CN108638948B - 天然气水合物储罐运输车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种天然气水合物储罐运输车,包括运输车辆、储罐以及制冷系统，所述的储罐包括内罐体和外罐体，内罐体和外罐体之间设置有密封的真空绝热层，内罐体内部顶端设有平衡内罐体内外气压的排气装置，沿内罐体轴向安装有对内罐体内水合物浆液中的固体颗粒进行击打并搅拌的搅拌器，从外罐体向内罐体侧壁连接有装卸水合物浆液的进出口管，储罐内设置有与制冷系统连接而实现储罐内温度调节的换热盘管。本发明通过在内罐体内设置螺旋搅拌器，对内罐体内水合物浆液中的固体颗粒进行击打并搅拌，解决了水合物浆液在运输过程中出现的内部固体颗粒相互碰撞凝结、颗粒单体因重力作用发生的沉降的问题，实现了天然气水合物经济、安全和高效的运输。

Description

天然气水合物储罐运输车
技术领域
本发明涉及天然气水合物运输技术领域，尤其是一种天然气水合物储罐运输车。
背景技术
众所周知，标准状态下，1m3天然气水合物(NGH)可以储存160～180m3天然气，在常温、常压下会发生分解，因此通常采用低温常压法或高压常温法储存。研究发现，天然气水合物(NGH)在-10～-20℃储存很稳定，有相关研究表明在不加压力的-5～-10℃的冷库中可以稳定存放数天，仅在表面上存在分解，产生的水在表面上形成冰膜。另外天气水合物的导热能力非常的低，比一般的隔热材料还要低，拥有良好的自我储存能力。水合物固体悬浮于液体中，形成水合物浆液，然而，在流动过程中，水合物浆液与管道内壁的摩擦、浆液内部固体颗粒相互的碰撞凝结、颗粒单体因重力作用发生的沉降，为此要水合物浆能够在运输过程中保持流动性是要解决的问题之一。
传统的公路罐车运输天然气的运输方法主要是液化天然气(LNG)运输和压缩天然气(CNG)运输，与传统技术相比，天然气水合物转化的工艺简单，生产成本较低，而且运输不需要很苛刻的压力和温度条件，因此可利用水合物对天然气进行储存和运输。同时水合物转化技术也可以是小规模的，尤其适合油田伴生气的输送。中国许多油田都有许多的伴生气，因为技术限制，经常是把伴生气点燃，不仅造成资源的浪费，还对环境造成极大的危害。天然气水合物技术正好可以解决这一系列的问题。依靠我国的资源优势，天然气水合物运输技术在我国有着极为深远的发展潜力与前景。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种能实现安全、经济、高效运输天然气水合物的储罐运输车。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种天然气水合物储罐运输车，包括运输车辆、设在运输车辆上的储罐以及确保储罐内保持低温环境的制冷系统，所述的储罐包括内罐体和外罐体，内罐体和外罐体之间设置有密封的真空绝热层，内罐体内部顶端设有平衡内罐体内外气压的排气装置，沿内罐体轴向安装有对内罐体内水合物浆液中的固体颗粒进行击打并搅拌的搅拌器，从外罐体向内罐体侧壁连接有装卸水合物浆液的进出口管，储罐内设置有与制冷系统连接而实现储罐内温度调节的换热盘管。
具体说，所述的制冷系统包括制冷机、与制冷机传动连接的驱动电机、换热器和控制系统，制冷机的入口和换热器的出口通过管道连接成回路，制冷机与换热器之间的管道上设有载冷剂泵和电磁阀，换热器固定在储罐的一侧，换热盘管和换热器连接，设在驾驶室的控制系统控制驱动电机动作。
进一步地，所述的搅拌器包括轴向横贯内罐体的主轴，主轴外套装有两端设有密封盖的套管，位于两端的真空绝热层内分设有前密封端板和后密封端板，主轴两端对应支撑在前密封端板和后密封端板上，所述的前密封端板上安装有输出轴与主轴传动连接的电机，位于套管外壁设置有呈螺旋状缠绕的搅拌叶。
为提高搅拌叶和套管的连接牢固性，所述的搅拌叶和套管一体成型，搅拌叶的边缘为钢制的刀刃状结构，可以将水合物浆液内部的固体颗粒打得更细小。
为更好地确保真空绝热层的真空隔热性，所述的真空绝热层连接有伸出外罐体的抽真空排气管，抽真空排气管上依次安装有真空泵、单向气阀以及实时监测真空绝热层内真空度状况的真空度检测传感器。
所述的排气装置连接有伸至外罐体外的排气管，排气管上设有单向排气阀。
本发明的有益效果是：本发明通过在内罐体内设置螺旋搅拌器，对内罐体内水合物浆液中的固体颗粒进行击打并搅拌，解决了水合物浆液在运输过程中出现的内部固体颗粒相互碰撞凝结、颗粒单体因重力作用发生的沉降的问题，实现了天然气水合物经济、安全和高效的运输。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明所述储罐的结构示意图。
图中：1.运输车辆 2.储罐 3.制冷机 4.驱动电机 5.换热器 6.换热盘管 7.载冷剂泵 8.电磁阀 9.外罐体 10.内罐体 11.真空绝热层 12.进出口管 13.开关阀 14.抽真空排气管 15.真空泵 16.单向气阀 17.真空度检测传感器 18.电机 19.主轴 20.套管21.搅拌叶 22.后密封端板 23.前密封端板 24.单向排气阀 25.排气管 26.排气装置 27.安全阀
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的一种天然气水合物的储罐运输车，包括运输车辆1、设置在运输车辆1上存储天然气水合物的储罐2以及位于储罐2外部的制冷系统。
所述的制冷系统包括制冷机3、与制冷机3传动连接的驱动电机4、换热器5和控制系统，制冷机3的入口和换热器5的出口通过管道连接成回路，制冷机3与换热器5之间的管道上设有载冷剂泵7和电磁阀8，换热器5固定在储罐2的一侧，储罐2内设置有换热盘管6，换热盘管6和换热器5连接。
使用时，通过在储罐2上设置降温装置，驱动电机4驱动制冷机3运转工作，由制冷机3制冷，通过管道连接换热器5，换热器5用于对储罐2进行热交换，换热盘管6位于储罐2内方便了储罐2的降温，通过载冷剂泵7调节进入换热器5的载冷剂流量，从而满足温度变化的要求，制冷系统为天然气水合物的运输提供了低温环境条件，保证了储罐2内温度的稳定。
如图2所示，储罐2包括内罐体9和外罐体10，内罐体9用来储存天然气水合物，内罐体9和外罐体10之间设置有密封的真空绝热层11。从外罐体10向内罐体9侧壁连接有装卸水合物浆液的进出口管12，且在进出口管12上设置开关阀13，通过进出口管12实现对天然气水合物的装卸作业，开关阀13控制进出口管12的开启和关闭状态。
沿内罐体9轴向安装有对内罐体9内水合物浆液中的固体颗粒进行击打并搅拌的搅拌器，所述的搅拌器包括轴向横贯内罐体9的主轴19，主轴19外套装有两端设有密封盖的套管20，套管20为圆管结构，长度比主轴19短，主轴19从套管20两端的密封盖中央延伸出去，套管20将主轴19中间的连接部分密封起来，可以防止连接部分渗入水合物浆液；套管20外壁轴向设置有若干搅拌叶21，搅拌叶21呈螺旋状缠绕在套管20的外壁上，所述搅拌叶21的边缘为钢制的刀刃状结构，可以将水合物浆液内部的固体颗粒打得更细小；搅拌叶21和套管20一体成型，结构更加牢固，并且厚度较厚，不易磨损，延长了使用寿命。位于两端的真空绝热层11内分设有前密封端板23和后密封端板22，主轴19的两端分别支撑在对应的前密封端板23和后密封端板22上，其中的前密封端板23上安装有输出轴与主轴19传动连接的电机18，由电机18带动搅拌器转动。内罐体9的内部顶端装有排气装置26，排气装置26连接有伸至外罐体9外的排气管25，排气管25上安装有单向排气阀24。
所述的真空绝热层11连接有伸出外罐体9的抽真空排气管14，抽真空排气管14上依次安装有真空泵15、单向气阀16以及真空度检测传感器17，通过真空度检测传感器17能实时监测真空绝热层11中的真空度状况；外罐体10上还连接有安全阀27。
进行天然气水合物(NGH)灌装作业时，先打开开关阀13，水合物浆液通过连接内罐体9的进出口管12输入内罐体9内，同时内罐体9内部顶端的排气装置26开始工作，以平衡内罐体9内的内外气压；当水合物浆液在内罐体9内到达一定量时，启动搅拌器，通过边缘为刀刃状的搅拌叶21的螺旋式旋转，对水合物浆液中的固体颗粒进行击打并搅拌，将水合物浆液内部的固体颗粒打得更细小，以减少水合物浆液中的固体颗粒在运输过程中的凝聚和沉降现象；内罐体9和外罐体10之间的真空绝热层11保证储罐2内的天然气水合物与外界的隔热，避免了因外界温度变化导致的内罐体9压力变化，保证了储罐2内压力的稳定；真空绝热层11内安装的真空度检测传感器17实时监测真空绝热层11内的真空度，当真空绝热层11的真空度低于标准要求时，单向气阀16开启同时真空泵15开始工作，进行抽真空作业，保证了真空绝热层11的真空隔热性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种天然气水合物储罐运输车，包括运输车辆、设在运输车辆上的储罐以及确保储罐内保持低温环境的制冷系统，其特征是：所述的储罐包括内罐体和外罐体，内罐体和外罐体之间设置有密封的真空绝热层，内罐体内部顶端设有平衡内罐体内外气压的排气装置，沿内罐体轴向安装有对内罐体内水合物浆液中的固体颗粒进行击打并搅拌的搅拌器，所述的搅拌器包括轴向横贯内罐体的主轴，主轴外套装有两端设有密封盖的套管，位于两端的真空绝热层内分设有前密封端板和后密封端板，主轴两端对应支撑在前密封端板和后密封端板上，所述的前密封端板上安装有输出轴与主轴传动连接的电机，位于套管外壁设置有呈螺旋状缠绕的搅拌叶，所述的搅拌叶和套管一体成型，搅拌叶的边缘为钢制的刀刃状结构，从外罐体向内罐体侧壁连接有装卸水合物浆液的进出口管，储罐内设置有与制冷系统连接而实现储罐内温度调节的换热盘管。
2.根据权利要求1所述的天然气水合物储罐运输车，其特征在于：所述的制冷系统包括制冷机、与制冷机传动连接的驱动电机、换热器和控制系统，制冷机的入口和换热器的出口通过管道连接成回路，制冷机与换热器之间的管道上设有载冷剂泵和电磁阀，换热器固定在储罐的一侧，换热盘管和换热器连接，设在驾驶室的控制系统控制驱动电机动作。
3.根据权利要求1所述的天然气水合物储罐运输车，其特征在于：所述的真空绝热层连接有伸出外罐体的抽真空排气管，抽真空排气管上依次安装有真空泵、单向气阀以及实时监测真空绝热层内真空度状况的真空度检测传感器。
4.如权利要求1所述的天然气水合物储罐运输车，其特征是：所述的排气装置连接有伸至外罐体外的排气管，排气管上设有单向排气阀。
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