储罐及其预冷系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种储罐及其预冷系统，预冷系统中预冷前段布置在储罐的外部，该预冷前段包括气化分段和旁通分段，气化分段上设有空温式气化器和手动控制阀；预冷后段包括依次连通的延伸段、抬高段以及下降段；抬高段的出口高于延伸段的出口。空温式气化器能够将预冷介质完全转化成气态，以在储罐外部避免液态的预冷介质进入内罐；同时预冷后段中的抬高段的出口高于延伸段的出口，管路中预冷介质的冷凝液因高度阻力无法通过抬高段而滞留在延伸段中，避免液态的预冷介质直接滴落至内罐底板的风险，确保冷却过程的安全性；此外预冷前段和预冷后段的双重措施能够保证进入内罐的仅为气态的预冷介质，气体进入后能够迅速扩散，确保内罐整体预冷温降的均匀性。

【技术实现步骤摘要】
储罐及其预冷系统
本技术涉及低温储罐领域，特别涉及一种储罐及其预冷系统。
技术介绍
伴随着国家对环境保护的日益重视，在“绿水青山就是金山银山”的大背景下，天然气等清洁能源的普及利用将是能源发展的首要选择目前，LNG及空分介质仍以低温常压储罐储存为主，此种储存方式具有储存量大、安全系数等诸多优点。由于低温常压吊顶储罐在初始建造完成时处于常温状态，而储存介质LNG(温度-163℃)或空分介质(如LIN温度-196℃)的温度均非常低，所以在设备初次使用之前必须对与低温介质相接触的部位进行彻底的预冷操作，达到相应的温度后才能进行液体充装。常见的低温常压吊顶储罐预冷主要有两种，其一是直接用液氮将内罐(亦称为主容器)冷却到-163℃后再通入LNG，其二是使用液氮介质将内罐冷却到-120℃左右，然后按照预冷的模式进入LNG介质。但是目前采用上述两种方式对储罐进行预冷时，会有液态的氮伴随氮气一起进入内罐中，液态氮的滴入会导致内罐中产生较大的温差，无法保证储罐预冷的均匀性。同时温差会产生较高的温差应力，温差应力会与弯曲、焊接等机械载荷产生的应力组合在一起引发储罐的裂纹，该裂纹在预冷过程中又无法检测，因此会导致储罐泄漏，引起较大的安全事故。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有技术中储罐预冷无法保证预冷的均匀性，易产生温差应力，引发安全事故的问题。为解决上述技术问题，本技术提供一种储罐的预冷系统，所述预冷系统连通所述储罐的外部和内部，用于向所述储罐的内罐中通入预冷介质；所述预冷系统包括：预冷前段和预冷后段；预冷前段布置在储罐的外部，所述预冷前段的进口用于通入所述预冷介质；该预冷前段包括相互并联的气化分段和旁通分段，所述气化分段上设有空温式气化器和手动控制阀，所述旁通分段上设有截止阀；预冷后段包括依次连通的延伸段、抬高段以及下降段；所述延伸段的进口与所述预冷前段的出口连通，所述延伸段的出口穿过所述储罐的顶盖进入所述储罐的内部；所述抬高段的出口高于所述延伸段的出口，所述下降段的出口与所述储罐的内罐内部连通；其中，由所述气化分段或所述旁通分段流出的气态的预冷介质，经所述延伸段进入所述抬高段，再由所述抬高段进入所述下降段，并由所述下降段的出口流出而进入所述内罐的内部。优选地，所述延伸段包括相连通的竖直分段和水平分段，所述竖直分段的进口与所述预冷前段的出口连通；所述水平分段的出口与所述抬高段的进口连通，所述水平分段与所述抬高段之间的夹角为钝角。优选地，所述抬高段的出口与所述延伸段的出口在竖直方向上的高度差为1300mm-1500mm。优选地，所述下降段的出口安装有多个喷头，所述喷头为螺旋雾化喷嘴。优选地，所述抬高段和所述下降段通过法兰连接固定。本技术还提供一种储罐，包括内罐和设置在所述内罐外围的外罐，所述内罐和所述外罐均呈圆柱形；所述外罐的顶部设有顶盖，所述内罐的顶部设有吊顶，所述吊顶吊接在所述顶盖的下方，所述储罐设有上述的预冷系统，所述预冷前段布置在所述外罐的外部，所述延伸段穿过所述顶盖并延伸至所述吊顶的上方，所述抬高段位于所述顶盖与所述吊顶之间，所述下降段的出口穿过所述吊顶进入所述内罐的内部。优选地，所述储罐设有进液管路，所述进液管路连通所述储罐的内部和外部，以向所述储罐通入待存储的低温介质；所述进液管路包括依次连通的进液前段、进液中段以及进液后段；所述进液前段和所述进液中段均布置在所述储罐的外部；所述预冷前段的出口与所述进液中段的进口连通，所述进液中段的出口与所述预冷后段的进口连通，以使所述预冷前段通过所述进液中段将气态的预冷介质通入所述预冷后段，并由所述预冷后段通入所述内罐中。优选地，所述进液前段上设有进液总阀，以控制待存储的低温介质在所述进液管路中的流通。优选地，所述预冷前段上设有前段手动开关阀，所述前段手动开关阀靠近所述预冷前段和所述进液中段的连接处设置；所述预冷后段上设有后段手动开关阀，所述后段手动开关阀布置在所述储罐的外部，且靠近所述预冷后段与所述进液中段的连接处设置。优选地，所述吊顶上铺设有保冷材料，所述延伸段的下端伸入所述保冷材料内并被包覆在所述保冷材料中。优选地，所述储罐还包括温度检测系统，所述温度检测系统设置在所述内罐中；所述温度检测系统包括第一检测单元和第二检测单元，所述第一检测单元和所述第二检测单元均包括多个温度计；所述第一检测单元设置在所述内罐的侧壁上，所述第二检测单元设置在所述内罐的底板上。优选地，所述第一检测单元中的多个温度计沿竖直方向间隔布置在所述内罐的侧壁上；所述第二检测单元的其中一所述温度计布置在所述内罐底板的中心，其余所述温度计沿所述储罐的周向间隔地布置在所述内罐底板中心的周侧。优选地，所述储罐设有中控室，所述中控室的显示系统与所述温度检测系统连接，以显示各所述温度计的测量值。由上述技术方案可知，本技术的有益效果为：本技术的储罐及其预冷系统中，预冷前段中空温式气化器即使在预冷槽车满液位时也能够将预冷介质完全转化成气态，以在储罐的外部避免液态的预冷介质进入储罐的内部；同时预冷后段中的抬高段的出口高于延伸段的出口，管路中预冷介质的冷凝液因高度阻力无法通过抬高段而滞留在延伸段中，避免液态的预冷介质直接滴落至内罐底板的风险，防止内罐的内部因液态介质的进入而产生较大的温差应力，确保冷却过程的安全性；此外预冷前段和预冷后段的双重措施能够有效地保证进入内罐内部的仅为气态的预冷介质，气体进入内罐后能够迅速扩散，确保了预冷过程中内罐整体预冷温降的均匀性。附图说明图1是本技术储罐实施例的结构示意图。图2是本技术储罐实施例中预冷系统和进液管路的结构示意图。图3是本技术储罐实施例中预冷系统中预冷后段的结构示意图。图4是图3中A处的放大图。图5是本技术本技术储罐实施例中支架的结构示意图。图6是图3中B处的放大图。图7是本技术储罐实施例中喷头布置的结构示意图。图8是本技术储罐实施例中温度检测系统的结构示意图。图9是本技术储罐实施例中第一检测单元的结构示意图。图10是本技术储罐实施例中第二检测单元的结构示意图。附图标记说明如下：1、储罐；11、内罐；111、筒体；112、底板；12、外罐；121、筒体；122、底板；123、顶盖；13、吊顶；21、预冷介质容器；22、预冷系统；221、预冷前段；2211、气化分段；2212、旁通分段；2213、空温式气化器；2214、手动控制阀；2215、截止阀；2216、前段手动开关阀；222、预冷后段；2221、延伸段；2221a、竖直分段；2221b、水平分段；2222、抬高段；2223、下降段；2224、后段手动开关阀；23、顶部隔热套管；231、第一封板；24、第一保温支撑环；25、支架；251、立柱；252、支撑板；253、U型螺栓；26、悬顶套管；261、开孔补强圈；262、第二封板；27、第二保温支撑环；28、喷头；3、进液管路；31、进液前段；311、进液总阀；32、进液中段；33、进液后段；331、底部进液段；3311、底部进液阀；332、顶部进液段；3321、顶部进液阀；4、温度检测系统；41、第一检测单元；42、第二检测单元；43、温度计。具体实施方式体现本技术特征与优点的典型实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储罐的预冷系统，其特征在于，所述预冷系统连通所述储罐的外部和内部，用于向所述储罐的内罐中通入预冷介质；所述预冷系统包括：预冷前段，布置在储罐的外部，所述预冷前段的进口用于通入所述预冷介质；该预冷前段包括相互并联的气化分段和旁通分段，所述气化分段上设有空温式气化器和手动控制阀，所述旁通分段上设有截止阀；预冷后段，包括依次连通的延伸段、抬高段以及下降段；所述延伸段的进口与所述预冷前段的出口连通，所述延伸段的出口穿过所述储罐的顶盖进入所述储罐的内部；所述抬高段的出口高于所述延伸段的出口，所述下降段的出口与所述储罐的内罐内部连通；其中，由所述气化分段或所述旁通分段流出的气态的预冷介质，经所述延伸段进入所述抬高段，再由所述抬高段进入所述下降段，并由所述下降段的出口流出而进入所述内罐的内部。

【技术特征摘要】
1.一种储罐的预冷系统，其特征在于，所述预冷系统连通所述储罐的外部和内部，用于向所述储罐的内罐中通入预冷介质；所述预冷系统包括：预冷前段，布置在储罐的外部，所述预冷前段的进口用于通入所述预冷介质；该预冷前段包括相互并联的气化分段和旁通分段，所述气化分段上设有空温式气化器和手动控制阀，所述旁通分段上设有截止阀；预冷后段，包括依次连通的延伸段、抬高段以及下降段；所述延伸段的进口与所述预冷前段的出口连通，所述延伸段的出口穿过所述储罐的顶盖进入所述储罐的内部；所述抬高段的出口高于所述延伸段的出口，所述下降段的出口与所述储罐的内罐内部连通；其中，由所述气化分段或所述旁通分段流出的气态的预冷介质，经所述延伸段进入所述抬高段，再由所述抬高段进入所述下降段，并由所述下降段的出口流出而进入所述内罐的内部。2.根据权利要求1所述的预冷系统，其特征在于，所述延伸段包括相连通的竖直分段和水平分段，所述竖直分段的进口与所述预冷前段的出口连通；所述水平分段的出口与所述抬高段的进口连通，所述水平分段与所述抬高段之间的夹角为钝角。3.根据权利要求1所述的预冷系统，其特征在于，所述抬高段的出口与所述延伸段的出口在竖直方向上的高度差为1300mm-1500mm。4.根据权利要求1所述的预冷系统，其特征在于，所述下降段的出口安装有多个喷头，所述喷头为螺旋雾化喷嘴。5.根据权利要求1所述的预冷系统，其特征在于，所述抬高段和所述下降段通过法兰连接固定。6.一种储罐，包括内罐和设置在所述内罐外围的外罐，所述内罐和所述外罐均呈圆柱形；所述外罐的顶部设有顶盖，所述内罐的顶部设有吊顶，所述吊顶吊接在所述顶盖的下方，其特征在于，所述储罐设有如权利要求1-4任意一项所述的预冷系统，所述预冷前段布置在所述外罐的外部，所述延伸段穿过所述顶盖并延伸至所述吊顶的上方，所述抬高段位于所述顶盖与所述吊顶之间，所述下降段的出口穿过所述吊顶进入所述内...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭旭，陈杰，孟树森，张琼，孙娟，龙兆耀，翟耀峰，黄乾，
申请(专利权)人：张家港中集圣达因低温装备有限公司，中集安瑞科投资控股深圳有限公司，中国国际海运集装箱集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32