专利名称：球形低温液体贮存装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于低温液体压力贮存领域。
背景技术：
目前，低温液体贮存如乙烯等温度不太低(-40flC -70°C)的一般采用球形贮罐，而 更低温液体贮罐，特别是-ioo。c以下的低温液体贮罐，目前只有圆筒形外套圆筒形的外 壳，在两筒体的环隙处填装珠光砂等保冷材料或抽真空。对于大型贮罐则多采用子母罐 形式，即由若干个子罐在制造厂制成后运往现场并与外罐"母罐"组装，空隙处则填充 珠光砂等保冷材料。但是，子母罐形式由于受一种观念的影响，认为子罐的数量不能超 过7个。这种观念是指子母罐的设计者认为母罐只有圆形才是经济的，因此子罐数量超 过7个的母罐将是不经济的。另外，由于低温液体贮罐通常多用昂贵的材料制造，特别 是大型子母罐，还要付出超限运输费，投资很大。故很多情况下被迫改为常压贮存。但 压力!C存可以避免使用低温液下泵，很多情况下压力贮存有明显的优点。另外的出路是 改为气相IG存，这显然是不经济的。球形容器是贮罐中最节省材料的形式，通常的气体 或液体贮存己广泛采用球形容器，但到目前为止，还没有-100aC及其以下低温球罐的实 际应用。原因可归纳为以下几条l.低温液体要求用不锈钢等材料制造，不锈钢制造球 罐有一定的难度;2.低温容器需要特殊的保冷结构；3.过去对大型低温液体贮罐需求量 少。
本实用新型要解决的是用优良的设备结构方案和可靠的保冷方式获得最经济的大型 低温液体贮存设备.
实用新型内容
本实用新型涉及低温液体贮存及保冷的装置。该装置为完整的低温液体贮存系统， 包含了工艺流程、主体设备、操作控制系统、低温液体的装卸和安全设施、设备及管道 的布置以及所需的配套设备。本实用新型适用于低温液体的压力贮存包括:液体甲垸(LNG)、液氧(02)、液氮(N2) 等及]C存的温度范围为-100t至-196"C的其它液体。本装置的特征是贮罐本体为球形容 器，材料为不锈钢或其它耐低温的材料制造，其充装量可达总容积的95%。球形贮罐的 支承采用二段支柱式，其作用既减少了传入地基的冷量同时还适应安装和贮存液体时的 温差，减少温差引起的应力。二段支柱设计充分考虑到隔热效果及支座自由平面位移。本装置的保冷结构包含以下三种形式，可适用于不同的场合，可根据贮存容量的大 小、贮存液体的不同选择。第一种形式为圆筒形或多边形外壳。适用于大型贮罐。外壳内腔与球体外的空间充 满珠光砂等保冷材料和氮气。并且使氮气始终保持微正压以防止吸入湿气。珠光砂要求 完全干燥状态并且真空包装。装填时采用相应措施防止珠光砂吸入潮气。外筒内径选择 比球壳直径约大2米。其目的一是增加保冷物(珠光砂)的厚度，二是在球体试压时能 进人检查和操作，球形内罐采用气压强度试验确保球壳所有焊缝没有泄漏处。为了减少 辐射传热球体外表面全部抛光。球体除人孔外不采用法兰连接并且所有对外接口均引至 外筒。人孔则采用焊接垫片形式。所有对外接口均采用真空保冷等有效保冷措施。仪表 (温度、液位、压力)均采用双套设置。所有接口尽量设在球壳的上部。外壳材料除采 用钢壳外亦可采用其它材料，如钢筋混凝土、轻钢结构加围护等。第二种形式为双层球壳。内球用耐低温材料制成(不锈钢、铜、铝、镍钢等)外壳 则用碳钢。夹套空间抽真空(高真空)。通常这种形式适合于中小型贮罐，因此，球罐"内 球"采用裙座支承，出于同样的原因裙座是二段式的。抽真空条件下辐射传热是主要的， 因此内球外表面要抛光而且用铝箔加绝热材料缠绕。第三种是现场制造的大型双层球容器，夹层抽真空并填装珠光砂。适用于大、中型 贮罐，特别对保冷要求高，夹套间必须抽真空的贮罐。内球的要求与第一种形式完全相 同。外球的制造则必须在内球制造完成并检査合格后进行。因为要抽真空，外壳亦属一 类压力容器，但球体的焊接只能是单面焊，设计要求加垫板或单面焊双面成型工艺。焊 缝检查用超声波。必要时也可特殊夹片方式焊接和X光检査交叉进行。为防止阳光辐射 传热，外球可加防晒材料。本实用新型还包含了内球组合球体结构，这种组合是多样化的。它可以是中、小型 的，也可以组成子母罐形式的大型贮罐，由于母罐可选用其它形状，故子罐的数量不受7
个的限制。用这种组合球体可使中小型低温C罐花费最少的投资。本实用新型可使低温液体(-100°C -196°C)贮存日气化量减少至<0.15%以下，同时 制造成本大幅度下降。
图1是本实用新型带控制点工艺流程图。其中，1一B0G气体管道；2—LNG进液管道；3—LNG出液管道；4一氮气进气管道。 图2是本实用新型主体结构图。图3是另一种外壳结构，根据需要可以用轻钢结构加围护，同时外壳的形状也可采用 圆形或多边形。图2、图3中，l一外壳；2—球罐；3—保冷材料；4一两段式支柱；5—轻钢结构加围护；7--基础。 图4、图5是组合式球形贮罐。图4中，1—外壳；3—保冷材料；4一两段式支柱；6—球形组合容器。 图5中，l一球形组合容器；2—一保冷材料；3--外壳；4一两段式支柱。其中，图2为摘要附图。
具体实施方式
参照说明书附图对本实用新型作以下详细地说明。 实施例l本实用新型涉及低温液体贮存及保冷的装置。该装置为完整的低温液体贮存系统，包含了工艺流程图l、主体设备图2、操作控制系统、低温液体的装卸和安全设施、设备及管道的布置以及所需的配套设备。图2为本装置的贮罐图。其特征是贮罐本体为球形容器，材料为不锈钢或其它耐低 温的材料制造，其充装量可达总容积的95%。球形C:罐的支承采用二段支柱式，其作用 既减少了传入地基的冷量同时还适应安装和贮存液体时的温差，减少温差引起的应力。 二段支柱设计充分考虑到隔热效果及支座自由平面位移。本装置的保冷结构包含以下三种形式，可适用于不同的场合，可根据贮存容量的大 小、贮存液体的不同选择。 第一种形式为圆筒形或多边形外壳(图2、 3)。适用于大型贮罐。外壳内腔与球体 外的空间充满珠光砂等保冷材料和氮气。并且使氮气始终保持微正压以防止吸入湿气。 珠光砂要求完全干燥状态并且真空包装。装填时采用相应措施防止珠光砂吸入潮气。外 筒内径选择比球壳直径约大2米。其目的一是增加保冷物(珠光砂)的厚度，二是在球 体试压时能进人检查和操作，球形内罐采用气压强度试验确保球壳所有焊缝没有泄漏处。 为了减少辐射传热球体外表面全部抛光。球体除人孔外不采用法兰连接并且所有对外接 口均引至外筒。人孔则采用焊接垫片形式。所有对外接口均采用真空保冷等有效保冷措 施。仪表(温度、液位、压力)均采用双套设置。所有接口尽量设在球壳的上部。外壳 材料除采用钢壳外亦可采用其它材料，如钢筋混凝土、轻钢结构加围护等。实施例2采用与实施例l相同的低温液体贮存装置，不同之处在于保冷结构为双层球壳。 内球用耐低温材料制成(不锈钢、铜、铝、镍钢等)外壳则用碳钢。夹套空间抽真空(高 真空)。通常这种形式适合于中小型贮罐，因此，球罐"内球"采用裙座支承，出于同样 的原因裙座是二段式的。抽真空条件下辐射传热是主要的，因此内球外表面要抛光而且 用铝箔加绝热材料缠绕。实施例3采用与实施例1相同的低温液体贮存装置，不同之处在于保冷结构是现场制造的大型双层球容器，夹层抽真空并填装珠光砂。适用于大、中型贮罐，特别对保冷要求高， 夹套间必须抽真空的贮罐。内球的要求与实施例1的形式完全相同。外球的制造则必须 在内球制造完成并检査合格后进行。因为要抽真空，外壳亦属一类压力容器，但球体的 焊接只能是单面焊，设计要求加垫板或单面焊双面成型工艺。焊缝检查用超声波。必要时也可用特殊夹片方式解决探伤问题使焊接和X光检查可交叉进行。为防止阳光辐射传热，外球可加防晒材料。实施例4采用与实施例l相同的低温液体贮存装置，不同之处在于内球采用组合球体结构， 这种组合是多样化的(图4、图5)。用这种组合球体可使中小型低温贮罐花费最少的投资。
权利要求1. 一种球形低温液体贮存装置，其特征在于低温贮存容器采用球形容器，其外部有保冷结构。
2. 根据权利要求1的球形低温液体贮存装置，其特征在于低温液体ti存装置 的保冷结构选自①在球形容器外加一圆筒形壳体或多边形壳体，球壳外部与外 壳内部的空间全部填装保冷材料珠光砂并充氮气；②外壳是球壳，夹套空间抽高 真空；③第三种是现场制造的大型双层球容器，夹层抽真空并填装珠光砂。
3. 根据权利要求2的球形低温液体贮存装置，其特征在于保冷结构①中氮气 始终保持微正压以防止吸入湿气；珠光砂要求完全干燥状态并且真空包装，装填 时采用相应措施防止珠光砂吸入潮气。
4. 根据权利要求2的球形低温液体贮存装置，其特征在于保冷结构①中外筒 内径比球壳直径约大2米，球体外表面全部抛光。
5. 根据权利要求2的球形低温液体贮存装置，其特征在于保冷结构①外壳材 料采用钢筋混凝土、轻钢结构加围护。
6. 根据权利要求2的球形低温液体贮存装置，其特征在于保冷结构②中内球 外表面要抛光且用铝箔加绝热材料缠绕。
7. 根据权利要求2的球形低温液体贮存装置，其特征在于保冷结构③中外壳 球体的焊接是单面焊，设计要求加垫板或单面焊双面成型工艺。
8. 根据权利要求1的球形低温液体C存装置，其特征在于贮存容器的内球体 采用二段式支柱或支座以减少冷量传向地基并减弱温度应力。
9. 根据权利要求1的球形低温液体贮存装置，其特征在于贮罐本体为球形容 器，材料为不锈钢，其充装量达总容积的95%。
10. 根据权利要求1 9的任意一种球形低温液体jt存装置，其特征在于贮存 容器由组合球体制成。
专利摘要本实用新型提供一种球形低温液体贮存装置，其特征在于压力下的低温贮存容器采用球形容器，其外部有保冷结构。保冷结构选自①在球形容器外加一圆筒形壳体或多边形壳体；②外壳是球壳，夹套空间抽高真空；③第三种是现场制造的大型双层球容器，夹层抽真空并填装珠光砂。本实用新型专利解决了大型低温贮存容器的难题采用了以球形容器为主体的贮存装置，采用有效的保冷结构和措施。本实用新型特别适用于-100℃～-196℃的各种液体的压力贮存。
文档编号F17C1/12GK201215248SQ20072019098
公开日2009年4月1日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者万德民, 维 喻, 徐正志 申请人:新地能源工程技术有限公司