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1、(10)申请公布号 CN 103133863 A(43)申请公布日 2013.06.05CN103133863A*CN103133863A*(21)申请号 201310015115.3(22)申请日 2013.01.16F17C 1/12(2006.01)F17C 13/00(2006.01)(71)申请人中国五环工程有限公司地址 430223 湖北省武汉市东湖新技术开发区民族大道1019号(72)发明人张志伟 谢德虎 李家伟 辛利赵保林(74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司 42104代理人涂洁(54) 发明名称低温液化气体全容罐结构(57) 摘要本发明涉及一种低温液化气体全容罐结。
2、构，解决了现有低温液化气体全容罐制造成本高、施工工期长、制造成本极高、安全可靠性差的问题。技术方案包括金属材质的主容器、次容器、以及与次容器上端连接的拱顶，所述次容器由内至外依次包括封闭密封层和金属壁承压层，所述封闭密封层和金属壁承压层之间填充有辅助保护层。本发明工艺极为简单、安装简便、施工周期短、能够有效拦蓄主容器泄漏介质，既能承受低温冲击收缩又能承受内压，同时还能装存主容器泄漏全部或部分低温液化气体，安全可靠性高、生产成本低、罐体整体质量轻，特别适用液化天然气（LNG）、液化乙烯、丙烯等危险性较大的常压低温液化气体储存。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图1页(19)中华。
3、人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图1页(10)申请公布号 CN 103133863 ACN 103133863 A1/1页21.一种低温液化气体全容罐结构，包括金属材质的主容器、次容器、以及与次容器上端连接的拱顶，其特征在于，所述次容器由内至外依次包括封闭密封层和金属壁承压层，所述封闭密封层和金属壁承压层之间填充有辅助保护层。2.如权利要求1所述的低温液化气体全容罐结构，其特征在于，所述封闭密封层为奥氏体不锈钢；所述辅助保护层为泡沫玻璃砖；所述金属壁承压层为普通低温钢或低合金钢。3.如权利要求1所述的低温液化气体全容罐结构，其特征在于，所述封闭密封层的。
4、侧壁上端经环形钢板与金属壁承压层连接，或者通弹簧与拱顶吊接。4.如权利要求1-3任一项所述的低温液化气体全容罐结构，其特征在于，所述金属壁承压层的内侧壁上间隔设有环形金属托架。5.如权利要求4所述的低温液化气体全容罐结构，其特征在于，所述环形金属托架的端部距离封闭密封层表面不小于25毫米。6.如权利要求4所述的低温液化气体全容罐结构，其特征在于，所述相邻两环形金属托架间隙距离为36米。7.如权利要求1-3任一项所述的低温液化气体全容罐结构，其特征在于，所述封闭密封层侧壁与底面拐角处为倒角结构。8.如权利要求1-3任一项所述的低温液化气体全容罐结构，其特征在于，所述封闭密封层内壁沿罐体轴向及环向。
5、设有向主容器方向突出的波形补偿结构。9.如权利要求1或2所述的低温液化气体全容罐结构，其特征在于，所述封闭密封层的厚度不超过5毫米。权 利 要 求 书CN 103133863 A1/3页3低温液化气体全容罐结构 技术领域0001 本发明涉及一种罐体结构，具体的说是一种低温液化气体全容罐结构。 背景技术0002 液化天然气（LNG）、液化乙烯、丙烯等危险性较大的常压低温液化气体储存时，需要储存在低温液化气体储罐中，低温液化气体储罐种类有单容罐、双容罐、全容罐等，而全容罐由一个主容器和一个次容器组成，此两者共同构成一个完整的 0003 储罐。主容器是一个装存液体产品的自支撑式、钢质、单壁罐，其结构。
6、可以是一个不储存液体蒸发气的顶部开口结构，也可以是存液体蒸发气的带拱顶结构。次容器是一个具有拱顶的自支撑式钢制或混凝土储罐，其设计应同时满足以下要求：在储罐正常操作条件下，作为储罐的主要蒸发气容器（适用于顶部开口的主容器）并支撑主容器的绝热层；在主容器泄漏的情况下,装存全部的液体产品，并保持结构上的气密性，次容器可以进行排气，但要通过泄压系统对其进行控制。 0004 到目前为止，全容罐外罐通常采用混凝土结构。这种单一的混凝土墙结构的全容罐一般容积都较大，当低温液化气体储罐的主容器泄漏时，次容器就要承受低温和低温液化气体介质压应力，在目前结构中就由混凝土墙体来承担。因此在低温液化气体储罐设计时，。
7、就必须计算墙体的预应力。把墙体做成预应力混凝土结构，该墙体可以阻挡低温液化气体介质溢出，但允许蒸汽泄漏。该预应力混凝土墙体投资较大、施工工期长、干燥保养困难。 0005 而双金属壁的全容罐结构一方面要求其双层壁材料都必须是耐低温材料，用量大、制造成本极高；并且主容器泄漏则外罐底部壁板 与侧壁板处局部应力过大，无法满足板材强度、刚度及收缩力的要求，安全可靠性较差。 发明内容0006 本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、制造成本低、建造工期短、安全可靠性高的低温液化气体全容罐结构。 0007 技术方案包括包括金属材质的主容器、次容器、以及与次容器上端连接的拱顶，所述次容器由内至外。
8、依次包括封闭密封层和金属壁承压层，所述封闭密封层和金属壁承压层之间填充有辅助保护层。 0008 所述封闭密封层为奥氏体不锈钢；所述辅助保护层为泡沫玻璃砖；所述金属壁承压层为普通低温钢或低合金钢。 0009 所述封闭密封层的侧壁上端经环形钢板与金属壁承压层连接，或者通弹簧与拱顶吊接。 0010 所述金属壁承压层的内侧壁上间隔设有环形金属托架。 0011 所述环形金属托架的端部距离封闭密封层表面不小于25毫米。 0012 所述相邻两环形金属托架间隙距离为36米。 0013 所述封闭密封层侧壁与底面拐角处为倒角结构。 说 明 书CN 103133863 A2/3页40014 所述封闭密封层内壁沿罐体。
9、轴向及环向设有向主容器方向突出的波形补偿结构。 0015 所述封闭密封层的厚度不超过5毫米。优选2-4毫米。 0016 发明人对现有的双金属壁的全容罐结构进行了仔细研究，发现若出现主容器泄漏，危险性较大的低温液化气体在高压下会进入次容器中，因此次容器既要能够承受低温又在承受内压，其制造难度甚至要高于主容器，因此既使不考虑生产成本采用和主容器相同的低温金属材料也仍然存种种技术困难。发明人正在基于上述研究，考虑对次容器进行重新设计，将次容器由过去的单层金属壁改为三层结构即内至外依次包括封闭密封层、辅助保护层、金属壁承压层。当主容器发生泄漏时，封闭密封层是直接接触低温泄漏液体的一层，既要保证存装 也。
10、要耐受低温具有很好的收缩韧性，因此应采用耐低温的金属材料，可与主容器材料相同或不同，如奥氏体不锈钢等，当受到低温液化气体低温冲击时封闭密封层侧壁可自由收缩且不断裂。这些材料价格昂贵，为了降低成本，最好将该层封闭密封层做得尽可能薄，只需考虑耐低温的性能，封闭密封层自身不承受储罐径向载荷或将径向载荷传递到辅助保护层及金属壁承压层；辅助保护层填充于封闭密封层和金属壁承压层之间，是一层耐低温、高温、能够承受一定压应力并将部分应力传导至金属壁承压层的隔热层，可以采用常用的保温隔热材料，如泡沫玻璃砖或其它常用的泡沫填充材料，保温又能承受一定的载荷且能为罐体减重，同时把承载的载荷有效的传到金属壁承压层上。所。
11、述金属壁承压层由于不会直接接触低温液体气体，因此在满足应力要求的基础上，可在各种较低价格的金属材料中进行选择，如普通的钢制材料中的低温钢或低合金钢等。所述封闭密封层、辅助保护层和金属壁承压层一起既能承受低温冲击收缩又能承受内压，同时还能装存主容器泄漏全部或部分低温液化气体，解决了单层次容器的种种不足，能有效降低生产成本。 0017 进一步的，为保证封闭密封层固定的可靠性又不影响封闭密封层对应力的传导，可通过封闭密封层的侧壁上端经环形钢板与金属壁承压层连接，或者通弹簧与拱顶吊接，实现该层的固定。并且，通过在金属壁承压层内侧壁增设间隔增设环形金属托架可保证辅助保护层能均匀的填充，保证应力承接和传导。
12、的均匀，也保证隔热效果的均均衡，优选环形金属托架的端部不与封闭密封层的壁面接触，更为优选环形金属托架的端部距离封闭密封层表面不小于25毫米，以避免破坏辅助保护层的隔热性能， 0018 针对次容器易发生局部应力集中变形的问题，在封闭密封层侧壁与底部拐角处设置倒角结构，用于缓解收缩应力集中的问题。 0019 由于封闭密封层最靠近主容器，因此极易受应力影响，当收缩量 较大，封闭密封层自身弹性无法满足要求时，可以在其内壁沿罐体轴向及环向设置多根向主容器方向突出的波形补偿结构，避免由此导致的变形破裂等问题的发生。 0020 本发明结构极为简单、安装简便、施工周期短、能够有效拦蓄主容器泄漏介质，既能承受低。
13、温冲击收缩又能承受内压，同时还能装存主容器泄漏全部或部分低温液化气体，安全可靠性高、生产成本低、罐体整体质量轻，特别适用液化天然气（LNG）、液化乙烯、丙烯等危险性较大的常压低温液化气体储存，具有广阔的市场应用前景。 附图说明0021 图1为本发明结构示意图 0022 图2是封闭密封层经弹簧与拱顶吊接的安装示意图； 说 明 书CN 103133863 A3/3页50023 图3是环形金属托架局部安装示意图； 0024 图4是封闭密封层的波形补偿结构示意图。 0025 图中：1-主容器，2-次容器，2.1-封闭密封层，2.2-辅助保护层，2.3-金属壁承压层，3-弹簧，4-倒角结构，5-环形金属。
14、托架，6-环形钢板，7-波形补偿结构、8-拱顶。 具体实施方式0026 参照图1，本发明低温液化气体全容罐结构包括主容器1、次容器2和次容器2上端连接的拱顶8，所述次容器2由内至外依次为封闭密封层2.1、辅助保护层2.2和金属壁承压层2.3，所述主容器1采用耐低温、韧性好的超级低温钢（如9Ni钢或奥氏体不锈钢，耐受温度范围为大于-196）；所述封闭密封层2.1为奥氏体不锈钢（耐受温度范围为大于-196）；所述辅助保护层2为泡沫玻璃砖（还可以为其他轻质保冷材料）；所述金属壁承压层2.3为普通低温钢（如碳钢）或低合金钢（耐受温度范围为大于-40）。所述封闭密封层的厚度不超过5毫米。优选2-4 毫米。
15、，形成具有足够弹性的金属薄膜壁。所述辅助保护层2的厚度为75150毫米，所述金属壁承压层2.3 的厚度为1020毫米，参见图3所述封闭密封层2.1的侧壁上端经环形钢板6与金属壁承压层2.3连接，参见图2，或者封闭密封层2.1的侧壁上端通过对称设置的多个弹簧3与拱顶8吊接。所述金属壁承压层2.3的内侧壁上间隔设有环形金属托架5，所述环形金属托架5的端部距离封闭密封层2.3表面不小于25毫米，以保证隔热效果。所述相邻两环形金属托架5间隙距离为36米；参见图3，所述封闭密封层2.1侧壁与底面拐角处为倒角结构4，参见图4，所述封闭密封层2.1内壁沿罐体轴向及环向设有向主容器1方向突出的波形补偿结构7。。
16、 0027 如果主容器1出现泄漏，低温液化气体介质会进入次容器2内，泄漏瞬时低温液化气体介质会对封闭密封层2.1有冷冲击收缩，只有薄壁的封闭密封层2.1才可能有相应的收缩韧性，当泄漏的低温液化气体介质液位越来越高，在罐体压力及低温液化气体介质液柱静压力的作用下，会使封闭密封层2.1更加紧贴背面的辅助保护层2.2，由于辅助保护层的存在，一方向能起到隔热的作用，另一方面又能将所受应力传至金属壁承压层2.3，起到保护封闭密封层2.1的作用，最终保证低温液化气体介质不会溢出次容器，使整个罐体达到全容罐的用途。 说 明 书CN 103133863 A1/1页6图1图2图3图4说 明 书 附 图CN 103133863 A。