CN110454677B - 用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐 - Google Patents

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Abstract

本发明属于低温液化气体介质的存储技术领域，涉及一种用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐。该全容罐包括：内罐、外罐、吊顶、绝热层、密封层，所述绝热层包括吊顶板上的吊顶绝热层、内罐壁与外罐壁之间的罐壁绝热层以及内罐底与外罐底之间的罐底绝热层，所述罐壁绝热层从外至内包括第一罐壁绝热层和第二罐壁绝热层，其中，所述第一罐壁绝热层从外罐壁延续到外罐底的上表面，在外罐壁和外罐底连接处形成局部角接绝热层。通过具有良好的液密性和气密性能够封闭低温介质的密封层，帮助限制泄漏液体的气化速度，包容气化后的蒸汽，提高了本发明的用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐的安全性。

Description

用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐
技术领域
本发明涉及低温液化气体介质的存储技术领域，更具体地，涉及一种用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐。
背景技术
随着技术发展和设计理念的提升，-60℃以上的低温液化气体介质如丙烷、丙烯、丁烷等更倾向于用金属壁全容罐储存。金属壁全容罐在占地面积和安全性方面优于单容罐和双容罐，在建设周期和经济性方面优于预应力混凝土全容罐。
对于双钢壁全容罐结构，当承装低温介质的內罐泄露时，外罐要包容內罐泄露的全部低温介质液体和泄漏液体气化后的蒸气。现有的双钢壁全容罐结构，虽然能包容內罐泄漏的全部液体，但存在泄漏液体气化速度过快的问题，泄露工况的控制性差。现有双钢壁全容罐有在内、外罐之间，增加一层局部高度或等同外罐壁高的金属中间层，在外罐与金属中间层内内铺设玻璃砖，但在焊接金属中间层时玻璃砖因钢板焊接等施工碎裂脱落，并且该金属中间层基本不能和这层保冷的玻璃砖贴合，导致实际绝热效果差，该金属中间层与外罐壁顶部焊接在一起，还会将冷量传递给常温的外罐壁产生局部较大的温差应力，导致外罐连接处破裂。还有其他双钢壁全容罐类型，采用外罐壁外设有外隔热层，外罐壁底部采用双层金属底，在双层金属底中间加绝热层。该结构外绝热层因没有外罐保护，经常受潮受损达不到绝热效果，使用维护成本高，且外罐底两层底夹隔热层的结构类似上述外罐壁内侧增设一金属中间层结构，存在同样绝热效果差和存在大的局部温差应力导致破坏的问题。
本发明采用加中间非金属密封层，和在非金属密封层与外罐之间增设绝热材料，解决了上述现存罐型的缺陷，解决了局部温差应力问题，达到高效绝热功能；有效隔离了内罐泄露低温介质不与外部环境直接热交换导致气化量增加，降低了外罐压力迅速上升导致外罐破裂的风险，并将外罐和基础于低温介质隔离，防止基础低温涨裂破坏，外罐壁低温破坏，大大提高了安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐，用简单、经济的设计解决现有双钢壁全容罐存在的泄露工况的安全可控性差的问题。
根据本发明的用于储存低温介质的全容罐，包括：
内罐，包括内罐底和内罐壁，所述内罐中存储低温介质；
外罐，包括外罐底、外罐壁和外罐顶，所述内罐设置在所述外罐内；
吊顶，包括吊顶板和吊杆，所述吊顶板通过连接于所述外罐顶的吊杆悬挂于所述外罐顶下部；
密封层，包括内罐壁与外罐壁之间的罐壁密封层，以及内罐底与外罐底之间的罐底密封层；
绝热层，包括吊顶板上的吊顶绝热层、内罐壁与外罐壁之间的罐壁绝热层以及内罐底与外罐底之间的罐底绝热层，所述罐壁绝热层从外至内包括第一罐壁绝热层和第二罐壁绝热层，其中，所述第一罐壁绝热层位于所述外罐壁与所述罐壁密封层之间，所述第二罐壁绝热层位于所述罐壁密封层与所述内罐壁之间，所述第一罐壁绝热层从外罐壁顶部延续到外罐底的上表面，在外罐壁和外罐底连接处形成局部角接绝热层。
优选地，所述内罐底和外罐底分别包括中幅板和边缘板，
内罐底中幅板和外罐底中幅板之间从下至上包括：第一调平层、第一保冷材料层、罐底密封层、第二保冷材料层、第二调平层，每层之间铺设防潮层；
内罐底边缘板和外罐底边缘板之间从下至上包括：第一调平层、第三保冷材料层、罐底密封层、环梁，每层之间铺设防潮层。
优选地，所述外罐壁与所述内罐壁之间的空隙径向距离为800mm～1400mm。
优选地，所述罐壁密封层和罐底密封层为非金属隔液隔气膜；所述罐壁密封层和所述罐底密封层包括中间夹铝箔的双层玻璃布、玻璃丝网内外两侧涂刷低温胶、玻璃布内外涂刷多层低温胶中的一种；
所述罐底密封层粘贴在木板或无机纤维板上。
优选地，所述第一罐壁绝热层包括预制PUF块、现场罐壁直接发泡贴PUF、玻璃砖、PIR块中的一种；所述第二罐壁绝热层包括膨胀珍珠砂层和弹性玻璃棉毡。
优选地，所述第一调平层包括混凝土层、珍珠砂混凝土层的任一种，所述第二调平层包括混凝土层、珍珠砂混凝土层、干砂层中的任一种；
所述第一调平层为混凝土层、珍珠砂混凝土层的任一种，所述第二调平层为混凝土层、珍珠砂混凝土层、干砂层中的任一种；
所述第一保冷材料层和第二保冷材料层为泡沫玻璃砖层，所述第三保冷材料层为高强泡沫玻璃砖层，其强度高于所述第一保冷材料层和第二保冷材料层；
所述环梁为混凝土环梁、珍珠岩混凝土环梁、木枕中的任一种。
优选地，所述罐壁密封层与所述罐底密封层密闭连接。
优选地，所述內罐的內罐壁和內罐底以及所述外罐的外罐壁和外罐底为低温钢，所述外罐的外罐顶的材料基于温度场分析选择低温钢或者常温钢。
优选地，所述内罐壁和所述外罐壁通过锚固件固定。
优选地，所述用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐还包括罐外防爆喷涂弹性体，其喷涂在外罐壁外表面。
本发明具有以下有益技术效果：
通过在外罐壁内侧增加一层PUF等材料的绝热层，和具有良好的液密性和气密性的非金属密封层，以及在内外罐底绝热层之间增加非金属密封层，内罐泄漏的低温液体通过非金属密封层及其与外罐之间的绝热层，将泄漏低温介质与外罐及基础隔离，降低低温介质的气化速度和对低温对基础的不利影响，提高了本发明的用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐的安全性。
通过在外罐壁外表面喷涂防爆喷涂弹性体，增加了外罐壁抵抗周边蒸气云爆炸冲击波的能力。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1为根据本发明的用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐的结构图；
图2为全容罐的上端部的局部放大图；
图3为全容罐的下端部的局部放大图。
附图标记说明：
1、内罐，1-1、内罐底，1-2、内罐壁，2、外罐，2-1、外罐底，2-2、外罐壁，2-3、外罐顶，3、吊顶，3-1、吊顶板，3-2、吊杆，4、吊顶绝热层，5、罐壁绝热层，5-1、第一罐壁绝热层，5-2、第二罐壁绝热层，5-3、局部角接绝热层，6、罐底绝热层，6-1、第一调平层、6-2、第一保冷材料层，6-3、防潮层，6-4、第二保冷材料层，6-5、第二调平层，6-6、第三保冷材料层，6-7环梁，7、密封层，7-1、罐壁密封层，7-2、罐底密封层，8、锚固件，9、混凝土基础平台，10、罐外防爆喷涂弹性体。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
参照图1，根据本发明的用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐包括内罐1、外罐2、吊顶3和绝热层5-0和密封层7。
内罐1包括内罐底1-1和内罐壁1-2，内罐1-1中存储低温介质，特别是高于-60℃的低温液化气体介质。
外罐2包括外罐底2-1、外罐壁2-2和外罐顶2-3，内罐1设置在外罐2内。
外罐2的外罐壁2-2与內罐1的内罐壁1-2之间的空隙径向距离为800mm～1400mm。
吊顶3包括吊顶板3-1和吊杆3-2，吊顶板3-1通过连接于外罐顶2-3的吊杆3-1悬挂于外罐顶下部。吊顶板3-1与内罐1的内罐壁1-2之间具有空隙。
密封层7包括内罐壁1-2与外罐壁2-2之间的罐壁密封层7-1以及内罐底1-1与外罐底2-1之间的罐底密封层7-2。
绝热层5-0包括吊顶板上的吊顶绝热层4、内罐壁1-2与外罐壁2-2之间的罐壁绝热层5以及内罐底1-1与外罐底2-1之间的罐底绝热层6。
如图2所示，罐壁绝热层5从外至内包括第一罐壁绝热层5-1和第二罐壁绝热层5-2。其中，外罐壁2-2与罐壁密封层7-1之间的第一罐壁绝热层5-1从外罐壁2-2延续到外罐底2-1的上表面，在外罐壁2-2和外罐底2-1连接处形成局部角接绝热层5-3。第二罐壁绝热层5-2位于罐壁密封层7-1与内罐壁之间。
第一罐壁绝热层5-1可选包括预制PUF块、现场罐壁直接发泡贴PUF、玻璃砖、PIR块中的一种，可以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。
第二罐壁绝热层5-2可以是膨胀珍珠砂层和弹性玻璃棉毡，本领域技术人员应当理解，第二罐壁绝热层5-2并不限于以上，也可以包括其他材料层。
第一罐壁绝热层5-1既具有绝热保冷性能又具有一定的强度，可以支撑保持密封层的外形，也可以将承受的载荷传递到外罐金属壁。
内罐底1-1和外罐底2-1分别包括位于中间部分的中幅板和位于边缘部分的边缘板。
如图3所示，内罐底1-1中幅板和外罐底2-1中幅板之间从下至上包括：第一调平层6-1、第一保冷材料层6-2、罐底密封层7-2、第二保冷材料层6-4、第二调平层6-5，上述各层之间铺设防潮层6-3。
在一个示例中，第一调平层6-1为混凝土层、珍珠砂混凝土层的任一种，第二调平层6-5为混凝土层、珍珠砂混凝土层、干砂层中的任一种，例如为干砂层。
第一保冷材料层6-2、第二保冷材料层6-4为泡沫玻璃砖层。本领域技术人员应当理解，保冷材料并不限于泡沫玻璃砖，也可以为其他适当的保冷材料。
外罐底2-1的中幅板置于第一调平层6-1即水泥层下，且置于混凝土基础平台9上，内罐底1-1的中幅板置于第二调平层6-5上。由于罐底部需要承受罐内介质的重量，这样的罐底绝热结构强度高，保冷效果好。
内罐底1-1边缘和外罐底2-1边缘板之间从下至上包括：第一调平层6-1、第三保冷材料层6-6、罐底密封层7-2、环梁6-7，上述各层之间铺设防潮层6-3。
在一个示例中，第三保冷材料层6-6为高强度泡沫玻璃砖层，环梁6-7为混凝土环梁或者珍珠岩混凝土环梁或者木枕。
由于边缘板处的罐底绝热层6还需承担所述內罐壁1-2的重量，所以选择强度更高的泡沫玻璃砖并设置环梁6-7。
以上內罐1与外罐2之间的绝热层5和6的设置保证了低温介质的常压低温储存状态。
密封层7的材料可以选用耐低温的液密性非金属膜，即非金属隔液隔气膜，如中间夹铝箔的双层玻璃布或玻璃丝网内外两侧涂刷低温胶或玻璃布内外涂刷多层低温胶等。罐底密封层7-2可粘贴在木板或无机纤维板上。在內罐1发生泄漏时，密封层7的材料可以耐受低温，其良好的液密性和隔气性保证封闭低温介质的作用，并且相较于其他耐低温金属密封层，其价格更低廉，更易于施工。
在一个示例中，罐壁密封层7-1与罐底密封层7-2进行密封连接，局部角接绝热层5-3与调平水泥层6-1、第三保冷材料层6-6及外罐底2-1的接触面也须进行密封层包裹，局部角接绝热层5-3表面的密封层应与罐底密封层7-2进行密封连接。
在本发明的全容罐中，外罐2在內罐1泄露时可以盛装內罐1中的全部液体，外罐2承受全部液体的液柱静压力和气相压力载荷、罐顶外加载荷、风载荷、雪载荷、地震载荷等，并支撑保护外罐内部的绝热材料。位于外罐2和內罐1之间的绝热层和密封层7帮助限制內罐所泄漏液体的气化速度，包容气化后的蒸气，提高本设计中双钢壁全容罐的安全性。
內罐1的內罐壁1-2和內罐底1-1及所述外罐2的外罐壁2-2和外罐底2-1的材料为低温钢，外罐2的外罐顶2-3可以根据温度场分析选择价格相对低廉的低温钢或者常温钢制造。
内罐壁1-2和外罐壁2-2上可以根据地震力和压力计算结果设置锚固件8。內罐1的锚固件8主要用于加强储罐的抗震稳定性，外罐2的锚固件8主要用于抵抗外罐内压导致罐体提离。
所述罐外防爆喷涂弹性体10涂刷在整个外罐壁2-2的外表面。罐外防爆喷涂弹性体10根据蒸汽云冲击波大小决定是否增加。罐外防爆喷涂弹性体10的设计使全容罐增加了抵抗外部爆炸冲击波和飞行物撞击的能力。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (8)

1.一种用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐，其特征在于，包括：
内罐，包括内罐底和内罐壁，所述内罐中存储低温介质；
外罐，包括外罐底、外罐壁和外罐顶，所述内罐设置在所述外罐内；
吊顶，包括吊顶板和吊杆，所述吊顶板通过连接于所述外罐顶的吊杆悬挂于所述外罐顶下部；
非金属密封层，所述非金属密封层用于封闭所述内罐发生泄漏时的所述低温介质不与所述外罐接触，所述非金属密封层包括内罐壁与外罐壁之间的罐壁密封层，以及内罐底与外罐底之间的罐底密封层；
绝热层，包括吊顶板上的吊顶绝热层、内罐壁与外罐壁之间的罐壁绝热层以及内罐底与外罐底之间的罐底绝热层，所述罐壁绝热层从外至内包括第一罐壁绝热层和第二罐壁绝热层，其中，所述第一罐壁绝热层位于所述外罐壁与所述罐壁密封层之间，所述第二罐壁绝热层位于所述罐壁密封层与所述内罐壁之间，所述第一罐壁绝热层从外罐壁顶部延续到外罐底的上表面，在外罐壁和外罐底连接处形成局部角接绝热层；
所述第一罐壁绝热层包括预制PUF块、现场罐壁直接发泡贴PUF、玻璃砖、PIR块中的一种；所述第二罐壁绝热层包括膨胀珍珠砂层和弹性玻璃棉毡；
所述罐壁密封层与所述罐底密封层密闭连接；
所述第一罐壁绝热层用于绝热保冷和支撑保护所述罐壁密封层，并将承受的载荷传递到所述外罐壁。
2.根据权利要求1所述的用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐，其特征在于，所述内罐底和外罐底分别包括中幅板和边缘板，
内罐底中幅板和外罐底中幅板之间从下至上包括：第一调平层、第一保冷材料层、罐底密封层、第二保冷材料层、第二调平层，每层之间铺设防潮层；
内罐底边缘板和外罐底边缘板之间从下至上包括：第一调平层、第三保冷材料层、罐底密封层、环梁，每层之间铺设防潮层。
3.根据权利要求1所述的用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐，其特征在于，所述外罐壁与所述内罐壁之间的空隙径向距离为800mm~1400mm。
4.根据权利要求1所述的用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐，其特征在于，所述罐壁密封层和罐底密封层为非金属隔液隔气膜；
所述罐壁密封层和所述罐底密封层包括中间夹铝箔的双层玻璃布、玻璃丝网内外两侧涂刷低温胶、玻璃布内外涂刷多层低温胶中的一种；
所述罐底密封层粘贴在木板或无机纤维板上。
5.根据权利要求2所述的用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐，其特征在于，所述第一调平层为混凝土层、珍珠砂混凝土层的任一种，所述第二调平层为混凝土层、珍珠砂混凝土层、干砂层中的任一种；
所述第一保冷材料层和第二保冷材料层为泡沫玻璃砖层，所述第三保冷材料层为高强泡沫玻璃砖层，其强度高于所述第一保冷材料层和第二保冷材料层；
所述环梁为混凝土环梁、珍珠岩混凝土环梁、木枕中的任一种。
6.根据权利要求1所述的用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐，其特征在于，所述内罐的内罐壁和内罐底以及所述外罐的外罐壁和外罐底的材料为低温钢，所述外罐的外罐顶的材料基于温度场分析选择低温钢或者常温钢。
7.根据权利要求1所述的用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐，其特征在于，所述内罐壁和所述外罐壁通过锚固件固定。
8.根据权利要求1所述的用于存储低温介质的带非金属密封层的全容罐，其特征在于，还包括罐外防爆喷涂弹性体，其喷涂在外罐壁外表面。
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