专利名称：用于柴油－lng混合动力船的lng储罐的制作方法
技术领域：
本发明涉及低温容器，具体涉及用于柴油-LNG混合动力船的LNG储罐。
背景技术：
LNG(Liquefied Natural Gas，液化天然气)的主要成分由甲烷组成，是将常压下 气态的天然气冷却至-162°C凝结成液体而获得的，具有节约储运空间和成本、热值大、性能 高等特点。LNG是一种清洁、高效的能源，许多国家都将LNG列为首选燃料，天然气在能源供 应中的比例迅速增加，LNG作为混合动力也开始在汽车领域逐步应用。船舶作为一种最经济的运输工具，目前一般使用的燃料是柴油，但是柴油动力船 舶燃料消耗高，运营成本高，而且污染严重，因此，柴油-LNG混合动力在船舶上具有广阔的 应用前景。由于LNG需要保持在-162°C左右的温度下保存，因此，LNG的低温储存是实现在 船舶上应用柴油-LNG混合动力该技术的第一关键步骤。现有的LNG低温储罐一般有两种，一种应用在混合动力汽车上，但是该储罐体积 较小(只有60L-450L左右)，无法满足船舶的需求。另一种是普通LNG低温液体罐式集装 箱，主要用于LNG运输，用作船舶的燃料储罐，容积过大，浪费船上的空间，不经济，且普遍 工作压力较低，无法直接向船上内燃机供气。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于柴油-LNG混合动力船的LNG储罐，提 供合适的储液体积以及良好的保温性能，以使柴油-LNG混合动力可以在船舶上顺利应用。为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是提供一种用于柴油-LNG混合 动力船的LNG储罐，包括密封的外壳和设置在外壳内的密封内容器，外壳上设有与内容器 底部相通的第一 LNG充装管，内容器通过若干玻璃钢管支柱支撑在外壳内且内容器上缠绕 隔热层，外壳与内容器之间的夹层为真空，内容器的中部设有防波装置，所述防波装置包括 中心管和支撑板，所述中心管的轴线与内容器的轴线重合；所述支撑板呈喇叭状，其小端开 口处与中心管的外圆周表面焊接，大端开口处与内容器的内壁焊接。在上述方案中，所述支撑板大端的上、下部分别设有由水平面截割形成的上、下缺 口，所述上、下缺口形状大小相同，上、下缺口处分别焊接有上、下直角弯板，所述上、下直 角弯板的水平部分分别与所述上、下缺口相适配，垂直部分的边缘分别与内容器的内壁相 适配，上、下直角弯板垂直部分的边缘分别与内容器的内壁焊接。在上述方案中，内容器内设有四根加强管，所述四根加强管分别垂直设置且沿内 容器的轴向垂直中垂面对称布置，加强管的端部通过加强板与内容器焊接，外壳上与加强 管对应的部位开有通孔，所述通孔通过堵头密封，所述玻璃钢管支柱分别设置在堵头与加 强板之间。在上述方案中，所述隔热层由多层铝箔纸和玻璃纤维纸间隔缠绕而成，缠绕层数为50层，捆绑后的厚度为25-30mm，玻璃纤维纸紧贴内容器的外壁。在上述方案中，内容器的左上部设有工艺人孔，且通孔密封盖密封，密封盖上设有 低温吸附剂。在上述方案中，所述低温吸附剂为5A、13X分子筛或5A与13X的混合物，5A与13X 混合物中二者的质量比为2 1。在上述方案中，外壳内壁的左、右两侧分别设置有吸氢剂，所述吸氢剂为金属钯或,告。在上述方案中，外壳上设有增压器，该增压器的出口与内容器的内腔连通。在上述方案中，外壳的顶部还设有第二 LNG充装管，第二 LNG充装管通入内容器的 内腔中并沿内容器的顶壁延伸至其左端，位于内容器顶部的第二 LNG充装管部分的外圆周 表面上均勻地设有多个通孔。本发明，根据内河船舶具体情况量身定制LNG储罐，有效容积达到5m3 10m3，燃 料输送可完全满足船舶的航行要求，并且在内容器中设有特殊结构的防波板，因此减小了 在船舶行驶过程中罐体内液体向各个方向的冲击和振荡，保证了安全性。
图1为本发明用于柴油-LNG混合动力船的LNG储罐一种实施例的结构示意图；图 2为图1中的A部放大图；图3为图1中的B部放大图；图4为防波装置剖面结构示意图； 图5为防波装置侧视图；图6为防波装置俯视图；图7为上、下直角弯板立体结构示意图；图 8为用于柴油-LNG混合动力船的LNG储罐的俯视图；图9为用于柴油-LNG混合动力船的 LNG储罐的右视图。
具体实施例方式下面结合附图对发明作出详细的说明。本发明提供了一种用于柴油-LNG混合动力船的LNG储罐，用于在压力范围为 0-0. SMpa的状态下长期储存低温LNG为船舶发动机提供燃料。图1为用于柴油-LNG混合 动力船的LNG储罐一种实施例的结构示意图，图2为图1中的A部放大图，如图1、图2所 示，用于柴油-LNG混合动力船的LNG储罐包括密封的外壳1和设置在外壳1内的密封内容 器2，外壳1和内容器2的外形均为钢板焊接而成的卧式圆柱形罐体，两端为球面状，内容器 2的材质为06Crl9Nil0低碳奥氏不锈钢，外壳1的材质为Q345R碳素结构钢，外壳1的外圆 柱状内表面上焊接有若干圈角钢3，用于加强外壳1的刚度和强度，内容器2上缠绕隔热层 4，隔热层4由多层铝箔纸和玻璃纤维纸间隔缠绕而成，缠绕层数为50层，捆绑后的厚度为 25-30mm，其中玻璃纤维纸紧贴内容器2的外壁，缠绕层数以及厚度的选择经过测试能够确 保在最佳的隔热效果的前提下，用料最省。外壳1上安装有抽真空接口装置，利用真空机组 将外壳1与内容器2之间的夹层抽真空，以此力求把随着时间的推移将通过对流、传导和辐 射途径传递给内容器2的导热量减少到尽可能低的程度，来维持低温体系正常工作，确保 低温LNG长期储存。外壳1上安装有各种管路与阀门，通过阀门的开关输送低温LNG液体， 供发动机使用，主要管口阀门和仪表(压力表、液体计等)布置在储罐一侧封头的正面，且 安装到船舶上时，朝向船体的右舷，管路及阀门的排列整齐，使操作及维护方便。储罐配有鞍座6，鞍座6上有安装孔(一端为圆孔，一端为长孔)，以便将其准确安装到船体甲板上。内容器2的中部设有防波装置5，防波装置的结构如图4、图5和图6所示，包括中 心管51和支撑板52，中心管51呈圆套状，其轴线与内容器2的轴线重合，支撑板52呈喇叭 状，其小端开口处与中心管51的外圆周表面焊接，大端开口朝向内容器的左端，由于呈喇 叭状支撑板52可以起到缓冲作用，因此减小了在船舶行驶过程中罐体内液体向各个方向 的冲击和振荡，保证了安全性。为了进一步提高防波动效果，本发明中支撑板52采用了一 种更为先进的结构，支撑板52大端的上、下部分别设有由水平面截割形成的上、下缺口，所 述上、下缺口形状大小相同，上、下缺口处分别焊接有上、下直角弯板53，上、下直角弯板53 的结构如图7所示，所述上、下直角弯板的水平部分531分别与所述上、下缺口相适配，垂直 部分532的边缘分别与内容器的内壁相适配，上、下直角弯板垂直部分532的边缘分别与内 容器的内壁焊接。上、下直角弯板53的设置，减小了液体在支撑板52内部空间在上、下部 分的晃动，经过测试，防波动效果提高了 20%。外壳1上设有与内容器2底部相通的第一 LNG充装管14，用于向LNG储罐充装 LNG,另外，本发明提供的储罐还设有第二 LNG充装管15，第二 LNG充装管15伸入内容器2 的内腔中并沿内容器2的顶壁延伸至其左端，位于内容器2顶部的第二 LNG充装管部分的 外圆周表面上均勻地设有多个通孔。这样，可将LNG直接输入储罐，不必进行排放，因为，从 第二 LNG充装管15输入的LNG会均勻喷到储罐内略热的气体上，降低了容器压力，因此，第 一充装管14可以快速地将LNG输入储罐，保持较低且稳定的压力。第一 LNG充装管14和 第二 LNG充装管15可分别设置为两根，一方面可同时快速充装，另一方面可以增加选择的 余地，例如修护其中的一根充装管时，可以使用另一根充装管进行充装，避免管路出现故障 时，影响LNG的充装，提高可靠性和工作效率。为了提高外壳1对内容器2的支撑强度，并保证内容器2不变形，内容器2的内部 设有四根加强管21，结合图1、图3、图6和图8，四根加强管21分别垂直设置且沿内容器2 的轴向垂直中垂面对称布置，加强管21的端部通过加强板22与内容器2的外壁焊接为一 体，外壳1上与加强管21对应的部位开有通孔，通孔通过堵头11密封，玻璃钢管支柱7分 别设置在堵头11与加强板22之间，起到支撑作用，利用玻璃钢管支柱7作为支撑，加强了 隔热的效果，同时，由于玻璃钢管支柱7由四根加强管21承载，保证了内容器2不易发生变 形。内容器2的左上部设有工艺人孔23，用于人工清理内容器的内部，工艺人孔23上 扣盖有密封盖24，实现密封，为了进一步提高隔热效果，密封盖24上设有低温吸附剂25，低 温吸附剂为5A或13X分子筛，最佳的方案是5A或13X混合使用，5A与13X混合物中二者 的质量比为2 1。另外，外壳1内壁的左、右两侧分别设置有吸氢剂12，用于吸附夹层中 游离的氢离子，吸氢剂采用的是金属钯或锆，金属钯或锆具有极强的吸氢效果，低温吸附剂 以及吸氢剂的使用，可以大大提高外壳1与内容器2夹层内的真空度，从而提高了隔热的效^ ο发明中，外壳1上设有增压器13，如图9所示，该增压器13的出口与内容器2的内 腔连通，在大量排放操作期间，可以用增压器来增加压力，以维持较高的供气量供发动机使用。本发明中，LNG储罐有效容积达到5m3 10m3，工作压力一般定为0. 8MPa和1. 2MPa两种，可满足内河船舶LNG燃料储存要求，为内河航运向经济和低碳环保方向发展提供了 条件。详细地说，本发明具有如下有益效果。(1)、储罐内部装设有防波板，减小了在船舶行驶过程中罐体内液体向各个方向的 冲击和振荡，保证了安全性。(2)、储罐本体与管路部分，所有泄压气体采用集中放空口排放，提高了系统的安 全可靠性。根据船舶所处的状态，可以更改放空管口架设的高度。放空管采用轻量化设计， 连接采用快速接头，更换使用快捷方便。(3)、储罐充装口均位于船舶右舷方向，便于船用LNG动力系统推广，形成统一的 充装规范。(4)、储罐各项外形尺寸参数按照内河船用设备要求设计，储罐在船甲板上安装 后，不影响船员活动和任何船上作业和船舶正常航行。(5)、内容器的顶部和底部均设有LNG充装管，顶部的LNG充装管可以起到降温的 作用，因此，可以实现LNG快速充装。本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在发明的启示下作出的结构 变化，凡是与发明具有相同或相近的技术方案，均落入发明的保护范围之内。
权利要求
用于柴油 LNG混合动力船的LNG储罐，包括密封的外壳和设置在外壳内的密封内容器，外壳上设有与内容器底部相通的第一LNG充装管，内容器通过若干玻璃钢管支柱支撑在外壳内且内容器上缠绕隔热层，外壳与内容器之间的夹层为真空，其特征在于内容器轴向的中间处设有防波装置，所述防波装置包括中心管，其轴线与内容器的轴线重合；支撑板，呈喇叭状，其小端开口处与中心管的外圆周表面焊接，大端开口处与内容器的内壁焊接。
2.如权利要求1所述的用于柴油-LNG混合动力船的LNG储罐，其特征在于所述支撑 板大端的上、下部分别设有由水平面截割形成的上、下缺口，所述上、下缺口形状大小相同， 上、下缺口处分别焊接有上、下直角弯板，所述上、下直角弯板的水平部分分别与所述上、下 缺口相适配，垂直部分的边缘分别与内容器的内壁相适配，上、下直角弯板垂直部分的边缘 分别与内容器的内壁焊接。
3.如权利要求1所述的用于柴油-LNG混合动力船的LNG储罐，其特征在于内容器内设 有四根加强管，所述四根加强管分别垂直设置且沿内容器的轴向垂直中垂面对称布置，加 强管的端部通过加强板与内容器焊接，外壳上与加强管对应的部位开有通孔，所述通孔通 过堵头密封，所述玻璃钢管支柱设置在堵头与加强板之间。
4.如权利要求1所述的用于柴油-LNG混合动力船的LNG储罐，其特征在于所述隔热层 由多层铝箔纸和玻璃纤维纸间隔缠绕而成，缠绕层数为50层，捆绑后的厚度为25-30mm，玻 璃纤维纸紧贴内容器的外壁。
5.如权利要求1所述的用于柴油-LNG混合动力船的LNG储罐，其特征在于内容器的左 上部设有工艺人孔，且通孔密封盖密封，密封盖上设有低温吸附剂。
6.如权利要求5所述的用于柴油-LNG混合动力船的LNG储罐，其特征在于所述低温吸 附剂为5A、13X分子筛或5A与13X的混合物，5A与13X混合物中二者的质量比为2:1。
7.如权利要求1所述的用于柴油-LNG混合动力船的LNG储罐，其特征在于外壳内壁的 左、右两侧分别设置有吸氢剂，所述吸氢剂为金属钯或锆。
8.如权利要求1所述的用于柴油-LNG混合动力船的LNG储罐，其特征在于外壳上设有 增压器，该增压器的出口与内容器的内腔连通。
9.如权利要求1所述的用于柴油-LNG混合动力船的LNG储罐，其特征在于外壳的顶部 还设有第二 LNG充装管，第二 LNG充装管通入内容器的内腔中并沿内容器的顶壁延伸至其 左端，位于内容器顶部的第二 LNG充装管部分的外圆周表面上均勻地设有多个通孔。
全文摘要
本发明公开了一种用于柴油－LNG混合动力船的LNG储罐，包括密封的外壳和设置在外壳内的密封内容器，外壳上设有与内容器底部相通的第一LNG充装管，内容器通过若干玻璃钢管支柱支撑在外壳内且内容器上缠绕隔热层，外壳与内容器之间的夹层为真空，内容器的中部设有防波装置，所述防波装置包括中心管和支撑板，中心管的轴线与内容器的轴线重合，支撑板呈喇叭状，其小端开口处与中心管的外圆周表面焊接，大端开口处与内容器的内壁焊接。本发明由于在内容器中设有特殊结构的防波板，因此减小了在船舶行驶过程中罐体内液体向各个方向的冲击和振荡，保证了安全性。同时，本发明提供合适的储液体积以及良好的保温性能，完全适合在船舶上使用。
文档编号F17C1/12GK101915356SQ20101025295
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月13日 优先权日2010年8月13日
发明者吕连海, 周立忠, 王刚, 范少锋, 蔡仁龙, 贾文涛, 陈仕锐 申请人:孙加成