液态天然气储罐的燃气输出管道的制作方法

文档序号:14986690发布日期:2018-07-20 21:23阅读:165来源:国知局

本发明涉及一种液态天然气储罐,特别涉及一种液态天然气储罐的燃气输出管道。



背景技术:

液态天然气储罐简称lng储罐,为双层结构,内胆和外层之间为真空,内胆内部用来储存低温(约-162℃)的液态天然气。

现有技术中,如图1和图2所示,液态天然气储罐1外面环绕设置有燃气输出管组件,燃气输出管组件包括水平设置的燃气输出管道2和上输出管3,燃气输出管道2和上输出管3均为具有断开缺口的圆环状并环绕液态天然气储罐1设置;燃气输出管道2和上输出管3之间通过过渡管4相连通,过渡管4竖直设置,过渡管4具有多根且绕液态天然气储罐1圆周均匀分布。燃气输出管道2一端固定连通有下连通管5,下连通管5与液态天然气储罐1内部液态天然气的底部相连通;上输出管3一端固定连通有上连通管6,上连通管6与液态天然气储罐1内部空间的顶部相连通。

液态天然气通过下连通管5流出液态天然气储罐1进入燃气输出管道2并逐渐气化形成气态燃气,燃气受热后体积逐渐增大,上输出管3内的燃气气压增大;液态天然气储罐1内的液态天然气逐渐减少,内部的空间逐渐增大,气压逐渐减小,当内部气压减小至一定程度后,液态天然气无法再流出至燃气输出管道2内,燃气从上连通管6进入液态天然气储罐1后可对液态天然气储罐1内部补充压力,使液态天然气更容易流出至燃气输出管道2。上连通管6上连通有输送管道7,另一部分燃气可通过输送管道7输送至用户的燃烧设备供用户使用。

燃气气化之后吸收大量的热量,使燃气输出管道2温度降低,燃气输出管道2从空气中吸收热量,空气中的水蒸气靠近低温的燃气输出管道2后逐渐凝聚在燃气输出管道2表面上,经过较长时间后,燃气输出管道2表面会凝结一层较厚的冰霜,阻碍空气相燃气输出管道2传导热量。

液态天然气在输出管内不能及时气化,逐渐流入过渡管4,过渡管4接触液态天然气后,液态天然气气化吸热,过渡管4温度降低,空气中的水蒸气逐渐凝聚在过渡管4的外表面上,经过较长时间后,过渡管4外表面也会逐渐凝结一层冰霜。

冰霜逐渐朝远离燃气输出管道2的方向沿过渡管4“蔓延”,过渡管4表面凝结的冰霜厚度越靠近燃气输出管道2越厚,冰霜阻碍液态天然气从空气中吸收热量,液态天然气进入过渡管4之后不能及时气化,随着冰霜沿燃气输出管道2向上“蔓延”,液态天然气在过渡管4内的液位逐渐升高,当液位达到一定高度后,过渡管4内液态天然气的液压与液态天然气储罐1内的液压达到平衡,液态天然气储罐1内的液态天然气流入燃气输出管道2受阻,影响天然气的输送。



技术实现要素:

本发明的目的是提供液态天然气储罐的燃气输出管道,其优点是热空气可以更快将热量传导给燃气输出管道,减少燃气输出管道表面凝结的冰霜,进而又加快热空气向燃气输出管道导热,形成良性循环。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种液态天然气储罐的燃气输出管道,燃气输出管道水平设置,燃气输出管道的横截面上部为圆弧状,燃气输出管道的横截面下部设有稳流部,稳流部朝远离上部的方向逐渐缩小。

通过上述技术方案,燃气输出管道将热量传导给其内部的液态天然气,液态天然气受热气化吸收热量,燃气输气管道的温度降低,靠近燃气输出管道外表面的空气将热量传导给燃气输出管道,空气温度下降后密度增大,冷空气受重力作用顺着稳流部表面向下流动,冷空气在稳流部的底面下方产生的漩涡或湍流比较小,可以减少冷空气在燃气输出管道底面下方的滞留,热空气可以更快将热量传导给燃气输出管道,减少燃气输出管道表面凝结的冰霜,进而又加快热空气向燃气输出管道导热,形成良性循环;燃气输出管道内部的液态天然气可以及时气化,改善液态天然气增多导致充满燃气输出管道后无法在燃气输出管道内气化的问题。

本发明进一步设置为:所述燃气输出管道外表面固定连接有导热片,导热片沿燃气输出管道的长度方向均匀分布。

通过上述技术方案,导热片可增大燃气输出管道与空气之间的接触面积,增大空气向燃气输出管道导热的速度。

本发明进一步设置为:所述导热片与所述燃气输出管道相垂直。

通过上述技术方案,空气向靠近地面的方向流动过程中不会受到导热片的阻碍,可以增大空气沿稳流部表面流动的速度,增大空气向燃气输出管道导热的速度。

本发明进一步设置为:所述导热片内部为中空结构,导热片的内腔中填充有冷却剂。

通过上述技术方案,冷却剂具有较高的导热系数,热空气将热量传导给导热片之后,导热片可将热量传导给冷却剂,冷却剂具有较高的导热系数,可将热量快速传导给燃气输出管道。

本发明进一步设置为:所述燃气输出管道内部固定连接有导热板,导热板绕燃气输出管道的圆弧中心轴线均匀分布。

通过上述技术方案,导热板可增大燃气输出管道与燃气输出管道内部液态天然气或燃气之间的接触面积,导热板可将热量快速均匀地传导给燃气输出管道内部不同位置的液态天然气或燃气,使不同位置处的液态天然气受热均匀,能够更及时地发生气化。

本发明进一步设置为:所述导热板沿燃气输出管道的长度方向设置。

通过上述技术方案,可减小液态天然气或燃气沿燃气输出管道流动过程中受到的阻力,改善因流动受阻导致的靠近燃气输出管道入口的位置充满液态天然气的问题。

本发明进一步设置为:相邻所述导热板相互靠近的边缘之间具有间隙。

通过上述技术方案,液态天然气的液面高于相邻导热板相互靠近的边缘时,液态天然气可通过该间隙进入液态天然气管道上部的空间内,可改善因燃气输出管道下部空间充满液态天然气后导致液态天然气难以发生气化的问题。

本发明进一步设置为:所述导热板为中空结构,导热板的内腔中填充有冷却剂。

通过上述技术方案,冷却剂具有较高的导热系数,燃气输出管道可将热量传导给冷却剂,冷却剂可快速将热量传导给导热板的不同位置,使导热板将热量快速且更均匀地传导给不同位置处的液态天然气或燃气,加速液态天然气的气化。

本发明进一步设置为:所述燃气输出管道外表面固定连接有导热片,导热片为中空结构;燃气输出管道内部固定连接有导热板,导热板为中空结构;燃气输出管道上开设有将导热板的内腔与导热片的内腔相连通的通孔,导热板的内腔与导热片的内腔内部均填充有冷却剂。

通过上述技术方案,冷却剂可通过通孔在导热板的内腔与导热片的内腔之间相互交换流动,将导热片的热量快速传导给导热板。

本发明进一步设置为:所述燃气输出管道一端连通有一根下连通管,另一端连通有过渡管;下连通管与液态天然气储罐的底部相连通,过渡管远离燃气输出管道的一端与液态天然气储罐的顶部相连通。

通过上述技术方案,由于提高了液态天然气在燃气输出管道内部的气化速度,燃气输出管道不会因液态天然气增多而被充满,过渡管可以减少为一根,降低过渡管的投入成本,也可以使布管更简化,在出现漏气等问题时更容易找出漏气的位置,便于维修;过渡管与燃气输出管道远离下连通管的一端相固定连通,可增大液态天然气或燃气从下连通管到达过渡管的路径长度,液态天然气或燃气在燃气输出管道内运动过程中可以从空气中吸收更多热量;液态天然气气化后进入燃气输出管道,燃气受热后体积增大,气压增大;液态天然气储罐内部的液态天然气逐渐减少,内部空间的体积逐渐增大,过渡管内的燃气可通过上连通管进入液态天然气储罐内部为液态天然气储罐内部补充压力,改善因液态天然气储罐内部气压过低导致液态天然气储罐内部的液态天然气难以流出至燃气输出管道内的问题。

综上所述,本发明具有以下有益效果:

1、燃气输出管道的横截面上部为圆弧状,燃气输出管道的横截面下部设有稳流部,稳流部朝远离上部的方向逐渐缩小,可以减少冷空气在燃气输出管道底面下方的滞留,热空气可以更快将热量传导给燃气输出管道,减少燃气输出管道表面凝结的冰霜,进而又加快热空气向燃气输出管道导热,形成良性循环;燃气输出管道内部的液态天然气可以及时气化,改善液态天然气增多导致充满燃气输出管道后无法在燃气输出管道内气化的问题;

2、导热片可增大燃气输出管道与空气之间的接触面积,增大空气向燃气输出管道导热的速度;

3、导热板可增大燃气输出管道与燃气输出管道内部液态天然气或燃气之间的接触面积,导热板可将热量快速均匀地传导给燃气输出管道内部不同位置的液态天然气或燃气,使不同位置处的液态天然气受热均匀,能够更及时地发生气化;

4、冷却剂具有较高的导热系数,燃气输出管道可将热量传导给冷却剂,冷却剂可快速将热量传导给导热板的不同位置,使导热板将热量快速且更均匀地传导给不同位置处的液态天然气或燃气,加速液态天然气的气化;

5、冷却剂具有较高的导热系数,热空气将热量传导给导热片之后,导热片可将热量传导给冷却剂,冷却剂具有较高的导热系数,可将热量快速传导给燃气输出管道;

6、冷却剂可通过通孔在导热板的内腔与导热片的内腔之间相互交换流动,将导热片的热量快速传导给导热板。

附图说明

图1是现有技术中燃气输出管道与液态天然气储罐之间的装配关系的示意图;

图2是现有技术中体现下连通管结构的示意图;

图3是现有技术中体现燃气输管道工作原理的示意图;

图4是实施例1中燃气输出管道的横截面形状示意图;

图5是实施例1中体现导热板和导热片横截面结构的示意图;

图6是图5中a-a的剖视图;

图7是实施例2中体现导热板和导热片以及通孔之间连接结构的示意图;

图8是图7中b-b的剖视图;

图9是实施例3中体现燃气输出管道与液态天然气储罐之间安装关系的示意图;

图10是图9中c-c的剖视图。

图中,1、液态天然气储罐;2、燃气输出管道;21、稳流部;22、导热片;23、导热板;24、通孔;3、上输出管;4、过渡管;5、下连通管;6、上连通管;7、输送管道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

为了便于理解本发明,先简单叙述现有技术的结构和工作原理。如图1和图2所示,液态天然气储罐1外面环绕设置有燃气输出管组件,燃气输出管组件包括水平设置的燃气输出管道2和上输出管3,燃气输出管道2和上输出管3均为具有断开缺口的圆环状并环绕液态天然气储罐1设置;燃气输出管道2和上输出管3之间设有过渡管4,燃气输出管道2和上输出管3之间通过过渡管4相连通,过渡管4竖直设置,过渡管4具有多根且绕液态天然气储罐1圆周均匀分布。燃气输出管道2一端固定连通有下连通管5,下连通管5与液态天然气储罐1内部液态天然气的底部相连通;上输出管3一端固定连通有上连通管6,上连通管6与液态天然气储罐1内部空间的顶部相连通。

液态天然气通过下连通管5流出液态天然气储罐1进入燃气输出管道2并逐渐气化形成气态燃气,燃气受热后体积逐渐增大,上输出管3内的燃气气压增大,一部分燃气可通过上连通管6进入液态天然气储罐1内;液态天然气储罐1内的液态天然气逐渐减少,内部的空间逐渐增大,气压逐渐减小,当内部气压减小至一定程度后,液态天然气无法再流出至燃气输出管道2内,燃气从上连通管6进入液态天然气储罐1后可对液态天然气储罐1内部补充压力,增大液态天然气储罐1内上部空间的气压,使液态天然气更容易流出至燃气输出管道2。上连通管6上连通有输送管道7,另一部分燃气可通过输送管道7输送至用户的燃烧设备供用户使用。

燃气气化之后吸收大量的热量,使燃气输出管道2温度降低,燃气输出管道2从空气中吸收热量,空气中的水蒸气靠近低温的燃气输出管道2后逐渐凝聚在燃气输出管道2表面上,经过较长时间后,燃气输出管道2表面会凝结一层较厚的冰霜,阻碍空气向燃气输出管道2传导热量。

液态天然气在输出管内不能及时气化,逐渐流入过渡管4,过渡管4接触液态天然气后,液态天然气气化吸热,过渡管4温度降低,空气中的水蒸气逐渐凝聚在过渡管4的外表面上,经过较长时间后,过渡管4外表面也会逐渐凝结一层冰霜。

冰霜逐渐朝远离燃气输出管道2的方向沿过渡管4“蔓延”,过渡管4表面凝结的冰霜厚度越靠近燃气输出管道2越厚,冰霜阻碍液态天然气从空气中吸收热量,液态天然气进入过渡管4之后不能及时气化,随着冰霜沿燃气输出管道2向上“蔓延”,液态天然气在过渡管4内的液位逐渐升高,当液位达到一定高度后,过渡管4内液态天然气的液压与液态天然气储罐1内的液压达到平衡,液态天然气储罐1内的液态天然气流入燃气输出管道2受阻,影响天然气的输送。

如图3所示,现有技术中的燃气输出管道2的横截面形状为圆形,液态天然气流入燃气输出管道2后,燃气输出管道2的温度降低,燃气输出管道2表面附近的空气温度逐渐降低,空气温度下降后密度增大;冷空气受重力作用逐渐向下(靠近地面的方向)运动,如图3中箭头所指的路径为冷空气运动的路径,冷空气气流在燃气输出管道2的底面下方附近的空间形成漩涡或湍流,燃气输出管道2底面下方的冷空气不断在原地循环往复流动,很难被排走,导致燃气输出管道2的底部温度低于上部的温度;液态天然气受重力作用汇集在燃气输送管道7的下部,如图3中l所指的为液态天然气,液态天然气不能及时气化形成燃气,燃气输出管道2内的液态天然气逐渐充满燃气输出管道2,导致液态天然气无法在燃气输出管道2内气化。

液态天然气储罐的燃气输出管道,如图4所示,本发明中的燃气输出管道2的横截面为倒置的雨滴状,形状不局限于雨滴状,燃气输出管道2的下部横截面为梭形也可以。优选地,燃气输出管道2上部为的横截面为圆形,下部设有类似于梭形或类似于雨滴的尾部形状的稳流部21,稳流部21朝远离燃气输出管道2上部的方向逐渐缩小,冷空气可以顺着稳流部21向靠近地面(地面为水平状态)的方向运动,冷空气的流动路径如图4中箭头所指的路径。冷空气在稳流部21的底部不容易产生漩涡或湍流或产生的漩涡以及湍流非常小,温度比较低的冷空气可以很快流动远离燃气输出管道2,温度较高的热空气可不断向靠近燃气输出管道2的方向运动,将热量传导给燃气输出管道2,燃气输出管道2可以较块地不断从空气吸收热量,为燃气输出管道2内部的液态天然气气化提供热量,燃气输出管道2内部的液态天然气可以及时气化,避免液态天然气增多后充满燃气输出管道2。

由于燃气输出管道2外表面附近的空气流速比较大,可以不断对燃气输出管道2供热,减少燃气输出管道2外表面凝结冰霜。由于可以减少燃气输出管道2上凝结的冰霜,空气更容易将热量传导给燃气输出管道2,形成良性循环。

如图5和图6所示,燃气输出管道2外表面固定连接有导热片22,导热片22可以设置为圆形,导热片22与燃气输出管道2相垂直,空气向靠近地面的方向流动过程中不会受到导热片22的阻碍。导热片22沿燃气输出管道2的长度方向均匀分布;导热片22可增大燃气输出管道2与空气的接触面积,空气可以更快将热量传导给导热片22,导热片22再将热量传导给燃气输出管道2。

如图5和图6所示,燃气输出管道2内部固定连接有导热板23,导热板23沿燃气输出管道2的长度方向设置且绕燃气输出管道2圆形中心轴线圆周均匀分布,沿长度方向设置可改善因流动受阻导致的靠近燃气输出管道2入口的位置充满液态天然气的问题,导热板23可增大液态天然气与燃气输出管道2之间的接触面积;液态天然气流入燃气输出管道2内之后,燃气输管道可较快地将热量传导给导热板23,导热板23再将热量均匀传导给燃气输出管道2内部不同位置的液态天然气,使液态天然气快速气化,改善液态天然气增多导致充满燃气输出管道2后无法在燃气输出管道2内气化的问题。

相邻导热板23相互靠近的边缘之间具有间隙,液态天然气的液面高于相邻导热板23相互靠近的边缘时,液态天然气可通过该间隙进入燃气输出管道2的上部的空间内;可改善因燃气输出管道2下部空间充满液态天然气后导致液态天然气难以气化的问题。

工作过程

液态天然气从液态天然气储罐1内流出进入燃气输出管道2,液态天然气的温度比较低,吸收燃气输出管道2的热量后气化同时吸收大量的热量,燃气输出管道2的温度逐渐降低,周围空气将热量传导给燃气输出管道2,空气的温度下降后密度增大,受重力作用向靠近地面的方向运动,冷空气顺着稳流部21表面运动,在稳流部21的底面下方形成的漩涡或湍流程度非常低,燃气输出管道2底面下方的冷空气可以被很快排走,减少残留在燃气输出管道2下面的冷空气,使温度较高的热空气可以更快地向燃气输出管道2下面补充,使空气更快地将热量传导给燃气输出管道2,减少燃气输出管道2外表面凝结的冰霜,由于凝结在燃气输出管道2表面的冰霜比较少,空气可以更快将热量传导给燃气输出管道2,形成良性循环。导热片22可增大燃气输出管道2与空气之间的接触面积,增大空气将热量传导给燃气输出管道2的速度;导热板23可增大燃气输出管道2与内部的液态天然气之间的接触面积,增大燃气输出管道2将热量传导给液态天然气的速度,加快液态天然气气化速度,改善液态天然气增多导致充满燃气输出管道2后无法在燃气输出管道2内气化的问题。

实施例2

与实施例1不同之处在于,如图7和图8所示,导热板23为中空结构,导热板23的内腔中填充有冷却剂(为了使附图各部件之间的连接关系更清晰,图中未画出冷却剂),冷却剂为具有较高的导热系数的液体或气体,如果采用液体,则可以采用防冻冷却液或冷却油,燃气输出管道2可通过冷却剂快速将热量传导至导热板23靠近燃气输出管道2中心的位置,使导热板23快速将热量传导给燃气输出管道2内部不同位置的液态天然气中,使燃气输出管道2内部的液态天然气不同位置受热均匀,增大液态天然气气化的速度。

燃气输出管上开设有通孔24,通孔24与导热板23的内腔相连通;导热片22为中空结构,导热片22的内腔与通孔24相连通,导热片22的内腔与导热板23的内腔通过通孔24相连通;导热片22的内腔中也填充有冷却剂,冷却剂可通过通孔24在导热片22的内腔和导热板23的内腔之间交换流动。空气将热量传导给导热片22之后,导热片22将热量传导给冷却剂,导热片22内腔中的冷却剂快速将热量传导给导热板23内腔中的冷却剂,冷却剂将热量传导给导热板23,导热板23再将热量传导给燃气输出管道2内部的液态天然气,增大液态天然气气化的速度。

实施例3

与实施例2不同之处在于,如图9所示,由于提高了液态天然气在燃气输出管道2内部的气化速度,燃气输出管道2不会因液态天然气增多而被充满,过渡管4可以设置为一根;过渡管4与燃气输出管道2远离下连通管5的一端相固定连通,可增大液态天然气或燃气从下连通管5到达过渡管4的路径长度,液态天然气或燃气在燃气输出管道2内运动过程中可以从空气中吸收更多热量。结合图10,液态天然气(图10中l所指的为液态天然气)气化后进入燃气输出管道2,燃气受热后体积增大,气压增大;液态天然气储罐1内部的液态天然气逐渐减少,内部空间的体积逐渐增大,过渡管4内的燃气可通过上连通管6进入液态天然气储罐1内部为液态天然气储罐1内部补充压力,避免因液态天然气储罐1内部气压过低导致液态天然气储罐1内部的液态天然气难以流出至燃气输出管道2内。

通过减少过渡管4的数量可以降低过渡管4的投入成本,也可以使布管更简化,在出现漏气等问题时更容易找出漏气的位置,便于维修。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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