CN106322100A - 用于装载低温介质的球罐 - Google Patents

Abstract

一种用于装载低温介质的球罐，包括：呈球形的外罐、位于球形外罐内的球形内罐，在外罐与内罐之间形成夹层，内罐的中下部沿周向设置有多个支腿，支腿的上部位于夹层内并与内罐的外壁相连，支腿的下部向下伸出外罐，夹层的上部和下部分别设置多个用以监测夹层温度的温度传感器，内罐壁沿着高度方向分布有多个用以监测内罐温度的温度传感器，每个支腿处于夹层内的部位均设置有用以监测支腿夹层温度的温度传感器。本发明通过在球罐夹层上部、夹层下部、内罐以及支腿的夹层部位合理布设温度传感器，实现了有效、全面地观测全球罐的温度，解决了球罐温度监测的难题，提高了球罐的安全性。

Description

用于装载低温介质的球罐

技术领域

本发明涉及一种低温介质储存罐，尤其涉及一种用于装载低温介质的球形储罐。

背景技术

低温介质，如LNG等清洁能源，近年来，随着国家节能减排力度不断加大，其相关产业受到国家的重视并得到大力支持，从而迅速发展。

目前，存储LNG的储罐主要有：球形、薄膜型、SPB型、conch型和C型。球形储罐作为储存LNG的主流储罐，其通常为双层外罐结构，即包括：球形的外罐和设置球形外罐内部的球形内罐，内罐一般为不锈钢材质，外罐为碳钢材质，内罐与外罐之间具有夹层，并在夹层内填充珠光砂，以达到隔热保温的目的。

与其余几种LNG储存方式相比，球形储罐具有以下优点：（1）在相同容积条件下，球罐具有最小的表面积，设备的净重最小；（2）球罐具有最小的表面积，则意味着传热面积最小，有利于获得最佳隔热保温效果；（3）球罐的球形特征具有最佳的耐外压力性能。

但同时球罐也存在工艺结构复杂，内外罐夹层空间较小等缺陷，因而造成现有的双层球罐难以布置温度监测点，温度传感器安装及电缆敷设的施工难度大等问题，温度传感器及电缆布设不合理不仅影响美观，更严重的，还会影响球罐的整体安全。因此，亟需提供一种针对球罐的温度传感器的安装及电缆铺设方案，以降低球罐施工难度，提高球罐安全。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于装载低温介质的球罐，其通过在球罐各处合理布设温度传感器，解决了球罐温度监测的难题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种用于装载低温介质的球罐，包括：呈球形的外罐、位于球形外罐内的球形内罐，在所述外罐与所述内罐之间形成夹层，所述内罐的中下部沿周向设置有多个支腿，所述支腿的上部位于夹层内并与所述内罐的外壁相连，所述支腿的下部向下伸出外罐，所述夹层的上部和下部分别设置多个用以监测夹层温度的温度传感器，所述内罐壁沿着高度方向分布有多个用以监测所述内罐温度的温度传感器，每个支腿处于夹层内的部位均设置有用以监测支腿夹层温度的温度传感器。

更优地，位于夹层上部的各温度传感器相互间隔分布在同一竖直平面内。

更优地，位于夹层下部的各温度传感器相互间隔地分布在同一圆周上，且位于夹层下部的各温度传感器位于同一高度。

更优地，用以监测所述内罐温度的各温度传感器沿着所述内罐壁分布在同一竖直平面内，相邻两温度传感器之间的高度差相等，且高度差不超过2m。

更优地，每个支腿上设置一个温度传感器，位于各支腿上的温度传感器分布在同一圆周上并位于同一高度。

更优地，所述温度传感器为铂热电阻，包括：铂热电阻阻芯、套装在铂热电阻阻芯外部的保护套管以及接线盒。

更优地，用于监测夹层温度的铂热电阻通过角钢固定在所述外罐上且保护套管平行于所述外罐壁，用于监测所述内罐温度的铂热电阻通过角钢固定在所述内罐上且保护套管垂直于所述内罐壁。

更优地，与各所述温度传感器相连的电缆线在所述夹层内通过桥架走线，并将电缆线引至所述外罐的出线口，且所述出线口处设置有防爆电缆密封盒，所述电缆线经所述防爆电缆密封盒向外引出。

更优地，所述桥架由多节桥架单体串接而成，每节桥架单体均包括一槽型托盘和与所述槽型托盘相适配的盖板，所述槽型托盘侧面开设有供电缆线穿过的过线孔。

更优地，所述过线孔处设置有保护电缆线的护口。

更优地，所述防爆电缆密封盒包括中空的盒体和填充在所述盒体内部的密封填料，盒体的上设置多个过线孔。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1）本发明用于装载低温介质的球罐，通过在球罐夹层上部、夹层下部、内罐以及支腿的夹层部位合理布设温度传感器，实现了有效、全面地观测全球罐的温度，解决了球罐温度监测的难题，提高了球罐的安全性；

2）球罐各处的温度传感器通过电缆将温度信号传输至罐外的接线箱，电缆在夹层走线时使用不锈钢桥架，有效解决了球罐内电缆走线的难题；

3）电缆出外罐时通过防爆电缆密封盒实现密封，不仅确保了外罐的保温效果，还提高整个球罐的电气安全性，杜绝电缆线出罐时因电气打火而造成安全隐患。

附图说明

图1为本发明用于装载低温介质的球罐的温度传感器的分布示意图。

图2为球罐上部夹层和内罐壁的温度传感器的排布示意图。

图3为图2所示球罐的A-A向视图。

图4为球罐下部夹层和支腿位置的温度传感器的排布示意图。

图5为图4所示球罐的B-B向视图。

图6为安装于内罐壁的温度传感器的安装示意图。

图7为安装于夹层的温度传感器的安装示意图。

图8为防爆电缆密封盒的前侧视图。

图9为防爆电缆密封盒的后侧视图。

图10为防爆电缆密封盒安装在外罐上的结构图。

图11为桥架上的两个槽型托盘的连接状态图。

附图标记说明如下：1、外罐；11、垫板；12、出线口；13、镀锌管；2、夹层；3、内罐；31、垫板；32、出线管；4、支腿；50、铂热电阻；501、保护套管；502、接线盒；51、温度传感器；52、温度传感器；53、温度传感器；54、温度传感器；6、电缆线；61、防爆电缆密封接头；71、角钢；72、桥架；721、槽型托盘； 7211、过线孔；722、连接片；7221、固定孔；8、防爆电缆密封盒；81、盒体；811、前壁；812、侧壁；813；顶壁；814、侧壁；815、底壁；816、过线孔。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

参阅图1，本发明的用于装载低温介质的球罐包括：呈球形的外罐1、位于球形外罐1内的球形内罐3、形成在外罐1与内罐3之间的夹层2、用以支撑内罐3的支腿4以及用以监测球罐温度的温度监测系统。

外罐1通常为碳钢材质，内罐3和外罐1之间的夹层2中填充有珠光砂，以对内罐3进行隔热保温。

内罐3通常为不锈钢材质，其内部空间可用装载低温介质，如：LNG（液化天然气）、液氧、液氮、液氩、乙烯、乙烷等。

支腿4设置在内罐3的中下部，支腿4沿内罐3周向设置有多个，每个支腿4的上部均位于夹层2内并与内罐3的外壁相连，支腿4的下部向下伸出外罐1，以支撑在地面等承载面上。

温度监测系统包括：设置在内罐3外壁（内罐3面向夹层2的一面）上的沿高度方向间隔分布的多个监测点，设置在夹层2上部空间内的多个监测点，设置在夹层2下部空间内的多个监测点，以及，设置在每个支腿4处于夹层部位的多个监测点。设置在内罐3上的温度监测点可以有效监测内罐3壁板的温度变化，从而反应罐内介质的温度分层情况；设置在夹层2上部、夹层2下部以及支腿4上的温度监测点可以有效、快速监测到低温介质的泄漏情况，从而明确球罐的工作状态，提高了球罐的安全性。

各监测点通过温度传感器来监测温度，即，夹层2的上部设置有多个用以监测夹层2上部空间温度的温度传感器51，夹层2的下部设置有多个用以监测夹层2下部空间温度的温度传感器52，内罐3外壁沿着高度方向分布有多个用以监测内罐3温度的温度传感器53，每个支腿4位于夹层2内的部位均设置有用以监测支腿4夹层处温度的温度传感器54。

进一步地，参阅图2和图3，夹层2上部的各温度传感器51通过电缆线6将温度信号传输至罐外的接线箱，电缆线6在夹层2内通过桥架72引出至外罐1的出线口。

桥架72可为不锈钢材质制成，其通过角钢71固定在内罐3罐壁上，其距内罐2罐壁的距离可为100mm，以防止桥架72与内罐3之间的距离过近而破坏内罐3。

在其他实施例中，桥架72也可通过角钢固定在外罐1的罐壁上。同样，当桥架72固定在外罐1上时，其最好与外罐1也保持一定间距。

参阅图11，桥架72由多节桥架单体串接而成，每节桥架单体均包括：一槽型托盘721以及与槽型托盘721相适配的盖板（图中未示出）。每节槽型托盘721的长度大概2m样子，宽度约100mm，高度约50mm。槽型托盘721侧面开设有供电缆线穿过的过线孔7211。相邻两槽型托盘721通过连接片722相连，连接片722上设置有固定孔7221，在槽型托盘721的侧面设置有对应的固定孔（图中未示出），二者通过螺栓等紧固件实现连接。

参阅图2和图3，为了方便夹层上部各温度传感器51的电缆走线以及桥架72铺设，夹层2上部的各温度传感器51优选规则地排布在同一竖直平面内，这样，桥架72便可沿着同一圆周面铺设，从而简化了桥架铺设路线，使桥架铺设距离缩短，降低了人工和成本。

夹层2上部的各温度传感器51相互间隔分布，以分别监测夹层上部不同位置的温度值，间隔的距离及温度传感器51的数量可视球罐容积、夹层宽度、支柱数量等工艺数据而根据经验设定。在本实施例中，球罐容积约为2500立方米，夹层宽度约为1.32米，夹层2上部布设有四个温度传感器，其中，两个温度传感器51布设在半径为R1的圆周上，另两个温度传感器51布设在半径为R2的圆周上，其中R2＞R1，且四个温度传感器51位于同一竖直平面内。

进一步地，参阅图2和图3，用以监测内罐3温度的各温度传感器53也通过电缆线6将信号传输至罐外的接线箱，电缆线6在夹层2内通过桥架72引出至外罐1的出线口。

参阅图2，为了方便内罐3上的各温度传感器53的电缆走线以及桥架72铺设，内罐3上的各温度传感器53优选沿着内罐3的罐壁分布在同一竖直平面内，这样，桥架72便可沿着同一圆周面铺设，从而简化了桥架铺设路线，使桥架铺设距离更短，降低了人工和成本。

更优地，夹层2上部的各温度传感器51可与内罐3上的各温度传感器53布置在同一竖直平面内，这样，夹层上部的各温度传感器和内罐3上的各温度传感器53的电缆便可沿着同一桥架走线，从而大大节省了桥架72长度，降低桥架铺设成本。

更优地，用以监测内罐3温度的各温度传感器53沿着内罐3的不同高度位置间隔分布，相邻两温度传感器53之间的高度差相等，且高度差不超过2m，从而通过温度传感器53的分层分布，有效监测罐内液体温度的分层情况。

参阅图4和图5，位于夹层2下部的各温度传感器52优选相互间隔地分布在同一圆周上，且位于夹层2下部的各温度传感器52位于同一高度（即同一水平面内）。这种温度传感器的分布方式一方面可以对夹层2下部沿水平周向一圈进行全方位监测，另一方面，各温度传感器52分布在同一圆周上，也利于桥架72和电缆6铺设，简化桥架72铺设路线，使桥架施工更容易，铺设距离更短，降低了人工和成本。

继续参阅图4和图5，每个支腿4位于夹层2内的部位各设置一个温度传感器54。为方便电缆走线和桥架72铺设，优选使各支腿4上的温度传感器54分布在同一圆周上并位于同一高度，这样，桥架72便可沿着各支腿4的外周一圈铺设，从而不仅简化桥架72施工难度，也节省了人工和成本。

参阅图6和图7，上述各温度传感器51、52、53、54可为铂热电阻50，更优地，为双支式铂热电阻。与铂热电阻50相连的电缆线可为六芯低温电缆，其可耐-196℃低温。

铂热电阻包括：铂热电阻阻芯（图中未示出）、套装在铂热电阻阻芯外部的保护套管501以及接线盒502。铂热电阻阻芯及其外部的保护套管501通过法兰与接线盒502相连。

如图6所示，用于监测内罐3温度的铂热电阻50通过角钢71固定在内罐3上，在内罐3罐壁与角钢71接触的位置设置有垫板31，以保护内罐3，防止破坏内罐3结构的完整性。用于监测内罐3的铂热电阻50安装时，其保护套管501优选垂直于内罐3罐壁，并使保护套管501的头端接触内罐3，从而利于精确感知内罐3温度。

如图7所示，用于监测夹层2温度的铂热电阻50通过角钢71固定在外罐1上，在外罐1罐壁与角钢71接触的位置设置有垫板11，垫板11用以保护外罐1，防止破坏外罐1结构的完整性。用于监测夹层2温度的铂热电阻50安装时，其保护套管501安装方向优选与外罐1罐壁平行，并使铂热电阻50与外罐1之间的距离在300mm样子，从而更精确地感知夹层2内的温度。

用于监测支腿4夹层2处的铂热电阻也可通过角钢固定在支腿4上（图中未示出），安装时，铂热电阻的保护套管501安装方向优选与支腿4垂直，并使保护套管501的头端接触支腿4，从而利于精确感知支腿4夹层处的温度。

电缆线6与每个铂热电阻50的接线盒502相连并通过桥架72走线，以将电缆线引至外罐1的出线口。桥架72的过线孔7211处还设置有保护电缆线的护口（图中未示出）。

参阅图2和图4，在外罐1的出线口处对应夹层2内的一侧还设置有防爆电缆密封盒8，电缆线经防爆电缆密封盒8向外引出，以杜绝电缆线出罐时因电气打火而造成安全隐患。

参阅图8、图9和图10，防爆电缆密封盒8包括：中空的盒体81和填充在盒体81内部的密封填料（图中未示出），密封填料可为防爆胶泥。

盒体8为后侧开口的长方体结构，其包括一前壁811、两侧壁812、814、一顶壁813和一底壁815。其前壁811上开设有多个过线孔816。过线孔816的数量可视电缆线6的端头的数量而定。

防爆电缆密封盒8安装在外罐1的夹层一侧，其后侧开口对应外罐1的出线口12，且开口的四周与外罐1罐壁满焊连接，并在出线口12对应外罐1之外的位置设置镀锌管13，使镀锌管13焊接在出线口12的四周。安装时，首先将电缆线6对应穿入在防爆电缆密封盒前壁811的过线孔816，并通过防爆电缆密封接头61实现过线孔816密封，然后将电缆线经防爆电缆密封盒8从外罐1的镀锌管13向外引出，最后向防爆电缆密封盒内填充防爆胶泥，使外罐的出线口12达到完全的密封要求。

以上仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种用于装载低温介质的球罐，包括：呈球形的外罐、位于球形外罐内的球形内罐，在所述外罐与所述内罐之间形成夹层，所述内罐的中下部沿周向设置有多个支腿，所述支腿的上部位于夹层内并与所述内罐的外壁相连，所述支腿的下部向下伸出外罐，其特征在于，所述夹层的上部和下部分别设置多个用以监测夹层温度的温度传感器，所述内罐壁沿着高度方向分布有多个用以监测所述内罐温度的温度传感器，每个支腿处于夹层内的部位均设置有用以监测支腿夹层温度的温度传感器。

2.如权利要求1所述的用于装载低温介质的球罐，其特征在于，位于夹层上部的各温度传感器相互间隔分布在同一竖直平面内。

3.如权利要求1所述的用于装载低温介质的球罐，其特征在于，位于夹层下部的各温度传感器相互间隔地分布在同一圆周上，且位于夹层下部的各温度传感器位于同一高度。

4.如权利要求1所述的用于装载低温介质的球罐，其特征在于，用以监测所述内罐温度的各温度传感器沿着所述内罐壁分布在同一竖直平面内，相邻两温度传感器之间的高度差相等，且高度差不超过2m。

5.如权利要求1所述的用于装载低温介质的球罐，其特征在于，每个支腿上设置一个温度传感器，位于各支腿上的温度传感器分布在同一圆周上并位于同一高度。

6.如权利要求1所述的用于装载低温介质的球罐，其特征在于，所述温度传感器为铂热电阻，包括：铂热电阻阻芯、套装在铂热电阻阻芯外部的保护套管以及接线盒。

7.如权利要求6所述的用于装载低温介质的球罐，其特征在于，用于监测夹层温度的铂热电阻通过角钢固定在所述外罐上且保护套管平行于所述外罐壁，用于监测所述内罐温度的铂热电阻通过角钢固定在所述内罐上且保护套管垂直于所述内罐壁。

8.如权利要求1所述的用于装载低温介质的球罐，其特征在于，与各所述温度传感器相连的电缆线在所述夹层内通过桥架走线，并将电缆线引至所述外罐的出线口，且所述出线口处设置有防爆电缆密封盒，所述电缆线经所述防爆电缆密封盒向外引出。

9.如权利要求8所述的用于装载低温介质的球罐，其特征在于，所述桥架由多节桥架单体串接而成，每节桥架单体均包括一槽型托盘和与所述槽型托盘相适配的盖板，所述槽型托盘侧面开设有供电缆线穿过的过线孔。

10.如权利要求9所述的用于装载低温介质的球罐，其特征在于，所述过线孔处设置有保护电缆线的护口。

11.如权利要求8所述的用于装载低温介质的球罐，其特征在于，所述防爆电缆密封盒包括中空的盒体和填充在所述盒体内部的密封填料，盒体的上设置多个过线孔。