本发明专利技术提供了一种水合物储运装置，采用管式层状结构，将一定数量的管道层层排列起来构成一个储存单元，每根管道内靠近两端处各安装一块挡板，挡板的高度为管道内径的７０％～９０％，管道的两端封闭，端面上开有２个进出气／水口，整个储存单元置于密闭空间内，在密闭空间箱体上开有２个制冷剂的进出口，可利用管道外壁的空间进行制冷，不需要额外的制冷管道，且制冷效果更好。按本发明专利技术设计的水合物储运装置集水合物的生成、冷冻、储存、运输和气化为一体，减少成型、装卸等中间环节，节约了设备投资和操作费用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水合物储藏及运输设备，具体是一种集水合物的生成、制冷、储 存、运输和气化功能为一体的水合物储罐。
技术介绍
天然气水合物储运技术是正在研究和发展的一项新技术，其核心思想是水和天然 气在高压低温下形成水合物，然后将温度降低到-5'C -20°C，利用水合物的自保性， 水合物在低温常压下能储存很长时间。lm3水合物能储存标准状态下150 1801113的 天然气。我们用大量的实验分别验证了在大气压力下和在-5'C、 -l(TC和-18'C的冷冻 库中储存的天然气水合物的稳定性。试验表明储存在冷冻条件下的样品能够保持长 期稳定。水合物储运技术不仅有储存空间小的优点，而且它较气态和液态天然气更安 全，因为水合物不易燃烧，水合物的分解过程缓慢。ln^水合物相当于21MPa高压下 的ln^压缩天然气。与管道天然气运输或者液化天然气运输相比，水合物需要较低的 投资和运行耗费，较低的成本、简单和灵活的处理过程使得水合物运输天然气值得推 广发展。在国外，特别是挪威和日本对这种技术非常重视，对水合物储运技术的各个 方面和环节进行了研究，发展了一种水合物雪球运输链，它包括水合物的生成、成型、 储存、运输和气化等过程。但是，它离商业化应用还有一定距离，还有许多技术问题 需要研究解决。从国内来看，水合物储运技术研究相对较少，也没有实际应用的实例。 目前天然气的运输和集散主要通过天然气管道，部分采用液化天然气和压縮天然气的 方式。我国有大量的分散的小气田，产气量小，液化天然气和管道输送法都不经济适 用。如果天然气储运的经济性得不到有效提高，这些气田将无法进行开采和利用，因 此，需要一种安全可靠、费用低的天然气储运方式和设备。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题就是要研制一种水合物储罐，该储罐能集水合物的生 成、冷冻、储存、运输和气化为一体，减少成型、装卸等中间环节，从而减少设备投 资和总费用。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是采用管式层状结构，即将一定数量的 钢管一层一层地排列起来，构成一个储存单元，管道的两端封闭，使管道内部空间和 管道外部空间隔开，将整个储存单元装入一个密闭空间内。在每根管道的两端离端面10 15cm处各设一块挡板，挡板为圆弧形，将管道分 成左中右三个腔室，挡板的高度为内径的70% 90%，水合物在中间腔室中形成。在中间腔室中靠近挡板5 10cm处的管道底部开各有一个排水口，用于将腔室B中的水 排出。两端的腔室为隔离腔室，水合物形成时两端的腔室中没有水，所以不会形成水 合物。两端腔室的作用是避免水合物的形成而堵塞进出气管线。管道两端的端面各开 设上下两个进出气(水)口，外面用管线互相连通。单元内管道末端的进出气(水) 管线连接在一起，形成一个总的进出气(水)管线，即每个单元只有三个进出气口， 一个排水口。制冷空腔中也开设一个制冷剂进口和一个制冷剂出口。管道的直径优选12 18cm，管道材料为具有良好导热性的钢管或耐压质轻的其 它材料，管道耐压4 6MPa，水合物形成时不再需要额外的高压容器。每层管道的数 量优选8 24根，可以根据实际需要调整。每个单元管道的层数优选6 18层，也可 根据实际需要调整。每根管道的长度为2 10m，如果将整个单元放到水合物储运汽 车/火车上，则根据车辆情况来确定管道的尺寸和数量。本专利技术将一定数量的管道一层一层地排列起来，构成一个储存单元，所有管道的 两端密封，每根管道内部靠近两端各安装一块挡板将管道分隔成三个腔室，挡板的高 度小于管道内径，中间腔室B中会有约80%的水留在管道中，水合物在中间腔室中 形成，两端的腔室为隔离腔室，水合物形成时这两个腔室中没有水，设在两个端面上 的上进出气口能防止两端腔室中的残留水形成水合物堵塞下排水口，整个储存单元密 封于一个密闭空间内，管道外部与密闭容器之间构成的空间可以作为制冷剂的流通空 间而不需要另外的专门管道。附图说明图l是储罐单元剖面图。图2是单根管道结构示意图。图3是储罐单元侧视图。图中l一密闭空间，2 —制冷剂流通空间，3、 6 —进出气(水)管线，4、 7 — 排水口， 5、 8_挡板，9一制冷剂出口， IO—进出气(水)管线，ll一进出气(水) 口， 12 —制冷剂进口， 13_进出气(水)口， 14一排水口， 15 —上进出气(水)口， 16 —下进出气(水)口。具体实施例方式下面结合附图和实施例来具体描述本专利技术。 实施例1如图1所示，采用管式层状结构将432根直径为18cm长为10米的钢管按每层 24根排列18层构成一个储存单元，每根管道的两端封闭，使管道内部空间和管道外 部空间隔开，将整个储存单元装入一个密闭空间1内，管道外部与密闭空间1之间构 成的空间用作为制冷剂的流通空间2。在每根管道的两端离端面15cm处各设置一块 挡板5和8，如图2所示，将管道分成左中右三个腔室A、 B和C，挡板为圆弧形，挡板5和8的高度为管道内径的80%。水合物在中间腔室B中形成，在中间腔室B 中靠近挡板5和8相距10cm处的管道底部各开有1个排水口 4和7，用于将中间腔 室B中的水排出。两端的腔室A和C为隔离腔室，水合物形成时腔室A和腔室C中 没有水，所以不会形成水合物。两端腔室A和C的作用是避免水合物的形成而堵塞 进出气管线。腔室A的端面开设上下两个进出气(水)口15和16，外面用管线互相 连通。下进出气(水)口 16的作用是方便腔室A中的水排出，所以外部连接的管线 应低于下进出气(水)口 16。上进出气口 15能防止腔室A中的残留水形成水合物后 堵塞下进出气(水)口 16。腔室C端面结构与腔室A端面结构相同。单元内管道末 端的进出气(水)管线连接在一起，如图3所示，形成一个总的进出气(水)管线， 即每个单元只有三个进出气口， 一个排水口。制冷剂流通空间2中也开设一个制冷剂 进口 12和一个制冷剂出口 9。管道材料选择具有良好导热性的钢管或耐压质轻的其它 材料，管道耐压6MPa，水合物形成时不再需要额外的高压容器。密闭空间l采用钢 制或其它强度符合要求，保温性能好的材料，对压力没有特别要求，只需要制冷剂不 泄漏即可。制冷剂流通空间2不需要另外的专门管道，直接利用管道外部空间即可。 为了减少热量损失，整个单元外部应该加保温材料或将整个储存单元放入一个保冷的 空间中。实施例2如图1所示，采用管式层状结构将48根直径为12cm长为2米的钢管按每层8 根排列6层构成一个储存单元，每根管道的两端封闭，使管道内部空间和管道外部空 间隔开，将整个储存单元装入一个密闭空间1内，管道外部与密闭空间1之间构成的 空间用作为制冷剂的流通空间2。在每根管道的两端离端面10cm处各设置一块挡板5 和8，如图2所示，将管道分成左中右三个腔室A、 B和C，挡板为圆弧形，挡板5 和8的高度为管道内径的90%。水合物在中间腔室B中形成，在中间腔室B中靠近 挡板5和8相距5cm处的管道底部各开有1个排水口 4和7，用于将中间腔室B中的 水排出。两端的腔室A和C为隔离腔室，水合物形成时腔室A和腔室C中没有水， 所以不会形成水合物。两端腔室A和C的作用是避免水合物的形成而堵塞进出气管 线。腔室A的端面各开设上下两个进出气(水)口15和16，外面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水合物储运装置，采用管式层状结构，其特征是，由６～１８层、每层８～２４根管道排列起来构成一个储存单元，每根管道的两端封闭，端面各开有上下两个进出气／水口，并用管线连接在一起，在每根管道内离两端１０～１５ｃｍ处各安装一块圆弧形挡板（５）和（８），将管道分隔成左中右三个腔室，挡板的高度为管道内径的７０％～９０％，整个储存单元置于密封空间内，密封空间的上下各有一个开口，作为制冷剂的出口（９）和进口（１２）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李玉星，唐建峰，李旭光，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
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