低温储罐的制作方法

1.本实用新型涉及低温流体储运技术领域，具体地涉及一种低温储罐。


背景技术：

2.低温液化气体是指-160℃以下以液体形式存在的气体，例如液氮、液氧、液氢、液氩、液氦、液体甲烷、液体乙烷、液化天然气等。由于这类气体的液态体积比气态体积小600倍左右，因此以液态的方式储运将大幅提高效率，并克服气体管道运输的许多缺点。
3.近年来，随着全球环保意识的加强，社会对清洁能源的需求量逐年增加，低温液化气体(特别是液化天然气)远洋运输、内河运输的增长迅速，因此作为重要载体的低温储罐的绝热性能将非常关键。
4.目前，低温储罐的绝热大多是采用高真空多层绝热技术。但是高真空存在着致命的弱点，那就是随着时间的推移、使用频次的加大、周围环境的变换等，真空度会逐渐衰减。通常情况下，高真空储罐的真空度将在第三年后开始下降，五年时间将下降到最初的一半左右。而随着真空度的下降，储罐的绝热性能会随之下降，储罐内的液化气体将气化，罐内的压力将增加，这对使用者来说是巨大的风险，同时，低温液化气体的储运成本会非常高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种低温储罐，以解决现有储罐因真空度降低而造成绝热效果大幅降低的风险，有效延长储罐的使用寿命，降低低温流体的储运成本。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供一种低温储罐，包括内部限定有储存腔的罐体和密封包裹于所述罐体外的绝热结构，所述绝热结构包括至少一层复合层，每层所述复合层包括由内至外层叠的至少一层绝热层和气阻层，所述绝热层能够阻止所述罐体的冷量向外传递，所述气阻层能够阻止外界空气进入所述绝热层。
7.可选地，所述绝热层由气凝胶与无纺织毯复合而成。
8.可选地，所述气凝胶为二氧化硅气凝胶。
9.可选地，所述无纺织毯由玻璃纤维、聚酯纤维、陶瓷纤维、丙纶纤维、腈纶纤维、尼龙纤维中的一种或多种形成。
10.可选地，所述气阻层由铝箔与塑料薄膜复合而成。
11.可选地，所述塑料薄膜由涤纶树脂、玻纤布、聚丙烯或聚乙烯形成。
12.可选地，所述绝热结构的接缝处通过第一密封体密封。
13.可选地，所述罐体上设置有与所述储存腔连通的接口，在所述接口四周，所述绝热结构通过第二密封体密封。
14.可选地，所述第一密封体为玛蒂脂。
15.可选地，所述第二密封体通过由内至外的玛蒂脂、玻璃丝网格布、玛蒂脂复合而成。
16.可选地，所述绝热结构包括密封层，所述密封层包裹于所述至少一层复合层外，以
对所述至少一层复合层进行防水密封。
17.可选地，所述低温储罐包括保护套，所述保护套密封套设于所述绝热结构外。
18.可选地，所述保护套由厚度为0.1-5.0mm的金属板焊接而成。
19.通过上述技术方案，本实用新型的低温储罐通过采用设置于罐体外的绝热结构对罐体进行非真空绝热，不存在因真空度降低而造成绝热效果大幅降低的风险，绝热结构能够对罐体进行长期绝热，从而大大延长低温储罐的使用寿命，降低低温流体的储运成本。
20.本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
21.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
22.图1是本实用新型中低温储罐的一种实施方式的纵向剖视图；
23.图2是图1中的a部放大图；
24.图3是图1中的b部放大图。
25.附图标记说明
26.10-罐体，11-储存腔，12-接口，20-绝热结构，21-绝热层，22-气阻层，23-第二密封体，30-保护套。
具体实施方式
27.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
28.在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词“内、外”是指相对于各部件本身轮廓的内、外。
29.本实用新型提供一种低温储罐，所述低温储罐包括内部限定有储存腔11的罐体10和密封包裹于所述罐体10外的绝热结构20，所述绝热结构20包括至少一层复合层，每层所述复合层包括由内至外层叠的至少一层绝热层21和气阻层22，所述绝热层21能够阻止所述罐体10的冷量向外传递，所述气阻层22能够阻止外界空气进入所述绝热层21。
30.上述中，可以理解的是，储存腔11用于储存低温流体。绝热结构20为层结构，绝热结构20可包括一层或多层复合层，当绝热结构20包括多层所述复合层时，多层所述复合层由内至外相互层叠。每层所述复合层包括一层或多层绝热层21以及一层气阻层22，当每层所述复合层包括多层绝热层21时，气阻层22层叠于多层绝热层21的外侧。其中需要说明的是，当绝热结构20包括多层所述复合层时，位于内侧的所述复合层中的气阻层22与位于其外侧的相邻复合层的绝热层21紧贴。
31.另外，需要说明的是，本实用新型中所述的“由内至外”、“内侧”、“外侧”是相对于罐体10而言的，内侧是指靠近罐体10的一侧，外侧是指远离罐体10的一侧。
32.此外，需要说明的是，本实用新型的低温储罐适于储运各种低温流体，罐体10可具有任意适当的结构。
33.通过上述技术方案，本实用新型的低温储罐通过采用设置于罐体10外的绝热结构
20对罐体10进行非真空绝热，不存在因真空度降低而造成绝热效果大幅降低的风险，绝热结构20能够对罐体10进行长期绝热，从而大大延长低温储罐的使用寿命，降低低温流体的储运成本。
34.本实用新型中，为了提高绝热层21的绝热效果，有效阻止罐体10的冷量向外传递，绝热层21优选为由气凝胶与无纺织毯复合而成。具体地，气凝胶与无纺织毯可通过溶胶凝胶原位复合方式复合。
35.其中，所述气凝胶优选采用二氧化硅气凝胶。二氧化硅气凝胶是一种二氧化硅材质的纳米多孔材料，孔隙率为85％以上，孔径集中在10-50nm之间(远远小于空气的自由程，空气无法在孔中流动)，导热系数极低(集中在0.005-0.025w/k.m之间)，在低温下形变极小。
36.其中，所述无纺织毯优选由玻璃纤维、聚酯纤维、陶瓷纤维、丙纶纤维、腈纶纤维、尼龙纤维中的一种或多种形成。
37.本实用新型中，气阻层22优选由铝箔与塑料薄膜复合而成。铝箔位于塑料薄膜的外侧，铝箔可将来自外界的热量反射出去，塑料薄膜主要用于阻隔湿气的渗入。具体地，铝箔与塑料薄膜可通过胶粘方式进行复合。
38.其中，所述塑料薄膜优选由聚酯树脂(pet)、涤纶树脂、聚丙烯或聚乙烯等高分子材料。
39.另外，还可在气阻层22的非铝箔侧(即塑料薄膜的内侧)敷胶黏剂，增加粘结力和气密性，以进一步提高气阻层22对外界空气的阻隔效果，有效防止外界空气进入绝热层21之间产生结露或结霜现象而影响绝热效果。也就是说，气阻层22从外至内依次为铝箔、胶、塑料薄膜、胶。
40.在实际应用时，绝热结构20、复合层、绝热层21、气阻层22的厚度可根据低温储罐所储存的介质的温度以及其他设计要求而定。例如，在所述低温储罐储存液化天然气(lng)的情况下，绝热层21的厚度可以为1mm-30mm，气阻层22的厚度可以为0.1mm-1mm，每层复合层可包括1-5层绝热层21和1层气阻层22，绝热结构20可包括5-10层复合层。
41.本实用新型中，为了进一步提高绝热结构20的绝热效果，绝热结构20的接缝处可通过第一密封体密封，以防止空气进入绝热层21之间。也就是说，所述第一密封体密封于绝热结构20中绝热层21的暴露处，绝热层21在气阻层22和所述第一密封体的作用下与外界空气完全隔绝。
42.其中，所述第一密封体优选采用玛蒂脂，所述玛蒂脂优选为耐低温沥青型或环氧树脂型的玛蒂脂。
43.为了便于低温流体进出储存腔11，罐体10上可设置有与储存腔11连通的接口12(参见图1)。在接口12存在的情况下，在接口12四周，绝热结构20还通过第二密封体23密封，以避免外界空气从接口12四周进入绝热层21之间。
44.其中，第二密封体23优选通过由内至外的玛蒂脂、玻璃丝网格布、玛蒂脂复合而成。
45.另外，绝热结构20还可包括密封层，所述密封层包裹于所述至少一层复合层外，以对所述至少一层复合层进行防水密封。
46.其中，所述密封层可通过由内至外的玛蒂脂、玻璃丝网格布、玛蒂脂复合而成。
47.本实用新型中，所述低温储罐还可包括保护套30，所述保护套30密封套设于所述绝热结构20外。
48.由于罐体10没有内外压差，因此，保护套30的厚度可以较小，还可以少用或不用内部支撑，从而降低储罐的制造成本。保护套30可由厚度为0.1-5.0mm的金属板焊接而成。其中，金属板之所以采用焊接方式，是为了密封接缝，以防止外界空气进入绝热结构20。
49.其中，所述金属板可以是碳钢或不锈钢钢板。
50.下面介绍本实用新型的低温储罐的制作方法：
51.对罐体10的外表面进行除锈防腐处理，保持罐体10与周围环境整洁；
52.根据罐体10的大小确定绝热层21的尺寸；
53.安装第一层复合层，将绝热层21包裹于罐体10外，然后用扎带捆扎固定，之后将气阻层22缠绕贴附于绝热层21外，气阻层22搭边30mm以上，用刮片轻轻将气阻层22内部气泡赶出，接缝处采用第一密封体密封，以防止水汽进入；
54.依次安装第二、第三
…
层复合层，与安装第一层复合层的方法类似，其中使后面一层复合层的绝热层21与前面一层复合层的绝热层21错缝压缝；
55.接口12处采用第二密封体23密封，待第二密封体23中的玛蒂脂风干后，检查防水效果；
56.安装所述密封层；
57.待所述密封层的最外层玛蒂脂完全风干后，安装保护套30，安装时严禁破坏绝热结构20(如有破损，可用气阻层22修补密封)。
58.低温储罐制作完成后，可向储存腔11内加入液氮，放置72小时后进行相关数据监测，看是否满足相关规范要求。经监控检测，采用本实用新型的低温储罐储存液化天然气(lng)的情况下，静态蒸发率为0.02％/d，表面温度为25℃，环境温度为30℃，满足行业标准《冷冻液化气体罐式集装箱》(nb/47059-2017)中关于最大静态蒸发率的要求。
59.以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
60.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
61.此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。