复合结构主材采用聚异氰脲酸酯(简称为PIR)和泡沫玻璃(FG),辅材主要有:低温密封胶、耐磨剂、玻璃纤维带、玻璃纤维毯、丁基橡胶、PAP铝箔、玛蹄脂、玻璃布、金属外保护层、金属密封胶和不锈钢带等。PIR+SA(纳米隔热材料)主材采用聚异氰脲酸酯(简称为PIR)及二氧化硅气凝胶,辅材主要有:低温密封胶、玻璃纤维带、玻璃纤维毯、丁基橡胶、PAP铝箔、金属外保护层、金属密封胶和不锈钢带等。在柔性保冷结构主材采用二烯烃弹性体发泡柔性材料+丁腈橡胶发泡柔性材料,辅材主要有:铝箔耐磨层、铝箔胶带、密封胶、金属外保护层、金属密封胶和不锈钢带等。硬质保冷结构和柔性保冷结构这两种管道保冷结构各存在着其优缺点,柔性保冷结构优点是防潮、可塑性好、接缝少、施工工期短;缺点是:预冷收缩,导致保冷外护空鼓、降低保冷效果;而硬质保冷结构的优点是:外观质量好、保冷效果可靠;缺点是接缝多、施工工序复杂、材料预制要求高;LNG接收站保冷通常存在着因材料老化,保冷效果变差,管道表面结露,柔性保冷结构外护下坠、空腔,管托接缝处结冰等问题需要进行施工维护,而现有保冷结构存在着在线施工难,管理难,缺少低温管道保冷***在线维修、更换相关的施工及验收标准;国内LNG接收站缺少大面积在线维修经验,边生产边施工维修,安全风险大,维修方案及保冷结构形式需进一步探索。
特别是存在如下技术难点状况:1.在线维修时,LNG管道表面温度约-160℃,部分管件如弯头已发生“冷缩”变形,与标准尺寸存在偏差。若按照标准弯头预制管壳,则管壳在在线安装时无法与低温弯头匹配,即无法安装。2.管道焊缝一般高于母材,若采用硬质保冷管壳,则管道外表面与管壳之间会存在一定的间隙;若管道表面附着物清理不彻底,也会产生一定的间隙。在线施工时,在此间隙内水汽会凝露结冰,直接影响保冷效果,若水汽中游离氯离子含量较高,则还会存在不锈钢管道腐蚀的风险。3.采用硬质保冷材料进行在线维修时,由于不同层保冷材料温度不一样,保冷材料层与层之间会发生轴向的相对位移而相互挤压,极有可能导致保冷管壳挤碎,从而无法满足保冷效果。4.拆除管道旧保冷后,表面会结霜。
并且LNG的接受站在运行若干年后,由于前期的管道设计或施工问题,管道的保冷效率下降,导致管道结露结冰,甚至出现气蚀现象,无法正常运行,产生重大危险因素,为了快速的解决这个问题,采用在线检维修是最为可行的方式。但是在线检维修对于保冷结构和施工的要求非常高,由于在线检维修时,因而管道是处在一种带液低温状态,管道表面温度在-160℃以下,管道也是处在一种冷缩的状态下,管托部分不能动;如果拆除管托之间的原保冷结构后,管道表面立即就会出现结冰状况,导致原有的管道会有不规整,高低不平等情况出现,出现硬质的绝热材料和管道之间的贴合度会非常差,如果保冷材料尺寸采用冷缩后的尺寸,在管线温度回到常温,管道的膨胀就会破坏保冷结构,如果按照原设计尺寸,安装时会有空隙,气密性又很难保证。
实用新型内容
本实用新型为解决现有LNG管道存在着在线检修维修时,由于其本身处于超低温温度下,导致原有的管道会有不规整,高低不平等情况出现,出现硬质的绝热材料和管道之间的贴合度会非常差,难以有效保证维修后的气密性,难以有效实现很好的维修更换使用配合状态等现状而提供的一种可以在线进行对LNG管道进行在线检修维修,有效提高在线检修维修后的LNG管道整体质量稳定可靠有效性,提高在线检修维修合格率及质量保证性的用于LNG管道在线施工的新型保冷结构。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为:一种用于LNG管道在线施工的新型保冷结构,其特征在于:包括低温海绵保冷层、第一泡沫玻璃保冷层、PIR保冷层、第二泡沫玻璃保冷层和最外层防护层,低温海绵保冷层、第一泡沫玻璃保冷层、PIR保冷层、第二泡沫玻璃保冷层和最外层防护层采用由内而外的依次环绕包覆设于管道外周壁上的排列顺序保冷分布结构。低温海绵保冷层为弹性调整层具有可压缩性,可以克服管件冷缩变形量的问题,第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层可有效使得其在LNG深冷管道表面轴向位移可以忽略不计,提高保冷结构的稳定可靠有效性,可以在线进行对LNG管道进行在线检修维修,有效提高在线检修维修后的LNG管道整体质量稳定可靠有效性,提高在线检修维修合格率及质量保证性。
作为优选,所述的低温海绵层采用三聚氰胺材质层结构。提高保冷结构克服管件冷缩变形量有效性。
作为优选,所述的第一泡沫玻璃保冷层和PIR保冷层之间设有耐磨保护层,第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层之间设有次防潮层,第二泡沫玻璃保冷层和最外防护层之间设有主防潮层,最外防护层采用为金属外防护层;第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层上分别设有低温密封胶,金属外防护层上设金属密封剂。提高整个低温保冷结构的耐磨防潮密封防护可靠有效性,提高整个低温保冷结构的使用安全可靠有效性。
作为优选,所述的低温海绵保冷层、第一泡沫玻璃保冷层、PIR保冷层、第二泡沫玻璃保冷层上均设有加固扎带。提高各保冷层的保冷固定定位可靠有效性。
作为优选,所述的低温海绵保冷层的耐受温度为-200℃~+150℃。提高低温海绵保冷层在线检修维修时的保冷耐受性,提高保冷使用安全可靠性。
作为优选,所述的低温海绵保冷层的回弹率≥60%,低温海绵保冷层的拉伸强度≥100KPa,低温海绵保冷层的撕裂强度≥25N/m。提高低温海绵保冷层在线检修维修操作时的安全操作度,提高在线检修后LNG管道整体质量稳定可靠有效性,提高在线检修维修合格率及质量保证性。
作为优选,所述的第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层采用纯玻璃材质结构。降低或避免整个低温保冷结构在线检修维修时及检修后的低温稳定性,防止变形现象发生。
作为优选,所述的第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层的泡沫玻璃层厚度为30~80mm。提高整个低温保冷结构在线检修维修时及检修后的稳定可靠有效性,提高保冷防潮隔绝效果,避免发生变形及移位等不良质量现象。
作为优选,所述的第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层的抗压力≥0.5MPa,第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层的抗撕力≥0.35MPa,第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层的线膨胀系数为6*10-6/℃。提高整个低温保冷结构在线检修维修时及检修后的稳定可靠有效性,提高保冷防潮隔绝效果,避免发生变形及移位等不良质量现象。
作为优选,所述的低温海绵保冷层、第一泡沫玻璃保冷层、PIR保冷层和第二泡沫玻璃保冷层各保冷层之间采用错缝结构。更好避免出现贯穿缝现象。
本实用新型的有益效果是:可以在线进行对LNG管道进行在线检修维修,有效提高在线检修维修后的LNG管道整体质量稳定可靠有效性,提高在线检修维修合格率及质量保证性。本实用新型保冷结构特点:低温海绵保冷层为具有很好的弹性及可压缩性,可以很好克服管件冷缩变形量的问题;紧贴管壁后,还能解决保冷管壳与管壁间隙的问题;若最内层结冰,会膨胀挤压泡沫玻璃,可起到缓冲作用。由于第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层的泡沫玻璃线性膨胀系数极小,在-160℃时约为5x10-6/℃,按照每段管道6米进行计算,最内层泡沫玻璃在LNG深冷管道表面轴向位移可以忽略不计,此外由于其抗压强度较大为500KPa,即使存在一定的轴向位移,也完全能承受保冷材料之间的挤压力。PIR线性膨胀系数在-160℃时约为6x10-5/℃,但由于其未直接接触到LNG管道,其温度可以保证处于轴向位移会大幅度减小至1/10,从而其被挤碎的可能性极小,也可避免PIR因收缩导致接头处拉开而结冰结霜。低温管道在线施工,管道表面会有冰霜,内层为第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层的泡沫玻璃不吸水,能起到隔绝水分的作用。PIR每层厚度不超过80mm,可以避免因保冷材料太厚造成径向温度场温差太大而导致材料收缩断裂的情况发生。第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层的泡沫玻璃不燃、PIR在持续火焰中可燃,安全性较高。第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层的泡沫玻璃具有低温稳定性能优异,抗压强度高,防水防火、不透气、不老化、不衰退、氯离子含量几乎没有,环保无毒害,拆除无二次污染的优异特性,从而提高了整个低温保冷结构的低温稳定性能,提高整个低温保冷结构的防火防水,提高整个低温保冷结构的使用寿命稳定可靠性。采用低温海绵还有一个有益效果用途,就是在线检维修,低温状态,管道表面的湿度水汽是无法排除的,绝热层会包裹住一些水分,正常开车运行时,这些水分是也冰的形态存在,当停车或检维修时,非水平段的这些冰会变成水,顺着管道流到位置低的地方聚集,当再次运行开车时,这些水会再次结成冰,产生膨胀,破坏绝热保温结构,形成重大风险点。使用低温海绵,本实用新型申请有效利用低温海绵的吸附作用,将融化的水固定住,避免局部汇集,避免的重大风险点的形成。
附图说明:
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。
图1是本实用新型用于LNG管道在线施工的新型保冷结构的结构示意图。
图2是本实用新型用于LNG管道在线施工的新型保冷结构的各保冷层厚度设计参数表。
图3是本实用新型用于LNG管道在线施工的新型保冷结构应用在以高压泵的LNG管道保冷在线检修维修施工测试点外表面温度测试数据采集表。
图4是本实用新型用于LNG管道在线施工的新型保冷结构应用在以高压泵的LNG管道保冷在线检修维修施工测试点漏冷量测试数据采集表。
具体实施方式
图1、图2所示的实施例中,一种用于LNG管道在线施工的新型保冷结构,包括低温海绵保冷层20、第一泡沫玻璃保冷层30、PIR保冷层50、第二泡沫玻璃保冷层70和最外层防护层90,低温海绵保冷层20、第一泡沫玻璃保冷层30、PIR保冷层50、第二泡沫玻璃保冷层70和最外层防护层90采用由内而外的依次环绕包覆设于管道10外周壁上的排列顺序保冷分布结构。低温海绵层采用三聚氰胺材质层结构。在第一泡沫玻璃保冷层和PIR保冷层之间设有耐磨保护层40,第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层之间设有次防潮层60,第二泡沫玻璃保冷层和最外防护层之间设有主防潮层80,最外防护层90采用为金属外防护层;第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层上分别设有低温密封胶11,金属外防护层上设金属密封剂12。低温海绵保冷层、第一泡沫玻璃保冷层、PIR保冷层、第二泡沫玻璃保冷层上均设有加固扎带10。加固扎带10采用不锈钢扎带结构。低温海绵保冷层的耐受温度为-200℃~+150℃。低温海绵保冷层的回弹率≥60%,低温海绵保冷层的拉伸强度≥100KPa,低温海绵保冷层的撕裂强度≥25N/m。第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层的耐受温度范围为-268℃~+480℃,提高整个低温保冷结构在线检修维修时及检修后的保冷耐受性,提高保冷使用安全可靠性。第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层采用纯玻璃材质结构。第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层的泡沫玻璃层厚度为30~80mm。第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层的抗压力≥0.5MPa,第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层的抗撕力≥0.35MPaKP2,第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层的线膨胀系数为6*10-6/℃。PIR保冷层50采用聚异氰尿酸脂材质结构。低温海绵保冷层、第一泡沫玻璃保冷层、PIR保冷层和第二泡沫玻璃保冷层各保冷层之间采用错缝结构。更好避免出现贯穿缝现象。
从图3、图4以高压泵的LNG管道保冷在线施工为例的检测点采集数据信息可以看出,从漏冷量的角度分析,以漏冷量的设计25W/m2为合格线,测点合格率为100%;以防凝露的角度分析,所有测点换算成设计工况下外表温度均高于设计工况下的凝露点温度26℃,测点合格率为100%。
新型保冷***设计与验收标准:为更好防止外表面结露的保冷层,可以采用更准确的表面温度法计算厚度;工艺上允许一定量冷损失的保冷层,应用热平衡法计算厚度;外表面温度高于露点温度0.3℃,一般允许的最大冷量损失为25W/m2。保冷材料导热系数、密度、安全使用温度、耐燃烧性、防潮性、强度、热稳定性、PH等指标需满足标准要求;由于管线、设备均为不锈钢,氯离子含量也应符合标准要求。GB/T17393-2008
在本实用新型位置关系描述中,出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系的为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了方便描述实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
以上内容和结构描述了本实用新型产品的基本原理、主要特征和本实用新型的优点,本行业的技术人员应该了解。上述实例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都属于要求保护的本实用新型范围之内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种用于LNG管道在线施工的新型保冷结构,其特征在于:包括低温海绵保冷层、第一泡沫玻璃保冷层、PIR保冷层、第二泡沫玻璃保冷层和最外层防护层,低温海绵保冷层、第一泡沫玻璃保冷层、PIR保冷层、第二泡沫玻璃保冷层和最外层防护层采用由内而外的依次环绕包覆设于管道外周壁上的排列顺序保冷分布结构。
2.按照权利要求1所述的用于LNG管道在线施工的新型保冷结构,其特征在于:所述的低温海绵层采用三聚氰胺材质层结构。
3.按照权利要求1所述的用于LNG管道在线施工的新型保冷结构,其特征在于:所述的第一泡沫玻璃保冷层和PIR保冷层之间设有耐磨保护层,第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层之间设有次防潮层,第二泡沫玻璃保冷层和最外防护层之间设有主防潮层,最外防护层采用为金属外防护层;第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层上分别设有低温密封胶,金属外防护层上设金属密封剂。
4.按照权利要求1所述的用于LNG管道在线施工的新型保冷结构,其特征在于:所述的低温海绵保冷层、第一泡沫玻璃保冷层、PIR保冷层、第二泡沫玻璃保冷层上均设有加固扎带。
5.按照权利要求1所述的用于LNG管道在线施工的新型保冷结构,其特征在于:所述的低温海绵保冷层的耐受温度为-200℃~+150℃。
6.按照权利要求1或2或4或5所述的用于LNG管道在线施工的新型保冷结构,其特征在于:所述的低温海绵保冷层的回弹率≥60%,低温海绵保冷层的拉伸强度≥100KPa,低温海绵保冷层的撕裂强度≥25N/m。
7.按照权利要求1所述的用于LNG管道在线施工的新型保冷结构,其特征在于:所述的第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层采用纯玻璃材质结构。
8.按照权利要求1所述的用于LNG管道在线施工的新型保冷结构,其特征在于:所述的第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层的泡沫玻璃层厚度为30~80mm。
9.按照权利要求7所述的用于LNG管道在线施工的新型保冷结构,其特征在于:所述的第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层的抗压力≥0.5MPa,第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层的抗撕力≥0.35MPa,第一泡沫玻璃保冷层和第二泡沫玻璃保冷层的线膨胀系数为6*10-6/℃。
10.按照权利要求1所述的用于LNG管道在线施工的新型保冷结构,其特征在于:所述的低温海绵保冷层、第一泡沫玻璃保冷层、PIR保冷层和第二泡沫玻璃保冷层各保冷层之间采用错缝结构。
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CN202120296805.0U CN215335204U (zh) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | 用于lng管道在线施工的新型保冷结构 |
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CN114382989A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-04-22 | 河南中坤建设工程有限公司 | 一种低温管道在线保冷维护方法 |
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