CN110056761A - 人孔装置及具有该人孔装置的真空绝热低温储罐 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种人孔装置及具有该人孔装置的真空绝热低温储罐，真空绝热低温储罐包括外壳和设于外壳内的内容器，且外壳与内容器之间形成真空环境的第三夹层。人孔装置包括外孔组件以及内孔组件。外孔组件包括外筒及外盖。外筒具有第一筒口和第二筒口，第一筒口连接于内容器的外壁，第二筒口伸出于外壳之外。外盖可启闭地设于第二筒口。内孔组件包括内筒及内盖。内筒套设于外筒之内，且具有第三筒口和第四筒口，第三筒口连通于内容器，第四筒口对应于第二筒口。内盖可启闭地设于第四筒口。其中，内筒外径小于外筒内径，而使外孔组件与内孔组件之间形成第一夹层，外筒设有抽真空口，以对第一夹层抽真空。

Description

人孔装置及具有该人孔装置的真空绝热低温储罐
技术领域
本发明涉及低温压力容器技术领域，具体而言，涉及一种人孔装置及具有该人孔装置的真空绝热低温储罐。
背景技术
液化天然气(liquefied natural gas，LNG)作为燃料使用时，具有含硫量低的环保特性。在例如船舶或海工平台等领域中，采用液化天然气作为燃料已愈发普遍。由于液化天然气在常压下的沸点为-162℃，如何安全可靠地储存运输是液化天然气作为船舶燃料使用时的重要环节。通常来说，液化天然气较为适合存储在真空绝热型低温储罐中，以获得更长的维持时间，尽量减少液化天然气的损耗。
IGC规则规定，真空绝热型低温储罐属于C型独立舱。IGC规则中提出对于液货舱的布置应考虑身穿防护服和携带呼吸器的人员能够进入该处所并进行检验，至C型舱的圆形通道开口直径应不小于600mm。此外，各船级社也有各自相关要求，如中国船级社：在《散装运输液化气体船舶构造与设备规范》A2.3.2.4特别检验章节提出，所有C型独立液货舱在第2、4和6次特别检验时应进行全面的按计划的无损探测。如舱内的加强结构、制荡舱壁、管的连接端等等，尤其高应力集中区域，应进行无损探测。
然而，在现有真空绝热低温储罐的设计中，由于需保证内外罐体之间夹层的真空环境，因此并无设置类似人孔的结构，因此不带人孔结构的真空绝热储罐是无法满足IGC规则及各船级社规范提出的进罐检验要求。
发明内容
本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种保证储罐夹层真空环境不被破坏的人孔装置。
本发明的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种保温效果良好且能够满足进罐检验需求的真空绝热低温储罐。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
根据本发明的一个方面，提供一种人孔装置，用于安装于一储罐。所述储罐包括外壳和设于所述外壳内的内容器，且所述外壳与所述内容器之间形成真空环境的第三夹层。所述人孔装置包括外孔组件以及内孔组件。所述外孔组件包括外筒及外盖。所述外筒具有第一筒口和第二筒口，所述第一筒口连接于所述内容器的外壁，所述第二筒口伸出于所述外壳之外。所述外盖可启闭地设于所述第二筒口。所述内孔组件包括内筒及内盖。所述内筒套设于所述外筒之内，且具有第三筒口和第四筒口，所述第三筒口连通于所述内容器，所述第四筒口对应于所述第二筒口。所述内盖可启闭地设于所述第四筒口。其中，所述内筒外径小于所述外筒内径，而使所述外孔组件与所述内孔组件之间形成第一夹层，所述外筒设有抽真空口，以对所述第一夹层抽真空。
根据本发明的其中一个实施方式，所述外筒形成有多个环状波纹结构，所述环状波纹结构由所述外筒的筒壁沿所述外筒径向凸伸并环绕所述外筒周向而成，且多个所述环状波纹结构在所述沿所述外筒轴向间隔分布。
根据本发明的其中一个实施方式，多个所述环状波纹结构的一部分容纳于所述第三夹层内，另一部分位于所述外壳之外。
根据本发明的其中一个实施方式，所述人孔装置还包括外盖筒。所述外盖筒套设于所述外筒，所述外盖筒的一端固定于所述外壳的外壁，另一端固定于所述外筒的外壁。其中，所述外盖筒与所述外筒和所述外壳之间共同界定第二夹层，所述第二夹层形成为真空环境。
根据本发明的其中一个实施方式，所述外筒的筒壁沿所述外筒径向凸伸并环绕所述外筒周向形成环状波纹结构时，所述第二夹层内容纳有至少一个所述环状波纹结构。
根据本发明的另一个方面，提供一种真空绝热低温储罐。其中，所述真空绝热低温储罐包括支座、外壳、内容器、保温材料层以及上述实施方式所述的人孔装置。所述外壳固定于所述支座。所述内容器设于所述外壳之内，且与所述外壳之间形成有第三夹层，所述第三夹层为真空环境。所述保温材料层，填充于所述第三夹层。
根据本发明的其中一个实施方式，所述支座为鞍式支座。
根据本发明的其中一个实施方式，所述外壳的材质为奥氏体不锈钢；和/或，所述内容器的材质为奥氏体不锈钢。
根据本发明的其中一个实施方式，所述人孔装置位于所述真空绝热低温储罐的顶部，且所述外筒的轴向为竖直方向。
根据本发明的其中一个实施方式，所述真空绝热低温储罐还包括扶梯。所述扶梯设于所述内容器之内，所述扶梯具有第一端和第二端，所述第一端位于所述内容器连通于所述内筒的位置，所述第二端位于所述内容器底部。
由上述技术方案可知，本发明提出的人孔装置及具有该人孔装置的真空绝热低温储罐的优点和积极效果在于：
本发明提出的人孔装置，利用内孔组件连通于真空绝热低温储罐的内容器的设计，实现人孔结构的设置，从而满足进罐检验的需求。并且，在安装于真空绝热低温储罐时，本发明利用外孔组件与内孔组件之间形成的第一夹层形成真空环境的设计，同时能够保证设备的真空密封性，并能够提供良好的保温效果。
附图说明
通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：
图1是根据一示例性实施方式示出的一种人孔装置的剖视图；
图2是根据一示例性实施方式示出的一种真空绝热低温储罐结构示意图；
图3是图2示出的真空绝热低温储罐的局部剖视图；
图4是沿图3中直线A-A所作的剖视图。
其中，附图标记说明如下：
100.外壳；
110.第三夹层；
120.抽真空口；
200.内容器；
300.人孔装置；
311.外筒；
3111.第一筒口；
3112.第二筒口；
3113.环状波纹结构；
312.外盖；
321.内筒；
3211.第三筒口；
3212.第四筒口；
322.内盖；
330.第一夹层；
331.保温材料层。
340.抽真空口；
350.外盖筒；
351.第二夹层；
400.支座；
500.扶梯；
510.第一端；
520.第二端。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施例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例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。
在对本发明的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“端”、“之外”、“之间”、“内”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。
人孔装置实施方式
参阅图1，图1中代表性地示出了能够体现本发明的原理的人孔装置的剖视图。在该示例性实施方式中，本发明提出的人孔装置是以安装于真空绝热低温储罐为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本发明的提出的人孔装置应用于其他类型的储罐或类似的设备中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的人孔装置的原理的范围内。
如图1所示，在本实施方式中，本发明提出的人孔装置300能够用于安装在一储罐上，例如真空绝热低温储罐。配合参阅图2至图4所示，各附图分别示出了安装有本发明提出的人孔装置300的真空绝热低温储罐的各角度的示意图。如图所示，真空绝热低温储罐主要包括外壳100和设于外壳100内的内容器200，且外壳100与内容器200之间形成的第三夹层110形成真空环境。其中，本发明提出的人孔装置300主要包括外孔组件和内孔组件。以下结合上述附图，对本发明提出的人孔装置300的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。
如图1所示，在本实施方式中，外孔组件主要包括外筒311和外盖312，且内孔组件主要包括内筒321和内盖322。具体而言，外筒311穿在真空绝热低温储罐上，且外筒311具有第一筒口3111和第二筒口3112。第一筒口3111连接于内容器200的外壁，第二筒口3112伸出于外壳100之外。外盖312可启闭地设于第二筒口3112。内筒321套设在外筒311的内腔中，且具有第三筒口3211和第四筒口3212。第三筒口3211直接与内容器200的容器壁连接而使内筒321连通于内容器200，第四筒口3212对应于第二筒口3112。内盖322可启闭地设于第四筒口3212。并且，内筒321的外径小于外筒311的内径，相应地，内盖322的尺寸亦小于外盖312的尺寸，从而使外孔组件与内孔组件之间形成第一夹层330，外筒311设有抽真空口340，以对第一夹层330抽真空而形成真空环境。
另外，在本实施方式中，外盖312与内盖322的形状可参考图1示出的形状。即外盖312与内盖322的形状均大致呈“⌒”型，且外盖312的尺寸大于内盖322的尺寸，而在两者之间形成第一夹层330的一部分。在其他实施方式中，外盖312与内盖322亦可选择其他形状，例如“ㄇ”型。再者，外盖312与内盖322的形状并不限于相同，例如，当外盖312呈“⌒”型时，内盖322的形状亦可呈“ㄇ”型或平板型等，不以本实施方式为限。
进一步地，如图1所示，在本实施方式中，第一夹层330中填充有保温材料，从而形成保温材料层331，进一步提升人孔装置的保温效果。
通过上述结构设计，人孔装置300的第一夹层330与真空绝热低温储罐的第三夹层110是相互独立互不影响的关系。据此，当人员需要对真空绝热低温储罐内部进行检验或检修时，只需分别打开外盖312和内盖322，即仅破坏第一夹层330的真空环境，而不会对真空绝热低温储罐的第三夹层110的真空环境造成任何影响。因此，本发明提出的人孔装置300安装于储罐时，特别是在安装于具有双层罐体且形成真空夹层的储罐时，能够在提供人孔功能的同时，能够保证储罐具有优良的保温效果。
如图1所示，在本实施方式中，外筒311优选地尤其筒壁弯曲形成有多个环状波纹结构3113，从而使外筒311的形状呈现出类似于波纹管的柔性结构。具体而言，环状波纹结构3113由外筒311的筒壁沿外筒311径向凸伸并环绕外筒311周向而成，且多个环状波纹结构3113在沿外筒311轴向间隔分布。据此，当内容器200被注入例如液化天然气的低温介质时，内容器200的材质在低温的作用下，势必会产生冷缩变形，从而导致内容器200与外壳100之间产生相对位移，上述例如环状波纹结构3113的柔性设计能够充分吸收内容器200与外壳100之间产生的轴向和周向的相对位移，可有效避免应力集中或变形导致人孔装置300受损的问题。
进一步地，多个环状波纹结构3113的一部分介于外壳100与内容器200之间，即容纳于第三夹层110内，另一部分位于外壳100之外。具体而言，图1中示出了外筒311具有两层环状波纹结构3113的方案，则两层环状波纹结构3113分别位于第一夹层330内和外壳100之外。换言之，外壳100对应于外筒311的位置优选地位于相邻的两层环状波纹结构3113之间。
如图1所示，在本实施方式中，本发明提出的人孔装置300还包括套设在外筒311之外且固定在外壳100之外的外盖筒350。具体而言，外盖筒350的一端固定于外壳100的外壁，另一端固定于外筒311的外壁。其中，外盖筒350与外筒311和外壳100之间共同界定第二夹层351，第二夹层351形成为真空环境。通过上述结构设计，外盖筒350界定第二夹层351的设计能够进一步提升真空绝热低温储罐的安装人孔装置300处的密封性能和保温性能。
进一步地，如图1所示，在本实施方式中，当上述外筒311的环状波纹结构3113与外盖筒350的设计相结合时，第二夹层351优选地内容纳有至少一个环状波纹结构3113。即，本实施方式中外筒311筒壁形成的两个环状波纹结构3113，其中之一容纳于第三夹层110中，其中另一容纳于第二夹层351中。换言之，外盖筒350与外筒311筒壁的连接(例如焊接)位置，可以优选为外筒311筒壁的最靠近第二筒口3112的环状波纹结构3113与第二筒口3112之间的位置，即外盖筒350能够将外筒311的位于外壳100之外的环状波纹结构3113容纳于其界定的第二夹层351中。在其他实施方式中，外筒311的环状波纹结构3113与外盖筒350的设计并不限于同时实施，即使同时实施亦部限于本实施方式的上述设计，特此说明。
进一步地，在本实施方式中，第二夹层351中亦填充有保温材料，进一步提升人孔装置的保温效果。
在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的人孔装置仅仅是能够采用本发明原理的许多种人孔装置中的一个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的人孔装置的任何细节或人孔装置的任何部件。
例如，在本实施方式中，外筒311的材质可以优选为奥氏体不锈钢。当然，人孔装置300的其他结构的材质亦可选择与外筒311相同或相近的材质，或者依需选择其他材质，并不以上述材质为限。另外，关于真空绝热低温储罐各结构的材质将在之后的实施方式中举例说明，在此不予赘述。
又如，在本实施方式中，外筒311与外盖筒350的连接、外盖筒350与外壳100的连接以及内筒321与内容器200的容器壁的连接均可优选地采用焊接的连接方式，以保证连接强度和密封性。在其他实施方式中上述各结构连接关系并非限制于相同，且亦可选择其他连接方式，并不以本实施方式为限。
综上所述，本发明提出的人孔装置，利用内孔组件连通于真空绝热低温储罐的内容器的设计，实现人孔结构的设置，从而满足进罐检验的需求。并且，在安装于真空绝热低温储罐时，本发明利用外孔组件与内孔组件之间形成的第一夹层形成真空环境的设计，同时能够保证设备的真空密封性，并能够提供良好的保温效果。
真空绝热低温储罐实施方式
参阅图2，图2中代表性地示出了能够体现本发明的原理的真空绝热低温储罐的结构示意图。在该示例性实施方式中，本发明提出的真空绝热低温储罐是以储存例如液化天然气的低温介质为例，进一步是以具有双层罐体且形成真空夹层的储罐进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本发明的提出的真空绝热低温储罐应用于其他类型的储罐或类似的设备中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的真空绝热低温储罐的原理的范围内。
如图2所示，在本实施方式中，本发明提出的真空绝热低温储罐主要包括支座400、外壳100、内容器200、扶梯500以及本发明提出的人孔装置300。配合参阅图3和图4所示，图3中代表性地示出了能够体现本发明原理的真空绝热低温储罐的局部剖视图；图4代表性地示出了沿图3中直线A-A所作的剖视图。以下结合上述附图，对本发明提出的真空绝热低温储罐各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。
如图2至图4所示，在本实施方式中，外壳100固定于支座400，以由支座400支撑设置在例如船舶甲板等位置上。进一步地，支座400优选为鞍式支座400。
如图2至图4所示，在本实施方式中，内容器200设置在外壳100之内，且与外壳100之间形成有第三夹层110，该第三夹层110为真空环境且填充有保温材料。外壳100上设有抽真空口120，以对第三夹层110抽真空。另外，保温材料层是由保温材料填充于第三夹层110内而形成。需说明的是，上述真空绝热低温储罐的部分结构可参考现有同类储罐的相关结构设计，在此不予赘述。
进一步地，如图2至图4所示，在本实施方式中，本发明提出的人孔装置300优选地位于真空绝热低温储罐的顶部，且外筒311的轴向优选为竖直方向。据此，人员由人孔装置300进入而对内容器200时，可由内容器200顶部开始对真空绝热低温储罐进行全面的检验。并且，竖直的轴向方向可以便于人员进入。
如图3和图4所示，在本实施方式中，扶梯500设置在内容器200之内，且扶梯500具有第一端510和第二端520。具体而言，扶梯500的第一端510位于内容器200的连通于内筒321的位置，且扶梯500的第二端520延伸至内容器200的底部。据此，当真空绝热低温储罐尺寸较为庞大时，人员可以沿扶梯500下降至内容器200的底部，而对真空绝热低温储罐进行全面的检验。
在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的真空绝热低温储罐仅仅是能够采用本发明原理的许多种真空绝热低温储罐中的一个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的真空绝热低温储罐的任何细节或真空绝热低温储罐的任何部件。
例如，在本实施方式中，外壳100、内容器200的材质均可优选为奥氏体不锈钢(型号例如S30408、SA-240M 304等)。在其他实施方式中，外壳100或内容器200的材质亦可选择其他材料，且外壳100与内容器200的材质并不限于相同。
综上所述，本发明提出的真空绝热低温储罐，通过安装本发明提出的人孔装置，在保证自身保温和真空密封性能不受影响的同时，能够供人员利用人孔装置进入而进行检验或检修，从而提高检验或检修的工作效率，降低故障概率，延长使用寿命。
以上详细地描述和/或图示了本发明提出的人孔装置及具有该人孔装置的真空绝热低温储罐的示例性实施方式。但本发明的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。
虽然已根据不同的特定实施例对本发明提出的人孔装置及具有该人孔装置的真空绝热低温储罐进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本发明的实施进行改动。

Claims (10)

1.一种人孔装置，用于安装于一储罐，所述储罐包括外壳和设于所述外壳内的内容器，且所述外壳与所述内容器之间形成真空环境第三夹层；所述人孔装置包括：
外孔组件，包括：
外筒，具有第一筒口和第二筒口，所述第一筒口连接于所述内容器的外壁，所述第二筒口伸出于所述外壳之外；及
外盖，可启闭地设于所述第二筒口；以及
内孔组件，包括：
内筒，套设于所述外筒之内，且具有第三筒口和第四筒口，所述第三筒口连通于所述内容器，所述第四筒口对应于所述第二筒口；及
内盖，可启闭地设于所述第四筒口；
其中，所述内筒外径小于所述外筒内径，而使所述外孔组件与所述内孔组件之间形成第一夹层，所述外筒设有抽真空口，以对所述第一夹层抽真空。
2.根据权利要求1所述的人孔装置，其特征在于，所述外筒形成有多个环状波纹结构，所述环状波纹结构由所述外筒的筒壁沿所述外筒径向凸伸并环绕所述外筒周向而成，且多个所述环状波纹结构在所述沿所述外筒轴向间隔分布。
3.根据权利要求2所述的人孔装置，其特征在于，多个所述环状波纹结构的一部分容纳于所述第三夹层内，另一部分位于所述外壳之外。
4.根据权利要求1～3任一项所述的人孔装置，其特征在于，所述人孔装置还包括：
外盖筒，套设于所述外筒，所述外盖筒的一端固定于所述外壳的外壁，另一端固定于所述外筒的外壁；
其中，所述外盖筒与所述外筒和所述外壳之间共同界定第二夹层，所述第二夹层形成为真空环境。
5.根据权利要求4所述的人孔装置，其特征在于，所述外筒的筒壁沿所述外筒径向凸伸并环绕所述外筒周向形成环状波纹结构时，所述第二夹层内容纳有至少一个所述环状波纹结构。
6.一种真空绝热低温储罐，其特征在于，所述真空绝热低温储罐包括：
支座；
外壳，固定于所述支座；
内容器，设于所述外壳之内，且与所述外壳之间形成有第三夹层，所述第三夹层为真空环境；
保温材料层，填充于所述第三夹层；以及
如权利要求1～5任一项所述的人孔装置。
7.根据权利要求6所述的真空绝热低温储罐，其特征在于，所述支座为鞍式支座。
8.根据权利要求6所述的真空绝热低温储罐，其特征在于，所述外壳的材质为奥氏体不锈钢；和/或，所述内容器的材质为奥氏体不锈钢。
9.根据权利要求6所述的真空绝热低温储罐，其特征在于，所述人孔装置位于所述真空绝热低温储罐的顶部，且所述外筒轴向为竖直方向。
10.根据权利要求6～9任一项所述的真空绝热低温储罐，其特征在于，所述真空绝热低温储罐还包括：
扶梯，设于所述内容器之内，所述扶梯具有第一端和第二端，所述第一端位于所述内容器连通于所述内筒的位置，所述第二端位于所述内容器底部。
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