气体储存结构及制造方法技术

一种气体储存结构包括：容器，以及由所述容器支撑的连续盘管，所述连续盘管包括：由薄壁管道和限定所述连续盘管的端部的厚壁管道形成的主要部分，所述连续厚管具有比所述薄壁管道更厚的壁厚，所述厚壁管道在焊接接头处焊接到所述主要部分，以使将所述厚壁管道的内径与所述主要部分的内径相连通，并且所述厚壁管道连接到所述容器上，同时主要部分没有到容器上的任何刚性连接件，刚性连接件例如为焊接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及气体存储结构及其制造方法，特别是用于压缩天然气的存储和运输的方法。
技术介绍
气体和液体有时必须从生产地点运输到某个地点来使用，该气体例如为工业气体。天然气通常必须从生产地点运输到消费地点。有已知的运输天然气的方法，例如包括如通过管道穿过水体、作为液化天然气(LNG)的船运和作为压缩(非液化)天然气(CNG)的船运。运输成本总是一个因素。然而，在生产现场产生的气体流量小的情况下，必须特别考虑成本。在一些地层仅产生少量天然气中，这种情况对于天然气来讲是真实的。本受托人已经提出了气体输送结构，例如在US5,839,383中所描述的体输送结构，但本受托人已经寻求改进。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供了一种气体储存结构，其包括：容器和由所述容器支撑的连续盘管道，所述连续盘管道包括：第一端，相对端和在所述第一端和所述相对端之间的管道的中间长部，以及其中，所述第一端由厚壁管道形成，所述厚壁管道的壁厚比所述管道的中间长部的壁厚厚，所述厚壁管道焊接在所述容器上，所述相对端由第二厚壁管道形成，所述第二厚壁管道的壁厚比管道的中间长部的壁厚厚，所述第二厚壁管道焊接在所述容器的焊接连接处，以及管道的中间长部没有与容器任何刚性连接以使管道的中间长部由于其内部的压力和温度的变化而自由地膨胀和收缩。根据本专利技术的另一方面，提供了一种制造气体存储结构的方法，所述方法包括：焊接邻近卷筒状容器的中心芯的连续管道的厚壁端；将所述连续管道的厚壁端和中间长部围绕所述中心芯缠绕以将所述连续管道布置成多层的多包裹；以及将连续管道的厚壁末端焊接到容器上，其中，中间长部具有比厚壁端和厚壁末端的壁厚薄的壁厚，并且中间长部没有与容器任何刚性连接以使中间长部能够由于在其内部的压力和温度的变化而膨胀和收缩。应当理解为从以下详细描述中，本专利技术的其它方面对于本领域技术人员将变得显而易见，其中，通过说明的方式来示出和描述本专利技术的各种实施例。如将认识到的，在所有不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，本专利技术能够用于其它和不同的实施例，并且能够在各种其它方面对本专利技术的若干细节进行修改。因此，将附图和详细描述认为成本质上是说明性的而不是限制性的。附图说明参考附图，在附图中通过示例的方式而非限制的方式详细地示出了本专利技术的几个方面，其中：图1示出了适于通过船运输气体的根据本专利技术的示例性盘绕的连续管道气体存储结构；图2示出了根据本专利技术的实施例的缠绕在容器中的连续管道的部分切除和剩余部分的透视图；图3是连续管道的一个缠绕布置的示意图；图4是通过五个彼此堆叠的卷筒容器的横截面，其中连续管道缠绕在每个卷筒上(不是示出所有的管道)；图5A是根据本专利技术的一个实施例的容器的底部的俯视图；图5B是沿I-I线通过图5A容器的截面图；图6A是通过容器的基部的径向截面图；图6B是通过垂直于图6A的截面的容器的底部的截面图；图6C是容器的基部的径向视图；图7是图5B的容器的侧壁的侧面正视图；图8A是连续管道和容器之间的连接的俯视图；图8B是沿图8A中的II-II线的剖视图，图8A示出了沿着管道连接的附加的转向管道；图9A是连续管道和容器之间的另一连接的俯视图；图9B是沿图9A中的III-III线的剖视图；图9C是沿图9A中的IV-IV线的剖视图；以及图10是沿厚壁管道和薄壁管道之间的接合部接合的管道的长轴方向的剖视图。具体实施方式下面的描述和其中描述的实施例通过示例或示例的说明来提供，和通过本专利技术的各个方面的原理的特定实施例来提供。提供这些实施例是为了对本专利技术在其各个方面的原理和目的的解释而不是限制。在说明书中，类似的部件在整个说明书和附图中用相同的相应附图标记进行表示。附图不一定按比例绘制，并且在一些情况下，为了更清楚地描绘某些特征，可能夸大了比例。已经专利技术了气体存储结构。气体存储结构可以用于输送气体，并且在这种情况下可以将气体存储结构安装在载体上。一种特别适于在船上运输大量压缩气体的气体存储结构包括由大致连续管道的线圈提供的大的存储容积。由于在气体存储结构之间需要较少的互连设备，因此使用用于气体存储的超长的连续管道导致显着地降低成本。根据本专利技术，提供了一种由连续管道形成的气体存储结构。优选地，将连续管道装入或盘绕在容器中。在本专利技术的一个方面中，连续管道缠绕成多层，每层具有多个环。然而，连续管道可以以各种构造分布在容器内。可以用于盘管道的容器将用于多种功能。第一，容器可以用作用于缠绕管道的转盘。第二，该容器可以用作用于提升管道的装置。第三，容器可以允许控制连续管道周围的气体。当每个包括容纳连续管道的容器的结构彼此堆叠时，上部结构的重量可以由下部容器的壁来承载。这会防止管道的下层必须承受来自上述结构的重量的挤压力。在本文中，将管道的环定义为指自身折回的管道的长部，以使在管道内行进的流体能超过90°旋转。在此，将管道的层定义为一组彼此横向间隔开并且占据环的管道，该环的厚度近似等于管道中的一个管道的直径。在操作中，层可以是水平的、垂直的或者其间的任何角度。应该理解为，在操作流体输送压力和温度下，用于制造在实施本专利技术中使用的连续管的材料是可延展的且不脆的，并且存储在连续管道内的气体不能透过所述材料。还将理解，虽然管道的超长部的是理想的，可能需要在长管道段的端部之间进行中间连接以便于制造，中间连接例如通过内嵌(即对接、偏置等)焊接连接。连续管道可以由任何正常等级的钢制成，例如X70钢，但是钢管也可以在所有焊接完成后进行淬火和回火以增加强度。虽然以前的气体存储结构是已知的，但是已经对本文所述的结构进行开发来用于改善先前已知的结构的性能。在图1中示出了多个气体存储结构11。在后面的图中更详细地示出示例性的气体存储结构11。参考图2，本专利技术的气体存储结构11通过在容器12内分配或卷绕连续管道10而制成。将管道10卷绕成多层，每层由管道的多个环形成。将气体存储在连续管道10中。连续管道10中允许气体流入或流出管道10的任何开口(例如在管道的一端或两端处)设置有阀，开口例如在管道的一端或两端处，阀例如为图1中的阀21。阀允许把连续管道10密封以用于气体的存储和运输。容器12具有基部14、外部存储侧壁16、内部存储侧壁18和顶部20。在该示出的实施例中，容器以卷(即卷筒)的形式成形以及内侧壁18形成中心的基本圆柱形的芯部(或毂部)，基部和顶部形成与内侧壁18的端部相连接的端部凸缘。基部和顶部从内侧壁径向向外延伸。基部和顶部基本上彼此平行地延伸。因此，容器12提供了支撑件，连续管道10可以卷绕到支撑件中，其中，管道缠绕在由基部和顶部20之间的内侧壁18形成的芯部上。连续管道10可以以多层盘绕在容器12中，每层包括围绕由内侧壁18形成的芯部的多个环或包覆物。管道可以围绕内侧壁18缠绕，因此，基部14、内壁18和外壁16来支撑连续管道10。图3示出了可能的卷绕布置的简单示例，其中，随着管道缠绕在围绕芯部的第一层中及然后缠绕在覆盖第一层的第二层中，进行该卷绕。在此所示，另外的层围绕管道的下层的周围缠绕，该管道已经在由内侧壁18形成的芯部的周围缠绕。例如使用管张紧器来使管道在基部14和顶部20之间来回地卷绕。通常把这种类型的绕组称为“卷式”绕组或“软管卷盘”。以这种方式，通过把管围绕由内壁18限定的中心芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体储存结构，包括：容器，以及由所述容器支撑的连续盘管，所述连续盘管包括：第一端、相对端和位于所述第一端和所述相对端之间的管道的中间长部，以及其中，所述第一端由厚壁管道形成，所述厚壁管道具有比所述管道的中间长部更厚的壁厚，所述厚壁管道焊接在所述容器上；所述相对端由第二厚壁管道形成，所述第二厚壁管道具有比所述管道的中间长部更厚的壁厚，所述第二厚壁管道在焊接连接部处焊接到所述容器上；以及所述管道的中间长部没有到所述容器上的任何刚性连接件，使得所述管道的中间长部由于内部压力和温度的变化而能自由地膨胀和收缩。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.15 US 61/993,7711.一种气体储存结构，包括：容器，以及由所述容器支撑的连续盘管，所述连续盘管包括：第一端、相对端和位于所述第一端和所述相对端之间的管道的中间长部，以及其中，所述第一端由厚壁管道形成，所述厚壁管道具有比所述管道的中间长部更厚的壁厚，所述厚壁管道焊接在所述容器上；所述相对端由第二厚壁管道形成，所述第二厚壁管道具有比所述管道的中间长部更厚的壁厚，所述第二厚壁管道在焊接连接部处焊接到所述容器上；以及所述管道的中间长部没有到所述容器上的任何刚性连接件，使得所述管道的中间长部由于内部压力和温度的变化而能自由地膨胀和收缩。2.如权利要求1所述气体储存结构，其中，覆盖所述第一端和所述相对端中的一端，所述第一端和所述相对端中的另一端是打开的以向所述连续盘管将装载和卸载到气体。3.如权利要求1或2所述的气体储存结构，其中，所述容器形成为卷筒，以及所述第一端连接到所述卷筒的芯上，所述第一端沿其长度具有基本上遵循所述芯的圆周表面曲率的曲率。4.如权利要求3所述的气体储存结构，其中，在所述芯和所述卷筒的基部之间的角部中焊接所述第一厚壁管道，以及所述管道的中间长部围绕所述芯缠绕，将所述管道的中间长部的缠绕件定位在所述厚壁管道的旁边和上方。5.如权利要求1至4中任一项所述的气体储存结构，其中，所述第二厚壁管道通过焊接接头连接到所述管道的中间长部，以及还包括保持器，其将述管道的中间长部保持在所述容器上的位置，所述焊接接头放置在邻近所述保持器并位于所述焊接连接部和所述保持器之间。6.如权利要求5所述的气体储存结构，其中，所述保持器没有到所述中间管道的任何焊接点，以及所述保持器包括缓冲表面，所述管道的中间长部抵靠在所述缓冲表面上。7.如权利要求1所述的气体储存结构，其中，所述容器是卷筒以及所述管道的中间长部围绕以多层布置的多个环中的所述卷筒的中心芯卷绕，并且所述第一端连接到所述卷筒的芯上；所述第一端沿其长度具有基本上遵循所述中心芯的圆周表面曲率的曲率，以及在所述中心芯和所述卷筒的基部之间的角部中焊接所述第一端的厚壁管道，所述管道的中间长部围绕所述芯缠绕，将所述管道的中间长部的缠绕件定位在所述厚壁管道的旁边和上方；以及所述第二厚壁管道通过焊接接头连接到所述管道的中间长部，以及还包括保持器，其将述管道的中间长部保持在所述容器上的位置，所述焊接接头放置在邻近所述保持器并位于所述焊接连接部和所述保持器之间，其中，所述保持器没有到所述中间管道的任何焊接点，以及所述保持器包括缓冲表面，所述管道的中间长部抵靠在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·菲茨帕特里克，
申请(专利权)人：海洋天然气公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA