本发明专利技术涉及一种LNG低温输送系统的快速连接装置，包括连接装置本体、对接连锁执行机构和保冷防护结构；连接装置本体包括：内筒体，其流体入口和出口端分别连接上游和下游管路连接件；外筒体，与内筒体同轴间隔设置二者间形成密闭的环形腔室；对接连锁执行机构包括：多个卡爪执行机构，沿周向设置于外筒体上，用于将下游管路连接件夹紧在内筒体的流体出口端以实现二者的密封连接；驱动机构，其输出端与各卡爪执行机构互锁连接，用于驱动各卡爪执行机构同步完成夹紧工作或返回脱离待机；保冷防护结构设置在内筒体与外筒体之间的环形腔室内。本发明专利技术克服了现有技术的缺陷，对于LNG低温输送系统的总体结构设计优化和安全稳定运行具有指导意义。具有指导意义。具有指导意义。
【技术实现步骤摘要】
一种LNG低温输送系统的快速连接装置
[0001]本专利技术涉及一种LNG低温卸料输送系统，具体是关于一种适用于LNG刚性卸料臂和LNG低温软管输送系统的快速连接装置。
技术介绍
[0002]我国南海拥有1000多亿吨油当量的油气资源，其中天然气资源占83％，在天然气资源中70％来自距离我国大陆500公里之外深水区，如何经济有效地开发南海深远海的天然气资源已成为关注的焦点之一。
[0003]浮式液化天然气生产储卸装置(LNG Floating Production Storage and offloading 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。
[0004]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。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运输船接收端互连，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。
[0005]针对我国南海恶劣海况条件，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。
[0006]综上，LNG刚性卸料臂和LNG低温软管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，以及整套低温输送系统结构复杂，安全性要求高。其中快速连接装置作为LNG低温输送系统的关键部件，其性能优劣直接影响LNG低温输送系统的安全稳定运行。但是，现有技术采用的对接装置主要存在以下技术缺陷：
[0007](1)采用人工手动方式进行LNG卸料系统与工艺管线的对接，执行效率低而且操作相当不方便；由于LNG为易燃化学品，LNG的温度为-173℃，对接过程属于超低温工况，一旦发生泄漏，将导致严重的爆燃和操作人员低温冻伤等安全事故；
[0008](2)现有对接装置在操作过程，由于LNG的超低温工况环境，过流部件的内外温差大，对接装置的外部冷凝结冻现象十分严重，时常发生结冰而导致对接装置机械故障(即冰冻导致对接装置卡死，不能正常对接或脱离)，严重影响卸料系统的安全稳定运行；
[0009](3)现有对接装置的内部流动不稳定，流体分布不均匀，对于LNG的输送影响尤为明显，导致LNG在向工艺管线输送过程中发生回流和气化，能量耗散严重，LNG行业亟需解决这一关键技术难题。
技术实现思路
[0010]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种LNG低温输送系统的快速连接装置，以克服现有技术的缺陷，对于LNG低温输送系统的总体结构设计优化和安全稳定运行具有指导意义。
[0011]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种LNG低温输送系统的快速连接装置，包括快速连接装置本体、快速对接连锁执行机构和保冷防护结构；其中，所述快速连接装置本体包括：内筒体，所述内筒体的流体入口端连接上游管路连接件，所述内筒体的流体出口端连接下游管路连接件；外筒体，同轴间隔设置于所述内筒体外部，且所述内筒体和外筒体之间通过密封连件形成密闭的环形腔室；
[0012]所述快速对接连锁执行机构包括：卡爪执行机构，至少三个所述卡爪执行机构沿周向设置于所述外筒体上，用于将所述下游管路连接件夹紧在所述内筒体的流体出口端以实现二者的密封连接；驱动机构，其输出端与各所述卡爪执行机构互锁连接，用于驱动各所述卡爪执行机构同步完成夹紧工作或返回脱离待机；
[0013]所述保冷防护结构设置在所述内筒体与所述外筒体之间的环形腔室内，所述保冷防护结构包括沿着所述内筒体向所述外筒体的方向依次设置的真空层、凝胶层、发泡层和支撑层。
[0014]所述的快速连接装置，优选地，所述卡爪执行机构包括：卡爪，铰接于所述外筒体上且可在所述外筒体的轴向平面内转动，所述卡爪的一端具有用于压紧所述下游管路连接件的压紧部；弹簧及推杆，所述弹簧及推杆的一端与所述卡爪的另一端铰接；回转支承，呈环形结构且转动连接在所述外筒体的外周，可在所述外筒体的径向平面内转动，所述回转支承的外伸端与所述弹簧及推杆的另一端铰接；
[0015]所述驱动机构包括通过液压缸座板固定在所述外筒体上的液压缸，且所述液压缸的活塞杆与所述回转支承连接，用于驱动所述回转支承绕所述外筒体顺时针或逆时针转动，进而通过所述弹簧及推杆带动所述卡爪往复转动以靠近或离开所述下游管路连接件。
[0016]所述的快速连接装置，优选地，所述卡爪处于完全松开状态时的β角度范围为45
°-
65
°
，所述卡爪处于完全夹紧状态的α角度范围为15
°-
25
°
。
[0017]所述的快速连接装置，优选地，所述内筒体的流体出口端具有向外延伸的环形接触部，在所述环形接触部与下游管路连接件的接触界面上设置有密封圈。
[0018]所述的快速连接装置，优选地，在位于所述密封圈外侧的所述环形接触部上沿周向均匀设置有若干轴向沉孔，每个所述轴向沉孔内均嵌入一个弹性件。
[0019]所述的快速连接装置，优选地，所述上游管路连接件为进口连接法兰，用于与所述LNG低温输送系统的上游管路连接；所述下游管路连接件为盲板法兰，用于与所述LNG低温
输送系统的下游管路连接；所述弹性件为压缩弹簧。
[0020]所述的快速连接装置，优选地，所述真空层包括第一环向真空层和第二环向真空层，所述凝胶层为气凝胶层，所述发泡层为二烯烃弹性发泡层，所述支撑层为聚氨酯层。
[0021]所述的快速连接装置，优选地，在所述内筒体内部设置有稳流与流体均布结构，所述稳流与流体均布结构包括：中心过流通道，沿轴向设置于所述内筒体的中心位置，且所述中心过流通道的入口与所述内筒体的流体进口连通，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种LNG低温输送系统的快速连接装置，其特征在于，包括快速连接装置本体、快速对接连锁执行机构和保冷防护结构；其中，所述快速连接装置本体包括：内筒体(1)，所述内筒体(1)的流体入口端(1-1)连接上游管路连接件(3)，所述内筒体(1)的流体出口端(1-2)连接下游管路连接件(4)；外筒体(2)，同轴间隔设置于所述内筒体(1)外部，且所述内筒体(1)和外筒体(2)之间通过密封连件形成密闭的环形腔室；所述快速对接连锁执行机构包括：卡爪执行机构，至少三个所述卡爪执行机构沿周向设置于所述外筒体(2)上，用于将所述下游管路连接件(4)夹紧在所述内筒体(1)的流体出口端(1-2)以实现二者的密封连接；驱动机构，其输出端与各所述卡爪执行机构互锁连接，用于驱动各所述卡爪执行机构同步完成夹紧工作或返回脱离待机；所述保冷防护结构设置在所述内筒体(1)与所述外筒体(2)之间的环形腔室内，所述保冷防护结构包括沿着所述内筒体(1)向所述外筒体(2)的方向依次设置的真空层、凝胶层、发泡层和支撑层。2.根据权利要求1所述的快速连接装置，其特征在于，所述卡爪执行机构包括：卡爪(5)，铰接于所述外筒体(2)上且可在所述外筒体(2)的轴向平面内转动，所述卡爪(5)的一端具有用于压紧所述下游管路连接件(4)的压紧部；弹簧及推杆(6)，所述弹簧及推杆(6)的一端与所述卡爪(5)的另一端铰接；回转支承(7)，呈环形结构且转动连接在所述外筒体(2)的外周，可在所述外筒体(2)的径向平面内转动，所述回转支承(7)的外伸端与所述弹簧及推杆(6)的另一端铰接；所述驱动机构包括通过液压缸座板(10)固定在所述外筒体(2)上的液压缸(9)，且所述液压缸(9)的活塞杆与所述回转支承(7)连接，用于驱动所述回转支承(7)绕所述外筒体(2)顺时针或逆时针转动，进而通过所述弹簧及推杆(6)带动所述卡爪(5)往复转动以靠近或离开所述下游管路连接件(4)。3.根据权利要求2所述的快速连接装置，其特征在于，所述卡爪(5)处于完全松开状态时的β角度范围为45
°-
65
°
，所述卡爪(5)处于完全夹紧状态的α角度范围为15
°-
25
°
。4.根据权利要求1所述的快速连接装置，其特征在于，所述内筒体(2)的流体出口端(1-2)具有向外延伸的环形接触部，在所述环形接触部与下游管路连接件(4)的接触界面上设置有密封圈(11)。5.根据权利要求4所述的快速连接装置，其特征在于，在位于所述密封圈(11)外侧的所述环形接触部上沿周向均匀设置有若干轴向沉孔，每个所述轴向沉孔内均嵌入一个弹性件(12)。6.根据权利要求5所述的快速连接装置，其特征在于，所述上游管路连接件(3)为进口连接法兰，用于与所述LNG低温输送系统的上游管路连接；所述下游管路连接件(4)为盲板法兰，用于与所述LNG低温输送系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨亮，毕晓星，宋坤，陈海平，许佳伟，范嘉堃，邱灶杨，周树辉，张彧，
申请(专利权)人：中海石油气电集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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