专利名称：气态化学品加压低温储存容器火灾中的隔热防火防爆结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于危险化学品储藏与保护技术领域，具体涉及一种气态化学品加压低温储存容器火灾中的隔热防火防爆结构。
背景技术：
目前气态化学品加压低温储存容器的防护方式较普遍的有国内现有的单层罐体结构，主要考虑保温层(隔热层)，有一定隔热作用，主要是考虑因大气温度的升高对罐体内储存液体温度冲击，同时保护在正常使用情况下，罐内操作温度因大气温度改变导致罐体内部的温度超出设计允许范围，没有使用防火保护，已有多起爆炸先例。
国内刚刚开始使用的双层大型罐体结构，它主要考虑厚型防火保护壳体，有一定的隔热作用，国外也同时考虑石化类火灾环氧防火涂料保护，但没有考虑在火灾事故状态下，隔热与防火的双重保护，难以避免灾难性爆炸事故的发生。
其存在的问题①单独使用普通保温材料，不能保障在火灾事故状态下，对壳体的保护，其壳体受热超出临界温度后，大幅度失去力学性能，从而引发灾难性爆炸事故；②国外单独使用石化类火灾防火涂料，其一，价格极高，其二，就目前国际上最权威的防火涂料生产单位和测试单位的保护数据显示，只能保护在火灾事故状态下，外壳体温度升值后其外壳体力学性能在设计允许范围内，就石化类涂料本身而言，不能保障该升值后的温度，传导至罐体内部后的升温值在设计允许的范围内。在火灾状况下，灾难性事故可能性仍然存在。
到目前为止，中国和世界范围内还没有通过隔热复合材料与石化类火灾防火涂料复合解决气态化学品加压低温储存容器的在火灾事故状态下的爆炸问题，或特种隔热材料与特种防火涂料复合解决火灾事故状态下对低温储存容器爆炸的保护问题，而仅仅是将单独的隔热技术和单独的防火技术应用该领域。但不能抵御火灾状态时对储存容器造成的安全威胁，其后果是灾难性的。
技术内容本实用新型针对现有技术存在上述问题，目的是提供一种气态化学品加压低温储存容器在火灾中的隔热防火防爆结构，巧妙地把隔热与防火保护技术有效地接合在储存容器上，从而解决了气态化学品加压低温储存容器的重大安全隐患问题，结构简单，但十分有效。
本实用新型的具体技术解决方案是在现有的气态化学品加压低温储存容器的外表加装隔热复合材料层。其结构包括现有储存加压低温气态化学品的容器体，在容器体外壁结合隔热复合材料层，隔热复合材料层与容器体外壁采用机械结合方式，如“穿衣服”式连接、挂板连接、扣接，或化学粘结方式，如涂抹式、特种高压喷涂式。
该隔热复合材料层的作用是当火灾状态出现时，隔热层可以在设计的保护时间内(如一般为2小时)，对容器的特种钢材外壳进行保护，使之不因火灾事故状况下引起的升温，使钢材的抗压强度及其它力学性能降低和衰减，同时考虑特种钢材的最大承受温度和临界温度，保持在设计范围内。并保障储罐内低温储存下的化学品在罐内的工艺操作参数(压力，温度)的变化在设计允许范围内。
本实用新型进一步还可在隔热复合材料层外表结合防火保护层，采用化学粘结方式，如涂覆、单组分成熟高压无气喷涂、双组分国外成熟设备高压无气喷涂方式，一般应保证附着力大于0.15MP以上。防火保护层可选择防火涂料或防石化类火灾环氧防火涂料。
该保护层的作用是当火灾状态出现时，防火保护层可以在设计的保护时间内(如一般为2小时)，能够有效地抵御外界高达千度以上的温度，将隔热层外表面的温度控制在200-800℃的范围内，并可避免隔热层被火焰直接燃烧破坏，使其失去隔热能力，从而保证隔热层在设计的保护时间内起到隔热作用。
本实用新型的优点是通过巧妙的将成熟隔热技术与成熟防火技术的复合，利用简单的结构形式对在火灾事故中的气态化学品加压低温储存容器进行隔热保护或隔热与防火双重保护，以此保障在火灾事故状态下，容器体金属外壳的温度和其他力学性能保持在设计范围内，并同时保障储存在容器内低温化学品的设计、运行工艺操作参数，在设计允许的范围内，杜绝火灾时可能引起的低温储存液体设备的爆炸，有效抵御火灾状态时对储存容器造成的安全威胁。目前国内国际石化行业，有大量的低温储存化学品及低温储存石油液化气，当火灾事故状态出现时，本发明技术能给财产、环境、生命和社会财富提供安全保障，技术解决方式十分简单有效，具有极强的实用价值。仅中国，据不完全统计，中石化系统，不包括中海油、中石油，中国化工集团总公司就有近3000个储存罐体。无论是常温储存，还是高压低温储存，就有超过98％的储存设备没有考虑在火灾事故状态下防爆问题，只是考虑了常规情况下的隔热问题，而且罐体的布局一般是一个罐群。特别是热罐(高压低温)一旦出现火灾事故状态引起爆炸，将近1km以上(含1km)的设施和建筑瞬间夷为平地。其实用价值很难用具体的经济值来描述。
图1是本隔热防火防爆结构的示意图。
具体实施方式
如图1所示，该图反映了一个具有本发明结构的气态化学品加压低温储存容器的剖面，它的最内层为气态化学品加压低温储存容器的金属外壳1，中间为隔热复合材料层2，最外面是防火保护层3。隔热复合材料层2采用一种超级隔热复合材料，化学粘结在金属外壳1之上，防火保护层采用防石化类火灾环氧防火涂料，也是通过化学粘结方式结合在隔热复合材料层2的外表面。
本例采用的超级隔热复合材料目前国外公司已大量用于军事科学领域，其主要核心参数-传热系数λ在高温下小于0.02W/m.k。其原理为傅立叶(Fourier)定律
dQ/dt＝-λA(dt/dn)式中，Q——单位时间内传导的热量，导热速率(p/s)或(w)；A——导热面积；λ——比例系数，称导热系数[w/m.k]；dt/dn——温度梯度[k/m]导热系数λ是温度梯度为1[k/m]，导热面积为1(m2)情况下单位时间内传递的热量。物质导热系数越大，说明该物质的导热能力越强，反之亦然。通常，需要提高导热速率时，可选用导热系数大的材料。反之，要降低导热速率时，应选用导热系数小的材料。常用物质的导热系数为金属 5～420[w/m.k]建筑材料 0.5～2[w/m.k]绝热材料 0.01～0.4[w/m.k]水 0.6[w/m.k]其他液体 0.09～0.7[w/m.k]因此，超级隔热复合材料、隔热复合材料，其核心问题是，导热系数λ。该超级隔热复合材料，在国外市场有非常成熟的产品，隔热复合材料则在中国市场交易成熟。
当然，本实用新型的保护并不仅限于本实施方式所列举的结合方式和材料选择。
权利要求1.气态化学品加压低温储存容器火灾中的隔热防火防爆结构，包括常规气态化学品加压低温储存容器的容器体，其特征在于在容器体外壁结合有隔热复合材料层。
2.根据权利要求1所述的隔热防火防爆结构，其特征在于在隔热复合材料层外表还结合有防火保护层。
3.根据权利要求1或2所述的隔热防火防爆结构，其特征在于隔热复合材料层与容器体外壁机械结合或化学粘结。
4.根据权利要求1或2所述的隔热防火防爆结构，其特征在于防火保护层与隔热复合材料层外表为化学粘结。
5.根据权利要求2所述的隔热防火防爆结构，其特征在于防火保护层为防火涂料或防石化类火灾环氧防火涂料。
专利摘要气态化学品加压低温储存容器火灾中的隔热防火防爆结构，其独特之处是在现有气态化学品加压低温储存容器的外表加装隔热复合材料层，或进一步设置防火材料层，通过巧妙的将成熟隔热技术与成熟防火技术的复合，利用简单的结构形式对在火灾事故中的气态化学品加压低温储存容器进行隔热保护或隔热与防火双重保护，以此解决在火灾事故状态下，气态化学品加压低温储存容器的重大安全隐患问题。
文档编号F17C1/00GK2648254SQ03249359
公开日2004年10月13日 申请日期2003年7月7日 优先权日2003年7月7日
发明者唐健, 唐乐耕, 李叶峰 申请人:重庆大众防腐有限公司, 唐健