CN109668050A - 液化天然气储罐 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液化天然气储罐，包括罐体、测温探头、接线盒、电缆。罐体包括外罐、位于外罐内部的内罐及位于外罐与内罐之间的绝热层，内罐上开设有安装孔。测温探头的一端安装在绝热层中，另一端安装在安装孔内；接线盒安装在绝热层中，且位于测温探头远离安装孔的一端；电缆铺设在所述绝热层中，电缆一端连接在所述接线盒中，另一端伸出液化天然气储罐。本发明解决了传统液化天然气储罐中测温装置需要耐低温的问题，本发明的方案可以使用普通非耐超低温的接线盒及电缆构成测温系统，降低了液化天然气储罐的整体成本。
Description
技术领域
本发明涉及液化天然气储罐领域，特别涉及一种带温度探测装置的液化天然气储罐。
背景技术
随着经济的不断发展及环保的需求，天然气作为清洁能源所占能源消费比例不断上升。液化天然气由于存储上的灵活性及高效性，发展前景十分广阔，我国已建和即将建设大量的液化天然气站场等。
液化天然气储罐是液化天然气站场的重要核心设备，一般对于较大型液化天然气站场，液化天然气储罐均采用现场建造的大型低压储罐。由于液化天然气储罐内罐与环境温度存在巨大温差，而且大型液化天然气储罐内罐的罐底与罐壁、罐顶与罐壁处的连接结构型式比较复杂，结构上存在突变，各部位温度不同形成的温差会产生热应力，温差应力与弯曲、焊接等机械载荷产生的应力组合在一起，可能会使总应力超出限定值引发裂纹，因此，宜在储罐罐壁、罐底、罐顶等安装测温元件，防止钢板中出现较大的温差应力。
传统技术中，大型液化天然气储罐内罐的测温元件及其电缆，基本采用直接接触式，放置于液体内部或罐壁表面，由于直接与介质液化天然气接触，而液化天然气常压状态下的临界温度为-162℃，因此直接接触式的温度测量元件及电缆需达到-162℃的使用条件。传统技术中，液化天然气储罐采用全部结构都耐-162℃的表面温度计及深冷型电缆，目前市场上此类产品供应商为进口品牌，价格高昂，而且供货周期长，影响、制约着储罐的建设周期及成本。
发明内容
本发明的目的在于降低液化天然气储罐的建设成本，提出一种采用普通材料建设的液化天然气储罐。
一种液化天然气储罐，包括罐体、测温探头、接线盒、电缆。
所述罐体包括外罐、位于外罐内部的内罐及位于外罐与内罐之间的绝热层，所述内罐上开设有安装孔；
所述测温探头的一端位于所述绝热层中，另一端位于所述安装孔内；
所述接线盒安装在所述绝热层中，且位于所述测温探头远离安装孔的一端；
所述电缆铺设在所述绝热层里，所述电缆连接在所述接线盒中。
在其中一实施方式中，所述内罐包括内罐底板及内罐壁板，所述内罐底板及内罐壁板上皆开设有安装孔。
在其中一实施方式中，所述接线盒设置在所述绝缘层中的区域为绝缘层中温度高于接线盒能够承受的温度的区域。
在其中一实施方式中，所述电缆的一端连接在所述接线盒里，另一端伸出液化天然气储罐，中间段铺设在所述绝热层中，所述电缆设置在绝热层中的区域为绝缘层中温度高于电缆能够承受的温度的区域。
在其中一实施方式中，所述测温探头为铂热电阻测温探头。
在其中一实施方式中，所述测温探头包括感温元件、绝缘套管、密封件及连接件，所述绝缘套管的一端端口封闭，另外一端开口，所述感温元件内置在所述绝缘套管内部，所述密封件安装在所述绝缘套管的开口处，所述连接件与通过所述密封件与所述绝缘套管的开口端连接。
在其中一实施方式中，所述绝缘套管、密封件为奥氏不锈钢材料。
在其中一实施方式中，所述连接件的长度可调节。
在其中一实施方式中，所述测温探头用焊接的方法密封固定在所述安装孔上。
在其中一实施方式中，还包括测温防爆接线箱，所述测温防爆接线箱位于所述罐体的外部，所述测温防爆接线箱与所述电缆电连接。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明在内罐上开设安装孔，将测温探头安装在安装孔中，将电缆及接线盒布置在绝热层中，可以解决传统技术中，电缆、接线盒均须使用耐超低温材料，从而导致成本高的问题，本发明的技术方案可以使用非耐超低温材料制成的电缆及接线盒，降低了成本。
附图说明
图1为本实施方式的液化天然气储罐结构示意图。
图2为图1中布置在液化天然气储罐中的温度探头结构示意图。
附图标记说明：1.罐体；11.内罐；111.内罐壁板；112.内罐底板；12.外罐；121.外罐壁板；122.外罐底板；13.绝热层；131.珠光砂；132.玻璃砖；14.安装孔；2.测温探头；21.感温元件；22.绝缘套管；23.密封件；24.连接件；3.接线盒；4.电缆；5.防爆接线箱。
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方式进行详细说明。
需要说明的是，尽管本发明可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本发明原理的示范性说明，而并非旨在将本发明限制到在此所说明的那样。
由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。
请参阅图1，一种液化天然气储罐，包括用于储存液化天然气的罐体1、探测液化天然气储罐中内罐体及天然气温度信息的测温探头2、用于连接测温探头2与电缆4的接线盒3及用于传递温度信息的电缆4。
具体地，罐体1包括构成液化天然气储罐外层的外罐12，构成液化天然气储罐内层位于外罐12内部的内罐11，及位于外罐12与内罐11之间的绝热层13，绝热层13用于减少液化天然气储罐内外的热传递，维持液化天然气储罐内外的温度差。
具体地，外罐12包括外罐顶盖、外罐壁板121及外罐底板122，都为钢板制作。外罐顶盖为球形拱顶，由若干块瓜瓣板拼接成型。外罐壁板121为立式圆筒壁，由若干块钢板卷制拼接成型。外罐底板122为圆形平底，由若干块钢板下料拼接成型。内罐11包括内罐顶盖、内罐壁板111及内罐底板112。内罐顶盖为固定拱顶或吊顶，当采用吊顶时通过拉杆固定于外罐顶盖之上。内罐壁板121为立式圆筒壁，由若干块钢板卷制拼接成型。内罐底板112为圆形平底，由若干块钢板下料拼接成型。
具体地，内罐壁板111及内罐底板112上皆开设有多个安装孔14，安装孔14用于安装测温探头2。安装孔14的数量根据罐体1的大小、高度及罐体1的具体情况确定，安装孔14的形状及大小与测温探头2相匹配设置。安装孔14均匀的布置在内罐底板112及内罐壁板111上，比如在内罐底板112和内罐壁板11上每间隔距离L或在面积S中设置一个安装孔14。在其他实施方式中，安装孔14的安装位置根据罐体1的布置方式及罐体1中温度变化的情况确定，也可以不均匀的布置在罐体1中。比如在罐体1温度变化较大的部位或者空间温度差较大的区域设置较密集的安装孔14，以便在安装上测温探头2后更加细致、准确地检测罐体1各个部分的温度分布信息及温度变化信息。
具体地，外罐及/或内罐采用的材料为钢材，外罐壁板121与内罐壁板111之间的绝热层13填充的材料为珠光砂131，外罐底板122与内罐底板112之间的绝热层13填充的材料为玻璃砖132。由于钢材的阻热系数较珠光砂131或玻璃砖132的阻热系数小，因此可以将内/外罐壁板及内/外罐底板的热阻忽略不计，将液化天然气储罐的罐体1从内罐11到外罐12的温度大小变化看做是线性变化的，因此可以用线性关系近似模拟罐体1中外罐12到内罐11的距离与温度的关系。
请参阅图2，具体地，测温探头2包括监测液化天然气储罐中内罐体及/或天然气温度信息并将温度信号转换为电信号的感温元件21，套设在感温元件21外部的绝缘套管22，绝缘套管22用于避免感温元件21与环境的直接接触，起到保护感温元件21的作用。绝缘套管22的一端端口封闭，另外一端开口，感温元件21内置在绝缘套管22内部，密封件23安装在绝缘套管22的开口处。连接件24通过密封件23与绝缘套管22的开口端连接。
具体地，测温探头2的绝缘套管22封闭端通过焊接的方式，封闭地安装在安装孔14中，防止内罐11中的液化天然气渗透到绝热层13中。测温探头2的其余部分垂直于内罐壁板111及/或内罐底板112的安装在绝热层13中。
具体地，接线盒3安装在绝热层13中，且位于测温探头2远离安装孔14的一端。即使得接线盒3在绝缘层13中位于远离内罐11、接近外罐12的区域，该区域的温度高于接线盒能够承受的温度。
具体地，接线盒3设置在绝缘层13中与外罐12距离为L1的区间：
其中：L1为接线盒3到外罐12的距离，L为外罐12到内罐11的距离，t1为外罐12温度，t2为内罐11温度，t3为接线盒3能够承受的最低温度。
电缆4铺设在绝热层13里，电缆4的一端连接在接线盒3里，另一端伸出液化天然气储罐，中间段铺设在所述绝热层13中，电缆4位于绝热层13中的区域为绝缘层13中温度高于电缆4能够承受的温度的区域。
具体地，电缆4的中间段铺设在绝热层13中与外罐12距离为L2的区间：
其中：L2为电缆4到外罐12的距离，L为外罐12到内罐11的距离，t1为外罐12温度，t2为内罐11温度，t4为电缆4能够承受的最低温度。
具体地，连接件24的长度可调节，通过调节连接件24的长度调节接线盒3在绝热层13中的位置，从而保证接线盒3位于其能适应的温度区，不被低温环境损坏。在本实施方式中，连接件24的长度为L3:
L3＝L-L1-L4
其中：L3为连接件24的长度，L为外罐12到内罐11之间的长度，L1为接线盒3到外罐12的距离，L4为测温探头2中感温元件21一端到密封件23的距离。
具体地，测温探头2为铂热电阻测温探头。
具体地，接线盒3的材质为铝或铝合金。在其他实施方式中，接线盒3可以为塑料、铁、钢、各种合金等材料。
具体地，绝缘套管22、密封件23、连接件24的材料为奥氏不锈钢。
具体地，感温元件21为铂电阻或铜电阻。
具体地，在绝热层13的珠光砂131及/或玻璃砖132中开设有安装槽和走线槽。安装槽用于安装测温探头2及接线盒3，走线槽用于安装电缆4。安装槽及/或走线槽的位置、形状、大小、长度对应于测温探头2、接线盒3、电缆4相匹配设置。
本实施例的技术方案还包括测温防爆接线箱5，测温防爆接线箱5位于罐体1的外部，测温防爆接线箱5与电缆4的一端电连接。
特别说明的是本申请技术方案中部分或全部地优选采用普通材料(非耐超低温材料)制作的电缆4、接线盒3，是为了保证在安全可靠地实现其功能的情况下，节约成本。在本申请的技术方案中不是只能采用普通材料制作的电缆4、接线盒3，也可以采用耐超低温材料制作的电缆4、接线盒3。另外，本申请技术方案中液化天然气储罐的形状可以根据具体需要设定，比如设定为球体状、方体状、锥顶、伞形顶、浮顶等。
本发明至少具有如下有益效果：
本发明在内罐11上开设安装孔14，将测温探头2安装在安装孔14中，将电缆4及接线盒3布置在绝热层13中，可以解决传统技术中电缆4、接线盒3均须使用耐低温材料，从而导致成本高的问题，本发明的技术方案可以使用非耐低温材料制成的电缆4、接线盒3或它们的任意组合，降低了液化天然气储罐的成本。
以上仅为本发明的较佳可行实施方式，并非限制本发明的保护范围，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于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 (10)
1.一种液化天然气储罐，其特征在于，包括罐体、测温探头、接线盒、电缆；
所述罐体包括外罐、位于外罐内部的内罐及位于外罐与内罐之间的绝热层，所述内罐上开设有安装孔；
所述测温探头的一端位于所述绝热层中，另一端位于所述安装孔内；
所述接线盒安装在所述绝热层中，且位于所述测温探头远离安装孔的一端；
所述电缆铺设在所述绝热层里，所述电缆连接在所述接线盒中。
2.根据权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述内罐包括内罐底板及内罐壁板，所述内罐底板及内罐壁板上皆开设有安装孔。
3.根据权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述接线盒设置在所述绝缘层中的区域为绝缘层中温度高于接线盒能够承受的温度的区域。
4.根据权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述电缆的一端连接在所述接线盒里，中间段位于绝热层中，另一端伸出液化天然气储罐，所述电缆设置在绝热层中的区域为绝缘层中温度高于电缆能够承受的温度的区域。
5.根据权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述测温探头为铂热电阻测温探头。
6.根据权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述测温探头包括感温元件、绝缘套管、密封件及连接件，所述绝缘套管的一端端口封闭，另外一端开口，所述感温元件内置在所述绝缘套管内部，所述密封件安装在所述绝缘套管的开口处，所述连接件通过所述密封件与所述绝缘套管的开口端连接。
7.根据权利要求6所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述绝缘套管、密封件为奥氏不锈钢材料。
8.根据权利要求6所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述连接件的长度可调节。
9.根据权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，所述测温探头用焊接的方法密封固定在所述安装孔上。
10.根据权利要求1所述的液化天然气储罐，其特征在于，还包括测温防爆接线箱，所述测温防爆接线箱位于所述罐体的外部，所述测温防爆接线箱与所述电缆电连接。
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