CN112984367B - 低温储罐及其泄漏防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低温储罐及其泄漏防护装置。低温储罐包括外罐，及设置于外罐内的内罐和底部绝热层，底部绝热层位于内罐的底部与外罐的底部之间。泄漏防护装置包括漏液收集盘、漏液汇集管和绝热套。漏液收集盘穿设于底部绝热层，用于收集低温储罐泄漏的低温液体；漏液收集盘的底面由周边至中部向下倾斜；漏液汇集管穿设于底部绝热层；漏液汇集管的一端连接漏液收集盘的底部，另一端伸出外罐而将漏液收集盘所收集的低温液体向外排出；绝热套套设于漏液汇集管的外周，并位于漏液汇集管与外罐的连接处。该泄漏防护装置结构简单，经济成本较低。且该泄漏防护装置从内部进行防范低温液体的泄漏，更直接有效。

Description

低温储罐及其泄漏防护装置

技术领域

本发明涉及低温压力容器技术领域，特别涉及一种低温储罐及其泄漏防护装置。

背景技术

低温储罐是储存低温液体(如-165℃左右的液化天然气、-104℃左右的液态乙烯、-47℃左右的液氨等)的大型容器。由于其储存的物质的温度通常很低，如内罐及内部介质管道发生泄漏，将使外罐承受低温甚至结构发生破坏，停车维修成本很高。

目前，一般将这种低温储罐设置在围堰内，以在其发生泄漏时由围堰来容纳漏出的低温液体，防止发生重大安全事故。但围堰需将整个低温储罐均包容在其内，而使得围堰的建造成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种经济成本较低的低温储罐及其泄漏防护装置，以解决现有技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种低温储罐的泄漏防护装置，所述低温储罐包括外罐，及设置于所述外罐内的内罐和底部绝热层，所述底部绝热层位于所述内罐的底部与所述外罐的底部之间，所述泄漏防护装置包括：漏液收集盘，穿设于所述底部绝热层，用于收集低温储罐泄漏的低温液体；所述漏液收集盘的底部由周边至中部向下倾斜；漏液汇集管，穿设于所述底部绝热层；所述漏液汇集管的一端连接所述漏液收集盘的底部，另一端伸出所述外罐而将所述漏液收集盘所收集的低温液体向外排出；绝热套，套设于所述漏液汇集管的外周，并位于所述漏液汇集管与所述外罐的连接处。

在其中一实施方式中，所述漏液收集盘的外周向所述外罐的内壁延伸，且所述漏液收集盘的外周与所述外罐的内壁之间具有间隔。

在其中一实施方式中，所述漏液收集盘与所述内罐的底部之间的距离小于所述漏液收集盘与所述外罐的底部之间的距离。

在其中一实施方式中，所述漏液收集盘的材质为低温钢或铝。

在其中一实施方式中，还包括设置于所述漏液收集盘外周的挡环；所述挡环向上超出所述漏液收集盘的顶部。

在其中一实施方式中，所述漏液收集盘的底面倾斜角度为3°～5°。

在其中一实施方式中，还包括设置于所述漏液汇集管上的温度探测器和控制阀；所述温度探测器和所述控制阀均位于所述外罐的外部，在所述温度探测器检测到所述漏液汇集管上的温度达到阈值时，所述控制阀开启而使泄漏的液体通过所述漏液汇集管向外排放。

本发明还提供一种低温储罐，包括外罐、设置于所述外罐内的内罐和绝热层，穿过所述外罐、所述绝热层和所述内罐的管道组件，及如上所述的泄漏防护装置；所述外罐和所述内罐的轴线均竖向延伸，所述绝热层包括底部绝热层和侧部绝热层，所述底部绝热层位于所述内罐的底部与所述外罐的底部之间，所述侧部绝热层位于所述内罐的侧部及顶部与所述外罐的侧部及顶部之间，所述泄漏防护装置穿设于所述底部绝热层。

在其中一实施方式中，所述管道组件包括多个管段；多个所述管段之间焊接连接而在相邻两所述管段之间形成焊接部位；所述漏液收集盘的外周向所述外罐延伸并超出靠近所述外罐的所述焊接部位。

在其中一实施方式中，所述外罐的材质为碳钢或低合金钢；所述内罐的材质为低温钢；所述底部绝热层的材质为压板和泡沫玻璃；所述侧部绝热层的材质为膨胀珍珠岩、玻璃棉毯或玻璃砖。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的泄漏防护装置包括所述泄漏防护装置包括漏液收集盘、漏液汇集管和绝热套。漏液收集盘穿设于底部绝热层，用于收集低温储罐泄漏的低温液体；漏液收集盘的底部由周边至中部向下倾斜；漏液汇集管穿设于底部绝热层；漏液汇集管的一端连接漏液收集盘的底部，另一端伸出外罐而将漏液收集盘所收集的低温液体向外排出；绝热套套设于漏液汇集管的外周，并位于漏液汇集管与外罐之间。该泄漏防护装置结构简单，经济成本较低。且该泄漏防护装置从内部进行防范低温液体的泄漏，更直接有效，而降低外罐受低温脆裂的风险和危害，减少泄漏维修费用，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明低温储罐其中一实施例的剖视图。

附图标记说明如下：

1、低温储罐；11、内罐；111、内罐筒体；112、内罐底板；113、内罐顶盖；12、外罐；121、外罐筒体；122、外罐底板；123、外罐顶盖；131、底部绝热层；132、侧部绝热层；14、管道组件；141、管段；15、泄漏防护装置；151、漏液收集盘；152、漏液汇集管；153、绝热套；154、挡环；155、温度探测器；156、控制阀。

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。

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例进行详细说明。

本发明提供一种低温储罐1，用于储存低温液体介质，储存温度为-196℃～40℃。低温液体介质包括液氧、液氮、液氩、液态二氧化碳、液氨、液化烃(主要包括液态甲烷、液态己烷、液态乙烯、液态丙烷)等。

参阅图1，该低温储罐1主要包括外罐12、内罐11、绝热层、管道组件14及泄漏防护装置15。低温储罐1所泄漏的低温液体能够通过泄漏防护装置15排放至安全的排放区域，避免了因液体泄漏导致低温储罐1的外罐12破裂，甚至造成更严重的后果，进而增加了低温储罐1的安全性，减少了维修费用。

内罐11用于储存低温液体介质。其中，内罐11的材质采用满足低温液体介质要求的低温钢。例如不锈钢S30408。

内罐11的轴线竖向延伸，内罐11包括内罐筒体111、设置于内罐筒体111底部的内罐底板112及盖设于内罐筒体111顶部的内罐顶盖113。内罐筒体111、内罐底板112及内罐顶盖113通过焊接连接而形成一封闭体。

本实施例中，内罐筒体111、内罐底板112及内罐顶盖113均通过板材焊接成型。因此，内罐11具有以下易发生液体泄漏的部位：内罐筒体111成型时的对接焊缝、内罐底板112成型时的搭接焊缝及内罐筒体111与内罐底板112之间的连接焊缝。在上述部位发生泄漏后，低温液体易沿内罐11的罐壁及内罐底板112向下流动。

外罐12设置于内罐11的外周，用于保护内罐11。其中，外罐12不直接与低温液体介质接触，因此，外罐12的材质采用满足环境使用要求的材料即可，例如碳钢或低合金钢。例如Q235B或Q345R。

外罐12的轴线竖向延伸。外罐12包括外罐筒体121、设置于外罐筒体121底部的外罐底板122及盖设于外罐筒体121顶部的外罐顶盖123。外罐筒体121、外罐底板122及外罐顶盖123通过焊接连接而形成一封闭体。

外罐12与内罐11之间具有间隔而形成夹层空间。绝热层设置于夹层空间内。具体地，绝热层包括底部绝热层131和侧部绝热层132。

底部绝热层131设置于内罐底板112与外罐底板122之间，以隔绝内罐11内的低温传递至外罐底板122，保护了外罐底板122的安全性。底部绝热层131的材质采用混凝土均压板和泡沫玻璃砖。

侧部绝热层132设置于内罐筒体111和外罐筒体121及内罐顶盖113和外罐顶盖123之间，以隔绝内罐11内的低温传递至外罐筒体121和外罐顶盖123，保护了外罐筒体121及外罐顶盖123的安全性。侧部绝热层132采用膨胀珍珠岩、玻璃棉毯或玻璃砖等保冷材料。

管道组件14用于连接内罐11内部与外界，而将外界的低温液体充入内罐11内，或将内罐11内的低温液体输出外界。管道组件14可为进液管道、出液管道或其他工艺管道。本实施例中，以进液管道为例，包括多个管段141和连接管段141之间的管件，管段141与管件之间焊接连接，管段141与内罐11及外罐12焊接连接，因此，进液管道具有以下泄漏部位：管段141与管件之间的焊接部位、管段141与内罐11之间的焊接部位等。

同样，出液管道及其他工艺管道均具有与进液管道类似的泄漏部位，在此不一一赘述。

在上述部位发生泄漏后，低温液体易沿管道向下流动，至外罐底板122及外罐筒体121处。

泄漏防护装置15位于夹层空间内，用于收集内罐11的泄漏部位、管道组件14的泄漏部位及管道组件14与内罐11之间的泄漏部位所泄漏的低温液体。

具体地，泄漏防护装置15包括漏液收集盘151、漏液汇集管152和绝热套153。

漏液收集盘151穿设于底部绝热层131设置，即漏液收集盘151的下方和上方均设有底部绝热层131。

漏液收集盘151的外周向外罐12延伸，且漏液收集盘151的外周与外罐12之间具有间隔。本实施例中，漏液贴近外罐12的内周壁，而覆盖靠近外罐12内周壁的管道组件14的焊接部位，进而能将所有泄漏的低温液体均能收集。

具体地，漏液收集盘151的底部由外周至中心向下倾斜，即漏液收集盘151的中心最低，使得漏液收集盘151所收集的低温液体均流至中心部位，不仅方便收集，还能够避免低温液体靠近外罐12的内壁而导致外罐12受到低温冻裂。本实施例中，漏液收集盘151呈漏斗状。

具体在本实施例中，漏液收集盘151的底面倾斜角度为3°～5°。

漏液收集盘151至内罐底板112的距离小于漏液收集盘151至外罐底板122的距离。具体地，漏液收集盘151靠近内罐底板112设置，使漏斗收集盘的底部与外罐底板122之间具有高度差，而使漏斗收集盘收集到的低温液体尽量远离外罐底板122，避免外罐底板122受到低温而冻裂，进而保证外罐底板122的安全。

本实施例中，漏液收集盘151的厚度为2mm～3mm。因漏液收集盘151无需承受压力，因此该厚度即可满足要求，进而能够节约成本。

进一步地，漏液收集盘151的顶部还设有挡环154，该挡环154环设于漏液收集盘151的外周，并向上超出漏液收集盘151的顶部。该挡环154的设计更好地阻止漏液收集盘151上的低温液体沿漏液收集盘151的外周边缘流出，进一步地保证了外罐12的安全。

漏液收集盘151和挡环154的材质均采用满足低温液体介质要求的低温钢或铝。

漏液汇集管152穿过底部绝热层131设置，即漏液汇集管152的周围均环设有底部绝热层131。漏液汇集管152的一端与漏液收集盘151的最低端连接，另一端伸出外罐12的外部。本实施例中，漏液汇集管152与漏液收集盘151的中心连接。

绝热套153套设于漏液汇集管152的外周，并位于漏液汇集管152与外罐12之间而隔绝漏液汇集管152与外罐12之间的接触，且绝热套153采用能够隔热的材质，而避免外罐12接触低温，保证外罐12的使用安全。具体地，本实施例中，绝热套153的一部分位于外罐12的内部，另一部分位于外罐12的外部。

进一步地，泄漏防护装置15还包括设置于漏液汇集管152上的温度探测器155和控制阀156，且温度探测器155和控制阀156均位于外罐12的外部。

温度探测器155用于探测漏液汇集管152温度。

控制阀156用于控制漏液汇集管152与外界的通断。控制阀156一般处于关闭状态，避免湿空气或其他杂物通过漏液汇集管152进入低温储罐1内，而导致绝热层受潮、低温储罐1内气体溢出的现象，保证了低温储罐1的安全。

在温度探测器155探测到漏液汇集管152的温度到达阈值时，即漏液汇集管152内具有低温液体时，温度探测器155将该信号发送至控制阀156，控制阀156依据该信号开启，而使低温液体向外排放至安全排放区域。

其中，阈值可根据环境温度而设定。即，在温度探测器155探测到漏液汇集管152的温度低于环境温度时，表示漏液汇集管152内有低温液体。

该泄漏防护装置15的工作原理如下：

低温储罐1内的泄漏部位发生泄漏，而泄漏的低温液体，沿着管道、沿着内罐11内壁向下流。此时，漏液收集盘151将所泄漏的低温液体收集，并由于漏液收集盘151的倾斜设置，使低温液体向漏液收集盘151的中部汇集。再通过漏液汇集管152将漏液收集盘151内的低温液体向低温储罐1外排出。随着低温液体的流动，温度探测器155检测到漏液汇集管152的温度达到阈值，并将该信号发送至控制阀156，控制阀156开启，低温液体排出低温储罐1外，并排至安全排放区域。即该泄漏防护装置15从内部将低温液体引流至低温储罐1外，避免了低温液体对外罐12的伤害，甚至造成更严重的后果，最终大幅度降低了低温液体泄漏的危害，减少了维修外罐12的费用。

该泄漏防护装置15结构简单，经济成本较低，操作性强，易于实现，并且切实有效地改善了低温储罐1内部由低温液体泄漏而造成的危害。相较于设置围堰等外部防范方式，该泄漏防护装置15从内部进行防范，更直接有效，进而降低了外罐12受低温脆裂的风险和危害，减少因泄漏导致的维修费用，具有广泛的应用前景。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的泄漏防护装置包括所述泄漏防护装置包括漏液收集盘、漏液汇集管和绝热套。漏液收集盘穿设于底部绝热层，用于收集低温储罐泄漏的低温液体；漏液收集盘的底部由周边至中部向下倾斜；漏液汇集管穿设于底部绝热层；漏液汇集管的一端连接漏液收集盘的底部，另一端伸出外罐而将漏液收集盘所收集的低温液体向外排出；绝热套套设于漏液汇集管的外周，并位于漏液汇集管与外罐之间。该泄漏防护装置结构简单，经济成本较低。且该泄漏防护装置从内部进行防范低温液体的泄漏，更直接有效，而降低外罐受低温脆裂的风险和危害，减少泄漏维修费用，具有广泛的应用前景。

虽然已参照几个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 (9)

1.一种低温储罐的泄漏防护装置，所述低温储罐包括外罐，及设置于所述外罐内的内罐和底部绝热层，所述底部绝热层位于所述内罐的底部与所述外罐的底部之间，其特征在于，所述泄漏防护装置包括：

漏液收集盘，穿设于所述底部绝热层，用于收集低温储罐泄漏的低温液体；所述漏液收集盘的底部由周边至中部向下倾斜；

漏液汇集管，穿设于所述底部绝热层；所述漏液汇集管的一端与所述漏液收集盘的最低端连接，另一端伸出所述外罐而将所述漏液收集盘所收集的低温液体向外排出；

绝热套，套设于所述漏液汇集管的外周，并位于所述漏液汇集管与所述外罐的连接处；

设置于所述漏液汇集管上的温度探测器和控制阀；所述温度探测器和所述控制阀均位于所述外罐的外部，在所述温度探测器检测到所述漏液汇集管上的温度达到阈值时，所述控制阀开启而使泄漏的液体通过所述漏液汇集管向外排放。

2.根据权利要求1所述的低温储罐的泄漏防护装置，其特征在于，所述漏液收集盘的外周向所述外罐的内壁延伸，且所述漏液收集盘的外周与所述外罐的内壁之间具有间隔。

3.根据权利要求1所述的低温储罐的泄漏防护装置，其特征在于，所述漏液收集盘与所述内罐的底部之间的距离小于所述漏液收集盘与所述外罐的底部之间的距离。

4.根据权利要求1所述的低温储罐的泄漏防护装置，其特征在于，所述漏液收集盘的材质为低温钢或铝。

5.根据权利要求1所述的低温储罐的泄漏防护装置，其特征在于，还包括设置于所述漏液收集盘外周的挡环；所述挡环向上超出所述漏液收集盘的顶部。

6.根据权利要求1所述的低温储罐的泄漏防护装置，其特征在于，所述漏液收集盘的底面倾斜角度为3°~5°。

7.一种低温储罐，其特征在于，包括外罐、设置于所述外罐内的内罐和绝热层，穿过所述外罐、所述绝热层和所述内罐的管道组件，及权利要求1-6任意一项所述的泄漏防护装置；所述外罐和所述内罐的轴线均竖向延伸，所述绝热层包括底部绝热层和侧部绝热层，所述底部绝热层位于所述内罐的底部与所述外罐的底部之间，所述侧部绝热层位于所述内罐的侧部及顶部与所述外罐的侧部及顶部之间，所述泄漏防护装置穿设于所述底部绝热层。

8.根据权利要求7所述的低温储罐，其特征在于，所述管道组件包括多个管段；多个所述管段之间焊接连接而在相邻两所述管段之间形成焊接部位；

所述漏液收集盘的外周向所述外罐延伸并超出靠近所述外罐的所述焊接部位。

9.根据权利要求7所述的低温储罐，其特征在于，所述外罐的材质为碳钢或低合金钢；所述内罐的材质为低温钢；所述底部绝热层的材质为压板和泡沫玻璃；所述侧部绝热层的材质为膨胀珍珠岩、玻璃棉毯或玻璃砖。

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