一种用于船用低温储罐的上部支承结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及船用低温储罐的支承领域，具体涉及一种用于船用低温储罐的上部支 承结构。
【背景技术】
[0002] 船用低温储罐一般采用卧式双层压力容器制造而成，其中内层压力容器和外层压 力容器均采用奥氏体不锈钢材料制成，内层压力容器的表面采用多层缠绕绝热方式进行绝 热保温。内层压力容器和外层压力容器之间采用8点支撑方式，其中上部采用4点支撑的 上部支承，下部采用4点支撑的下部支承。上部支承和下部支承均采用_196°C的低温环氧 玻璃钢材料制造。
[0003] 上部支承和下部支承能够将内外层压力容器连接为一体，下部支承主要承受内层 容器的重量，上部支承主要承受惯性力作用；与此同时，上部支承和下部支承也是热量由外 部环境传导到内层压力容器的主要途径。
[0004] 参见图1、图2所示，传统的上部支承2为中空的圆筒结构，上部支承2安装时，上 部支承2的顶部通过支承管座3与外层压力容器4固定，上部支承2的底部通过支承垫板 1与内层压力容器5接触。
[0005] 但是，参见图2所示，上部支承2在安装和使用过程中，外部的热量会依次经过支 承管座3、中空的上部支承2和支承垫板1传递至内层压力容器5中储存的低温液体。低温 液体吸收热量后会蒸发形成BOG(Boilling Off Gas，闪蒸汽）气体，BOG气体超过安全阀的 排放压力时，会自动从安全阀排放至外界，进而损失部分低温液体。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于船用低温储罐的上 部支承结构。本发明将上部支承结构的传热面积由"面接触"变为"点接触"，能够在保证上 部支承结构整体长度不变的情况下，增加上部支承结构的传热热阻，显著降低了热传导面 积，进而使得内层压力容器储存的低温液体吸收的热量减少，显著降低了船用低温储罐的 日蒸发率。
[0007] 为达到以上目的，本发明提供的用于船用低温储罐的上部支承结构，包括上部支 承主体，上部支承主体为圆筒结构，其特征在于：所述上部支承主体的高度为50~60mm，壁 厚为20~25mm ;上部支承主体的底部设置有支承座，支承座为开口向上的半球形结构，其 高度为40~50_。
[0008] 在上述技术方案的基础上，所述上部支承结构与低温储罐安装时，将上部支承主 体的顶部通过安装用的支承管座与低温储罐的外层压力容器固定，将支承座的底部中心通 过安装用的支承垫板与低温储罐的内层压力容器接触。
[0009] 在上述技术方案的基础上，所述支承座的内壁为开口向上的锥形。
[0010] 在上述技术方案的基础上，所述支承座的内壁的锥角为120°。
[0011] 在上述技术方案的基础上，所述支承座的高度为45mm。
[0012] 在上述技术方案的基础上，所述上部支承主体和支承座一体成型。
[0013] 在上述技术方案的基础上，所述上部支承主体的高度为55mm，壁厚为23mm。
[0014] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0015] 本发明的上部支承结构包括一体成型的上部支承主体和支承座，上部支承主体和 支承座的高度和与现有技术中上部支承的高度相同。与现有技术中圆筒结构的上部支承相 比，本发明在保证上部支承结构整体长度不变的情况下，将上部支承结构底部的形状（即 支承座）由圆环形改变为半球形。
[0016] 有鉴于此，本发明安装和使用时，上部支承结构的传热面积会沿着半球形结构的 支承座逐步减小（半球形结构开口向上，从上至下半径越来越小，进而使得传热面积逐渐 减小），最后趋近于"点接触"。因此，本发明能够增加上部支承结构的传热热阻，显著降低 了热传导面积，进而使得内层压力容器储存的低温液体吸收的热量减少，显著降低了船用 低温储罐的日蒸发率。
【附图说明】
[0017] 图1为现有技术中上部支承的结构示意图；
[0018] 图2为现有技术中的上部支承与船用低温储罐安装时的结构示意图；
[0019] 图3为本发明实施例中的上部支承结构的结构示意图；
[0020] 图4为本发明实施例中的上部支承结构与船用低温储罐安装时的结构示意图。
[0021] 图中：1_支承垫板，2-上部支承，3-支承管座，4-外层压力容器，5-内层压力容 器，6-上部支承主体，7-支承座。
【具体实施方式】
[0022] 以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
[0023] 本发明实施例中的用于船用低温储罐的上部支承结构，基于Fourier (热欧姆）定 律得出。
[0024] 根据 Fourier 定律
[0025] 上式中，Q为支承的漏热量，A为支承的横截面积，L为支承的长度，Δ T为支承两 端的温差，λ为支承材料在Δ T温度区间的平均热导率。
[0026] 从上式可以看出，为了降低支承的热传导Q，只能减小支承的横截面积A或者增加 支承的长度L。在船用低温储罐的设计中，因为要降低船体的重心，需要减轻储罐的重量，所 以低温储罐设计时，一般不会增加夹层空间的距离（即支承的长度L)。因此，本发明的上部 支承结构在设计时，需要考虑如何减小支承的横截面积Α。
[0027] 有鉴于此，参见图3所示，本发明实施例中的用于船用低温储罐的上部支承结构， 包括上部支承主体6,上部支承主体6为中空的圆筒结构，其高度为50~60mm，壁厚为20~ 25mm (本实施例中上部支承主体6的高度为55mm，壁厚为23mm)。
[0028] 上部支承主体6的底部设置有支承座7 (上部支承主体6和支承座7 -体成型）， 支承座7为开口向上的半球形结构，其总体高度为40~50mm(本实施例中支承座7的高度 为45mm)，其外壁为半球形；为了便于支承座7的加工，支承座7的内壁为开口向上的锥形， 其锥角（即底角）为120°
[0029] 参见图4所示，本发明实施例中的用于船用低温储罐的上部支承结构安装时，将 上部支承主体6的顶部通过支承管座3与外层压力容器4固定，将支承座7的底部中心通 过支承垫板1与内层压力容器5接触。
[0030] 本发明实施例中的用于船用低温储罐的上部支承结构使用时，在保证上部支承结 构整体长度不变的情况下，改变了上部支承结构的形状。上部支承结构的传热面积沿着半 球形结构的支承座7逐步减小（半球形结构开口向上，从上至下半径越来越小，进而使得传 热面积减小，增加了传热热阻），最后趋近于"点接触"（实际上为面积很小的面接触），显著 降低了热传导面积，进而使得内层压力容器5储存的低温液体吸收的热量减少，显著降低 了船用低温储罐的日蒸发率。
[0031] 本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离 本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护 范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1. 一种用于船用低温储罐的上部支承结构，包括上部支承主体（6)，上部支承主体（6) 为圆筒结构，其特征在于：所述上部支承主体（6)的高度为50~60mm，壁厚为20~25mm ; 上部支承主体(6)的底部设置有支承座（7)，支承座（7)为开口向上的半球形结构，其高度 为 40 ~50mm。2. 如权利要求1所述的用于船用低温储罐的上部支承结构，其特征在于：所述上部支 承结构与低温储罐安装时，将上部支承主体（6)的顶部通过安装用的支承管座（3)与低温 储罐的外层压力容器（4)固定，将支承座（7)的底部中心通过安装用的支承垫板（1)与低 温储罐的内层压力容器（5)接触。3. 如权利要求1所述的用于船用低温储罐的上部支承结构，其特征在于：所述支承座 (7)的内壁为开口向上的锥形。4. 如权利要求3所述的用于船用低温储罐的上部支承结构，其特征在于：所述支承座 (7)的内壁的锥角为120°。5. 如权利要求1至4任一项所述的用于船用低温储罐的上部支承结构，其特征在于： 所述支承座（7)的高度为45mm。6. 如权利要求1至4任一项所述的用于船用低温储罐的上部支承结构，其特征在于： 所述上部支承主体（6)和支承座（7) -体成型。7. 如权利要求1至4任一项所述的用于船用低温储罐的上部支承结构，其特征在于： 所述上部支承主体（6)的高度为55mm，壁厚为23mm。
【专利摘要】本发明公开了一种用于船用低温储罐的上部支承结构，涉及船用低温储罐的支承领域。该上部支承结构包括上部支承主体，上部支承主体为圆筒结构，所述上部支承主体的高度为50～60mm，壁厚为20～25mm；上部支承主体的底部设置有支承座，支承座为开口向上的半球形结构，其高度为40～50mm。本发明将上部支承结构的传热面积由“面接触”变为“点接触”，能够在保证上部支承结构整体长度不变的情况下，增加上部支承结构的传热热阻，显著降低了热传导面积，进而使得内层压力容器储存的低温液体吸收的热量减少，显著降低了船用低温储罐的日蒸发率。
【IPC分类】F17C13/00
【公开号】CN104948910
【申请号】CN201510398902
【发明人】金文进, 罗军, 刘君, 周永江, 余靖, 段淑萍
【申请人】武汉武船重型装备工程有限责任公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月8日