CN107166161B - 深冷压力容器的卸液系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种深冷压力容器的卸液系统，连接在大容器上，用以帮助所述大容器向外卸深冷介质，所述卸液系统包括：小容器以及增压设备，所述小容器通过管路与所述大容器相连，并接收来自于所述大容器的深冷介质，所述增压设备通过将深冷介质气化后的气体介质注入所述小容器而使所述小容器增压，从而使所述小容器内的深冷介质能够快速向外排放。在相同的增压或进气速度下，小容器的增压速度更快，快速达到开始卸液的压力点。同时，大容器因为有小容器辅助卸液，其工作压力就可以降低，提高了设备安全性能，也大大降低了大容器的制作成本，经济性也得到提高。本发明的卸液系统操作方便，卸液压力调节范围灵活，适应范围更广。

Description

深冷压力容器的卸液系统

技术领域

本发明涉及深冷介质储运压力容器，特别涉及一种通过压力容器卸液的系统设备。

背景技术

储运深冷介质（如液氧、液氮、液氩、LNG等）容器，要将容器内的介质进行卸载，目前通常通过以下两种方式进行卸液：第一种是依靠自增压的方式增压至较高的压力后再依靠压差排液，这种方式耗费时间长，且介质损耗大。第二种是安装低温泵，通过低温泵增压将深冷介质输送到指定设备，由于低温泵价格较高，导致这种卸液方式的装备成本太高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明在于提供一种深冷压力容器的卸液系统，以解决现有技术中卸液耗费时间长、介质损失大以及成本较高等问题。

针对上述技术问题，本发明提出一种深冷压力容器的卸液系统，连接在大容器上，用以帮助所述大容器向外卸深冷介质，所述卸液系统包括：小容器以及增压设备，所述小容器通过管路与所述大容器相连，并接收来自于所述大容器的深冷介质，所述增压设备通过将深冷介质气化后的气体介质注入所述小容器而使所述小容器增压，从而使所述小容器内的深冷介质能够快速向外排放。

在一优选方案中，所述增压设备接收来自于所述小容器内的深冷介质并气化成气体介质注入所述小容器。

在一优选方案中，所述增压设备包括：自增压供气管道和设在所述自增压供气管道上的气化器；所述自增压供气管道的两端均与所述小容器连接，其一端连接在所述小容器的下部且用以与所述小容器内的液体介质连通，另一端连接在所述小容器的上部用以与所述小容器内的气相空间连通；所述气化器能够将所述自增压供气管道内的液体介质转换成气体介质而注入所述小容器内。

在一优选方案中，还包括液体缓冲罐，所述液体缓冲罐连接在所述小容器和所述气化器之间，或者链接在所述大容器和所述气化器之间，接收来自于所述小容器或所述大容器的深冷介质，并将深冷介质输送给所述气化器。

在一优选方案中，所述增压设备接收来自于所述大容器内深冷介质气化后的的气体介质并注入所述小容器。

在一优选方案中，所述增压设备包括：增压供气管道和设在所述增压供气管道上的增压机；所述增压供气管道的一端与所述大容器的气相空间连通，另一端与所述小容器的气相空间连通；所述增压机接收来自于所述大容器内的气体介质并对其进行增压，而使增压后的气体介质注入所述小容器内，或者将所述小容器内的气体介质注回至所述大容器内。

在一优选方案中，还包括换热器，所述换热器接收来自于所述大容器内的气体介质并对其进行热交换后输送至所述增压机；或者接受来自于所述小容器的气体介质并对其进行热交换后输送至所述增压机，并通过所述增压机增压后注回至所述大容器内。

在一优选方案中，所述小容器的气相空间与所述大容器的气相空间还连接有回注管路，以通过所述回注管路和所述增压机将所述小容器内的气体介质注回至所述大容器内。

在一优选方案中，还包括用以缓冲储存所述气体介质的气体缓冲罐。

在一优选方案中，所述小容器的数量为多个，所述增压设备能够对多个小容器交替增压以实现卸液系统不间断卸液。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：首先，在相同的增压或进气速度下，小容器的增压速度更快，快速达到开始卸液的压力点。特别是当大容器内深冷介质液面较低的情况下增压作用尤其明显，不仅可节约卸液时间，还能够减少增压损耗。其次，大容器因为有小容器辅助卸液，其工作压力就可以降低，提高了设备安全性能；同时也大大降低了大容器的制作成本，经济性也得到提高。其次，降低了大容器因增压而导致的升温问题，延长大容器内介质的无损储存时间。最后，该卸液系统操作方便，卸液压力调节范围灵活，适应范围更广。

附图说明

图1是本发明实施例一的卸液系统结构示意图。

图2是本发明实施例二的卸液系统结构示意图。

图3是本发明实施例三的卸液系统结构示意图。

图4是本发明实施例四的卸液系统结构示意图。

图5是本发明实施例五的卸液系统结构示意图。

图6是本发明实施例六的卸液系统结构示意图。

附图标记说明如下：1、大容器；2、进液管；3、第一液体控制阀；4、排液管；5、第二液体控制阀；6、液体出口阀；7、小容器；8、气体进出管；9、第一压力表；10、第一超压排放阀；11、第一排气阀；12、第一进气阀；131、自增压控制阀；132、气化器；133、自增压供气管道；14、第二排气阀；134、液体缓冲罐；135、自增压气相控制阀；136、液体缓冲罐控制阀；137、增压循环阀；121、第二进气阀； 111、第三排气阀；112、第四排气阀；15、气体缓冲罐；101、第二超压排放阀； 91、第二压力表；71、小容器；122、第三进气阀；112、第四排气阀；113、第五排气阀；102、第三超压排放阀；92、第三压力表；141、第四进气阀；161、增压机；162、换热器；163、增压供气管道。

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。

以下将结合六个具体实施例详细说明本发明深冷压力容器的卸液系统的结构。

实施例1

请参阅图1，本实施例的深冷压力容器的卸液系统连接在大容器1上，用以帮助大容器1向外卸深冷介质，主要用于深冷液体贮罐、槽车等产品的卸液工况，主要适用于向压力较高的目标罐卸液。

该卸液系统包括：小容器7和增压设备。其中，小容器7可以是立式，也可以是卧式容器。大容器1和小容器7均按介质贮存的要求，设置绝热结构，如真空绝热壳体；具体地，大容器1和小容器7可以在同一个真空壳体内，也可以布置在不同的真空壳体内，或者是两个连通的真空壳体内。

小容器7通过管路（本实施例为进液管2）与大容器1相连，并接收来自于大容器1的深冷介质。

增压设备通过将深冷介质气化后的气体介质注入小容器7而使小容器7增压，从而使小容器7内的深冷介质能够快速通过液体出口阀6向外排放。

本实施例的增压设备接收来自于小容器7内的深冷介质并气化成气体介质注入小容器7。

具体地，增压设备包括自增压控制阀131、气化器132和自增压供气管道133，自增压控制阀131和气化器132均设在自增压供气管道133上，且自增压控制阀131设在小容器7和气化器132之间的自增压供气管道133上。其中，气化器132的位置在竖直方向上低于小容器7以保证小容器7内的深冷介质能够因重力自然流向气化器132。

自增压供气管道133的两端均与小容器7连接，其一端连接在小容器7的下部且用以与小容器7内的液体介质连通，另一端连接在小容器7的上部用以与小容器7内的气相空间连通；气化器132能够将自增压供气管道133内的液体介质转换成气体介质而注入小容器7内。

进液管2上设有第一液体控制阀3，贮存深冷介质的大容器1通过进液管2与小容器7相连通并用第一液体控制阀3进行控制。

排液管4从小容器7底部引出，小容器7通过排液管4与目标接收容器（图中省略）相连，排液管4的尾端通过液体出口阀6与目标接收容器连接，排液管4上设有第二液体控制阀5，小容器7通过排液管4与目标接收容器相连通并用第二液体控制阀5进行控制。

进一步地，自增压供气管道133通过气体进出管8与小容器7相连，气体进出管8上设有第一进气阀12。

小容器7连接的气体进出管8上设置有第一压力表9、第一超压排放阀10和第一排气阀11。第一超压排放阀10是自动式排放阀，第一排气阀11是手动式排放阀；第一超压排放阀10出口可根据介质特性的不同选择排风方式，例如：直接排向大气、排向大容器1或其它气体收集装置（当介质属于无污染介质时可以直接排向大气）。第一压力表9用于检测小容器7的压力情况，当小容器7压力超过预设值时第一超压排放阀10能够自动向外排气，也可以通过手动操作第一排气阀11向外排气。

在实际使用中，第一压力表9、第一超压排放阀10和第一排气阀11还可以直接安装在小容器7上。

本实施例卸液系统的工作流程为：首先默认卸液系统中的每个阀门处于关闭状态。打开第一液体控制阀3，大容器1通过进液管2向小容器7排液，排放一定量的深冷介质后关闭第一液体控制阀3；打开自增压控制阀131和第一进气阀12，小容器7中深冷介质因为重力沿自增压供气管道133流出，经过气化器132后气化，该气化后的气体介质沿自增压供气管道133和气体进出管8注入小容器7内。需要说明的是气化器132气化的过程气体介质的压力明显大于气化前的液体介质压力，该气体介质注入小容器7实现对小容器7的增压；然后，打开第二液体控制阀5，增压后的小容器7内的深冷介质顺畅沿排液管4排出。

需要说明的是，上述工作流程中，小容器7的增压和卸液也可以是同时进行。

当小容器7内的压力过高时，可以关闭自增压控制阀131停止小容器7的自增压过程，也可以打开第一超压排放阀10或第一排气阀11向外排气。

当大容器1内的压力过高时，可以打开第二排气阀14向外排气进行降压。

较优地，大容器1连接的进液管2和/或小容器7的排液管4上设置流量计（图中未示出）以计量深冷介质流出的量。

实施例2

参阅图2，本实施例与实施例1不同之处在于：卸液系统还包括液体缓冲罐134和气体缓冲罐15。

液体缓冲罐134连接在小容器7和气化器132之间，接收来自于小容器7的深冷介质用以缓存深冷介质，并将深冷介质经气化器132后及时向小容器7补充气体介质而实现对小容器7的增压。具体地，液体缓冲罐134连接在小容器7和自增压控制阀131之间，液体缓冲罐134和小容器7之间的管路上设有液体缓冲罐控制阀136。在工作流程中，打开液体缓冲罐控制阀136，小容器7内的深冷介质经管路流至液体缓冲罐134内，用以缓冲即将在气化器132气化的深冷介质。

较优地，在液体缓冲罐控制阀136和液体缓冲罐134之间的管路上引出一条管路，该管路的另一端与自增压气相控制阀135和气化器132之间的管路连通，且该管路上设有增压循环阀137，自此，液体缓冲罐134、自增压控制阀131、气化器132和增压循环阀137形成循环回路。该循环回路的目的在于利用管路中的气压将液体缓冲罐134中的液体介质充分气化以补给气体缓冲罐15，保证在小容器7卸液时气体缓冲罐15的压力高于小容器7的压力。

当液体缓冲罐134向气体缓冲罐15输送气体介质的工作过程中，首先，液体缓冲罐控制阀136处于关闭状态，自增压控制阀131和自增压气相控制阀135处于打开状态；当液体缓冲罐134的压力减少时，打开增压循环阀137该循环回路开启，回路中的气体介质能够及时向液体缓冲罐134注入以实现液体缓冲罐134的增压，保证液体缓冲罐134中的深冷介质能够经气化器132充分气化。

此外，液体缓冲罐134上还设有第四排气阀112，其包括两种用途：第一，防止液体缓冲罐134内压力过大时及时向外排气卸压。第二，第四排气阀112还可以与小容器7的气体介质连通，作为液体缓冲罐134进液时的气相回路；具体地，当自增压气相控制阀135为止回阀时，如产生高压则会自动流向气体缓冲罐15，无需使用第四排气阀112向外排空。

气体缓冲罐15与自增压供气管道133连通，用以缓冲储存气化器132气化的气体介质。气体缓冲罐15上设有第二压力表91、第二超压排放阀101和第三排气阀111，其作用与第一压力表9、第一超压排放阀10和第一排气阀11的作用相同，此处不再赘述。在工作流程中，气化器132气化的气体介质沿自增压供气管道133输送至气体缓冲罐15内以备有充足的气体介质注入小容器7内实现对小容器7的及时增压。

在其他实施例中，液体缓冲罐134可以省略。

在其他实施例中，气体缓冲罐15和小容器7之间的还可以设有与外部气源连接的管路且用第二进气阀121进行控制，该结构使得小容器7增压的气源可以选择来自于气体缓冲罐15的气体介质，或者选择来自于外部气源。

在其他实施例中，也可以用大容器1或其他为液体缓冲罐134提供液源，保证液体缓冲罐134能够产生高压，气体缓冲罐15能够储存高压，此处不作限定。

实施例3

参阅图3，本实施例与实施例2不同之处在于：小容器的数量为两个，包括小容器7和小容器71，在小容器7、71进液管2根部设置独立的第一液体控制阀3，增压设备能够对两个小容器7、71交替增压和切换泄液而实现卸液系统不间断卸液。

小容器7和小容器71大致呈并联状态连接。

小容器71通过管路与气体缓冲罐15连通且用第三进气阀122进行控制；小容器71上设有第三压力表92、第三超压排放阀102和第五排气阀113，其作用与第一压力表9、第一超压排放阀10和第一排气阀11的作用相同，此处不再赘述。

在工作流程中，小容器7在进行注气增压过程中，第三进气阀122处于关闭状态；小容器71在进行注气增压过程中，第一进气阀12处于关闭状态。也就是说，两个小容器7、71处于交替增压且增压过程中或增压完毕后通过对液体控制阀的控制实现卸液系统的不间断卸液。

在实际使用中，小容器的数量还可以是两个以上，每个小容器的进液管根部设置独立的液体控制阀，每个下容器设置独立的压力表、排气阀和超压排放阀，每个小容器通过进气阀与气体缓冲罐相连。通过控制管道的阀门达到多个小容器间交替增压和卸液以实现卸液系统不间断卸液。此外，为了配合给多个小容器的增压所需要的气体介质可以适当增加气体缓冲罐的容积。

需要说明的是：每个小容器可以有不同的承压能力以应对不同的目标罐，当小容器承载能力相同时，超压排放阀可以通过管道连接共用。

本实施例中的增压循环阀137设置在连接液体缓冲罐134液相和气相之间的管路上。当气体缓冲罐15增压不足时，打开增压循环阀137、自增压控制阀131和自增压气相控制阀135，保证液体缓冲罐134中的深冷介质能够经气化器132充分气化，实现压力增加。较优地，增压循环阀137和自增压气相控制阀135为止回阀，有效地减少了人工干预。

在实际使用中，气化器132的位置可以是低于液体缓冲罐134的位置，液体缓冲罐134中能够因自重将液体介质输送至气化器132中以使液体缓冲罐134中的深冷介质得到充分气化。

实施例4

参阅图4，本实施例与实施例1不同之处在于：增压设备接收来自于大容器1内深冷介质气化后的气体介质并注入小容器7。

本实施例中的增压设备包括：增压供气管道163以及设在增压供气管道163上的增压机161和换热器162。

增压供气管道163的一端与大容器1的气相空间连通且通过第二排气阀14进行控制，另一端与小容器7的气相空间连通；增压机161接收来自于大容器1内的气体介质并对其进行增压，而使增压后的气体介质注入小容器7内。

换热器162接收来自于大容器1内的气体介质并对其进行热交换后输送至增压机161。设置换热器162的目的在于将气体介质的温度通过热交换达到符合增压机161的工作温度。

在实际使用中，小容器7的第一排气阀11可以连接到换热器162的进气侧，当排出气体不需要换热的情况下也可以连接到换热器162的出口侧。

第一排气阀11的出口端通过管路与大容器1连通。

在本实施例中，还可以通过另外设置的支管路使小容器7的气相空间与大容器1的气相空间连通，该支管路的一端与增压机161的出口相连，另一端与大容器1的气相空间连接，且该增加管路上设置第四进气阀141。第一排气阀11、增压机161、第四进气阀141和其所在管路形成回注管路，以通过回注管路和增压机161将小容器7内的气体介质注回至大容器1内。具体地，当小容器7中的液体介质卸完之后，小容器7中的气体介质可通过管路经第一排气阀11、增压机161和第四进气阀141注入至大容器1内（该回路工作时，其他可能干涉该回注管路上的阀门处于关闭状态）。

因此，本实施例的卸液系统不仅仅实现将大容器1内的气体介质通过增压后注入小容器7内对小容器7进行增压，还实现了当需要将小容器7内清空时，将小容器7内的气体介质回收至大容器1内，清空时的小容器压力减至最小有利于大容器1向小容器7再次卸液。

在其他实施例中，当气体介质的温度符合增压机161的工作温度时，换热器162可以省略。

实施例5

参阅图5，本实施例与实施例4不同之处在于：还包括气体缓冲罐15。

气体缓冲罐15设在小容器7和增压机161之间的管路上且第一进气阀12对小容器7进行进气控制，气体缓冲罐15用以缓冲储存气化器132气化的气体介质。在工作流程中，经增压机161增压后的气体介质输送至气体缓冲罐15内以备有充足的气体介质注入小容器7内实现对小容器7的及时增压。

本实施例因设置了气体缓冲罐15，增压机161可以按需启动工作；同时，气体缓冲罐可以采用绝热保温结构以避免温度波动较大给气体缓冲罐带来较大的危害。

本实施例的卸液系统不仅仅实现将大容器1内的气体介质通过增压后注入小容器7内对小容器7进行增压，还实现了当需要将小容器7内清空时，将小容器7内的气体介质通过第一排气阀11，经增压机161回收至气体缓冲罐15内，清空时的小容器7压力减至最小有利于大容器1向小容器7再次充液。

实施例6

参阅图6，本实施例与实施例5不同之处在于：小容器7的数量为两个，包括小容器7和小容器71，增压设备能够对两个小容器7、71交替增压和切换泄液而实现卸液系统不间断卸液。

小容器7和小容器71大致呈并联状态连接。小容器71通过管路与气体缓冲罐15连通且用第三进气阀122进行控制。

在工作流程中，小容器7在进行注气增压过程中，第三进气阀122处于关闭状态；小容器71在进行注气增压过程中，第一进气阀12处于关闭状态。也就是说，两个小容器7、71处于交替增压且增压过程中或增压完毕后通过对液体控制阀的控制实现卸液系统的不间断卸液。

本发明的深冷压力容器的卸液系统利用设置的小容器进行卸液，其作用在于：首先，在相同的增压或进气速度下，小容器的增压速度更快，快速达到开始卸液的压力点。特别是当大容器内深冷介质液面较低的情况下增压作用尤其明显，不仅可节约卸液时间，还能够减少增压损耗。其次，大容器因为有小容器辅助卸液，其工作压力就可以降低，提高了设备安全性能；同时也大大降低了大容器的制作成本，经济性也得到提高。其次，降低了大容器因增压而导致的升温问题，延长大容器内介质的无损储存时间。最后，该卸液系统操作方便，卸液压力调节范围灵活，适应范围更广。

虽然已参照以上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 (5)

1.一种深冷压力容器的卸液系统，连接在大容器上，用以帮助所述大容器向外卸深冷介质，其特征在于，所述卸液系统包括：小容器以及增压设备，所述小容器通过管路与所述大容器相连，并接收来自于所述大容器的深冷介质，所述增压设备接收来自于所述小容器内的深冷介质，通过将来自小容器内的深冷介质气化后的气体介质注入所述小容器而使所述小容器增压，从而使所述小容器内的深冷介质能够快速向外排放；

所述小容器连接的气体进出管上设置有第一压力表，所述第一压力表用于检测小容器的压力，所述小容器的压力小于预设值；

所述增压设备还接收来自于所述大容器内深冷介质气化后的气体介质并注入所述小容器；

所述增压设备包括：增压供气管道和设在所述增压供气管道上的增压机；所述增压供气管道的一端与所述大容器的气相空间连通，另一端与所述小容器的气相空间连通；所述增压机接收来自于所述大容器内的气体介质并对其进行增压，而使增压后的气体介质注入所述小容器内，或者将所述小容器内的气体介质注回至所述大容器内；

所述卸液系统还包括换热器，所述换热器接收来自于所述大容器内的气体介质并对其进行热交换后输送至所述增压机；或者接受来自于所述小容器的气体介质并对其进行热交换后输送至所述增压机，并通过所述增压机增压后注回至所述大容器内；

所述小容器的气相空间与所述大容器的气相空间还连接有回注管路，以通过所述回注管路和所述增压机将所述小容器内的气体介质注回至所述大容器内。

2.如权利要求1所述的深冷压力容器的卸液系统，其特征在于，所述增压设备还包括：自增压供气管道和设在所述自增压供气管道上的气化器；

所述自增压供气管道的两端均与所述小容器连接，其一端连接在所述小容器的下部且用以与所述小容器内的液体介质连通，另一端连接在所述小容器的上部用以与所述小容器内的气相空间连通；所述气化器能够将所述自增压供气管道内的液体介质转换成气体介质而注入所述小容器内。

3.如权利要求2所述的深冷压力容器的卸液系统，其特征在于，还包括液体缓冲罐，所述液体缓冲罐连接在所述小容器和所述气化器之间，或者连接在所述大容器和所述气化器之间，接收来自于所述小容器或所述大容器的深冷介质，并将深冷介质输送给所述气化器。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的深冷压力容器的卸液系统，其特征在于，还包括用以缓冲储存所述气体介质的气体缓冲罐。

5.如权利要求4中所述的深冷压力容器的卸液系统，其特征在于，所述小容器的数量为多个，所述增压设备能够对多个小容器交替增压以实现卸液系统不间断卸液。