低温常压储罐的制作方法

本发明涉及低温介质储存设备领域，特别涉及一种低温常压储罐。

背景技术：

低温常压储存具有储存量大、安全系数高、便于一体化统一管理的诸多优点，lng及空气分离介质(如液氮、液氧、液氩)多采用此种储存方式，该类设备称为低温常压储罐。从结构方面来划分，可分为双拱顶储罐和内吊顶外拱顶储罐(即吊顶储罐)。经过较长一段时间内在设计、建造、运营等诸多方面不断探索和经验积累，目前低温常压储罐技术已经非常成熟，但面对日益加剧的市场竞争环境，产品需从设计及安装等诸多方面进行优化设计，在确保安全的前提下降低成本，提高产品竞争力。

由于8000m³≤v＜10000m³双拱顶储罐、v≥10000m³以上吊顶储罐直径较大，建造完成时处于常温状态，而储存介质lng(温度-163℃)或空分介质(如lin温度-196℃)的温度均非常低，所以在设备初次使用之前必须对整个与低温介质相接触的部位进行彻底的预冷操作，达到相应的温度后才能储存液体。随着预冷温度的不断降低，内罐筒体及顶盖会朝储罐中心对称性收缩，储罐在半径方向总的收缩量可以达到半径的3‰(按奥氏体不锈钢s30408计算)直至平衡，而在持续收缩的过程中，夹层空间不断被珠光砂填充；如遇设备检修或储罐长时间不储存低温液体时，储罐由冷态恢复至原初始常温状态，随着温度升高不锈钢内罐沿半径方向向外膨胀，冷态工况下填充密实的珠光砂对筒体施加一个跟膨胀方向相反的作用力，如不设置柔性结构，此部分侧压力无法自行消除，易导致罐体失稳，影响储罐安全运行。

综合上述特点，在内罐筒体外侧设置弹性棉用于抵消在储罐收缩或膨胀过程中珠光砂对筒体的挤压力。常规做法是在内罐筒体壁板整体外表面纵向间距400mm、横向间距400mm范围内设置带反向自锁垫圈的保温钉(常用规格：直径长度l＝140mm，底座：50mm×50mm，锁片：)，保温钉通过低温胶粘结在内罐筒体外表面侧，单台10000m³储罐就要使用约13000多套保温钉、300kg左右的低温胶，总费用在15万元左右，成本非常高。其次，由于在珠光砂填充过程中随着夹层中珠光砂填充量的逐渐增多，蓬松的珠光砂在自重的影响下会持续下沉直至达到密实状态，在此过程中珠光砂和弹性棉接触面会产生摩擦力，在摩擦力作用下弹性棉会承受竖直向下的张力，极易扒开使用低温胶粘结的保温钉底座，导致筒体弹性棉脱落，起不到保护作用，更有甚者会危及储罐安全使用；再次，由于内罐筒体整个外表面均需要设置保温钉，在施工过程中操作人员需要从20多米的高空中从上至下依次施工，施工危险性极高。针对目前结构存在以上诸多缺点，所以需要一种更加优化的结构设计方案，一者能够降低成本，二者能够提高施工安全性和结构的稳定性，排除不利影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种低温常压储罐，优化储罐中弹性棉固定方案，提高弹性棉在储罐中结构稳定性，降低整体成本，提高施工安全性。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种低温常压储罐，包括底部绝热层、位于底部绝热层上的内罐、覆盖于内罐侧壁外表面的弹性棉组件；所述弹性棉组件通过固定组件与所述内罐连接固定；所述固定组件包括上部固定件、底部固定件和绑扎带；上部固定件包括夹持单元和挂钩；所述夹持单元沿所述弹性棉组件上缘延伸设置，并固定夹持所述弹性棉组件的上端；所述挂钩与所述夹持单元连接固定，并挂接固定于所述内罐上；底部固定件预埋于所述底部绝热层中，沿所述内罐周向间隔布置；绑扎带沿所述内罐周向间隔布置有多个；各绑扎带在高度方向上倾斜设置，并张紧贴合于所述弹性棉组件的外表面，所述绑扎带上端固定于所述上部固定件上，下端固定于所述底部固定件上。

较优地，所述夹持单元包括夹持板和紧固件；所述夹持板分别贴合并压紧所述弹性棉组件的内、外表面，所述夹持板和所述弹性棉组件上设有对应的安装孔，并通过所述紧固件连接固定。

较优地，所述挂钩通过连接板与所述夹持单元连接固定；所述挂钩与所述连接板焊接固定；所述连接板上设有安装孔，并通过所述紧固件与所述夹持板、所述弹性棉组件一同连接固定。

较优地，所述夹持板由建造级木材制成。

较优地，贴合于所述弹性棉组件外表面的所述夹持板上的安装孔为沉孔，所述紧固件不超出所述沉孔的范围。

较优地，所述底部固定件的底部埋设于所述底部绝热层内，所述底部固定件的顶部突出于所述底部绝热层上表面以供所述绑扎带固定。

较优地，所述底部固定件的顶部与所述底部绝热层表面之间形成一封闭环。

较优地，所述底部固定件包括呈倒u形的固定部和从固定部的u形开口两端弯折向外延伸的翼部；两翼部相平齐，并水平固定于所述底部绝热层内。

较优地，所述底部绝热层包括贴合支撑所述内罐底部的混凝土找平层；所述底部固定件预埋于所述混凝土找平层内。

较优地，所述内罐为顶部敞口的结构，所述挂钩挂接于所述内罐的顶部敞口上沿。

较优地，所述内罐的外壁形成有轨道结构，所述挂钩挂接于所述轨道结构上。

较优地，所述内罐为密闭容器，包括顶部敞口的筒体和封盖于筒体顶部敞口处的顶盖；所述筒体包括筒体主体和位于筒体主体顶部的抗压圈；所述抗压圈与所述筒体主体的截面相适配并对接固定，所述抗压圈的厚度大于所述筒体主体的厚度，所述抗压圈与所述顶盖连接固定；所述轨道结构与所述抗压圈的外壁连接固定。

较优地，所述轨道结构由多个垫板、多个隔板以及多个轨道板形成；各垫板沿所述内罐的外壁周向间隔设置，各隔板对应固定于各垫板上，轨道板的两端分别固定于相邻的两隔板上，借由所述隔板的厚度使得轨道板与内罐外壁之间具有间隔，从而形成所述轨道结构。

由上述技术方案可知，本发明至少具有如下优点和积极效果：本发明的低温常压储罐中，弹性棉组件由固定组件连接固定于储罐的内罐上，弹性棉组件的上端通过夹持单元夹持并通过挂钩挂接固定于内罐上，除了挂钩挂接的固定点外，弹性棉组件在整个高度方向上不需要其他任何与筒体的固定点，使得弹性棉组件外表面流线型更好，当弹性棉组件外填充珠光砂时，弹性棉组件的流线外表面可降低珠光砂与弹性棉组件之间的摩擦阻力，减小弹性棉结构承受的拉力，提高了结构的安全系数，弹性棉在内罐外的稳定性更高。弹性棉组件高度方向上受绑扎带张紧产生的张力作用，而使弹性棉组件紧密贴合于内罐的外表面，无需如现有技术中使用低温胶粘接的保温钉进行固定，大大减少粘接保温钉的材料及作业成本，同时避免了保温钉脱落造成弹性棉组件不能良好贴合内罐的不利影响。该低温常压储罐中，弹性棉组件的安装除了上部挂钩挂设的工作需要高空施工外，其他工作均可以在地面完成，避免了更多的高空施工作业，提高了施工人员的安全，降低施工成本。

附图说明

图1是本发明低温常压储罐第一实施例的结构示意图。

图2是本发明低温常压储罐第一实施例中弹性棉组件在内罐上布置的总体结构示意图。

图3是本发明低温常压储罐第一实施例中弹性棉组件与内罐上部连接处的结构示意图。

图4是图3中内罐于a-a截面处的旋转视图。

图5是图3中b处局部放大图

图6是本发明低温常压储罐第一实施例中挂钩与连接板的连接示意图。

图7是本发明低温常压储罐第一实施例中底部固定件在底部绝热层中的安装示意图。

图8是本发明低温常压储罐第二实施例的结构示意图。

图9是本发明低温常压储罐第二实施例中弹性棉组件与内罐上部连接处的结构示意图。

附图标记说明如下：1/1a、外罐；121a、吊顶；2/2a、内罐；21/21a、筒体；211、筒体主体；212、抗压圈；22、底板；23、顶盖；24、轨道结构；241、垫板；242、隔板；243、轨道板；25a、环向加强筋；3、夹层绝热系统；31、弹性棉组件；311、弹性棉；312、玻璃丝布；313、棉布；4、底部绝热层；41、混凝土找平层；5、基础承台；6、护栏；7、梯子；81、上部固定件；811、外夹持板；812、内夹持板；813、紧固件；8131、螺柱；8132、螺母；814、挂钩；815、连接板；82、底部固定件；821、固定部；822、翼部；83、绑扎带。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明提供一种低温常压储罐，主要用于空气分离领域氧、氮、氩介质或天然气接收站、液化厂、燃气调峰等工程项目中低温介质的储存。

第一实施例：请参阅图1至图7，本实施例的低温常压储罐为双拱形顶储罐。

如图1所示，该储罐主要由外罐1、内罐2、夹层绝热系统3、底部绝热层4、基础承台5、护栏6和梯子7等主要部件组成。外罐1整体坐落在基础承台5之上，为球缺面拱顶结构，拱顶上部设置起安全防护功能的护栏6，外罐1外壁设置从地面到拱顶的梯子7，方便操作人员通行。内罐2包括呈圆柱形的筒体21、位于筒体21底部敞口处的底板22以及封盖于筒体21顶部敞口处的顶盖23，顶盖23为拱顶结构，底板22处于底部绝热层4上部由底部绝热层4支撑，内罐2整体被外罐1完全包裹。内罐2和外罐1之间的夹层空间设置夹层绝热系统3，夹层绝热系统3包含保冷性能优异的珠光砂(亦称膨胀珍珠岩，图中未示出)和回弹性能优异的弹性棉组件31(图1中未示出，可参考图2)，弹性棉组件31覆盖于内罐2侧壁外表面，利用弹性棉的“弹簧”作用降低珠光砂挤压力作用到内罐2筒体21壁板上。

参阅图2，在沿内罐2整个周向上，弹性棉组件31具有多块，围绕内罐2周向依次拼接，完全覆盖内罐2筒体21的外表面。本实施例中，弹性棉组件31通过特殊设计的固定组件与内罐2连接固定。具体地，固定组件包括上部固定件81、底部固定件82和绑扎带83；上部固定件81固定弹性棉组件31上端并与内罐2连接固定，同时作为绑扎带83的顶部固定点；底部固定件82固定于底部绝热层4上作为绑扎带83的底部固定点；绑扎带83张紧于上部固定件81和底部固定件82之间，使弹性棉组件31紧密贴合内罐2。

一并参阅图2和图3，内罐2的筒体21包括筒体主体211和位于筒体主体211顶部的抗压圈212，抗压圈212与顶盖23密封连接固定。抗压圈212的截面与筒体主体211的截面适配，两者对接固定，抗压圈212的厚度大于筒体主体211的厚度。抗压圈212的外表面通过垫板241、隔板242及轨道板243形成有轨道结构24，以与上部固定件81配合连接。参阅图4，垫板241沿抗压圈212周向间隔设置多个，各垫板241与抗压圈212的外表面贴合焊接，相邻两垫板241之间的间隔依弹性棉组件31的宽度而定。隔板242面积小于垫板241面积，隔板242一一对应贴合焊接于垫板241上，隔板242与垫板241的中心重合。轨道板243的两端分别焊接固定于相邻的两隔板242上，焊接于同一隔板242上的两轨道板243之间具有间隙。隔板242具有一定的厚度，使得轨道板243与抗压圈231的外表面之间具有间隔，而形成供上部固定件81连接固定的轨道结构24，较优地，该间隔在10mm以上。垫板241和隔板242可采用耐低温不锈钢板制成，轨道板243可由不锈钢扁钢制成。

参阅图2、图3、图5及图6，上部固定件81包括外夹持板811、内夹持板812、紧固件813、挂钩814和连接板815。外夹持板811、内夹持板812和紧固件813相配合，构成夹持单元，固定夹持弹性棉组件31的上端；挂钩814通过连接板815与紧固件813连接固定，而与夹持单元、弹性棉组件31连接为整体结构，再挂接固定于内罐2的轨道板243上。

外夹持板811和内夹持板812均采用建造级木材(如松木)制成，能够耐低温，且具有线性膨胀系数小的优良性能。外夹持板811和内夹持板812的长度适配于弹性棉组件31的宽度，与弹性棉组件31上端的边缘轮廓适配。外夹持板811上沿其长度方向开设多个沉孔形式的安装孔(图中未标号)，内夹持板812上对应地开设多个通孔形式的安装孔(图中未标号)。

连接板815的长度与外夹持板811、内夹持板812相适配。如图5所示，连接板815的两端各设置一个挂钩814，挂钩814与连接板815贴合焊接固定，挂钩814的钩部向上超出并背离连接板815，挂钩814与连接板815通过贴合焊接而具有一定的搭接量保证连接强度。连接板815上于两挂钩814之间开设有多个安装孔(图中未标号)。连接板815和挂钩814可均采用耐低温不锈钢扁钢制成。

外夹持板811贴合于弹性棉组件31的外表面，内夹持板812贴合于弹性棉组件31的内表面，连接板815贴合内夹持板812。本实施例中，紧固件813采用双头螺柱8131和适配的螺母8132，螺柱8131依次穿过外夹持板811、弹性棉组件31、内夹持板812及连接板815，螺母8132分别从螺柱8131的两端螺接于螺柱8131上并点焊固定，使得弹性棉组件31被夹紧于外夹持板811和内夹持板812之间。螺柱8131伸出外夹持板811的部分通过修整，使得螺柱8131端部不超出外夹持板811的沉孔外。

如图6所示，弹性棉组件31的主体结构为具有一定厚度的弹性棉311，弹性棉311两表面覆盖棉布313和玻璃丝布312，其中，玻璃丝布312还覆盖弹性棉311的上端端面，以避免珠光砂从弹性棉311顶部进入。弹性棉311、玻璃丝布312及棉布313的上端位置进行脱脂处理后通过低温胶粘结，而后于粘接位置开设通孔(图中未示意)，以与紧固件813配合。为保证弹性棉311与玻璃丝布312、棉布313的紧密接触，在弹性棉组件31的两侧还通过缝线(图中未示意)将弹性棉311与棉布313进行缝合，各缝线位置相间隔，各缝线处弹性棉311的压缩量不超过20mm。回头参阅图2，弹性棉组件31在拼接时，弹性棉组件31最外侧的玻璃丝布312部分覆盖相邻弹性棉组件31的外表面，遮挡弹性棉组件31之间的接缝。

参阅图2和图7，底部固定件82包括呈倒u形的固定部821和从固定部821的u形开口两端弯折向外延伸的翼部822，两翼部822相平齐，底部固定件82可采用耐低温不锈钢圆钢弯制而成。本实施例中，底部固定件82埋设于底部绝热层4的混凝土找平层41内，该混凝土找平层41作为底部绝热层4的表层，与内罐2的底板22接触对内罐2形成支撑。混凝土找平层41在进行混凝土浇筑施工时，底部固定件82预埋设置，随混凝土找平层41的成型而在其内固定。底部固定件82的两翼部822呈水平状态完全埋没于混凝土找平层41内，并距混凝土找平层41的上表面一定距离；固定部821的顶部突出于混凝土找平层41的上表面，并与混凝土找平层41上表面之间形成封闭环。底部固定件82沿内罐2的周向等间距间隔布置，与挂钩814的数量相对应。

参阅图2，绑扎带83上端栓固于上部固定件81的挂钩814上，并确保挂钩814稳固连接，绑扎带83下端固定于底部固定件82的固定部821上，绑扎带83采用适当的拉力张紧，在整个高度方向上均与弹性棉组件31外表面接触，并促使弹性棉组件31贴合于内罐2外表面。绑扎带83可采用马尼拉绳子或麻绳。

较优地，绑扎带83倾斜设置，与水平面之间具有夹角α，该夹角α例如可为60°，每一绑扎带83接触相邻的至少两弹性棉组件31，每一弹性棉组件31受至少两相邻绑扎带83的张紧力作用。通过绑扎带83的优化设置，进一步保证弹性棉组件31与内罐2的紧密贴合。

本实施例的低温常压储罐在进行弹性棉组件31的施工时，将固定有上部固定件81的整条弹性棉组件31使用吊装机具从储罐的临时门位置送入内、外罐之间的夹层空间内，然后将上部固定件81的挂钩814挂接于内罐2外壁提前焊接好的轨道结构24上，并将绑扎带83拴在挂钩814上，确保挂钩814稳固连接。沿内罐2周向依次挂接固定弹性棉组件31，直至全部挂设完毕，最后将所有的绑扎带83以合适的角度系固于预埋在混凝土找平层41的底部固定件82上，采用适当的拉力拉紧绑扎带83，确保绑扎带83整个高度方向上均与弹性棉组件31接触。

第二实施例：请参阅图8和图9，本实施例的低温常压储罐为吊顶型储罐。

参阅图8和图9，该储罐由外罐1a、内罐2a、夹层绝热系统3、底部绝热层4、基础承台5、护栏6和梯子7等主要部件组成，各部件之间的相对位置关系可参照第一实施例。

与第一实施例相区别的是：本实施例中，内罐2a为顶部不密闭的结构，其筒体21a顶部敞口，筒体21a内壁靠近敞口约300mm处设有环向加强筋25a。外罐1a为拱顶结构，其拱顶下方吊接有吊顶121a，吊顶121a靠近内罐2a筒体21a顶部开口处。

本实施例中，内罐2a外壁无需如第一实施例一样额外设置轨道结构，上部固定件81的挂钩814直接挂接在筒体21a的顶部敞口上沿。弹性棉组件31、绑扎带83、底部固定件82的具体结构及设置方式均可参照第一实施例，此处不再重复介绍。

依据上述各实施例的具体介绍可知，本发明至少具有如下优点：本发明的低温常压储罐中，弹性棉组件31由固定组件连接固定于内罐2上，弹性棉组件31的上端通过夹持单元夹持并通过挂钩814挂接固定于内罐2上，除了挂钩814挂接的固定点外，弹性棉组件31在整个高度方向上不需要其他任何与内罐2筒体21的固定点，使得弹性棉组件31外表面流线型更好，当弹性棉组件31外填充珠光砂时，弹性棉组件31的流线外表面可降低珠光砂与弹性棉组件31之间的摩擦阻力，减小弹性棉结构承受的拉力，提高了结构的安全系数，弹性棉组件31在内罐2外的稳定性更高。弹性棉组件31高度方向上受绑扎带83张紧产生的张力作用，而使弹性棉组件31紧密贴合于内罐2的外表面，无需如现有技术中使用低温胶粘接的保温钉进行固定，大大减少粘接保温钉的材料及作业成本，同时避免了保温钉脱落造成弹性棉组件31不能良好贴合内罐2的不利影响。该低温常压储罐中，弹性棉组件31的安装除了上部挂钩814挂设的工作需要高空施工外，其他工作均可以在地面完成，避免了更多的高空施工作业，提高了施工人员的安全，降低施工成本。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。