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一種液化天然氣絕熱保溫裝置的制作方法

文檔序號:5812409閱讀:733來源:國知局
專利名稱:一種液化天然氣絕熱保溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及一種液化天然氣絕熱保溫裝置,特別涉及一種采用酚醛 微孔材料的絕熱保溫裝置,屬于低溫液體貯存和運輸裝置的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
世界上主要運輸?shù)奈孱悮怏w分別為液化天然氣(Liquefied Nature Gas,縮 寫為LNG):主要為甲垸(純度90%以上,熔點為-183'C,沸點-161.50°0 , 丙垸(熔點為-188"C,沸點-42.1(TC)等;液化石油氣(液化石油氣體Liquefied Petroleum Gas ,縮寫為LPG):液化乙烯(熔點為-169.50。C ,沸點-103.卯。C), 液化丙烯(熔點為-185.1(TC,沸點-47.7(TC);液氧和液氮(液氧和液氮主要 陸運)五種。
隨著社會的不斷發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,液化天然氣在能源市場呈現(xiàn)出 一枝獨秀的態(tài)勢。液化天然氣船(LNG船)是國際天然氣貿(mào)易中最重要的運 輸工具。液化天然氣具有易燃易爆、低溫(-162°C)、易蒸發(fā)擴散等危險特性, 要實現(xiàn)對液化天然氣進行安全、高效和便捷的運輸和轉(zhuǎn)移,大型儲罐的結(jié)構(gòu) 設(shè)計和制造技術(shù)是液化天然氣船核心的關(guān)鍵技術(shù)之一 。大型儲罐體積龐大、 受力情況復(fù)雜、工作溫度低,因此,大型儲罐用材料既要滿足強度的要求, 又要滿足儲存低溫介質(zhì)所需的絕熱要求,還需具有良好的燃燒性能和抗火焰 穿透能力。
大型液化天然氣船(LNG船)、大型液化石油氣體船(LPG船),海運 儲罐的形狀主要為球體;也有圓柱體,陸地儲罐主要為圓柱體,也有球體, 所述儲罐,即儲存液氮、液氧、液氫、液氬和液化天然氣等低溫液體的儲罐, 船用的儲罐必須具備抗震動、振動的功能。儲罐壁的結(jié)構(gòu)一般最里層為銦鋼 與碳鋼復(fù)合材料,最外層為船用鋼板,內(nèi)外層之間有絕熱材料,絕熱材料主 要使用軟木、珍珠巖、泡沬玻璃、離心玻璃棉或者硅酸鋁、混凝土等無機材料。
儲罐采用上述無機材料作為絕熱材料,存在絕熱性能差、蒸發(fā)率高、儲 罐重,耗材多的缺點,近期逐漸被聚氯乙烯和聚氨酯微孔絕熱材料替代。但 聚氯乙烯和聚氨酯微孔絕熱材料在超低溫的條件下,存在著絕熱性能差、尺 寸穩(wěn)定性較差,絕熱(即保溫保冷)性能不穩(wěn)定等問題,需要大量損耗工業(yè) 用能,還有聚氨酯微孔絕熱材料存在著燃燒性能較差,容易產(chǎn)生火災(zāi)的缺點; 國內(nèi)外都有關(guān)于聚氨酯絕熱保溫材料引發(fā)火災(zāi)的報道。
目前儲罐的剛性絕熱型絕熱保溫材料的主要指標(biāo)為密度《40kg/m3,室 溫壓縮強度》0. 14MPa, 80°C -162'C之間保持物理穩(wěn)定性,室溫下導(dǎo)熱系數(shù) <0.030W/(m*K),阻燃性能離火自熄;上述材料不能滿足儲罐的這些技術(shù) 指標(biāo),基于大型儲罐的特殊要求,酚醛微孔材料的燃燒性能達到或者超過 GB8624難燃級(Bl級),并且具有良好的絕熱保溫性能,有望消除液化天然 氣船的火災(zāi)。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種液化天然氣絕熱保溫裝 置,以解決現(xiàn)有儲罐所存在的諸多不足之處。該實用新型適用于低溫液體的 貯存和運輸領(lǐng)域。
本實用新型所需要解決的技術(shù)問題,可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種液化天然氣絕熱保溫裝置,包括一個罐型的絕熱保溫裝置本體,所 述絕熱保溫裝置本體由內(nèi)殼層和外殼層組成,所述內(nèi)殼層和外殼層之間設(shè)置 有絕熱層,其特征在于所述絕熱層為酚醛微孔材料制成的絕熱層,所述內(nèi) 殼層為采用在超低溫下尺寸穩(wěn)定性好的"殷瓦"碳鋼制成的內(nèi)殼層;所述外 殼層為采用具有支撐,加固作用的碳鋼制成的外殼層;
所述內(nèi)殼層的厚度為l-10mm,優(yōu)選厚度3-5mm;
所述絕熱層的厚度為100-300mm,優(yōu)選厚度為150-250 mm;
在所述絕熱層與所述外殼層之間還設(shè)置有抗熱輻射并阻擋酚醛微孔氣路 的鋁箔層;所述鋁箔層的厚度為0.5-5mm,優(yōu)選厚度為l-3mm;
在所述鋁箔層與所述外殼層之間還設(shè)置有起抗震動作用的記憶海綿層;所述記憶海綿層的厚度為2-15mm,優(yōu)選厚度為5-10mm; 所述外殼層的厚度2-20mm,優(yōu)選厚度5-15mm; 所述各層之間,通過酚醛聚氨酯膠粘劑粘接。
本實用新型的絕熱層采用酚醛微孔材料超低溫下絕熱性能好,尺寸穩(wěn)定。 所述酚醛微孔材料具有有機泡沫保溫材料低熱導(dǎo)率的優(yōu)異性能,也具有無機 保溫材料優(yōu)異的防火性能。與聚氨酯、聚苯乙烯、橡塑泡沫等有機泡沫塑料 比較,酚醛微孔材料具有輕質(zhì)、吸水率小、導(dǎo)熱系數(shù)低、難燃(煙密度等級 在2下)、產(chǎn)煙毒性在準(zhǔn)安全三級以上、耐火焰穿透、遇火即炭化無滴落、 火焰蔓延速率小、耐高溫、安全、環(huán)境友好等特性,是新型絕熱保溫材料。
由于采用了上述技術(shù)方案,本實用新型所述絕熱層采用酚醛微孔材料取 代了現(xiàn)有傳統(tǒng)的絕熱材料,能大量減少液化天然氣在運輸過程中的損耗,保 護環(huán)境,消除火災(zāi)隱患,節(jié)省工業(yè)能耗。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
來進一步說明本實用新型。 圖l為本實用新型的剖視圖。
圖面說明1內(nèi)殼層,2絕熱層,3鋁箔層,4記憶海綿層,5外殼層,6 液化天然氣。
具體實施方式
為了使本實用新型的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了 解,下面結(jié)合具體圖示,進一步闡述本實用新型。


圖1所示, 一種液化天然氣絕熱保溫裝置,包括一個罐型的絕熱保溫 裝置本體,罐型的形狀為球體,這樣整個罐型的受力均勻。該絕熱保溫裝置 本體可以應(yīng)用在LNG船的海運儲罐領(lǐng)域和液化天然氣的陸地儲罐領(lǐng)域。
該絕熱保溫裝置本體由內(nèi)殼層1和外殼層5組成,其中內(nèi)殼層1為采用 在超低溫下尺寸穩(wěn)定性好的"殷瓦"碳鋼制成的內(nèi)殼層1,這種"殷瓦"碳鋼 是一種銦鋼與碳鋼復(fù)合材料的特種鋼,在超低溫下尺寸穩(wěn)定性好。內(nèi)殼層1 的厚度根據(jù)需要而設(shè)計, 一般在l-10mm之間,比較好的設(shè)計厚度為3-5mm。如果太厚,則浪費材料,造成成本增加。外殼層5為采用具有支撐,加固作 用的碳鋼制成的外殼層5,采用碳鋼的厚度一般在2-20mm之間,比較好的設(shè) 計厚度為5-15mm。
在內(nèi)殼層1的外壁上通過酚醛聚氨酯膠粘劑粘接有絕熱層2,絕熱層2是 由酚醛微孔材料制成的絕熱層2,酚醛微孔材料也叫酚醛泡沫材料,是酚醛樹 脂經(jīng)過發(fā)泡工藝后形成的。酚醛微孔材料具有有機泡沫保溫材料低熱導(dǎo)率的 優(yōu)異性能,也具有無機保溫材料優(yōu)異的防火性能。與聚氨酯、聚苯乙烯、橡 塑泡沫等有機泡沫塑料比較,酚醛微孔材料具有輕質(zhì)、吸水率小、導(dǎo)熱系數(shù) 低、難燃(煙密度等級在2下)、產(chǎn)煙毒性在準(zhǔn)安全三級以上、耐火焰穿透、 遇火即炭化無滴落、火焰蔓延速率小、耐高溫、安全、環(huán)境友好等特性,是 新型隔熱保溫材料。
根據(jù)設(shè)計要求,絕熱層2采用酚醛微孔材料的厚度為100-300mm,比較 好的設(shè)計厚度為150-250mm。
為了提高保溫效果,在絕熱層2的外壁通過酚醛聚氨酯膠粘劑粘接有鋁 箔層3,以起到抗熱輻射,阻擋酚醛微孔氣路的作用。
為了提高整個絕熱保溫裝置本體的抗沖擊,抗震動、抗振動性能,在鋁 箔層3的外壁通過酚醛聚氨酯膠粘劑粘接有記憶海綿層4,記憶海綿層4與外 殼層5的內(nèi)壁之間也通過酚醛聚氨酯膠粘劑粘接。記憶海綿層4采用聚氨酯 軟泡慢回彈型記憶海綿,但也不限于此。記憶海綿層4的厚度為2-15mm,比 較好的設(shè)計厚度為5-10mm。
上述"殷瓦"碳鋼、酚醛微孔材料、聚氨酯軟泡慢回彈型記憶海綿等均 可以通過市場采購到。
本實用新型采用所述酚醛微孔材料層取代上述傳統(tǒng)的絕熱材料,能大量 減少液化天然氣在運輸過程中的損耗,保護環(huán)境,消除火災(zāi)隱患,節(jié)省工業(yè) 能耗。
本實用新型除了在液化天然氣領(lǐng)域應(yīng)用之外,還應(yīng)用在其它超低溫液體 的海運儲罐和陸地儲罐領(lǐng)域,如液化石油氣、液化乙烯、液化丙烯、液氧和 液氮領(lǐng)域。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本實用新型不受上述實施例的限制,上述 實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理,在不脫離本實用新型 精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進,這些變化和改進都 落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利 要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求1. 一種液化天然氣絕熱保溫裝置,包括一個罐型的絕熱保溫裝置本體,所述絕熱保溫裝置本體由內(nèi)殼層和外殼層組成,所述內(nèi)殼層和外殼層之間設(shè)置有絕熱層,其特征在于所述絕熱層為酚醛微孔材料制成的絕熱層,所述內(nèi)殼層為采用在超低溫下尺寸穩(wěn)定性好的“殷瓦”碳鋼制成的內(nèi)殼層;所述外殼層為采用具有支撐,加固作用的碳鋼制成的外殼層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液化天然氣絕熱保溫裝置,其特征在于所述內(nèi)殼層的厚度為l-10mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種液化天然氣絕熱保溫裝置,其特征在于 所述內(nèi)殼層的厚度為3-5mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液化天然氣絕熱保溫裝置,其特征在于 所述絕熱層的厚度為100-300mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種液化天然氣絕熱保溫裝置,其特征在于 所述絕熱層的厚度為150-250 mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液化天然氣絕熱保溫裝置,其特征在于 在所述絕熱層與所述外殼層之間還設(shè)置有抗熱輻射并阻擋酚醛微孔氣路的鋁 箔層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種液化天然氣絕熱保溫裝置,其特征在于 所述鋁箔層的厚度為0.5-5mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種液化天然氣絕熱保溫裝置,其特征在于 所述鋁箔層的厚度為l-3mm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種液化天然氣絕熱保溫裝置,其特征在于 在所述鋁箔層與所述外殼層之間還設(shè)置有起抗震動作用的記憶海綿層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種液化天然氣絕熱保溫裝置,其特征在于 所述記憶海綿層的厚度為2-15mm。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的一種液化天然氣絕熱保溫裝置,其特征在于: 優(yōu)選厚度為5-10mm。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種液化天然氣絕熱保溫裝置,其特征在 于所述內(nèi)殼層與絕熱層之間、所述絕熱層與鋁箔層之間、所述鋁箔層與所述外殼層之間通過酚醛聚氨酯膠粘劑粘接。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種液化天然氣絕熱保溫裝置,其特征在于 所述內(nèi)殼層與絕熱層之間、所述絕熱層與鋁箔層之間、所述鋁箔層與所述記 憶海綿層之間、所述記憶海綿層與外殼層之間通過酚醛聚氨酯膠粘劑粘接。
專利摘要一種液化天然氣絕熱保溫裝置,包括一個罐型的絕熱保溫裝置本體,所述絕熱保溫裝置由內(nèi)殼層和外殼層組成,所述內(nèi)殼層和外殼層之間設(shè)置有絕熱層,其特征在于所述絕熱層是由酚醛微孔材料制成的絕熱層,所述內(nèi)殼層為采用在超低溫下尺寸穩(wěn)定性好的“殷瓦”碳鋼制成的內(nèi)殼層;所述外殼層為采用具有支撐,加固作用的碳鋼制成的外殼層;所述絕熱層的厚度為100-300mm,優(yōu)選厚度為150-250mm;所述絕熱層的外圍為抗熱輻射,阻擋酚醛微孔氣路的鋁箔層;所述鋁箔層的外圍為抗震動的記憶海綿層;所述各層之間,通過酚醛聚氨酯膠粘劑粘接。本實用新型大量減少液化天然氣在運輸過程中的損耗,保護環(huán)境,消除火災(zāi)隱患,節(jié)省工業(yè)能耗。
文檔編號F17C1/00GK201228850SQ200820150670
公開日2009年4月29日 申請日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月10日
發(fā)明者云 周, 張?zhí)┞? 李曉峰, 沈劼昕, 沈石山, 胡福增, 董麗華, 鄧詩峰, 青 顧, 黃午陽, 黃發(fā)榮 申請人:上海海事大學(xué)
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