CN220337682U - 一种超低温流体卸料输送柔性管道 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉公开了一种超低温流体卸料输送柔性管道，包括：内衬层，内部形成超低温流体的过流通道；内铠装层和外铠装层，均为带状结构，内铠装层沿管体轴向缠绕在内衬层外部，外铠装层沿管体轴向缠绕在内铠装层外部，内铠装层和外铠装层用来承受轴向拉力；保温层，设置在外铠装层外部，以对内衬层进行保冷，避免内衬层内的超低温流体冷辐射；外护套层，设置在保温层外部，主要用于隔绝外部的水汽侵入管体内部和防止管体在操作过程中磨损。本实用新型具有耐低温、高绝热和柔顺性能好等特点，可满足超低温流体输送要求。

Description

一种超低温流体卸料输送柔性管道

技术领域

本实用新型涉及一种适用于输送液化天然气或液氢的超低温流体卸料输送柔性管道，属于超低温流体输送技术领域。

背景技术

我国某深远海区域拥有1000多亿吨油当量的油气资源，其中天然气资源占83％，如何经济有效地开发深远海的天然气资源已成为关注的焦点之一。

浮式液化天然气生产储卸装置(LNG Floating Production Storage andoffloading Unit，FLNG)是一种用于海上天然气田开发的浮式生产装置，通过系泊系统定位于海上，具有开采、处理、液化、储存和装卸天然气的功能，并通过与液化天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)船搭配使用，实现海上天然气田的开采和天然气运输。利用FLNG进行海上气田开发结束了海上气田只能采用管道运输上岸的单一模式，节约运输成本，且不占用陆上空间。此外，FLNG还可以在气田开采结束后二次使用，安置于其他天然气田，经济性能较高。

LNG卸料臂是一种安装在码头或FLNG上且用于LNG卸料的刚性铰接管道系统，主要结构包括三维旋转接头、外臂、内臂、顶端旋转接头、基础立管以及连接内臂和基础立管之间的旋转接头等工艺管道及其支撑结构和附件。大型LNG卸料臂矗立在LNG接收站码头区最前端，作为接收站连接LNG船舶与陆上管线及存储设施的关键核心装备，是整个接收站的“咽喉”。当LNG运输船抵达接收站专用码头后，通过液相卸料臂和卸料管线，利用船上的低温泵将LNG送进接收站的储罐内，同时储罐内的蒸发气(Boil-OffGas，BOG)气体通过回气管线和气态回气臂，返回到LNG运输船。LNG卸料臂作业过程中，通过牵引线来引导卸料臂的端部和LNG船接收端互连，以保证相对运动情况下能够准确对接，操控卸料臂的液压系统，使其能够承受船体运动导致的速度和加速度影响。

针对我国深远海恶劣海况条件，如果现有系泊技术与传统型刚性卸料臂难以有效解决FLNG与运输船载体间的差异化运动问题，就需要采用特殊设计的低温外输卸料系统，以满足低温和晃动工况的严苛要求。低温软管输送系统在重量、柔韧性、耐腐蚀性、隔热性等方面综合优势明显，FLNG外输作业时，行之有效的方式是采用串靠系泊，即通过系泊缆与LNG运输船连接，并使用低温软管实现LNG卸料，要求低温软管能承受超低温的同时，还需要克服FLNG与LNG运输船之间相对运动的影响。

此外，液氢船运试验已成功实施，为液氢产业链提供了更为经济、安全的方式，对于氢能在全球范围内的推广使用具有积极意义，未来具有较强的发展潜力。液氢具有超低温、易挥发及易燃易爆特性，液氢船岸装卸输送难度大，安全要求高，技术壁垒多。液氢船岸装卸系统运行工况恶劣、动作精度要求苛刻、机电系统配合复杂，既要具备快速对接、紧急脱离、自动关闭等功能，还要承受长时间-253℃超低温考验、自动适应潮汐落差影响，世界上仅有极少数国家掌握设计与制造关键技术。

综上，LNG刚性卸料臂、LNG低温软管传输系统以及液氢船岸装卸系统等超低温流体输送系统关键技术都涉及低温材料选型、成型制造及密封、试验验证等诸多环节。材料选型与结构设计难度大，加工制造及性能测试工作难，超低温密封、连接和泄漏监测难度高，以及整套超低温流体输送系统结构复杂，安全性要求高。其中超低温输送系统的柔性管道作为关键部件，其性能优劣直接影响超低温流体输送系统的的安全稳定运行。目前，现有技术采用的柔性管道主要存在以下技术缺陷：

(1)管道承压能力不足，由于既要承受超低温，又要耐受一定的压力，需要在这两者之间进行一定的平衡，由于常规管道设计结构的限制，现有技术的柔性管道通常在保证耐受低温性能的前提下，承压能力有一定的欠缺，最大承压能力一般不超过1.5MPa，这就一定程度上限制了低温卸料系统的输送能力(通常输送能力与压力成正比)。

(2)柔性管道输送低温流体过程，需要具有一定的保冷效果，防止管道外部结冰。现有技术柔性管道的保冷结构设计和材料选型优化存在一定的不足，达不到理想的保冷效果。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本实用新型提供一种超低温流体卸料输送柔性管道，其具有耐低温、高绝热和柔顺性能好等特点，可满足超低温流体输送要求。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种超低温流体卸料输送柔性管道，包括：内衬层，内部形成超低温流体的过流通道；内铠装层和外铠装层，均为带状结构，所述内铠装层沿管体轴向缠绕在所述内衬层外部，所述外铠装层沿管体轴向缠绕在所述内铠装层外部，所述内铠装层和外铠装层用来承受轴向拉力；保温层，设置在所述外铠装层外部，以对所述内衬层进行保冷，避免所述内衬层内的超低温流体冷辐射；外护套层，设置在所述保温层外部，主要用于隔绝外部的水汽侵入管体内部和防止管体在操作过程中磨损。

所述的超低温流体卸料输送柔性管道，优选地，还包括内辅助层和外辅助层，所述内辅助层设置在所述内衬层与内铠装层之间，所述外辅助层设置在所述内铠装层与外铠装层之间。

所述的超低温流体卸料输送柔性管道，优选地，所述内铠装层和外铠装层均沿管体轴向成一定的夹角缠绕设置，且二者成对称相反的角度。

所述的超低温流体卸料输送柔性管道，优选地，所述内铠装层和外铠装层之间缠绕的夹角为30°-45°。

所述的超低温流体卸料输送柔性管道，优选地，所述保温层包括由内至外依次设置的气凝胶层、聚氨酯层和二烯烃弹性发泡材料层。

所述的超低温流体卸料输送柔性管道，优选地，所述内衬层采用金属波纹管。

所述的超低温流体卸料输送柔性管道，优选地，所述金属波纹管为304L或316L不锈钢波纹管。

所述的超低温流体卸料输送柔性管道，优选地，所述内辅助层和外辅助层的材料为芳纶或聚四氟乙烯。

所述的超低温流体卸料输送柔性管道，优选地，所述外护套层的材料为聚偏二氟乙烯或热塑性聚氨酯弹性体橡胶。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

本实用新型提供的超低温流体卸料输送柔性管道，具有耐低温、高绝热和柔顺性能好等特点，可满足超低温流体输送要求。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，如图其中：

图1是本实用新型一实施例提供的超低温流体卸料输送柔性管道的三维结构示意图；

图2是本实用新型该实施例提供的超低温流体卸料输送柔性管道的二维结构示意图。

图中各附图标记如下：

1-内衬层；2-内铠装层；3-外铠装层；4-保温层；5-外护套层；6-内辅助层；7-外辅助层。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统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实用新型的限制。此外，使用术语“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型涉提供的超低温流体卸料输送柔性管道，包括：内衬层，内部形成超低温流体的过流通道；内铠装层和外铠装层，均为带状结构，内铠装层沿管体轴向缠绕在内衬层外部，外铠装层沿管体轴向缠绕在内铠装层外部，内铠装层和外铠装层用来承受轴向拉力；保温层，设置在外铠装层外部，以对内衬层进行保冷，避免内衬层内的超低温流体冷辐射；外护套层，设置在保温层外部，主要用于隔绝外部的水汽侵入管体内部和防止管体在操作过程中磨损。本实用新型具有耐低温、高绝热和柔顺性能好等特点，可满足超低温流体输送要求。

下面，结合附图对本实用新型实施例提供的超低温流体卸料输送柔性管道进行详细的说明。

请参阅图1和图2，本实施例提供的超低温流体卸料输送柔性管道，包括由内到外依次设置的内衬层1、内铠装层2、外铠装层3、保温层4和外护套层5。内衬层1内部形成超低温流体的过流通道，内铠装层2和外铠装层3均为带状结构，内铠装层2沿管体轴向缠绕在内衬层1外部，外铠装层3沿管体轴向缠绕在内铠装层2外部，内铠装层2和外铠装层3用来承受轴向拉力；保温层4设置在外铠装层3外部，以对内衬层1进行保冷，避免内衬层1内的超低温流体冷辐射；外护套层5设置在保温层4外部，主要用于隔绝外部的水汽侵入管体内部和防止管体在操作过程中磨损。

上述实施例中，优选地，在内衬层1与内铠装层2之间以及内铠装层2与外铠装层3之间分别设置有内辅助层6和外辅助层7，内辅助层6和外辅助层7能够防止金属与金属之间接触磨损。

上述实施例中，优选地，内铠装层2和外铠装层3均沿管体轴向成一定的夹角缠绕设置，该夹角优选为30°-45°，且二者成对称相反的角度，即如果内铠装层2的角度为30°，那么外铠装层3的角度则为-30°。通过上述的设置，通过内铠装层2和外铠装层3的相互作用，能够提升柔性管道的轴向抗拉强度，保障柔性管道的结构稳定性。

上述实施例中，优选地，保温层4包括由内至外依次设置的气凝胶层、聚氨酯层和二烯烃弹性发泡材料层，通过在气凝胶层和二烯烃弹性发泡材料层之间设置相对较硬的聚氨酯层，除了保冷作用，还可以起到其他两种材料的支撑作用，这样使得保冷材料的填充效果和保冷效果最优。

上述实施例中，优选地，内衬层1采用金属波纹管，优选304L或316L不锈钢波纹管，304L或316L不锈钢材料不仅具有良好刚度和韧性，而且能够耐受液氢或液化天然气的超低温，满足超低温流体输送要求。

上述实施例中，优选地，内辅助层6和外辅助层7的材料优选为芳纶或聚四氟乙烯，所述材料具有良好的韧性，耐低温及耐磨蚀性能。

上述实施例中，优选地，外护套层5的材料优选为聚偏二氟乙烯或热塑性聚氨酯弹性体橡胶，所述材料具有良好的密封性能，耐磨损性能，防水性能和柔顺性能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种超低温流体卸料输送柔性管道，其特征在于，包括：

内衬层，内部形成超低温流体的过流通道；

内铠装层和外铠装层，均为带状结构，所述内铠装层沿管体轴向缠绕在所述内衬层外部，所述外铠装层沿管体轴向缠绕在所述内铠装层外部，所述内铠装层和外铠装层用来承受轴向拉力；

保温层，设置在所述外铠装层外部，以对所述内衬层进行保冷，避免所述内衬层内的超低温流体冷辐射；

外护套层，设置在所述保温层外部，主要用于隔绝外部的水汽侵入管体内部和防止管体在操作过程中磨损；

所述内铠装层和外铠装层均沿管体轴向成一定的夹角缠绕设置，且二者成对称相反的角度。

2.根据权利要求1所述的超低温流体卸料输送柔性管道，其特征在于，还包括内辅助层和外辅助层，所述内辅助层设置在所述内衬层与内铠装层之间，所述外辅助层设置在所述内铠装层与外铠装层之间。

3.根据权利要求1所述的超低温流体卸料输送柔性管道，其特征在于，所述内铠装层和外铠装层之间缠绕的夹角为30°-45°。

4.根据权利要求1所述的超低温流体卸料输送柔性管道，其特征在于，所述保温层包括由内至外依次设置的气凝胶层、聚氨酯层和二烯烃弹性发泡材料层。

5.根据权利要求1所述的超低温流体卸料输送柔性管道，其特征在于，所述内衬层采用金属波纹管。

6.根据权利要求5所述的超低温流体卸料输送柔性管道，其特征在于，所述金属波纹管为304L或316L不锈钢波纹管。

7.根据权利要求2所述的超低温流体卸料输送柔性管道，其特征在于，所述内辅助层和外辅助层的材料为芳纶或聚四氟乙烯。

8.根据权利要求1所述的超低温流体卸料输送柔性管道，其特征在于，所述外护套层的材料为聚偏二氟乙烯或热塑性聚氨酯弹性体橡胶。