CN116379333B - 一种超低温覆土罐及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种超低温覆土罐及其制备工艺，将内罐筒体分为若干的区段罐体，相邻区段罐体之间通过区段连接装置连接，区段罐体设置的移动件和区段连接装置的移动轨道存在配合使区段罐体可以相对区段连接装置移动，在内罐筒体的最外层和外罐筒体的最内层设置第一磁性层和第二磁性层，并使其磁性相同，在第一磁性层和第二磁性层之间的夹层空间内填充保冷材料，当外罐筒体的某一部分受到超过承压界限的压力而变形后，对应位置的第二磁性层靠近第一磁性层，对应的某段区段罐体受到推力从而移动远离靠近的外罐筒体，提高了覆土超低温罐的安全性能。

Description

一种超低温覆土罐及其制备工艺

技术领域

本申请属于低温液化气体容器技术领域，尤其涉及一种超低温覆土罐及其制备工艺。

背景技术

近年来，随着天然气产业的高速发展，液化天然气已成为全球天然气产业的重要组成部门，全球LNG贸易量增长势头强劲，LNG便于贮存和运输具有诸多优点，但由于LNG物态的特殊性（约为-162℃的超低温液态），LNG的贮存在LNG产业链中是至关重要的一个环节，存储LNG的储罐为超低温罐，设计温度在-50--196℃，从罐型分为球罐和立式圆筒罐两种，从结构分为双层球罐、冰冻型地下罐和预应力混凝土罐等，其中双层球罐为两个球体套在一起的罐球，内罐储存介质，外罐起保护，储存压力为0.1MPa左右，一般适用于液氧、液氮储存，不易大型化，而平底双层拱顶罐使用温度更低，这类罐是超低温储罐中最普遍的一种形式，适用于液化天然气的大容量存储，内罐钢材要求材料有足够的低温韧性和强度，外罐材料一般选用碳钢制造，两罐之间充填保冷材料，保冷材料充填后的间隙以干燥氮气密封，以防介质泄漏发生危险，超低温状态的LNG安全存储严重影响着企业的健康发展，液化烃储罐爆炸火灾事故更是造成了极大的人员伤亡事故及财产损失。

超低温罐进行覆土恰恰很好解决了以上安全问题。覆土罐与地上球罐相比,还具有以下优势:拥有更高的安全性和操作稳定性,避免了蒸汽云爆炸的发生,具有保护储罐避免临近的热源、爆炸冲击波、飞溅物体等其他破坏的损害,真正实现了设备的本质化安全。覆土式储罐降低了大气温度变化和周围环境的影响,操作条件稳定,使液化烃更利于长期稳定储存,使操作生产更趋稳定。覆土罐缩小了与周围相邻设施的安全间距,提高了土地利用率。

但覆土后的超低温罐存在以下问题，一是会承受土层压力，且土层受环境湿度影响尤其在温度严寒或昼夜温差极大的地区，潮湿的环境，多雨的天气或地下水的吸附等情况都会使土层具有一定的湿度，在受外界温度的影响容易发生冻胀、融沉，对覆土罐的外罐壁产生影响，使其与内罐体接触，形成热桥，使内罐体的超低温液体气化而导致其内部的气压增大，触发泄压阀开启，导致大量的LNG燃气的损失，这种情况下，后续的抢修维护非常的棘手，同时因内外罐体接触后使外罐体表面结冰，使周围土壤的体积进一步的结冰膨胀，对外罐壁产生更强挤压，从而进一步的挤压罐体，可能会导致内罐体被挤压变形甚至出现裂痕或缺口，发生不可控的液化天然气泄漏事故，二是覆土后外罐体变形情况无法观测获知，无法及时进行维护工作，若在发生轻微变形时便能及时进行人为控制，将大大降低维护成本，增加安全性，由此可见，现有技术有待于进一步地改进和提高。

发明内容

本发明提供了一种超低温覆土罐及其制备工艺，以解决上述技术问题中的至少一个。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种超低温覆土罐，包括覆土的储罐本体，所述储罐本体包括外罐筒体和设置于所述外罐筒体内的内罐筒体；

所述内罐筒体的筒壁由耐低温层、保温层以及第一磁性层构成；所述外罐筒体的筒壁由耐压层和第二磁性层构成，所述第二磁性层与第一磁性层磁性相同，所述第一磁性层与所述第二磁性层之间的夹层空间内填充保冷材料；

所述内罐筒体包括若干分段的区段罐体，相邻的区段罐体通过区段连接装置连接，所述区段连接装置设有移动轨道，所述区段罐体设有移动件，所述移动件与所述移动轨道相配合，使所述区段罐体能够相对所述区段连接装置移动；

所述外罐筒体受到超过承压界限的压力而变形后，使所述第二磁性层靠近所述第一磁性层，所述区段罐体相对所述区段连接装置移动直至其最终受到对等的磁性力而保持稳定。

上述结构：通过将内罐筒体分为若干的区段罐体，相邻区段罐体之间通过区段连接装置连接，区段罐体设置的移动件和区段连接装置的移动轨道存在配合使区段罐体可以相对区段连接装置移动，在内罐筒体的耐低温层和保温层性能保证内罐筒体的保存超低温液体和保温性能，外罐筒体的耐压层能够保证外罐筒体的承压强度，在此基础上，在内罐筒体的最外层和外罐筒体的最内层设置第一磁性层和第二磁性层，并使其磁性相同即会有相斥现象，在第一磁性层和第二磁性层之间的夹层空间内填充保冷材料，以达到隔热效果，内罐筒体在环向均平等磁性力下保持稳定状态，当外罐筒体的某一部分受到超过承压界限的压力而变形后，对应位置的第二磁性层靠近第一磁性层，对应的某段区段罐体受到推力从而移动远离靠近的外罐筒体，进而内罐筒体和外罐筒体不会接触形成热桥不发生发生热交换，内罐筒体内部的超低温液体如LNG不会气化使内罐筒体内的气压增大，便于后续的抢修作业，同时也确保了内罐筒体不会被外罐筒体挤压而发生变形或出现裂痕，从而提高了覆土超低温罐的安全性能。

在优选的实现方式中，所述保温层包括陶瓷微泡隔热保温涂料，所述耐低温层设有螺旋凹槽，所述陶瓷微泡隔热保温涂料涂覆在所述耐低温层表面，所述第一磁性层粘附在所述保温层表面。

耐低温层选用现有的Ni钢和铝合金,材料有足够的低温韧性和强度，外罐材料选用强度高的碳钢制造,为现有技术，保温层选择陶瓷微泡隔热保温涂料，具有良好的隔热保温作用，螺旋凹槽内提高保温层涂料的粘附性和附着量，从而提高保温效果。

在优选的实现方式中，所述第一磁性层和所述第二磁性层由汝铁硼永磁材料制成。

钕铁硼磁铁又称“强磁铁”和“永磁铁”，存放得当，表面镀层没有被破坏，并且在规定的温度下使用，是不会发生退磁的情况，使用寿命长，适合使用在本申请涉及的夹层空间内。

在优选的实现方式中，所述区段连接装置包括圆盘状托盘以及环绕所述圆盘状托盘设置的支撑连接杆，所述支撑连接杆固连所述外罐筒体的内壁，所述圆盘状托盘设有若干所述移动轨道，所述移动件为万向滚珠，所述移动轨道交叉设置使所述万向滚珠至少包括东南西北四个移动方向。

区段连接装置的支撑连接杆固接外罐筒内的内壁，圆盘状托盘用于支撑区段罐体，设置多方向的移动轨道，当区段罐体受到因第二磁性层靠近第一磁性层而产生的推力后，移动件即选用的万向滚珠根据具体的受力方向沿该方向设置的移动轨道移动，结构设计更加合理。

在优选的实现方式中，所述圆盘状托盘的直径大于所述区段罐体的直径，若干所述移动轨道交叉设置形成交点，所述万向滚珠的位置及数量适配所述交点的位置及数量。

设置圆盘状托盘的直径大于区段罐体的直径，在区段罐体移动后整体依然位于圆盘状托盘的支撑范围内，从而使区段罐体移动后可以保持平稳状态，在区段罐体与区段连接装置进行连接时，区段罐体的万向滚珠对应移动轨道的交点的数量和位置设置，万向滚珠设置在交点位置，在区段罐体受力后，万向滚珠由交点位置出发向受力方向对应的移动轨道移动，结构设计更加合理。

在优选的实现方式中，所述圆盘状托盘的中心开设有管道穿设口，相邻的所述区段罐体之间通过低温柔性管道连通，所述低温柔性管道设于所述管道穿设口，所述管道穿设口的直径大于所述低温柔性管道的直径。

设置相邻的区段罐体之间通过低温柔性管道连通，低温柔性管道具有一定的弯曲变形能力，又能运输超低温液体，在储罐卸料时，低温柔性管道将多个区段罐体连通进而便于作为整体卸料，相比于刚性管道，区段罐体移动后，低温柔性管道在大于其直径的管道穿设口内延展，使区段罐体移动无阻碍，结构设计更加合理，

在优选的实现方式中，相邻的所述区段罐体之间设有变形方向检测装置，所述变形方向检测装置包括激光传感组件和测距件，所述激光传感组件和所述测距件分别设置在相对的所述区段罐体的底面和顶面，所述测距件包括中心部以及环绕中心部且至少包括东南西北四方向设置的多个凸起部，多个所述凸起部具有不同的高度，所述区段罐体移动使所述激光传感组件对应不同方向位置的凸起部，检测到该方向位置的距离信号并传递给控制器报警，使工作人员获知所述外罐筒体的变形位置。

在区段罐体移动后，激光传感组件对应其移动方向的凸起部，测得该凸起部的距离数值，并将该数值传递给控制器，控制器进行报警从而提醒工作人员，记录初始的激光传感组件与各不同高度的凸起部的距离，而根据测得的距离得知区段罐体的移动方向，进而可以获知外罐筒体大致的变形方向位置，从而进行后续的维保工作，如进行松土减压，及时进行罐体的维护工作，从而提高覆土超低温罐的安全性能。

在优选的实现方式中，所述外罐筒体的顶部设有拱顶，所述拱顶开设有充装口，所述充装口连接保冷材料充入装置，所述保冷材料充入装置包括保冷材料填充罐和氮气罐，所述氮气罐和保冷材料填充罐通过连接管路连通，所述保冷材料填充罐的下料口连接所述充装口，所述控制器检测到距离信号变化后，所述保冷材料填充罐向所述充装口充填保冷材料，所述氮气罐开启压实所述夹层空间内的保冷材料。

在区段罐体移动后，夹层空间内的保冷材料可能发生沉降导致出现空洞区，使夹层的绝热能力降低，在控制器检测到距离信号变化，控制通过保冷材料充入装置的保冷材料填充罐向充装口进行补充，保冷材料可以选用现有低温罐常用的珠光砂材料，然后鼓吹氮气将保冷材料压实，从而保证外罐变形后的超低温罐的绝热能力。

在优选的实现方式中，还包括土层降水结构，所述土层降水结构包括排水板，所述排水板内部设有管路且表面开设有渗水孔，所述排水板设于土层的中部，所述渗水孔的上方设有滤水布和鹅卵石层，土层中的水分经过鹅卵石层以及滤水布后通过渗水孔进入至所述排水板排出土层。

在土层内设置降水结构，土层中的水分经过鹅卵石层以及滤水布后通过渗水孔进入至所述排水板排出土层，可以减少土层中的含水量，减少土层冻胀后的体积膨胀大小，从而减少对外罐筒体的挤压，适用于雨水天气多的使用场合，使覆土的超低温罐更加安全。

在优选的实现方式中，所述的超低温覆土罐的制备工艺，包括以下步骤：

S1：所述耐低温层与所述耐压层弯曲成型焊接并经热处理工艺形成若干区段罐体和一个无拱顶的所述外罐筒体，最上侧的所述区段罐体焊接拱顶，所述区段罐体的表面开设螺旋凹槽，所有的区段罐体进行耐压以及气密性检测，区段罐体的顶面和底面根据所述移动轨道的交点位置和数量设置安装移动件；

S2：在外罐筒体的底部设置所述区段连接装置，起吊装置将区段罐体吊装放置于所述区段连接装置，使内罐筒体底部的移动件与移动轨道的交点相对应，区段罐体上侧的区段连接装置，同理使交点和移动件相对应，然后按此进行余下区段罐体的安装，并通过低温柔性管道将相邻的所述区段罐体相连通，将变形方向检测装置安装在相邻的所述区段罐体之间；

S3：将保温层涂覆在区段罐体的表面以及所述螺旋凹槽内，同时粘附处于相对位置的第一磁性层块和第二磁性层块；

S4：焊接外罐筒体的拱顶，进行气压及气密性测试后，进行覆土，将土层降水结构设置在土层的中部位置；

S5：保冷材料充入装置向充装口充入保冷材料，保冷材料进入至夹层空间，并鼓吹氮气将保冷材料压实。

上述结构，具有以下有益效果：

1.超低温罐进行覆土，降低了大气温度变化和周围环境的影响,操作条件稳定,使液化烃更利于长期稳定储存,使操作生产更趋稳定。

2.外罐筒体的某一部分受到超过承压界限的压力而变形后，对应的某段区段罐体受到推力从而移动远离靠近的外罐筒体，进而内罐筒体和外罐筒体不会接触形成热桥不发生发生热交换，内罐筒体内部的超低温液体如LNG不会气化使内罐筒体内的气压增大，便于后续的抢修作业，同时也确保了内罐筒体不会被外罐筒体挤压而发生变形或出现裂痕，从而提高了覆土超低温罐的安全性能。

3.在区段罐体移动后，激光传感组件对应其移动方向的凸起部，测得该凸起部的距离数值，并将该数值传递给控制器，控制器进行报警从而提醒工作人员，记录初始的激光传感组件与各不同高度的凸起部的距离，而根据测得的距离得知区段罐体的移动方向，进而可以获知外罐筒体大致的变形方向位置，从而进行后续的维保工作。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1本发明的一种示意性实施方式结构示意图；

图2本发明图1中A部分一种示意性实施方式放大示意图；

图3本发明另一种示意性实施方式结构示意图；

图4本发明图3中B部分的一种示意性实施方式放大示意图；

图5本发明区段连接装置的一种示意性实施方式结构示意图；

图6本发明区段罐体的一种示意性实施方式结构示意图；

图7本发明测距件的一种示意性实施方式结构示意图；

图8本发明排水管的一种示意性实施方式结构示意图。

标号说明：

1、内罐筒体；10、区段罐体；11、移动件；100、耐低温层；101、保温层；102、第一磁性层；103、螺旋凹槽；

2、外罐筒体；20、耐压层；21、第二磁性层；22、拱顶；220、充装口；23、夹层空间；

3、区段连接装置；30、移动轨道；300、交点；31、圆盘状托盘；310、管道穿设口；32、支撑连接杆；33、低温柔性管道；

4、变形方向检测装置；40、激光传感组件；41、测距件；410、中心部；411、凸起部；

5、保冷材料充入装置；50、保冷材料填充罐；51、氮气罐；52、保冷材料；

6、土层降水结构；60、排水板；600、管路；601、渗水孔；61、滤水布；62、鹅卵石层；63、土层。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施方式的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。但注明直接连接则说明连接地两个主体之间并不通过过度结构构建连接关系，只通过连接结构相连形成一个整体。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

如图1-8所示，本发明提供了一种超低温覆土罐，包括覆土的储罐本体，所述储罐本体包括外罐筒体2和设置于所述外罐筒体2内的内罐筒体1；

所述内罐筒体1的筒壁由耐低温层100、保温层101以及第一磁性层102构成；所述外罐筒体2的筒壁由耐压层20和第二磁性层21构成，所述第二磁性层21与第一磁性层102磁性相同，所述第一磁性层102与所述第二磁性层21之间的夹层空间23内填充保冷材料；

所述内罐筒体1包括若干分段的区段罐体10，相邻的区段罐体10通过区段连接装置3连接，所述区段连接装置3设有移动轨道30，所述区段罐体10设有移动件11，所述移动件11与所述移动轨道30相配合，使所述区段罐体10能够相对所述区段连接装置3移动；

所述外罐筒体2受到超过承压界限的压力而变形后，使所述第二磁性层21靠近所述第一磁性层102，所述区段罐体10相对所述区段连接装置3移动直至其最终受到对等的磁性力而保持稳定。

设置初始状态如图1，内罐筒体1分为两段的区段罐体10，上侧的区段罐体10底面设置移动件11与区段连接装置3的移动轨道30配合接触，下侧的区段罐体10顶部与底部均设置移动件11，分别与其上侧和下侧区段连接装置3设置的移动轨道30相配合接触，此时内罐筒体1和外罐筒体2之间的环形夹层空间23距离即为d1，在第一磁性层102和第二磁性层21以及区段罐体10本身的重力下，内罐筒体1保持稳定状态，此时上下两侧的区段罐体10同轴心；

变化状态如图3，当外罐筒体2因外界土层的冻胀现象受到超过其承压界限的压力而发生变形后，此时外罐筒体2的第二磁性层21向第一磁性层102靠近，在磁力作用下，上侧的区段罐体10受推力移动，移动距离与外筒罐体变形程度相关，缓慢移动直至该段区段罐体10再次受到对等的磁力而保持稳定，外罐筒体2受压变形后与内罐筒体1件无接触，防止了内罐筒体1内超低温液体受热气化现象发生，同时因内外罐筒体2之间存在磁力顶推住外罐筒体2，使外罐筒体2的承压能力提高，更不易发生挤压变形，提高了覆土的超低温罐的安全性能，使其可以长期且稳定的存储超低温的可燃气。

作为本申请的第一个优选的实施方式，所述保温层101包括陶瓷微泡隔热保温涂料，所述耐低温层100设有螺旋凹槽103，所述陶瓷微泡隔热保温涂料涂覆在所述耐低温层100表面，所述第一磁性层102粘附在所述保温层101表面。

耐低温层100选用现有的Ni钢和铝合金,材料有足够的低温韧性和强度，外罐材料选用强度高的碳钢制造,保温层101选择陶瓷微泡隔热保温涂料：又叫真空绝热保温涂料，将粒径在6－10um的球形空心陶瓷微泡填悬于慵懒乳胶基料（水性）中，得到的一种高功用，高质量的绝热材料，这种涂料只需薄薄的一层就能够有效的隔热保温，陶瓷微泡隔热保温涂料的一部分涂覆在螺旋凹槽103内提高粘附性，保温层101可以为多层结构，如在陶瓷微泡隔热保温涂料外在设置一层纳米孔超级绝热保温涂料层,增强保温性能，在涂覆完成保温层101后，如图6所示，将成片的第一磁性层102粘附安装在保温层101表面即可。

作为本申请的第二个优选的实施方式，所述第一磁性层102和所述第二磁性层21由汝铁硼永磁材料制成。

钕铁硼磁性材料是钕、铁、硼等的合金，又称磁钢。作为稀土永磁材料发展的最新结果，由于其优异的磁性能而被称为"磁王"。钕铁硼具有极高的磁能积和矫顽力，同时高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用，钕铁硼磁铁又称“强磁铁”和“永磁铁”，存放得当，表面镀层没有被破坏，并且在规定的温度下使用，是不会发生退磁的情况，使用寿命长，适合使用在本申请涉及的夹层空间23内，钕铁硼磁铁的磁能积（BH）max的是铁氧体的10倍以上，并且可以更吸物质超过640倍其自身重量，根据对应的满载区段罐体10的重力设置汝铁硼永磁块的体积使其可以推动区段罐体10，第一磁性层102和第二磁性层21可以由多块的磁铁块拼接而成，便于后期的安装以及损坏更换。

作为本申请的第三个优选的实施方式，所述区段连接装置3包括圆盘状托盘31以及环绕所述圆盘状托盘31设置的支撑连接杆32，所述支撑连接杆32固连所述外罐筒体2的内壁，所述圆盘状托盘31设有若干所述移动轨道30，所述移动件11为万向滚珠，所述移动轨道30交叉设置使所述万向滚珠至少包括东南西北四个移动方向。

区段连接装置3的支撑连接杆32固接外罐筒内的内壁，圆盘状托盘31用于支撑区段罐体10，结构设计更加合理，如图5在圆盘状托盘31设置横竖多道交叉的移动轨道30，即对应东南西北四个移动方向，可以在此基础开设倾斜的移动轨道30，对应如东南，东北，西南，西北等其他方向的移动轨道30，当区段罐体10受到因第二磁性层21靠近第一磁性层102而产生的推力后，移动件11即选用的万向滚珠根据具体的受力方向沿该方向设置的移动轨道30移动，从而实现内外罐筒体2无热桥形成，保护内筒罐体。

作为本实施方式下的一个优选的实施例，如图1和图3，所述圆盘状托盘31的直径大于所述区段罐体10的直径，若干所述移动轨道30交叉设置形成交点300，所述万向滚珠的位置及数量适配所述交点300的位置及数量。

进一步的，设置圆盘状托盘31的直径大于区段罐体10的直径，在区段罐体10移动后整体依然位于圆盘状托盘31的支撑范围内，从而使区段罐体10移动后可以保持平稳状态，初始状态即外罐筒体2未发生变形状态，区段罐体10的万向滚珠对应移动轨道30的交点300的数量和位置设置，万向滚珠设置在交点300位置，在区段罐体10受力后，万向滚珠由交点300位置出发向受力方向对应的移动轨道30移动，结构设计更加合理。

作为本实施方式下的另一个优选的实施例，如图1和图2所示，所述圆盘状托盘31的中心开设有管道穿设口310，相邻的所述区段罐体10之间通过低温柔性管道33连通，所述低温柔性管道33设于所述管道穿设口310，所述管道穿设口310的直径大于所述低温柔性管道33的直径。

设置相邻的区段罐体10之间通过低温柔性管道33连通，比如常见的深远海上输送LNG耐超低温柔性管道33，悬跨型LNG耐超低温柔性管道33或漂浮型LNG耐超低温柔性管道33，其中悬跨型LNG耐超低温柔性管道33结构中,内骨架钢丝(内弹簧)和外骨架钢丝(外弹簧)是由金属钢丝螺旋缠绕而成,主要起到支撑管道、提供径向刚度的作用,密封层起到密封液化天然气、防止泄漏的作用,保温层101起到隔绝管道内外热量传递、防止管道外壁结冰的作用,编织层是整个管道的承载层,提供管道的轴向刚度.上述各层通过非粘接螺旋缠绕的形式集合而成管道结构,因此悬跨型耐超低温柔性管道33具有较小的弯曲半径,其在低温下仍能保持优异的弯曲柔顺性能，如图2所示，在储罐卸料时，低温柔性管道33将多个区段罐体10连通进而便于整体卸料，结构设计更加合理，在区段罐体10移动后，低温柔性管道33在大于其直径的管道穿设口310内延展，使区段罐体10移动无阻碍。

作为本申请的第四个优选的实施方式，相邻的所述区段罐体10之间设有变形方向检测装置4，所述变形方向检测装置4包括激光传感组件40和测距件41，所述激光传感组件40和所述测距件41分别设置在相对的所述区段罐体10的底面和顶面，所述测距件41包括中心部410以及环绕中心部410且至少包括东南西北四方向设置的多个凸起部411，多个所述凸起部411具有不同的高度，所述区段罐体10移动使所述激光传感组件40对应不同方向位置的凸起部411，检测到该方向位置的距离信号并传递给控制器报警，使工作人员获知所述外罐筒体2的变形位置。

如图2和图7，初始状态设置激光传感组件40与测距件41的中心部410相对应，其中激光传感组件40为现有技术，用于测量其与测距件41的距离，在区段罐体10移动后，激光传感组件40对应其移动方向的凸起部411，测得上述与凸起部411的距离数值，并将该数值传递给控制器，控制器与激光传感组件40的信号传输为现有技术，采用无线传输的方式，控制器进行报警从而提醒工作人员，根据测得的距离得知区段罐体10的移动方向，从而可以获知外罐筒体2的变形位置，从而进行后续的，如进行松土减压，及时进行罐体的维护工作，从而提高覆土超低温罐的安全性能。

作为本实施方式下的一个优选的实施例，如图1，所述外罐筒体2的顶部设有拱顶22，所述拱顶22开设有充装口220，所述充装口220连接保冷材料充入装置5，所述保冷材料充入装置5包括保冷材料填充罐50和氮气罐51，所述氮气罐51和保冷材料填充罐50通过连接管路600连通，所述保冷材料填充罐50的下料口连接所述充装口220，所述控制器检测到距离信号变化后，所述保冷材料填充罐50向所述充装口220充填保冷材料，所述氮气罐51开启压实所述夹层空间23内的保冷材料。

在区段罐体10移动后，移动件11对保冷材料的碾压破碎以及夹层空间23的空间变化使保冷材料可能发生沉降导致出现夹层空间23空洞区，使夹层空间23的绝热能力降低，因此需要及时对空洞区进行补充，如图1和图3，在区段罐体10移动后，控制器检测到距离信号变化，通过保冷材料充入装置5的保冷材料填充罐50向充装口220进行补充，保冷材料可以选用现有低温罐常用的珠光砂材料，然后鼓吹氮气将保冷材料压实，从而保证外罐变形后的超低温罐的绝热能力。

作为本申请的一个优选的实施方式，如图1和图8还包括土层降水结构6，所述土层降水结构6包括排水板60，所述排水板60内部设有管路600且表面开设有渗水孔601，所述排水板60设于土层的中部，所述渗水孔601的上方设有滤水布61和鹅卵石层62，土层中的水分经过鹅卵石层62以及滤水布61后通过渗水孔601进入至所述排水板60排出土层63。

在土层63内设置降水结构，土层63中的水分经过鹅卵石层62以及滤水布61，过滤到大部分的土泥成分，然后通过渗水孔601进入至所述排水板60排出土层，可以减少土层中的含水量，减少土层冻胀后的体积膨胀大小，从而减少对外罐筒体2的挤压，适用于雨水天气多的使用场合，使覆土的超低温罐更加安全。

超低温覆土罐的制备工艺，包括以下步骤：

S1：所述耐低温层100与所述耐压层20弯曲成型焊接并经热处理工艺形成若干区段罐体10和一个无拱顶22的所述外罐筒体2，最上侧的所述区段罐体10焊接拱顶22，所述区段罐体10的表面开设螺旋凹槽103，所有的区段罐体10进行耐压以及气密性检测，区段罐体10的顶面和底面根据所述移动轨道30的交点300位置和数量设置安装移动件11；

S2：在外罐筒体2的底部设置所述区段连接装置3，起吊装置将区段罐体10吊装放置于所述区段连接装置3，使内罐筒体1底部的移动件11与移动轨道30的交点300相对应，该段区段罐体10上侧设置区段连接装置3，同理使交点300和移动件11相对应，然后按此方式进行余下区段罐体10的安装，并通过所述低温柔性管道33将相邻的所述区段罐体10相连通，将变形方向检测装置安装在相邻的所述区段罐体10之间；

S3：将保温层101涂覆在区段罐体10的表面以及螺旋凹槽103内，同时粘附处于相对位置的第一磁性层102块和第二磁性层21块；

S4：焊接外罐筒体2的拱顶22，进行气压及气密性测试后，进行覆土，将土层降水结构6设置在土层的中部位置；

S5：保冷材料充入装置5向充装口220充入保冷材料52，保冷材料52进入至夹层空间23，并鼓吹氮气将保冷材料52压实。

本发明中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种超低温覆土罐，包括覆土的储罐本体，所述储罐本体包括外罐筒体和设置于所述外罐筒体内的内罐筒体，其特征在于：

所述内罐筒体的筒壁由耐低温层、保温层以及第一磁性层构成；所述外罐筒体的筒壁由耐压层和第二磁性层构成，所述第二磁性层与第一磁性层磁性相同，所述第一磁性层与所述第二磁性层之间的夹层空间内填充保冷材料；

所述内罐筒体包括若干分段的区段罐体，相邻的区段罐体通过区段连接装置连接，所述区段连接装置设有移动轨道，所述区段罐体设有移动件，所述移动件与所述移动轨道相配合，使所述区段罐体能够相对所述区段连接装置移动；

所述外罐筒体受到超过承压界限的压力而变形后，使所述第二磁性层靠近所述第一磁性层，所述区段罐体相对所述区段连接装置移动直至其最终受到对等的磁性力而保持稳定；

相邻的所述区段罐体之间设有变形方向检测装置，所述变形方向检测装置包括激光传感组件和测距件，所述激光传感组件和所述测距件分别设置在相对的所述区段罐体的底面和顶面，所述测距件包括中心部以及环绕中心部且至少包括东南西北四方向设置的多个凸起部，多个所述凸起部具有不同的高度，所述区段罐体移动使所述激光传感组件对应不同方向位置的凸起部，检测到该方向位置的距离信号并传递给控制器报警，使工作人员获知所述外罐筒体的变形位置。

2.根据权利要求1所述的一种超低温覆土罐，其特征在于，所述保温层包括陶瓷微泡隔热保温涂料，所述耐低温层设有螺旋凹槽，所述陶瓷微泡隔热保温涂料涂覆在所述耐低温层表面，所述第一磁性层粘附在所述保温层表面。

3.根据权利要求1所述的一种超低温覆土罐，其特征在于，所述第一磁性层和所述第二磁性层由汝铁硼永磁材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种超低温覆土罐，其特征在于，所述区段连接装置包括圆盘状托盘以及环绕所述圆盘状托盘设置的支撑连接杆，所述支撑连接杆固连所述外罐筒体的内壁，所述圆盘状托盘设有若干所述移动轨道，所述移动件为万向滚珠，所述移动轨道交叉设置使所述万向滚珠至少包括东南西北四个移动方向。

5.根据权利要求4所述的一种超低温覆土罐，其特征在于，所述圆盘状托盘的直径大于所述区段罐体的直径，若干所述移动轨道交叉设置形成交点，所述万向滚珠的位置及数量适配所述交点的位置及数量。

6.根据权利要求4所述的一种超低温覆土罐，其特征在于，所述圆盘状托盘的中心开设有管道穿设口，相邻的所述区段罐体之间通过低温柔性管道连通，所述低温柔性管道设于所述管道穿设口，所述管道穿设口的直径大于所述低温柔性管道的直径。

7.根据权利要求1所述的一种超低温覆土罐，其特征在于，所述外罐筒体的顶部设有拱顶，所述拱顶开设有充装口，所述充装口连接保冷材料充入装置，所述保冷材料充入装置包括保冷材料填充罐和氮气罐，所述氮气罐和保冷材料填充罐通过连接管路连通，所述保冷材料填充罐的下料口连接所述充装口，所述控制器检测到距离信号变化后，所述保冷材料填充罐向所述充装口充填保冷材料，所述氮气罐开启压实所述夹层空间内的保冷材料。

8.根据权利要求1所述的一种超低温覆土罐，其特征在于，还包括土层降水结构，所述土层降水结构包括排水板，所述排水板内部设有管路且表面开设有渗水孔，所述排水板设于土层的中部，所述渗水孔的上方设有滤水布和鹅卵石层，土层中的水分经过鹅卵石层以及滤水布后通过渗水孔进入至所述排水板排出土层。

9.一种基于权利要求1 ~ 8任一项权利要求所述的超低温覆土罐的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1：所述耐低温层与所述耐压层弯曲成型焊接并经热处理工艺形成若干区段罐体和一个无拱顶的所述外罐筒体，最上侧的所述区段罐体焊接拱顶，所述区段罐体的表面开设螺旋凹槽，所有的区段罐体进行耐压以及气密性检测，区段罐体的顶面和底面根据所述移动轨道的交点位置和数量设置安装移动件；

S2：在外罐筒体的底部设置所述区段连接装置，起吊装置将区段罐体吊装放置于所述区段连接装置，使内罐筒体底部的移动件与移动轨道的交点相对应，区段罐体上侧设置区段连接装置，同理使移动轨道的交点和移动件相对应，然后按此方式进行余下区段罐体的安装，并通过低温柔性管道将相邻的所述区段罐体相连通，将变形方向检测装置安装在相邻的所述区段罐体之间；

S3：将保温层涂覆在区段罐体的表面以及螺旋凹槽内，同时粘附处于相对位置的第一磁性层块和第二磁性层块；

S4：焊接外罐筒体的拱顶，进行气压及气密性测试后，进行覆土，将土层降水结构设置在土层的中部位置；

S5：保冷材料充入装置向充装口充入保冷材料，保冷材料进入至夹层空间，并鼓吹氮气将保冷材料压实。