CN113154256B - 一种低温储罐泵井管的支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温储罐泵井管的支撑装置，包括：设置在内罐罐壁上的限位支架、设置在底部支撑单元上的轴向支撑单元；限位支架用于限制泵井管在环向上的晃动幅度，且限位支架在沿内罐罐壁预冷收缩的方向上，与泵井管之间预留有一定的间隙；轴向支撑单元包括焊接在泵井管的外管壁上的泵井管支撑架，以及用于支撑泵井管支撑架的第二支架，第二支架通过弹簧设置底部支撑单元上，泵井管在安装之前，先根据泵井管的预冷收缩量，对弹簧进行预紧压缩。本发明通过弹簧对泵井管的轴向收缩和内罐罐壁的预冷收缩进行补偿，有利于储罐在运行过程中实现预期补偿效果。

Description

一种低温储罐泵井管的支撑装置

技术领域

本发明涉及低温储罐泵井技术领域，尤其是一种低温储罐泵井管的支撑装置。

背景技术

在医疗卫生、能源利用以及化工等领域，低压液化气体和高压液化气体应用场景十分广泛，例如二氧化碳、氧气、氮气、甲烷、丙烯、丙烷等，且消费量巨大。储存和运输这些气体有两种方法，高压常温气态储存和常压低温液态储存。由于自然资源和加工厂的地理位置分布不均，在资源匮乏、缺乏加生产能力的地区大量使用这些资源只有通过建立相应的存储单元来实现稳定供给。

低温常压存储，需要一个安全可靠的储存装置来实现。低温储罐的发展也十分迅速。低温储罐作为一个存储装置，需要泵等部件将储存的低温介质输送出去，小罐型的储罐使用底部储液+管道泵的方式，大罐型的储罐一般采用罐内潜液泵。

潜液泵一般放置于储罐的泵井管中，潜液泵工作在低温深冷环境，安装后进行工作状态时，由于低温收缩，会产生很大的位移量；同时潜液泵工作会产生高频振动，带动泵井管晃动，这会传递到泵井管与储罐拱顶连接的区域，对局部结构的疲劳寿命会产生破坏性影响。目前泵井管的主要支撑装置包括两种：一种是基于安装状态的底部支撑，该种结构在储罐进液后由于外罐不收缩，泵井管向上收缩，使得泵井管处于悬空状态；另一种是在储罐内壁上设置弹性支架，该种结构由于无法在低温下很好的滑动，会使泵井管处于倾斜，在泵井管与拱顶的连接区域、支架与储罐内壁连接区域产生很大的应力集中，可能会导致局部结构的失稳。

经检索，中国专利文献为CN111396738A公开了一种低温储罐泵井管的联合支撑结构，该专利即存在以下缺点：储罐进液后，由于泵井管固定点在外罐拱顶，预冷后向上收缩，使得泵井管处于悬空状态，泵井管轴向支撑弹簧提供不了支撑力，储罐拱顶需要承受泵井管的自重；设置在储罐内罐罐壁上的限位装置和泵井管需要承受储罐内壁的预冷收缩移位；设置在储罐内罐罐壁上的限位装置和储罐内壁需要承受泵井工作时带来的泵井管晃动，给内罐壁与支架连接部位带来很大的应力集中和失稳破坏风险。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种低温储罐泵井管的支撑装置，对低温收缩产生的位移量进行了有效补偿，提高局部结构的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，包括：

一种低温储罐泵井管的支撑装置，支撑装置包括：设置在内罐底板上的底部支撑单元、设置在底部支撑单元上的轴向支撑单元；

所述底部支撑单元包括：第一支架；

第一支架套设在泵井管的外面；第一支架与内罐底板固定连接；

所述轴向支撑单元包括：泵井管支撑架、第二支架、弹性机构；

泵井管支撑架与泵井管的外管壁固定连接；

第二支架套设在泵井管的外面，第二支架位于泵井管支撑架的下方，用于支撑泵井管支撑架；

第二支架设置在第一支架上，且第二支架通过弹性机构与第一支架相连接，即第二支架通过弹性机构支撑设置在第一支架上。

弹性机构包括：弹簧、螺栓、预紧螺母；

第二支架通过弹簧与第一支架相连接，且弹簧内设有螺栓，即弹簧套设在螺栓的外面，螺栓的一端与第二支架固定连接，螺栓的另一端通过位于第一支架下方的预紧螺母与第一支架连接。

泵井管在安装之前，先根据泵井管的预冷收缩量，对弹性机构进行预紧压缩，弹性机构的预紧压缩量大于泵井管的预冷收缩量。

所述第二支架与泵井管支撑架之间设置有垫片。

所述垫片为聚四氟乙烯垫片。

支撑装置还包括：设置在内罐罐壁上的环向限位单元；

所述环向限位单元包括限位支架，限位支架与内罐罐壁固定连接；

限位支架套设在泵井管的外面，用于限制泵井管在环向上的晃动幅度。

所述限位支架在沿内罐罐壁预冷收缩的方向上，与泵井管之间预留有一定的间隙，该间隙大于内罐罐壁的预冷收缩量。

第一支架通过支架腿和第二预焊板固定在内罐底板上，即，第二预焊板焊接在内罐底板上，支架腿的一端与第二预焊板固定连接，支架腿的另一端与第一支架固定连接；

限位支架通过第二预焊板固定在内罐罐壁上，即，第二预焊板焊接在内罐罐壁上，限位支架与第二预焊板固定连接。

本发明的优点在于：

(1)本发明通过弹簧对泵井管的轴向收缩进行补偿，有利于储罐在运行过程中实现预期补偿效果。

(2)本发明通过预紧螺母预先对弹簧进行预紧压缩，可以根据实际工况的需要进行预紧压缩量的控制，对实现泵井管轴向收缩的补偿十分有效。

(3)本发明通过在泵井管支撑架和第二支架之间设置聚四氟乙烯垫片，可以有效地减少滑动阻力，防止该部位无法滑动，给泵井管和拱顶连接处带来附加弯矩。

(4)本发明在内罐罐壁上设置限位支架，且限位支架无需承受泵井的自重以及泵井运行中的振动，从而降低与限位支架相连接的内罐罐壁发生失效的风险。

(5)本发明根据内罐罐壁的预冷收缩量，对限位支架与泵井管之间预留有一定的间隙，对内罐罐壁的预冷收缩进行补偿，有利于储罐在运行过程中实现预期补偿效果。

附图说明

图1为本发明的一种低温储罐泵井管的支撑装置的整体示意图。

图2为本发明的支撑装置中的环向限位单元的结构示意图。

图3为本发明的支撑装置中的轴向支撑单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由图1所示，低温储罐一般为两层罐，包括内罐和外罐，泵井通过泵井管套2固定在外罐拱顶1上，泵井通过泵井管5对储存在内罐1中的低温介质进行输送，即泵井管5位于内罐1中。

本发明的一种低温储罐泵井管的支撑装置，包括：设置在内罐罐壁20上的环向限位单元、设置在内罐底板18上的底部支撑单元、设置在底部支撑单元上的轴向支撑单元。

由图2所示，所述环向限位单元包括：限位支架6、第二预焊板19；

限位支架6通过第二预焊板19固定在内罐罐壁20上，即，第二预焊板19焊接在内罐罐壁20上，限位支架6与第二预焊板19焊接；

限位支架6套设在泵井管5的外面，用于限制泵井管5在环向上的晃动幅度，且限位支架6在沿内罐罐壁20预冷收缩的方向上，与泵井管5之间预留有一定的间隙，该间隙即为内罐罐壁20的预冷收缩量。

所述底部支撑单元包括：第一支架15、支架腿16、第二预焊板17；

第一支架15为圆环形支架，套设在泵井管5的外面；

第一支架15通过支架腿16和第二预焊板17固定在内罐底板18上，即，第二预焊板17焊接在内罐底板18上，支架腿16的一端与第二预焊板17焊接，支架腿16的另一端与第一支架15焊接。

由图3所示，所述轴向支撑单元设置在第一支架15上，轴向支撑单元包括：泵井管支撑架7、垫片8、第二支架9、第一固定螺母10、第二固定螺母11、螺栓12、弹簧13、预紧螺母14；

泵井管支撑架7焊接在泵井管5的外管壁上；

第二支架9为圆环形支架，套设在泵井管5的外面，第二支架9位于泵井管支撑架7的下方，用于支撑泵井管支撑架7，且第二支架9与泵井管支撑架7之间设有垫片8，垫片8为聚四氟乙烯垫片；

第二支架9通过螺栓12和弹簧13设置在第一支架15上，螺栓12的一端通过位于第二支架9上方的第一固定螺母10和位于第二支架9下方的第二固定螺母11与第二支架9固定连接，螺栓12的另一端通过位于第一支架15下方的预紧螺母14与第一支架15连接，且螺栓12上套设有弹簧13，弹簧13的一端与第二固定螺母11的下表面相接触，或者与第二支架9的下表面相接触，弹簧13的另一端与第一支架15的上表面相接触。

本发明的一种低温储罐泵井管支撑装置的操作方法，具体如下所示：

泵井管5在安装之前先进行定位；定位结束后，根据计算好的泵井管5的预冷收缩量，利用预紧螺母14对弹簧13进行预紧压缩，弹簧13的预紧压缩量即为泵井管5的预冷收缩量；安装泵井管15，进行相关检验检测和压力试验，待低温储罐一切准备就绪后，在投入使用之前，拆去预紧螺母14。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种低温储罐泵井管的支撑装置，其特征在于，支撑装置包括：设置在内罐底板(18)上的底部支撑单元、设置在底部支撑单元上的轴向支撑单元；

所述底部支撑单元包括：第一支架(15)；

第一支架(15)套设在泵井管(5)的外面；第一支架(15)与内罐底板(18)固定连接；

所述轴向支撑单元包括：泵井管支撑架(7)、第二支架(9)、弹性机构；

泵井管支撑架(7)与泵井管(5)的外管壁固定连接；

第二支架(9)套设在泵井管(5)的外面，第二支架(9)位于泵井管支撑架(7)的下方，用于支撑泵井管支撑架(7)；

第二支架(9)设置在第一支架(15)上，且第二支架(9)通过弹性机构与第一支架(15)相连接，即第二支架(9)通过弹性机构支撑设置在第一支架(15)上；

弹性机构包括：弹簧(13)、螺栓(12)、预紧螺母(14)；

第二支架(9)通过弹簧(13)与第一支架(15)相连接，且弹簧(13)内设有螺栓(12)，即弹簧(13)套设在螺栓(12)的外面，螺栓(12)的一端与第二支架(9)固定连接，螺栓(12)的另一端通过位于第一支架(15)下方的预紧螺母(14)与第一支架(15)连接；

泵井管(5)在安装之前，先根据泵井管(5)的预冷收缩量，对弹性机构进行预紧压缩，弹性机构的预紧压缩量大于泵井管(5)的预冷收缩量；

支撑装置还包括：设置在内罐罐壁(20)上的环向限位单元；

所述环向限位单元包括限位支架(6)，限位支架(6)与内罐罐壁(20)固定连接；

限位支架(6)套设在泵井管(5)的外面，用于限制泵井管(5)在环向上的晃动幅度；

所述限位支架(6)在沿内罐罐壁(20)预冷收缩的方向上，与泵井管(5)之间预留有一定的间隙，该间隙大于内罐罐壁(20)的预冷收缩量。

2.根据权利要求1所述的一种低温储罐泵井管的支撑装置，其特征在于，所述第二支架(9)与泵井管支撑架(7)之间设置有垫片(8)。

3.根据权利要求2所述的一种低温储罐泵井管的支撑装置，其特征在于，所述垫片(8)为聚四氟乙烯垫片。

4.根据权利要求1所述的一种低温储罐泵井管的支撑装置，其特征在于，

第一支架(15)通过支架腿(16)和第一预焊板(17)固定在内罐底板(18)上，即，第一预焊板(17)焊接在内罐底板(18)上，支架腿(16)的一端与第一预焊板(17)固定连接，支架腿(16)的另一端与第一支架(15)固定连接；

限位支架(6)通过第二预焊板(19)固定在内罐罐壁(20)上，即，第二预焊板(19)焊接在内罐罐壁(20)上，限位支架(6)与第二预焊板(19)固定连接。

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