一种超低温介质输送用旋转接头装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种超低温介质输送用的旋转接头装置，旋转接头本体内设有环形的第一内壁和第二内壁，第一内壁内构成自上至下流向的低温液相流体通道，第二内壁外构成封闭的低温气相流体通道，在旋转接头本体的外壳上固接有连通低温气相流体通道内的气相流体导入管和气相流体排出管，流体均布与稳流组件包括液相流体均布管板、导流组件以及防回流组件，液相流体均布管板水平固定在第一内壁的顶开口内，导流组件固定在气相流体导入管内，防回流组件固定在气相流体排出管内。本发明专利技术采用一个旋转接头装置即可完成低温液相流体和气相流体同时输送，并通过液相流体均布管板、导流组件以及防回流组件的相互作用，保障旋转接头内部流动稳定，流体分布均匀。流体分布均匀。流体分布均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种超低温介质输送用旋转接头装置


[0001]本专利技术涉及低温介质输送
，具体涉及一种超低温介质输送用旋转接头装置。

技术介绍

[0002]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。
[0003]LNG卸料臂是一种安装在码头上或FLNG的用于LNG卸料的刚性铰接管道系统，主要结构包括旋转接头、外臂、内臂、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
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Off Gas，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。
[0004]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浮式平台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。
[0005]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
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253℃超低温考验、自动适应潮汐落差影响。
[0006]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，以及整套低温输送系统结构复杂，安全性要求高。其中旋转接头作为关键部件，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。旋转接头作为低温介质过流及提供转向
的关键结构部件，要求其在超低温动态工况下能够防止低温介质泄漏、承受高强度载荷和压力、旋转时摩擦损失低。
[0007]目前，现有技术采用的旋转接头装置主要存在如下技术缺陷：
[0008](1)现有技术采用的旋转接头装置输送超低温介质时，针对液相态和气相态是分别进行的，即液相态管路配置相应的旋转接头，同样气相态管路也如此，使得超低温输送系统更为复杂。以上述LNG刚性卸料臂为例，在液化天然气船岸装卸过程，LNG从运输船通过旋转接头所在的液相管路输送到岸上的LNG存储设施，在此过程中，LNG气化产生的BOG蒸发气体，还要沿着相反的方向管路输送至运输船内，以平衡船岸之间的操作压力。因此，要分别在相应的低温输送管路上设置多个液相管路旋转接头和气相管路旋转接头，使得整套系统结构复杂，系统资源没有得到优化配置；
[0009](2)现有技术旋转接头装置在操作过程，没有相应的绝热与保冷防护措施。由于超低温工况环境(例如LNG工况温度为
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163℃，液氢工况温度为
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253℃)，过流部件的内外温差大，使得旋转接头的外部冷凝结冻等现象突显，时常发生外部结冰而导致旋转接头部件机械故障(即外部冰冻导致旋转接头装置卡死，不能正常工作)，严重影响低温输送系统的安全稳定运行。同时旋转接头的内外温差大，也导致LNG或液氢流动过程的冷损高，表现形式为旋转接头内部的液相态的LNG部分被气化为气相态的天然气，或者液氢变为气态氢气，这将会导致一个非常严重的问题，在所述气化的过程，旋转接头内部的运行压力急剧升高，导致低温输送系统运行状态超压，影响系统的安全稳定运行；
[0010](3)在低温输送系统运行过程发现，当LNG或液氢在旋转接头内部过流，以及气相态的天然气或氢气输送过程，由于现有旋转接头内部低温流体流动不稳定，流动分布不均，气体阻力高，“回流”现象严重，这些对系统稳定输送十分不利，行业亟需解决这一关键技术难题。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是提供一种超低温介质输送用旋转接头装置，以解决现有技术中采用旋转接头装置输送超低温介质时存在上述不足的问题。
[0012]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0013]本专利技术提供一种超低温介质输送用的旋转接头装置，包括：
[0014]旋转接头本体，所述旋转接头本体内设有环形的第一内壁和第二内壁，所述第一内壁内构成自上至下流向的低温液相流体通道，所述第二内壁环向设置在所述第一内壁外侧，且所述第二内壁与所述旋转接头本体的外壳之间构成封闭的低温气相流体通道，在所述旋转接头本体的外壳上固接有连通所述低温气相流体通道内的气相流体导入管和气相流体排出管，所述第一内壁和所述第二内壁之间形成真空层；
[0015]流体均布与稳流组件，所述流体均布与稳流组件包括液相流体均布管板、导流组件以及防回流组件，所述液相流体均布管板水平固定在所述第一内壁的顶开口内，所述导流组件固定在所述气相流体导入管内，用于进气气流以旋流的方式进入所述低温气相流体通道，所述防回流组件固定在所述气相流体排出管内。
[0016]进一步地，所述液相流体均布管板的中部设有沿竖直方向上下贯通的第一通道，所述液相流体均布管板上位于所述第一通道的外侧开设有多个沿竖直方向贯通的第二通
道，多个所述第二通道沿所述第一通道的圆周方向分布，所述液相流体均布管板上位于所述第二通道的外侧开设有多个沿竖直方向贯通的第三通道，多个所述第三通道沿所述第一通道的圆周方向分布，所述液相流体均布管板上位于所述第三通道的外侧开设有环形的第四通道，所述第四通道沿竖直方向贯通设置，若干个所述第二通道的横截面积之和小于所述第一通道的横截面积，若干个所述第三通道的横截面积之和小于若干个所述第二通道的横截面积之和，所述第四通道的横截面积小于若干个所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超低温介质输送用的旋转接头装置，其特征在于，所述旋转接头装置包括：旋转接头本体，所述旋转接头本体内设有环形的第一内壁和第二内壁，所述第一内壁内构成自上至下流向的低温液相流体通道，所述第二内壁环向设置在所述第一内壁外侧，且所述第二内壁与所述旋转接头本体的外壳之间构成封闭的低温气相流体通道，在所述旋转接头本体的外壳上固接有连通所述低温气相流体通道内的气相流体导入管和气相流体排出管，所述第一内壁和所述第二内壁之间形成真空层；流体均布与稳流组件，所述流体均布与稳流组件包括液相流体均布管板、导流组件以及防回流组件，所述液相流体均布管板水平固定在所述第一内壁的顶开口内，所述导流组件固定在所述气相流体导入管内，用于进气气流以旋流的方式进入所述低温气相流体通道，所述防回流组件固定在所述气相流体排出管内。2.根据权利要求1所述的一种超低温介质输送用的旋转接头装置，其特征在于：所述液相流体均布管板的中部设有沿竖直方向上下贯通的第一通道，所述液相流体均布管板上位于所述第一通道的外侧开设有多个沿竖直方向贯通的第二通道，多个所述第二通道沿所述第一通道的圆周方向分布，所述液相流体均布管板上位于所述第二通道的外侧开设有多个沿竖直方向贯通的第三通道，多个所述第三通道沿所述第一通道的圆周方向分布，所述液相流体均布管板上位于所述第三通道的外侧开设有环形的第四通道，所述第四通道沿竖直方向贯通设置，若干个所述第二通道的横截面积之和小于所述第一通道的横截面积，若干个所述第三通道的横截面积之和小于若干个所述第二通道的横截面积之和，所述第四通道的横截面积小于若干个所述第三通道的横截面积之和。3.根据权利要求2所述的一种超低温介质输送用的旋转接头装置，其特征在于：所述液相流体均布管板的底部为纵截面呈开口向下的曲线结构。4.根据权利要求1所述的一种超低温介质输送用的旋转接头装置，其特征在于：所述导流组件包括导流锥和固接在所述导流锥外壁上的多个导流叶片，所述导流锥通过支架固定在所述气相流体导入管内，且所述导流锥的锥端朝向所述气相流体导入管的进气口，所述导流叶片沿所述导流锥的长度方向呈弧形固定，且多个所述导流叶片沿所述导流锥的圆周方向呈同向布置。5.根据权利要求4所述的一种超低温介质输送用的旋转接头装置，其特征在于：所述导流叶片靠近所述气相流体导入管进气口的片体与该位置水平线的夹角为90
°
，所述导流叶...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨亮，宋坤，许佳伟，肖立，盖小刚，范嘉堃，邱灶杨，郝思佳，张彧，李鑫，
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：