CN106764395A - 液化天然气储罐 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种液化天然气储罐，液化天然气储罐包括：罐体和罐体外部的一个或多个BOG回收装置，BOG回收装置分别连接用以提供冷量热交换器（如制冷机、低温介质等）和储罐。采用隔热密封腔将液化腔进一步的隔热，依靠比BOG更低温度的热交换器提供的冷量，将BOG液化为LNG，经集液盘收集后通过真空回流管回流至罐体内，整体结构紧凑，安装便捷，制冷效率高，实现储罐的BOG零排放。

Description

液化天然气储罐
技术领域
本发明涉及液化天然气储罐，具体涉及一种液化天然气储罐的BOG回收装置。
背景技术
近年来，随着环境污染日益严重，清洁能源越发受到人们的青睐，但LNG在生产、储运过程中不可避免的吸收热量，产生蒸发气体（BOG），由此造成的损耗较大，不仅在一定程度上污染环境，形成安全隐患，而且造成资源浪费，因此，BOG的回收利用显得尤为重要。
目前BOG再液化的处理方式有两种：一种是将冷凝装置直接安装在储罐顶部，将BOG气体在储罐内直接液化，如专利号为ZL201320230481.6 （公开号：CN203298560U）的“LNG储罐内BOG液化系统”，但该专利中的装置不易安装，结构不够灵活，且易漏热。另一种是将BOG再液化之后返回低温储罐中。在后者处理方式中，BOG的再液化主要使用到的是液化回收装置，为了实现液化回收装置最大换热，达到最大换热效果，绝热结构至关重要，如申请号为201410020565.6（公开号为CN103759497 A ）“小型撬装式液化天然气蒸发气再液化回收装置的安装结构”所示结构，其无真空绝热保护容易，因而易造成热量损失以及制冷效果不够理想的问题。又如专利号为201320237880.5（CN 203249465U）的“一种BOG再液化装置”所示结构，其通过增压BOG气体，循环压缩制冷实现再液化，但该结构工作复杂，制冷量较低。基于现有技术的问题，亟待发明一种高效、便捷的液化天然气储罐的BOG回收装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种液化天然气储罐，在其罐体上方设置了结构紧凑，安装便捷，制冷效率高的BOG回收装置。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种液化天然气储罐，包括罐体以及所述罐体外部设置的至少一个BOG回收装置，所述BOG回收装置分别连接能够提供冷量的热交换器和所述罐体；所述BOG回收装置包括外壳体，所述外壳体内部空间构成隔热密封腔，所述隔热密封腔内设有液化壳体，所述液化壳体内部为液化腔；在所述液化壳体和所述罐体之间连接至少一连通管道，所述连通管将所述液化腔和所述罐体的内部空间连通；所述罐体内的气相介质通过所述连通管道输送至所述液化腔，所述气相介质在所述液化腔内转换成液相介质后经由所述连通管道输送至所述罐体内。
在一优选方案中，所述热交换器的端头设有与该端头紧密接触的冷凝盘，所述冷凝盘位于所述液化壳体的上端并与其固定连接。
在一优选方案中，所述热交换器的端头伸入至所述隔热密封腔而使所述冷凝盘位于所述隔热密封腔中。
在一优选方案中，所述连通管道的数量为一根，所述连通管道的上端连接在所述液化壳体的底部，所述连通管道的下端伸入所述罐体内。
在一优选方案中，所述连通管道的数量为两根以上，包括：供所述罐体内的气相介质进入所述液化腔内的进气管和供所述液化腔内冷凝的液相介质流回至所述罐体内的回流管。
在一优选方案中，所述液化壳体内设有集液盘；所述集液盘顶部具有开口，且该开口面向所述热交换器的端头，所述集液盘的底部设通孔，所述回流管连接至所述集液盘的底部通孔处。
在一优选方案中，所述集液盘的侧壁和所述液化壳体之间具有间隙，所述进气管的上端伸入至所述间隙内，所述集液盘呈漏斗状，所述进气管的开口端面向漏斗状集液盘的侧壁，以通过所述集液盘侧壁对气相介质构成向上的流动导向。
在一优选方案中，所述外壳体和罐体之间设有真空管，所述连通管道穿过所述真空管而连接在所述外壳体和罐体之间。
在一优选方案中，所述外壳体与所述热交换器密封连接。
在一优选方案中，所述隔热密封腔是真空腔或填充有绝热材料的真空绝热腔。
在一优选方案中，所述热交换器的端头上设有换热法兰，所述液化壳体的顶部设有连接法兰；所述换热法兰和连接法兰通过焊接密封连接；其中，所述连接法兰为不锈钢材质制成，所述换热法兰为铜或铝材质制成。
在一优选方案中，还包括多个螺纹管，所述螺纹管贯穿所述液化腔与所述热交换器的端头连接。
在一优选方案中，所述BOG回收装置设置在所述罐体的外部顶端。
由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：本发明依靠热交换器提供冷源，采用多层隔热密封的液化腔以及真空隔热的进气管和回流管，在液化腔内将BOG液化为LNG，经集液盘收集后通过真空回流管回流至罐体内，整体结构紧凑，安装便捷，制冷效率高，实现储罐的BOG零排放。
附图说明
图1是实施例一BOG回收装置的结构示意图。
图2是实施例一BOG回收装置的第二种结构示意图。
图3是实施例一BOG回收装置的第三种结构示意图。
图4是实施例二BOG回收装置的结构示意图。
图5是实施例二BOG回收装置的另一种结构示意图。
附图标记说明如下：3、热交换器；4、第一连接法兰；5、螺栓；6、螺纹管；21、外壳体；22、隔热密封腔；23、液化壳体；24、液化腔；25、集液盘；26、进气管；27、回流管；28、真空管；29、连通管道；211、金属封头；31、热交换器端头；32、换热法兰；33、第二连接法兰。
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。
以下结合一优选实施例对本发明的液化天然气储罐的结构、功能和原理作出详细的说明。
实施例一
参阅图1和图2，本实施例的液化天然气储罐包括：罐体（图中未画出）和罐体外部顶端设置的一个或多个BOG回收装置，BOG回收装置分别连接能够提供冷量的热交换器3和罐体；其中，热交换器3包括热交换器端头31，该热交换器端头31即为热交换器冷指，具有热交换接触面。
进一步地，BOG回收装置还可以设置在除罐体外部顶端的其他位置，此处不作限定。
在实际使用中，热交换器3可以是制冷机、低温介质或其他能与外部冷源连接而使自身温度降低的设备，此处不作限定。
BOG回收装置包括外壳体21和液化壳体23，外壳体21内部空间构成隔热密封腔22，液化壳体23设在隔热密封腔22内，液化壳体23内部为液化腔24。在液化壳体23和罐体之间连接有连通管道，连通管道将液化腔24和罐体的内部空间连通；罐体内的气相介质通过连通管道输送至液化腔24，气相介质在液化腔24内转换成液相介质后经由连通管道输送至所述罐体内。
本实施例中，连通管道包括一根进气管26和一根回流管27，进气管26供罐体内的气相介质通过进气管26输送至液化腔24，回流管27供气相介质在液化腔24内转换成液相介质后经由回流管27输送至罐体内。
进一步地，外壳体21和罐体之间还设有两真空管28，进气管26和回流管27分别穿过两真空管28而连接在外壳体21和罐体之间，减少传热，提高了介质在进气管26和回流管27中的绝热效果。
在实际使用中，进气管26和回流管27的数量均还可以是一根以上，此处不作限定。
为了配合不同种结构的热交换器3，外壳体21可以包括两种结构：第一种是顶部开口的筒状结构，第二种是上端带封头的结构。外壳体21的底部开设两穿孔，供进气管26和回流管27穿设于其中。
如图1和图2所示，当外壳体21为第一种结构时，外壳体21的上部和热交换器3通过第一连接法兰4密封连接，再通过螺栓5进行紧固使外壳体21和热交换器3加强紧固；外壳体21的开口位置与第一连接法兰4密封连接形成隔热密封腔22。当然，除了以法兰的方式连接外壳体21的上部和热交换器3之外，还可以通过焊接的方式密封连接。
如图3所示，当外壳体21为第二种结构时，外壳体21的上端开口位置可以是通过金属封头211进行密封，热交换器端头31通过金属封头211上的通孔伸入外壳体21和液化壳体23内。
隔热密封腔22为真空腔，外壳体21和隔热密封腔22形成多重隔热，提高了绝热效果。
在其他的实施例中，隔热密封腔22还可以是填充有绝热材料的绝热腔，此处不作限定。
液化壳体23的上端具有开口，热交换器端头31与液化壳体23的上端开口位置连接，其具体连接方式为：热交换器端头31上设有换热法兰32，液化壳体23的顶部开口位置设有第二连接法兰33；换热法兰32和第二连接法兰33通过焊接密封连接，较优地，根据法兰的材质还可以采用钎焊密封连接，保证连接强度和密封效果，也减小了连接厚度和重量。此外，热交换器端头31向下连接有多个螺纹管6，各螺纹管6贯穿液化壳体23和换热法兰32，一方面通过螺纹管6将换热法兰32连接在热交换器端头31上，另一方面也利用螺纹管6贯穿液化腔24来将热交换器端头31的冷源传到至液化腔24，增大液化腔24热交换面积，大大增强了换热效果。
进一步地，换热法兰32和第二连接法兰33还可以是整体结构（见图5），结构更加简单，增加密封效果；第二连接法兰33可为不锈钢材质制成，与其连接的液化壳体23也可为不锈钢材质，材质相同使二者易连接，起到增强密封效果的作用。
需要说明的是：当换热法兰32和热交换器端头31二者之间已具有较好的固定连接时，螺纹管6可以省略，结构更加简单；换热法兰32可以是由铜、铝、金或银等高导热材料，这些材质可以大大提高换热效率。
液化壳体23内设有集液盘25，其顶部具有开口，且该开口面向热交换器3的端头，集液盘25的底部设通孔，回流管27连接至集液盘25的底部通孔处。集液盘25的侧壁和液化壳体23之间具有间隙，进气管26的上端伸入至该间隙内，集液盘25呈漏斗状，进气管26的开口端面向漏斗状集液盘25的侧壁，以通过集液盘25侧壁对气相介质构成向上的流动导向。
回流管27的上端连接至集液盘25的底部以及集液盘25的漏斗状结构，便于收集液相介质；而进气管26的上端伸入至集液盘25的侧壁和液化壳体23之间的间隙内，利用漏斗状集液盘25的侧壁对气流产生更好的导向作用，大大提升了冷凝效率。
此外，热交换器端头31还设有与该热交换器端头31紧密接触的冷凝盘（图中未标出），冷凝盘位于液化壳体23的上端开口处并与其固定连接，且集液盘25的开口与冷凝盘相对，便于收集冷凝盘冷凝的液相介质。较优地，冷凝盘的底部设有换热肋片，可增大传热面积，提高热交换。本实施例中，热交换器端头31伸入至隔热密封腔22而使冷凝盘位于隔热密封腔22中，以提高绝热效果。
在实际使用时，在隔热效果允许的情况下，热交换器端头31也可以仅置于隔热密封腔22的上部开口位置，此处不做限定。
在其他的实施例中，集液盘25也可以省去（见图3），液化腔24中的液相介质可以通过自重或由进气管26加压回流至罐体内。
本实施例的BOG回收原理为：罐体内的气相介质通过进气管26输送至液化腔24，漏斗状集液盘25的倾斜侧壁将气相介质导流至液化腔24的上部，在冷凝盘冷凝的作用下气相介质在冷凝盘上冷凝成液相介质，随后经集液盘25收集并由回流管27输送至罐体内。本实施例中介质通过的进气管26、回流管27以及液化腔均采用了高效隔热措施，降低了与外界的热传导、对流、辐射，减少热传导。
实施例二
参阅图4和图5，本实施例与实施例一的不同之处在于：BOG回收装置中的连通管道29的数量为一根，连通管道29的上端连接在液化壳体23的底部，连通管道29的下端伸入罐体内。连通管道29既导流从罐体内至液化腔24的气相介质也导流从液化腔24至罐体内的液相介质。
在实际的使用中，因本实施例中连通管道29的数量为一根，所以可根据罐体产生气相介质的量使用粗细不同的连通管道，此处不作限定。
此外，BOG回收装置中还省略了集液盘25，使BOG回收装置整体重量更轻，结构更加简单。
综上所述，本发明液化天然气储罐整体结构紧凑，安装方便，BOG制冷过程隔热效果好，大大提高了换热效率。
虽然已参照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。

Claims (13)

1.一种液化天然气储罐，包括罐体以及所述罐体外部设置的至少一个BOG回收装置，其特征在于，所述BOG回收装置分别连接能够提供冷量的热交换器和所述罐体；
所述BOG回收装置包括外壳体，所述外壳体内部空间构成隔热密封腔，所述隔热密封腔内设有液化壳体，所述液化壳体内部为液化腔；
在所述液化壳体和所述罐体之间连接至少一连通管道，所述连通管将所述液化腔和所述罐体的内部空间连通；所述罐体内的气相介质通过所述连通管道输送至所述液化腔，所述气相介质在所述液化腔内转换成液相介质后经由所述连通管道输送至所述罐体内。
2.如权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述热交换器的端头设有与该端头紧密接触的冷凝盘，所述冷凝盘位于所述液化壳体的上端并与其固定连接。
3.如权利要求2所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述热交换器的端头伸入至所述隔热密封腔而使所述冷凝盘位于所述隔热密封腔中。
4.如权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述连通管道的数量为一根，所述连通管道的上端连接在所述液化壳体的底部，所述连通管道的下端伸入所述罐体内。
5.如权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述连通管道的数量为两根以上，包括：供所述罐体内的气相介质进入所述液化腔内的进气管和供所述液化腔内冷凝的液相介质流回至所述罐体内的回流管。
6.如权利要求5所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述液化壳体内设有集液盘；所述集液盘顶部具有开口，且该开口面向所述热交换器的端头，所述集液盘的底部设通孔，所述回流管连接至所述集液盘的底部通孔处。
7.如权利要求6所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述集液盘的侧壁和所述液化壳体之间具有间隙，所述进气管的上端伸入至所述间隙内，所述集液盘呈漏斗状，所述进气管的开口端面向漏斗状集液盘的侧壁，以通过所述集液盘侧壁对气相介质构成向上的流动导向。
8.如权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述外壳体和罐体之间设有真空管，所述连通管道穿过所述真空管而连接在所述外壳体和罐体之间。
9.如权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述外壳体与所述热交换器密封连接。
10.如权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述隔热密封腔是真空腔或填充有绝热材料的真空绝热腔。
11.如权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述热交换器的端头上设有换热法兰，所述液化壳体的顶部设有连接法兰；所述换热法兰和连接法兰通过焊接密封连接；其中，所述连接法兰为不锈钢材质制成，所述换热法兰为铜或铝材质制成。
12.如权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，还包括多个螺纹管，所述螺纹管贯穿所述液化腔与所述热交换器的端头连接。
13.如权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述BOG回收装置设置在所述罐体的外部顶端。
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