一种LNG自增压储罐的制作方法

本发明涉及实验室用自增压供液储罐技术领域，具体涉及一种lng自增压储罐。

背景技术：

加注到储液罐的初始液化天然气一般都处在常压状态下，在进行使用时，需先对储罐进行自增压，当压力增加到出液需要压力范围后，再开始进行出液供气。自增压的基本原理是将储罐内的低温液体排出，经汽化器汽化再返回自储罐的气相空间。由于气体的比体积要比液体的比体积大得多，从而可以利用气体挤压储罐内lng达到储罐增压的目的。

现有技术的储液罐自增压系统仅通过手动阀门的开关控制取液和自增压动作，储罐内的压力波动较大，无法精确控制压力和流量。cn201720938193.4公开了一种低温储罐快速自增压管路，它通过上反气封管、液相截止阀、气化增压器、增压泵、气相截止阀实现自增压，增加出液量，提高储罐的利用效率，但是需要使用外能源增压泵及气化增压器，且压力波动较大，无法控制压力和流量。

以lng作为研究方向的高校和研究所，开展lng试验会涉及不同的压力、流量等工况，现有的储罐无法很好地满足实验室里的需求。因此研究一种可以实现简便有效控制的lng储罐很有必要。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种lng自增压储罐，能满足不同工况的试验用，易控制、易操作、结构简单，可对压力和流量进行控制。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：它包括储液罐本体和辅热增压装置；所述储液罐本体由不锈钢内胆、不锈钢外壳、真空绝缘夹层、阀门管路组成，阀门管路布置在储液罐本体的顶部，包括双安全阀、进出液阀、放空阀及用气阀；所述辅热增压装置由压力传感器、温度传感器、液位传感器、热电阻片、绝缘绝热覆盖层、控制单元、电源组成，其中压力传感器、温度传感器、液位传感器布置在储液罐本体的顶部，压力传感器、温度传感器、液位传感器、电源分别与控制单元电连接，热电阻片布置在不锈钢内胆的外表面，热电阻片外表面覆盖有绝缘绝热覆盖层，热电阻片与电源、控制单元电连接。

进一步的，所述储液罐本体为圆柱形，不锈钢外壳和不锈钢内胆之间为真空绝缘夹层，双安全阀设在储液罐本体的顶部，进出液阀和放空阀分别设在储液罐本体上方的两侧，用气阀设在储液罐本体的上方一侧，压力传感器、温度传感器、液位传感器的感应端设在储液罐本体的内部。

工作原理如下：初始状态下打开进出液阀，对不锈钢内胆内进行lng加注，通过监测液位传感器反馈的信号确定储液罐本体内lng液位，达到所需液位后关闭进出液阀，同时通过压力传感器、温度传感器、液位传感器检测储液罐本体内初始参数，通过电信号的形式反馈给控制单元，此刻储液罐本体的初始液化天然气一般都处在常压状态下，在进行使用时，需先对储液罐本体进行自增压；

在控制单元设定某一压力，当工作压力小于设定压力值时，控制单元接通热电阻片的电源，使储液罐本体内lng部分汽化，利用气体的比体积要比液体的比体积大得多，利用汽化后的lng气体挤压液态lng以达到储液罐本体增压效果；控制单元通过压力传感器传输的信号检测储液罐本体内压力情况的变化，当罐内状态达到预定状态，控制单元自动断开电源，维持此时的压力；使用前静置一段时间，待到压力稳定，气液相分层后，即可打开进出液阀，使增压后的lng流出，进行使用；当所需压力较大时，通过控制单元可调大热电阻片的功率，加快增压速率，接近所需压力时则自动减小热电阻片功率，使压力缓慢增压到设定压力，此刻控制单元自动断开电源。

采用上述结构后，本发明的优点在于：

1、相比于市面上的lng储罐无法根据试验的实际情况调节压力大小、控制增压速度，本发明用辅热增压方式代替储罐的自增压系统，用热电阻片功率的大小来控制罐内lng的汽化程度；

2、控制单元通过收到的各种传感器采集罐内lng的状态参数来调节热电阻片功率，以此可以较为精确地控制罐内压力、液位、温度等物理状态，操作更为简便；同时取代了自增压的增压盘管和lng汽化器，结构更为简单；

3、绝缘绝热覆盖层的作用为减少热电阻的热量流失，减少浪费。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的工作流程示意图。

附图标记说明：1-双安全阀；2-压力传感器；3-温度传感器；4-液位传感器；5-进出液阀；6-用气阀；7-不锈钢内胆；8-不锈钢外壳；9-热电阻片；10-绝缘绝热覆盖层；11-放空阀；12-电源；13-控制单元；14-储液罐本体；15-增压后lng。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它包括储液罐本体14和辅热增压装置；所述储液罐本体14由不锈钢内胆7、不锈钢外壳8、真空绝缘夹层、阀门管路组成，阀门管路布置在储液罐本体14的顶部，包括双安全阀1、进出液阀5、用气阀6及放空阀11，由于低温液体lng的压力容易急剧升高，受环境温度和设备自身绝热性能影响大，设置两个安全阀，一个是主安全阀，即工作安全阀，压力较高，泄放能力强，防止火灾等急剧超压的排放泄压，另一个辅助安全阀，压力稍低，泄放能力小些，少量超压排放，同时起警示作用，放空阀11的作用是当用泵进行充装时，可以通过此阀门控制充装液体，也可以通过此阀门排放低温瓶内胆顶部的气体；

所述辅热增压装置由压力传感器2、温度传感器3、液位传感器4、热电阻片9、绝缘绝热覆盖层10、电源12、控制单元13组成，其中压力传感器2、温度传感器3、液位传感器4布置在储液罐本体14的顶部，压力传感器2、温度传感器3、液位传感器4、电源12分别与控制单元13电连接，热电阻片9布置在不锈钢内胆7的外表面，热电阻片9外表面覆盖有绝缘绝热覆盖层10，热电阻片9与电源12、控制单元13电连接，热电阻片9的作用为加速提升储液罐本体14内lng温度，加速储液罐本体14内lng汽化，以提升储液罐本体14内lng的压力，绝缘绝热覆盖层10作用为减少热电阻的热量流失，控制单元13通过压力传感器2、温度传感器3、液位传感器4反馈的电信号来控制热电阻片9功率的大小，以此控制储液罐本体14内lng的压力、温度、液位等物理状态。

所述储液罐本体14为圆柱形，不锈钢内胆7和不锈钢外壳8之间为真空绝缘夹层，双安全阀1设在储液罐本体14的顶部，进出液阀5和放空阀11分别设在储液罐本体14上方的两侧，用气阀6设在储液罐本体14的上方一侧，压力传感器2、温度传感器3、液位传感器4的感应端设在储液罐本体14的内部。

具体工作流程如下：如图2所示，初始状态下打开进出液阀5，对不锈钢内胆7内进行lng加注（过程a），通过监测液位传感器4反馈的信号确定储液罐本体14内lng液位，达到所需液位后关闭进出液阀5（过程b），同时通过压力传感器2、温度传感器3、液位传感器4检测储液罐本体14内初始参数，通过电信号的形式反馈给控制单元13（过程c），此刻储液罐本体14的初始液化天然气一般都处在常压状态下，在进行使用时，需先对储液罐本体14进行自增压。

在控制单元13设定某一压力，当工作压力小于设定压力值时，控制单元13接通热电阻片9的电源12（过程d），使储液罐本体14内lng部分汽化，利用气体的比体积要比液体的比体积大得多，利用汽化后的lng气体挤压液态lng以达到储液罐本体14增压效果（过程e）；控制单元13通过压力传感器2传输的信号检测储液罐本体14内压力情况的变化，当罐内状态达到预定状态，控制单元13自动断开电源12，维持此时的压力。使用前静置一段时间，待到压力稳定，气液相分层后，即可打开进出液阀5，使增压后的lng15流出，进行使用（过程f）；当所需压力较大时，通过控制单元13可调大热电阻片9的功率，加快增压速率，接近所需压力时则自动减小热电阻片9功率，使压力缓慢增压到设定压力，此刻控制单元13自动断开电源12。以上所述的双安全阀1、压力传感器2、温度传感器3、液位传感器4、进出液阀5、热电阻片9、绝缘绝热覆盖层10、放空阀11、电源12、控制单元13等部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本领域技术人员可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知的，不再阐述。

本具体实施方式用热电阻片功率的大小来控制罐内lng的汽化程度，控制单元通过收到的各种传感器采集罐内lng的状态参数来调节热电阻片功率，以此可以较为精确地控制罐内压力、液位、温度等物理状态，操作更为简便；同时取代了自增压的增压盘管和lng汽化器，结构更为简单；绝缘绝热覆盖层的作用为减少热电阻的热量流失，减少浪费。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本实用发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。