專利名稱：一種低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻系統(tǒng)和冷卻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低溫液態(tài)烴儲運領(lǐng)域，特別是涉及一種低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻系統(tǒng)和冷卻方法。
背景技術(shù)：
低溫液態(tài)烴常指是在標準大氣壓下具有低沸點的烴類物質(zhì)，只有在加壓和降溫條件下才能使其變成液態(tài)，液化后其體積縮小幾百倍，因此非常有利于長距離運輸。其包括液化天然氣(LNG)、液化乙烯氣體(LEG)、液態(tài)乙烷、液態(tài)丙烯、丙烷等。由于目前我國對于低溫液態(tài)烴的需求量巨大，國內(nèi)的低溫液態(tài)烴生產(chǎn)量已不能滿足需求，故需要大量進口。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)利用低溫液態(tài)烴運輸船108將低溫液態(tài)烴船運回國，岸上設(shè)置的卸船臂109與低溫液態(tài)烴運輸船108的低溫液態(tài)烴輸出管相連，低溫液態(tài)烴輸出總管110與卸船臂109的輸出端相連通，這樣，低溫液態(tài)烴運輸船108上所裝載的低溫液態(tài)烴就可以沿其低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂109以及低溫液態(tài)烴輸出總管110到達岸上，進而在圖1所示的低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥114處于開啟狀態(tài)的情況下，沿與低溫液態(tài)烴輸出總管110相連的低溫液態(tài)烴輸入管112進入低溫液態(tài)烴儲罐內(nèi)部進行儲存了?，F(xiàn)有技術(shù)的低溫液態(tài)烴儲罐包括外罐102、內(nèi)罐101以及內(nèi)罐101和外罐102之間填充的絕熱材料104，內(nèi)罐101具有通過吊桿105與外罐102的拱頂相連的吊頂103，如圖1所示，在內(nèi)罐101內(nèi)部、低溫液態(tài)烴輸入管112的出口正下方還設(shè)置了引流管116，以對輸入的低溫液態(tài)烴進行引流，實現(xiàn)底部卸料。低溫液態(tài)烴儲罐建設(shè)完成后，在向其中輸入低溫液態(tài)烴之前，需要進行干燥、墮化和冷卻工作。如圖1所示，干燥和墮化工作可通過穿過外罐102的拱頂進入內(nèi)罐101與外罐102之間的氮氣吹掃管106來完成，在氮氣吹掃開關(guān)閥107處于開啟狀態(tài)的情況下，氮氣沿氮氣吹掃管106進入內(nèi)罐101與外罐102之間的空間，從而將該空間內(nèi)的空氣(包括氧氣、水蒸氣等)排出，實現(xiàn)了氮氣對空氣的置換，這既可以防止因水蒸氣受冷凝結(jié)造成絕熱材料104喪失絕熱性能，又可以防止內(nèi)罐101可能泄露出的可燃性氣態(tài)烴(低溫液態(tài)烴氣化而產(chǎn)生)遇到氧氣而發(fā)生燃燒、爆炸等事故。當然，還可以設(shè)置依次穿過外罐102的拱頂、 絕熱材料104和內(nèi)罐101的吊頂103進入內(nèi)罐101內(nèi)部以向內(nèi)罐101內(nèi)部提供氮氣的氮氣置換管，在其上設(shè)置氮氣置換開關(guān)閥以控制氮氣的進入。當?shù)獨庵脫Q開關(guān)閥處于開啟狀態(tài)時，氮氣可以沿氮氣置換管進入內(nèi)罐101內(nèi)部，以置換內(nèi)罐內(nèi)部空間中的空氣，保證低溫液態(tài)烴儲罐的安全。冷卻低溫液態(tài)烴儲罐是一項復(fù)雜的工作，如冷卻速度過快，制造內(nèi)罐101和外罐 102所用的鋼板會出現(xiàn)較大的溫差，產(chǎn)生較高的應(yīng)力，有可能引發(fā)內(nèi)部皺裂，造成低溫液態(tài)烴泄露。因此，內(nèi)罐101中任一點的冷卻速度都不能過快，應(yīng)保持在；TC /小時以內(nèi)，最快不能超過5°C /小時，且任意兩點之間的溫差不超過30°C?，F(xiàn)有技術(shù)對低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻，是利用低溫液態(tài)烴運輸船108裝載的低溫液態(tài)烴來實現(xiàn)的。進入低溫液態(tài)烴輸出總管110的低溫液態(tài)烴經(jīng)過與低溫液態(tài)烴輸出總管110相連的冷卻直管111以及與冷卻直管111末端相連通的水平面內(nèi)的冷卻環(huán)管115，從冷卻環(huán)管115底部設(shè)置的開口流出從而進入內(nèi)罐101的內(nèi)部，在冷卻直管111上還設(shè)置了開關(guān)狀態(tài)可控的低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥113來調(diào)節(jié)低溫液態(tài)烴的輸入速度，從而控制冷卻的速度。圖2為現(xiàn)有技術(shù)提供的冷卻環(huán)管的結(jié)構(gòu)圖，該結(jié)構(gòu)圖的視角為從冷卻環(huán)管的底部仰視。如圖2所示，冷卻直管111與冷卻環(huán)管115的連通位置在冷卻環(huán)管115的邊緣，沿冷卻直管111流入的低溫液態(tài)烴在該處分為兩路進入冷卻環(huán)管115的兩側(cè)。冷卻環(huán)管115的底部均勻設(shè)置了若干個開口(如201、202和204所標示)，可使從開口流出的低溫液態(tài)烴的流向為豎直向下?？梢?，現(xiàn)有技術(shù)中，由于冷卻環(huán)管115與冷卻直管111的連通位置與不同開口之間的距離不同(如圖2所示，連通位置與開口 201、202、204之間的距離依次增大)，因此，從不同開口流出的低溫液態(tài)烴的流量是不同的(從開口 201、202和204流出的低溫液態(tài)烴流量依次減少)。另外，由于每個開口的設(shè)置位置均使從該開口流出的低溫液態(tài)烴的流向為豎直向下，因此，內(nèi)罐101在冷卻環(huán)管115的開口覆蓋范圍內(nèi)的部分會因直接或間接接觸低溫液態(tài)烴而發(fā)生溫度下降(發(fā)生冷卻)，不在開口覆蓋范圍內(nèi)的部分(如罐壁、罐的底部邊緣等位置)則不會發(fā)生溫度下降(不發(fā)生冷卻)。上述兩個問題都會造成內(nèi)罐內(nèi)部各點的冷卻速度不均勻，要使內(nèi)罐的冷卻速度保持在3°C /小時以內(nèi)，且任意兩點之間的溫差不超過30°C，必然要極力降低低溫液態(tài)烴的輸入速度，這造成低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻時間非常長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻系統(tǒng)和冷卻方法， 能使內(nèi)罐內(nèi)部各點的冷卻速度均勻。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻系統(tǒng)，所述低溫液態(tài)烴儲罐包括外罐和位于所述外罐內(nèi)部的內(nèi)罐；所述內(nèi)罐的吊頂通過吊桿與所述外罐的拱頂相連；所述外罐的內(nèi)表面與內(nèi)罐的外表面之間填充有絕熱材料；氮氣吹掃管穿過所述外罐的拱頂進入所述外罐內(nèi)部與所述內(nèi)罐外部之間的空間，所述氮氣吹掃管上裝有氮氣吹掃開關(guān)閥；一端與大氣相通、另一端穿過外罐的拱頂與其內(nèi)側(cè)的氣相空間相通的放空管線；位于所述放空管線上的開度可調(diào)的放空閥門；該系統(tǒng)包括裝載所述低溫液態(tài)烴的低溫液態(tài)烴運輸船；與所述低溫液態(tài)烴運輸船的低溫液態(tài)烴輸出管相連的卸船臂；與所述卸船臂的輸出端相連以輸出所述低溫液態(tài)烴的低溫液態(tài)烴輸出總管；與所述低溫液態(tài)烴輸出總管相連、依次穿過所述外罐的拱頂、絕熱材料和內(nèi)罐的吊頂進入所述內(nèi)罐內(nèi)部的冷卻直管；位于所述內(nèi)罐內(nèi)部一水平面內(nèi)的冷卻環(huán)管；所述冷卻環(huán)管包括邊緣環(huán)管和穿過所述邊緣環(huán)管的中心點的對低溫液態(tài)烴起分散作用的低溫液態(tài)烴分散管；所述邊緣環(huán)管和所述低溫液態(tài)烴分散管相連通，且所述低溫液態(tài)烴分散管與所述冷卻直管在所述邊緣環(huán)管的中心點相連通；所述邊緣環(huán)管的下部有均勻間隔分布的開口，且每個所述開口處連接一個對流出的低溫液態(tài)烴有噴灑和霧化作用的中空的噴嘴。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進進一步，相鄰的兩個所述開口交錯靠近所述邊緣環(huán)管的中心點和遠離所述邊緣環(huán)管的中心點。
進一步，所述噴嘴具有中心軸線，該中心軸線向下的方向與豎直向下方向之間的夾角為所述噴嘴的中心軸線下偏角；則遠離所述邊緣環(huán)管的中心點的開口所連接的噴嘴的中心軸線向下的方向遠離所述中心點所在的豎直線，且該噴嘴的中心軸線下偏角在30° -60°之間；靠近所述邊緣環(huán)管的中心點的開口所連接的噴嘴的中心軸線向下的方向指向所述中心點所在的豎直線，且該噴嘴的中心軸線下偏角在30° -60°之間。進一步，所述噴嘴包括依次相連的對接開口部分、連接部分、低溫液態(tài)烴噴灑和霧化部分；其中，所述對接開口部分為中空管路，其連接在所述邊緣環(huán)管上的開口處，與所述邊緣環(huán)管的內(nèi)部相通；所述連接部分為與所述對接開口部分相通的中空管路；所述低溫液態(tài)烴噴灑和霧化部分為螺旋半徑逐漸減小的螺旋形椎體。進一步，還包括位于所述冷卻直管上的開度可控的低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥以及可以指示流量的流量計。進一步，還包括與所述低溫液態(tài)烴輸出總管相連、依次穿過所述外罐的拱頂、絕熱材料和內(nèi)罐的吊頂進入所述內(nèi)罐內(nèi)部的低溫液態(tài)烴輸入管。進一步，還包括位于所述內(nèi)罐內(nèi)部、其開放的入口與所述低溫液態(tài)烴輸入管的輸出端相對的引流管。進一步，還包括位于所述低溫液態(tài)烴輸入管上的開關(guān)狀態(tài)可控的低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥。進一步，還包括氣態(tài)烴輸出管，其一端與所述低溫液態(tài)烴運輸船上的氣相空間相連通、另一端依次穿過所述外罐的拱頂、絕熱材料和內(nèi)罐的吊頂進入所述內(nèi)罐內(nèi)部、并與所述內(nèi)罐內(nèi)部的氣相空間相通。進一步，還包括裝在所述氣態(tài)烴輸出管上的開關(guān)狀態(tài)可控的氣態(tài)烴輸出開關(guān)閥。進一步，所述內(nèi)罐為中空圓柱形平底杯狀容器，其吊頂為圓形；所述內(nèi)罐的內(nèi)底面上、以其圓心為圓心的一個以上的同心圓上均勻分布有溫度傳感器；所述內(nèi)罐的內(nèi)側(cè)壁上不同高度處分布有溫度傳感器；所述吊頂?shù)纳系酌嫔稀⒁云鋱A心為圓心的一個以上的同心圓上均勻分布有溫度傳感器；所述內(nèi)罐的內(nèi)底面和內(nèi)側(cè)壁上的溫度傳感器、所述吊頂?shù)纳系酌嫔系臏囟葌鞲衅骶c溫度指示器相連。進一步，還包括與所述內(nèi)罐的內(nèi)底面和內(nèi)側(cè)壁上的溫度傳感器、所述吊頂?shù)纳系酌嫔系臏囟葌鞲衅骶噙B的溫度指示報警器。進一步，還包括檢測、指示所述內(nèi)罐內(nèi)部的氣壓并在所述氣壓超標時報警的氣壓指示報警器。進一步，還包括與所述內(nèi)罐內(nèi)部的氣相空間相通、依次穿過所述內(nèi)罐的吊頂、絕熱材料、外罐的拱頂與火炬系統(tǒng)相連的氣體輸出管；所述氣體輸出管上裝有起跳壓力一定的安全閥。
進一步，還包括檢測所述內(nèi)罐內(nèi)部的氮氣濃度的氮氣濃度取樣檢測器。另外，本發(fā)明還提供了一種低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻方法，該方法基于權(quán)利要求1 所述的低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻系統(tǒng)；其特征在于，所述低溫液態(tài)烴運輸船的低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂、低溫液態(tài)烴輸出總管、冷卻直管、冷卻環(huán)管構(gòu)成冷卻管線；該方法包括步驟1 使所述低溫液態(tài)烴運輸船上的低溫液態(tài)烴沿所述冷卻管線到達所述噴嘴，流出的低溫液態(tài)烴受到所述噴嘴的噴灑和霧化而擴散進入所述內(nèi)罐內(nèi)部；步驟2 判斷溫降溫差條件是否成立，如果為否，則停止所述低溫液態(tài)烴沿所述冷卻管線進入所述內(nèi)罐內(nèi)部，直至所述溫降溫差條件成立；其中，所述溫降溫差條件包括所述內(nèi)罐的內(nèi)底面和內(nèi)側(cè)壁、所述吊頂?shù)纳系酌嫔先我稽c的溫度下降速度不超過；TC /小時， 且任意兩點之間的溫差不超過30°c ；步驟3 判斷所述內(nèi)罐的內(nèi)底面上任一點的溫度是否均不高于設(shè)定溫度，如果是， 則執(zhí)行步驟4，否則，執(zhí)行步驟1 ；步驟4 繼續(xù)使所述低溫液態(tài)烴沿所述冷卻管線到達所述噴嘴，并在所述噴嘴的噴灑和霧化下進入所述內(nèi)罐內(nèi)部，直至所述內(nèi)罐內(nèi)部的低溫液態(tài)烴的高度達到高度設(shè)定值，冷卻結(jié)束。進一步，在所述步驟1之前，該方法還包括步驟01-1 開啟所述氮氣吹掃開關(guān)閥，使氮氣通過所述氮氣吹掃管進入所述外罐內(nèi)部和內(nèi)罐外部之間的空間，以置換該空間內(nèi)的空氣；同時開啟所述放空管線上的放空閥門，將被置換的空氣排至外界大氣中；步驟02-1 在所述外罐內(nèi)部和內(nèi)罐外部之間的空間的氧氣、水蒸氣含量達到規(guī)范要求、且氮氣氣壓大于所述外罐外部的大氣壓的情況下，關(guān)閉所述氮氣吹掃開關(guān)閥和所述放空閥門。進一步，所述冷卻系統(tǒng)還包括依次穿過所述外罐的拱頂、絕熱材料和內(nèi)罐的吊頂進入所述內(nèi)罐內(nèi)部以向所述內(nèi)罐內(nèi)部提供氮氣的氮氣置換管；所述氮氣置換管上的開關(guān)狀態(tài)可控的氮氣置換開關(guān)閥；則在所述步驟1之前，該方法還包括步驟01-2 開啟所述氮氣置換開關(guān)閥，使氮氣沿所述氮氣置換管進入所述內(nèi)罐內(nèi)部，以置換所述內(nèi)罐內(nèi)部的空氣；步驟02-2 在所述內(nèi)罐內(nèi)部的氧氣、水蒸氣含量達到規(guī)范要求的情況下，關(guān)閉所述氮氣置換開關(guān)閥。進一步，所述冷卻系統(tǒng)還包括與所述低溫液態(tài)烴輸出總管相連、依次穿過所述外罐的拱頂、絕熱材料和內(nèi)罐的吊頂進入所述內(nèi)罐內(nèi)部的低溫液態(tài)烴輸入管；位于所述低溫液態(tài)烴輸入管上的開關(guān)狀態(tài)可控的低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥；則在所述步驟02-2之后，在所述步驟1之前，該方法還包括步驟03-2 開啟所述低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥，使所述低溫液態(tài)烴運輸船上的氣態(tài)烴沿所述低溫液態(tài)烴運輸船的低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂、低溫液態(tài)烴輸出總管、低溫液態(tài)烴輸入管進入所述內(nèi)罐內(nèi)部；步驟04-2 在所述低溫液態(tài)烴運輸船的低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂、低溫液態(tài)烴輸出總管、低溫液態(tài)烴輸入管的溫度均達到規(guī)范要求時，關(guān)閉所述低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥。進一步，所述冷卻系統(tǒng)還包括位于所述內(nèi)罐內(nèi)部、其開放的入口與所述低溫液態(tài)烴輸入管的輸出端相對的引流管；則在所述步驟4之后，還包括步驟5 開啟所述低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥，使所述低溫液態(tài)烴運輸船上的低溫液態(tài)烴依次沿所述低溫液態(tài)烴運輸船的低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂、低溫液態(tài)烴輸出總管、低溫液態(tài)烴輸入管流入所述引流管，并沿所述引流管進入所述內(nèi)罐內(nèi)部，直至停輸條件成立，關(guān)閉所述低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥； 其中，所述停輸條件為所述內(nèi)罐內(nèi)部的低溫液態(tài)烴的總量達到所述內(nèi)罐的額定容積，和/ 或，所述低溫液態(tài)烴運輸船上的低溫液態(tài)烴已全部輸出。進一步，所述冷卻系統(tǒng)還包括與所述內(nèi)罐內(nèi)部的氣相空間相通、依次穿過所述內(nèi)罐的吊頂、絕熱材料和外罐的拱頂并與火炬系統(tǒng)相連的可燃氣體排出管；可燃氣體排出管上裝有開關(guān)狀態(tài)可控的可燃氣體排出開關(guān)閥；則所述步驟03-2還包括開啟所述可燃氣體排出開關(guān)閥，使所述內(nèi)罐內(nèi)部的氣態(tài)烴與氮氣的混合氣沿所述可燃氣體排出管排出，并由所述火炬系統(tǒng)燒掉；在所述步驟1中，擴散進入所述內(nèi)罐內(nèi)部的低溫液態(tài)烴氣化后變成的氣態(tài)烴置換所述內(nèi)罐內(nèi)部的氮氣，使所述內(nèi)罐內(nèi)部的氮氣含量達到規(guī)范要求之后，所述步驟1還包括步驟11 關(guān)閉所述可燃氣體排出開關(guān)閥。進一步，所述冷卻系統(tǒng)還包括氣態(tài)烴輸出管以及裝在所述氣態(tài)烴輸出管上的開關(guān)狀態(tài)可控的氣態(tài)烴輸出開關(guān)閥；所述氣態(tài)烴輸出管的一端與所述低溫液態(tài)烴運輸船上的氣相空間相連通、另一端依次穿過所述外罐的拱頂、絕熱材料和內(nèi)罐的吊頂進入所述內(nèi)罐內(nèi)部、并與所述內(nèi)罐內(nèi)部的氣相空間相通；則在所述步驟11之后，該方法還包括開啟所述氣態(tài)烴輸出開關(guān)閥，使所述內(nèi)罐內(nèi)部的氣態(tài)烴沿所述氣態(tài)烴輸出管進入所述低溫液態(tài)烴運輸船上的氣相空間。進一步，所述冷卻系統(tǒng)還包括位于所述冷卻直管上的開度可控的低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥；則所述步驟1中使所述低溫液態(tài)烴運輸船上的低溫液態(tài)烴沿所述冷卻管線到達所述噴嘴的方法為開啟所述低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥，使所述低溫液態(tài)烴運輸船上的低溫液態(tài)烴沿所述冷卻管線到達所述噴嘴；所述步驟2中停止所述低溫液態(tài)烴沿所述冷卻管線進入所述內(nèi)罐內(nèi)部的方法為 關(guān)閉所述低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥，停止所述低溫液態(tài)烴沿所述冷卻管線進入所述內(nèi)罐內(nèi)部；所述步驟4中冷卻結(jié)束的方法為關(guān)閉所述低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥，停止所述低溫液態(tài)烴沿所述冷卻管線進入所述內(nèi)罐內(nèi)部。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明中，由于低溫液態(tài)烴運輸船運載的低溫液態(tài)烴依次流經(jīng)其低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂、低溫液態(tài)烴輸出總管、冷卻直管后，從冷卻直管與低溫液態(tài)烴分散管在邊緣環(huán)管中心點的連接處進入低溫液態(tài)烴分散管，經(jīng)低溫液態(tài)烴分散管的分散再進入邊緣環(huán)管，然后從邊緣環(huán)管下部均勻間隔分布的開口流出，并受到各開口上連接的噴嘴的噴灑和霧化而向各方向進射，并且，低溫液態(tài)烴分散管穿過邊緣環(huán)管的中心點， 因而相對于邊緣環(huán)管而言是對稱分布的，這樣，低溫液態(tài)烴分散管對于低溫液態(tài)烴的分散作用是均勻的，即從低溫液態(tài)烴分散管的各支管進入邊緣環(huán)管的低溫液態(tài)烴流量是相同的，這使得從邊緣環(huán)管上各開口流出的低溫液態(tài)烴流量也是相同的。另外，由于在開口處設(shè)置了對低溫液態(tài)烴起噴灑和霧化作用的噴嘴，因而經(jīng)噴灑和霧化的低溫液態(tài)烴向各方向進射后，無論是氣化為氣態(tài)烴逐漸向內(nèi)罐底部下降，還是以液滴形式向內(nèi)罐底部灑落，其可能接觸到內(nèi)罐的任意一點，即本發(fā)明中內(nèi)罐上任意一點都可以接觸低溫液態(tài)烴而發(fā)生冷卻。 綜上所述，本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)所存在的兩個問題，保證了內(nèi)罐內(nèi)部各點的冷卻速度是均勻的，進而可以保證低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻速度是均勻的。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的低溫液態(tài)烴儲罐及其冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)提供的冷卻環(huán)管的結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明提供的低溫液態(tài)烴儲罐及其冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖4為本發(fā)明提供的冷卻環(huán)管的一個實施例的結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明提供的冷卻環(huán)管上兩種交錯分布的開口的方向圖；圖6為本發(fā)明提供的噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明提供的溫度傳感器的分布示意圖；圖8為本發(fā)明提供的低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻方法的流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。圖3為本發(fā)明提供的低溫液態(tài)烴儲罐及其冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，本發(fā)明中的低溫液態(tài)烴儲罐包括外罐302和位于外罐302內(nèi)部的內(nèi)罐301 ；內(nèi)罐301的吊頂303 通過吊桿305與外罐302的拱頂相連；外罐302的內(nèi)表面與內(nèi)罐301的外表面之間填充有絕熱材料304 ；氮氣吹掃管306穿過外罐302的拱頂進入外罐302內(nèi)部與內(nèi)罐301外部之間的空間，氮氣吹掃管306上裝有氮氣吹掃開關(guān)閥307 ；—端與外界大氣相通、另一端穿過外罐302的拱頂與外罐302的拱頂內(nèi)側(cè)的氣相空間相通的放空管線325 ；位于放空管線325 上的開度可調(diào)的放空閥門326。圖3中，本發(fā)明所提供的低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻系統(tǒng)包括 裝載低溫液態(tài)烴的低溫液態(tài)烴運輸船308 ；與低溫液態(tài)烴運輸船308的低溫液態(tài)烴輸出管相連的卸船臂309 ；與卸船臂309的輸出端相連以輸出低溫液態(tài)烴的低溫液態(tài)烴輸出總管 310 ；與低溫液態(tài)烴輸出總管310相連、依次穿過外罐302的拱頂、絕熱材料304和內(nèi)罐301 的吊頂303進入內(nèi)罐301內(nèi)部的冷卻直管311 ；位于內(nèi)罐301內(nèi)部一水平面內(nèi)的冷卻環(huán)管 315。其中，冷卻環(huán)管315包括邊緣環(huán)管和穿過邊緣環(huán)管的中心點的對低溫液態(tài)烴起分散作用的低溫液態(tài)烴分散管328 ；邊緣環(huán)管和低溫液態(tài)烴分散管3 相連通，且低溫液態(tài)烴分散管328與冷卻直管311在邊緣環(huán)管的中心點相連通；邊緣環(huán)管的下部有均勻間隔分布的開口，且每個開口處連接一個對流出的低溫液態(tài)烴有噴灑和霧化作用的中空的噴嘴317。本發(fā)明中，圍護絕熱材料、支撐內(nèi)罐的外罐可用碳鋼制成，低溫液態(tài)烴運輸船的低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂上的低溫液態(tài)烴輸送管線、低溫液態(tài)烴輸出總管、冷卻直管、冷卻環(huán)管等輸送低溫液態(tài)烴的管線以及內(nèi)罐用具有足夠強度的耐低溫不銹鋼制成。內(nèi)罐與外罐之間的絕熱材料的選用考慮到在承擔隔熱功能的同時還要承受內(nèi)罐及所存儲的低溫液態(tài)烴的重量，在內(nèi)罐底部的絕熱材料可用抗壓強度好同時導熱系數(shù)低的泡沫玻璃磚，并采取多層鋪設(shè)的方式實現(xiàn)；對于內(nèi)罐外側(cè)面和外罐內(nèi)側(cè)面之間的環(huán)隙空間，為了便于從儲罐頂部注入和充滿此環(huán)隙空間，并防止絕熱材料密度過大損壞內(nèi)罐和外罐，該部分絕熱材料需要具有良好的流動性和較小的密度，可以采用膨脹珍珠巖(又稱珠光砂)，同時考慮到內(nèi)罐在施工安裝過程中處于常溫狀態(tài)，實際運行儲存低溫液態(tài)烴時處于低溫狀態(tài)，而且金屬隨著溫度的降低會有收縮現(xiàn)象，可在內(nèi)罐外側(cè)面與外罐內(nèi)側(cè)面之間首先鋪設(shè)一層彈性玻璃布，然后再充填珠光砂，由于彈性玻璃布的伸縮能力很強，可以很容易適應(yīng)金屬熱脹冷縮引起的體積變化，從而使該彈性玻璃布和珠光砂能時刻充滿內(nèi)罐外側(cè)面和外罐內(nèi)側(cè)面之間的環(huán)隙，同時此彈性玻璃布還可以有效吸收環(huán)隙空間填充的珠光砂產(chǎn)生的荷載，避免這些荷載傳遞到內(nèi)罐，引起內(nèi)罐失穩(wěn)破壞；對于內(nèi)罐吊頂和外罐拱頂之間空隙的絕熱材料，考慮到此處溫度相比低溫液態(tài)烴較高、同時需要方便鋪設(shè)，則采用隔熱毯充滿該空間即可。利用氮氣吹掃管輸送的氮氣可將內(nèi)罐與外罐之間空間的空氣排出，從而防止空氣中的水蒸氣預(yù)冷凝結(jié)而破壞絕熱材料的絕熱性能，同時防止內(nèi)罐中溢出的氣態(tài)烴在此遇氧而燃燒、爆炸。本發(fā)明是利用低溫液態(tài)烴運輸船所裝載的低溫液態(tài)烴的冷量來對冷卻管線(包括低溫液態(tài)烴運輸船的低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂、低溫液態(tài)烴輸出總管、冷卻直管、冷卻環(huán)管)以及低溫液態(tài)烴儲罐(包括內(nèi)罐、外罐和絕熱材料)進行冷卻的，這里，低溫液態(tài)烴在冷卻管線中或在內(nèi)罐中的某一位置可能氣化為氣態(tài)烴，氣化是由于冷卻管線或內(nèi)罐的溫度比低溫液態(tài)烴的沸點高而造成，因而該氣態(tài)烴也可提供對冷卻管線及內(nèi)罐進行冷卻的冷量。由于邊緣環(huán)管為對稱圖形(如圓環(huán)形、正六邊形、正八邊形等中心對稱圖形或等邊三角形、正五邊形、正七邊形等軸對稱圖形)，低溫液態(tài)烴分散管經(jīng)過邊緣環(huán)管的中心點， 因此，如果邊緣環(huán)管為中心對稱圖形，則低溫液態(tài)烴分散管的各支管即經(jīng)過其對稱中心，如果邊緣環(huán)管為軸對稱圖形，則低溫液態(tài)烴分散管的各支管即經(jīng)過其對稱軸，或者對稱分布在其對稱軸兩側(cè)，這樣，本發(fā)明中，低溫液態(tài)烴分散管的各支管可起到對低溫液態(tài)烴的均勻分流作用，即通過冷卻直管與低溫液態(tài)烴分散管的連接點進入低溫液態(tài)烴分散管的低溫液態(tài)烴被均勻分流到其各支管中，進而使進入邊緣環(huán)管后從各開口流出的低溫液態(tài)烴的流量是相同的。這克服了現(xiàn)有技術(shù)中因冷卻直管與冷卻環(huán)管的連接點在冷卻環(huán)管的邊緣而造成各開口流出的低溫液態(tài)烴流量不同的問題。圖4為本發(fā)明提供的冷卻環(huán)管的一個實施例的結(jié)構(gòu)圖，該結(jié)構(gòu)圖的視角為豎直向上，即該圖為對冷卻環(huán)管的仰視圖。如圖4所示，該實施例中的邊緣環(huán)管402為中心對稱的圓環(huán)形，低溫液態(tài)烴分散管401具有四個支管，相鄰直管之間相互垂直，且均經(jīng)過邊緣環(huán)管的圓心。冷卻直管311與低溫液態(tài)烴分散管401的連接位置在邊緣環(huán)管402的圓心。這樣， 如圖4所示，低溫液態(tài)烴經(jīng)冷卻直管311進入其與低溫液態(tài)烴分散管401的連接位置(即邊緣環(huán)管402的圓心)后，分為流量均勻的四路支流，分別從四個支管流入邊緣環(huán)管402，每個支管流入邊緣環(huán)管402的低溫液態(tài)烴進一步又分為均勻的兩路支流，從邊緣環(huán)管402上設(shè)置的開口處流出，并受到開口上所連接的噴嘴(圖4中的4171和4172所示)的噴灑和霧化而發(fā)生向各方向的進射。可見，低溫液態(tài)烴分散管401的這種結(jié)構(gòu)以及其與邊緣環(huán)管 402的連接關(guān)系，有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中因冷卻直管連接在冷卻環(huán)管的邊緣而產(chǎn)生的各開口低溫液態(tài)烴流出量不均的問題。同時，由于每個開口處還連接有一個對流出的低溫液態(tài)烴有噴灑和霧化作用的中空的噴嘴，因而低溫液態(tài)烴會受到噴嘴的噴灑和霧化作用而發(fā)生向各個方向的進射，從而使內(nèi)罐上的各點都能與低溫液態(tài)烴(或其氣化而成的氣態(tài)烴)接觸而冷卻，這樣，就使整個內(nèi)罐的內(nèi)表面處于低溫液態(tài)烴的冷卻范圍之內(nèi)，冷卻就變得很均勻。由此可見，本發(fā)明中，由于低溫液態(tài)烴運輸船運載的低溫液態(tài)烴依次流經(jīng)其低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂、低溫液態(tài)烴輸出總管、冷卻直管后，從冷卻直管與低溫液態(tài)烴分散管在邊緣環(huán)管中心點的連接處進入低溫液態(tài)烴分散管，經(jīng)低溫液態(tài)烴分散管的分散再進入邊緣環(huán)管，然后從邊緣環(huán)管下部均勻間隔分布的開口流出，并受到各開口上連接的噴嘴的噴灑和霧化而向各方向進射，并且，低溫液態(tài)烴分散管穿過邊緣環(huán)管的中心點，因而相對于邊緣環(huán)管而言是對稱分布的，這樣，低溫液態(tài)烴分散管對于低溫液態(tài)烴的分散作用是均勻的，即從低溫液態(tài)烴分散管的各支管進入邊緣環(huán)管的低溫液態(tài)烴流量是相同的，這使得從邊緣環(huán)管上各開口流出的低溫液態(tài)烴流量也是相同的。另外，由于在開口處設(shè)置了對低溫液態(tài)烴起噴灑和霧化作用的噴嘴，因而經(jīng)噴灑和霧化的低溫液態(tài)烴向各方向進射后，無論是氣化為氣態(tài)烴逐漸向內(nèi)罐底部下降，還是以液滴形式向內(nèi)罐底部灑落，其可能接觸到內(nèi)罐的任意一點，即本發(fā)明中內(nèi)罐上任意一點都可以接觸低溫液態(tài)烴而發(fā)生冷卻。綜上所述， 本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)所存在的兩個問題，保證了內(nèi)罐內(nèi)部各點的冷卻速度是均勻的，進而可以保證低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻速度是均勻的。由于本發(fā)明能保證內(nèi)罐內(nèi)部各點的冷卻速度是均勻的，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的冷卻速度大大提高。如圖4所示，噴嘴用4171和4172兩個不同的標號來標識，這是因為兩種噴嘴在邊緣環(huán)管402上的安裝位置有所不同，即這兩種噴嘴所連接的開口在邊緣環(huán)管402上設(shè)置的位置有所不同，本發(fā)明中，可將邊緣環(huán)管402上相鄰的兩個開口交錯設(shè)置在靠近邊緣環(huán)管的中心點和遠離邊緣環(huán)管的中心點這兩個位置，即如圖4所示，噴嘴4171所連接的開口和噴嘴4172所連接的開口是相鄰的開口，噴嘴4171所連接的開口遠離邊緣環(huán)管402的中心點(即其圓心)，而噴嘴4172所連接的開口靠近邊緣環(huán)管402的中心點，這樣，從噴嘴4171 和4172所連接的開口處流出的低溫液態(tài)烴如果不受到噴嘴的噴灑和霧化作用，其流動方向也不再是豎直向下的，而是向斜下方的。圖5為本發(fā)明提供的冷卻環(huán)管上兩種交錯分布的開口的方向圖。如圖5所示，噴嘴4171所連接的開口的軸線方向4171-1是斜向下方的，其與豎直向下方向501之間具有夾角α，而噴嘴4172所連接的開口的軸線方向4172-1也是斜向下方的，其與豎直向下方向 501之間具有夾角β，這兩種開口的軸線方向4171-1和4172-1是有區(qū)別的，如圖5所示， 軸線4171-1指向遠離邊緣環(huán)管402的中心點502所在的豎直線503的方向，而軸線4172-1 則指向靠近中心點502所在的豎直線503的方向。圖5實施例中，低溫液態(tài)烴分散管401設(shè)置為六條支管的形式，相鄰支管之間的夾角為60°，該實施例中的邊緣環(huán)管402仍為圓環(huán)形，因此，從冷卻直管311流入的低溫液態(tài)烴在經(jīng)中心點502進入低溫液態(tài)烴分散管401之后，被均勻分為6路流量相同的支流，分別經(jīng)六條支管的分散作用而流入邊緣環(huán)管402。該冷卻系統(tǒng)中，噴嘴具有中心軸線，該中心軸線向下的方向與豎直向下方向之間的夾角稱為該噴嘴的中心軸線下偏角。如圖5所示，遠離邊緣環(huán)管402的中心點502的開口所連接的噴嘴4171的中心軸線向下的方向(即該開口的軸線方向4171-1)遠離中心點 502所在的豎直線503，且噴嘴4171的中心軸線下偏角(即上述的α)在30° -60°之間； 靠近邊緣環(huán)管402的中心點502的開口所連接的噴嘴4172的中心軸線向下的方向4172-1 指向中心點502所在的豎直線503，且噴嘴4172的中心軸線下偏角(即上述的β)也在 30° -60° 之間。圖6為本發(fā)明提供的噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，噴嘴包括依次相連的對接開口部分601、連接部分602、低溫液態(tài)烴噴灑和霧化部分603 ；其中，對接開口部分601為中空管路，其連接在邊緣環(huán)管(圖4、5中的標號402所示)上的開口處，與邊緣環(huán)管的內(nèi)部相通，可繼續(xù)輸送從開口流出的低溫液態(tài)烴；連接部分602為與對接開口部分601相通的中空管路，可進一步輸送低溫液態(tài)烴，并使其從自身管路的末端開口 6021流出，另外，連接部分 602還作為對接開口部分601和低溫液態(tài)烴噴灑和霧化部分603的連接緩沖段；如圖6所示，低溫液態(tài)烴噴灑和霧化部分603為螺旋半徑逐漸減小的螺旋形椎體，從連接部分602的末端開口 6021流出的低溫液態(tài)烴在繼續(xù)流動的過程中會撞擊低溫液態(tài)烴噴灑和霧化部分 603，從而向各方向發(fā)生進射，這就是本發(fā)明提出的噴嘴對于低溫液態(tài)烴的噴灑和霧化作用的原理，如在圖6中的Α、Β兩點處，流經(jīng)Α、Β兩點的低溫液態(tài)烴受到該兩點的噴灑和霧化而向各方向進射，在內(nèi)罐內(nèi)部形成霧狀的低溫液態(tài)烴，因此，本發(fā)明將內(nèi)罐的整個內(nèi)表面置于低溫液態(tài)烴的冷卻范圍之內(nèi)，這大大加大了低溫液態(tài)烴的冷卻范圍，也使冷卻更加均勻化。圖3所示的冷卻系統(tǒng)還包括位于冷卻直管311上的開度可控的低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥313以及可以指示冷卻直管311中低溫液態(tài)烴的流量的流量計327，通過讀取流量計 327的讀數(shù)可以得到冷卻直管311中低溫液態(tài)烴的流量，通過調(diào)節(jié)低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥 313的開度，可控制冷卻直管311的開啟、關(guān)閉及其輸送低溫液態(tài)烴的流量，從而控制內(nèi)罐的冷卻速度，以防冷卻速度過快造成低溫液態(tài)烴儲罐受損。該系統(tǒng)還包括與低溫液態(tài)烴輸出總管310相連、依次穿過外罐302的拱頂、絕熱材料304和內(nèi)罐301的吊頂303進入內(nèi)罐301內(nèi)部的低溫液態(tài)烴輸入管312，以及位于低溫液態(tài)烴輸入管312上的開關(guān)狀態(tài)可控的低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥314，另外，冷卻系統(tǒng)還可以包括位于內(nèi)罐301內(nèi)部、入口與低溫液態(tài)烴輸入管312的輸出端相對的引流管316，該引流管 316的開口是開放的。這樣，在低溫液態(tài)烴儲罐冷卻結(jié)束后，可關(guān)閉低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥 313，切斷低溫液態(tài)烴的冷卻輸入管線，而開啟低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥314，從而開放低溫液態(tài)烴輸入管312，使卸船臂所輸送的低溫液態(tài)烴依次經(jīng)低溫液態(tài)烴輸出總管310、低溫液態(tài)烴輸入管312進入內(nèi)罐301內(nèi)部，并經(jīng)引流管316的引流而最終儲存在內(nèi)罐301內(nèi)。該冷卻系統(tǒng)還包括與內(nèi)罐301內(nèi)部的氣相空間(成分可以為氣態(tài)烴，也可以為氣態(tài)烴與氮氣的混合氣)相通、依次穿過內(nèi)罐301的吊頂303、絕熱材料304、外罐302的拱頂與火炬系統(tǒng)相連的氣體輸出管320 ；氣體輸出管320上裝有起跳壓力一定的安全閥321。這樣，在內(nèi)罐301內(nèi)部氣相空間的氣壓過高時，安全閥321起跳使氣體輸出管320導通，這樣， 內(nèi)罐301內(nèi)部的氣態(tài)烴或氣態(tài)烴與氮氣的混合氣就可以到達火炬系統(tǒng)從而燃燒掉，防止氣態(tài)烴氣壓過大損壞低溫液態(tài)烴儲罐，或者造成火災(zāi)、爆炸等事故。當然，在冷卻初始階段，由于冷卻管線、內(nèi)罐、絕熱材料、外罐較熱，輸入的低溫液態(tài)烴可以氣化而產(chǎn)生氣態(tài)烴，這時，也可以通過設(shè)置氣態(tài)烴排出管道的方式將這些氣態(tài)烴或者氣態(tài)烴與氮氣的混合氣輸出燃燒掉，這里的氣態(tài)烴排出管道處于外罐302外部的一端接火炬系統(tǒng)，另一端依次穿過外罐302的拱頂、絕熱材料和內(nèi)罐301的吊頂303而進入內(nèi)罐 301的內(nèi)部，并與內(nèi)罐301內(nèi)的氣相空間相通。該冷卻系統(tǒng)還可以包括氣態(tài)烴輸出管318，其一端與低溫液態(tài)烴運輸船308上的氣相空間相連通、另一端依次穿過外罐302的拱頂、絕熱材料304和內(nèi)罐301的吊頂303進入內(nèi)罐301內(nèi)部、并與內(nèi)罐301內(nèi)部的氣相空間相通，在氣態(tài)烴輸出管318上還可以安裝開關(guān)狀態(tài)可控的氣態(tài)烴輸出開關(guān)閥319。這樣，在內(nèi)罐301內(nèi)部的空氣被氮氣完全置換，進而該空間中的氮氣又被氣態(tài)烴(冷卻最初階段產(chǎn)生)完全置換之后，可開啟氣態(tài)烴輸出開關(guān)閥319，使內(nèi)罐301內(nèi)的氣相空間(成分為氣態(tài)烴)與低溫液態(tài)烴運輸船308的氣相空間 (成分為氣態(tài)烴)相通，進而將內(nèi)罐301氣相空間中的氣態(tài)烴回流至低溫液態(tài)烴運輸船308 的氣相空間。為了判斷上述的內(nèi)罐301內(nèi)部的氮氣是否被氣態(tài)烴完全置換，即內(nèi)罐301內(nèi)部的氮氣濃度是否低到規(guī)范所規(guī)定的標準，該系統(tǒng)還包括檢測內(nèi)罐301內(nèi)部的氮氣濃度的氮氣濃度取樣檢測器324。這樣，在氮氣濃度取樣檢測器3M輸出的氮氣濃度符合規(guī)范規(guī)定的標準時，可開啟氣態(tài)烴輸出開關(guān)閥319，否則，不開啟氣態(tài)烴輸出開關(guān)閥319。本發(fā)明中，為了判斷低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻速度以及各點的溫差是否達標，還需要在內(nèi)罐301(包括其吊頂303在內(nèi))的內(nèi)表面上設(shè)置一定數(shù)量的溫度傳感器。圖7為本發(fā)明提供的溫度傳感器的分布示意圖。如圖7所示，內(nèi)罐301為中空圓柱形平底杯狀容器， 其吊頂303為圓形，在內(nèi)罐內(nèi)部設(shè)置的溫度傳感器均以標號702來標識。在內(nèi)罐301的內(nèi)底面(即內(nèi)罐301底面位于其內(nèi)部而接觸低溫液態(tài)烴的部分)上、以內(nèi)底面的圓心為圓心的一個以上的同心圓701上均勻分布有溫度傳感器；內(nèi)罐301的內(nèi)側(cè)壁(即側(cè)壁位于內(nèi)罐 301內(nèi)部的表面)上不同高度處分布有溫度傳感器，且如圖7所示，內(nèi)側(cè)壁底部的相鄰溫度傳感器之間的高度差要小于內(nèi)側(cè)壁上部的相鄰溫度傳感器之間的高度差，即內(nèi)側(cè)壁底部的溫度傳感器的密度更大一些，這是因為冷卻過程結(jié)束時，內(nèi)罐301的底部僅儲有一定高度 (如0. 5米)的低溫液態(tài)烴，而在更高處的內(nèi)側(cè)壁僅與氣態(tài)烴接觸，因而應(yīng)更為關(guān)注內(nèi)側(cè)壁底部的溫差。在吊頂303的上底面上、以該上底面的圓心為圓心的一個以上的同心圓703 上也均勻分布有溫度傳感器。另外，以上所述的溫度傳感器(包括內(nèi)罐301的內(nèi)底面和內(nèi)側(cè)壁上的溫度傳感器、吊頂303的上底面上的溫度傳感器)均與溫度指示器相連，以隨時指示內(nèi)罐內(nèi)部各點的溫度變化情況，如遇到某個或多個溫度傳感器所測得的冷卻速度超過 3°C /小時，或者任意兩個溫度傳感器所測得的溫度差超過30°C，則立即關(guān)閉低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥313，以停止低溫液態(tài)烴的輸入，待所有傳感器所測得的冷卻速度均不超過3°C / 小時，并且任意兩個溫度傳感器所測得的溫度差都不超過30°C時，才重新開啟低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥313。低溫液態(tài)烴儲罐自身及其所存儲的低溫液態(tài)烴的價值非常大，一旦泄露，可能造成燃燒、爆炸等安全事故以及嚴重的環(huán)境污染，因此，為了防范自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障造成的低溫液態(tài)烴儲罐受損的問題，還可以設(shè)置一定數(shù)量的報警器，以在出現(xiàn)問題時通過報警的方式及時提醒工作人員。如圖3所示，該冷卻系統(tǒng)還包括與內(nèi)罐301的內(nèi)底面和內(nèi)側(cè)壁上的溫度傳感器、吊頂303的上底面上的溫度傳感器均相連的溫度指示報警器323，以及檢測、指示內(nèi)罐301內(nèi)部的氣壓并在氣壓超標時報警的氣壓指示報警器322。
15
可見，通過自動控制系統(tǒng)與人工報警控制方式相結(jié)合，本發(fā)明能夠確保低溫液態(tài)烴儲罐冷卻的安全、可靠進行?；趫D3所示的低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻系統(tǒng)以及圖4-圖7所示的該冷卻系統(tǒng)中的各組件，本發(fā)明還提供了一種低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻方法。圖8本發(fā)明提供的低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻方法的流程圖。該方法中，低溫液態(tài)烴運輸船的低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂、 低溫液態(tài)烴輸出總管、冷卻直管、冷卻環(huán)管構(gòu)成冷卻管線。如圖8所示，該方法包括步驟801 使低溫液態(tài)烴運輸船上的低溫液態(tài)烴沿冷卻管線到達噴嘴，流出的低溫液態(tài)烴受到噴嘴的噴灑和霧化而擴散進入內(nèi)罐內(nèi)部。本步驟基于圖3所示的低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻系統(tǒng)及圖4-圖6所示的該冷卻系統(tǒng)的各組件。如圖3所示，低溫液態(tài)烴運輸船308所運載的低溫液態(tài)烴依次經(jīng)其低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂309、低溫液態(tài)烴輸出總管310、冷卻直管311、冷卻環(huán)管315所構(gòu)成的冷卻管線，到達冷卻環(huán)管315中的邊緣環(huán)管(圖4中的402)上的開口處，進而從噴嘴(4171或 4172)的中空管道流出，并受到其低溫液態(tài)烴噴灑和霧化部分(如圖6中的603所示)的噴灑和霧化而向各方向進射，這就使得低溫液態(tài)烴在內(nèi)罐內(nèi)部擴散開來，將整個內(nèi)罐內(nèi)部的表面全部包含在其覆蓋范圍之內(nèi)，從而保證了低溫液態(tài)烴儲罐冷卻的均勻性。步驟802 判斷溫降溫差條件是否成立，如果是，則執(zhí)行步驟804，否則，執(zhí)行步驟 803。這里的溫降溫差條件包括內(nèi)罐的內(nèi)底面和內(nèi)側(cè)壁、吊頂?shù)纳系酌嫔先我稽c的溫度下降速度不超過3°C /小時，且任意兩點之間的溫差不超過30°C。這是規(guī)范所要求的低溫液態(tài)烴儲罐(尤其是其內(nèi)罐)的冷卻要求，如果不滿足該溫降溫差條件，則可能造成內(nèi)罐或外罐受損。該步驟基于圖7所示的溫度傳感器的分布。圖7中的溫度傳感器檢測到內(nèi)罐的內(nèi)底面和內(nèi)側(cè)壁、吊頂?shù)纳系酌嫔先我稽c的溫度，通過溫度傳感器所連接的溫度控制器，即可判斷溫降溫差條件是否成立了。步驟803 停止低溫液態(tài)烴沿冷卻管線進入內(nèi)罐內(nèi)部，返回執(zhí)行步驟802。本步驟可基于圖3所示的冷卻系統(tǒng)來進行。通過關(guān)閉圖3中的低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥313，即可停止低溫液態(tài)烴沿冷卻管線輸入到內(nèi)罐內(nèi)部。返回執(zhí)行步驟802，意味著直至溫降溫差條件成立時，才停止執(zhí)行本步驟，而在步驟802之后執(zhí)行步驟804，如果溫降溫差條件不成立，則一直在步驟802和本步驟之間循環(huán)執(zhí)行。步驟804:判斷內(nèi)罐的內(nèi)底面上任一點的溫度是否均不高于設(shè)定溫度，如果是，則執(zhí)行步驟805，否則，執(zhí)行步驟801。本發(fā)明中所設(shè)置的設(shè)定溫度為高于且非常接近低溫液態(tài)烴的沸點的溫度，如液化天然氣(LNG)的沸點為-160°c，則其設(shè)定溫度可設(shè)置為-158°c。當內(nèi)罐的內(nèi)底面上所有點的溫度(由溫度傳感器測得)均不高于設(shè)定溫度時，意味著冷卻過程即將結(jié)束，此時，可執(zhí)行步驟805，使內(nèi)罐內(nèi)的液面高度到達其高度設(shè)定值，繼而結(jié)束冷卻過程。如果不能滿足內(nèi)罐內(nèi)底面上任一點的溫度均不高于設(shè)定溫度，則意味著冷卻過程還需要較長一段時間才能結(jié)束，因而返回執(zhí)行步驟801。步驟805 繼續(xù)使低溫液態(tài)烴沿冷卻管線到達噴嘴，并在噴嘴的噴灑和霧化下進入內(nèi)罐內(nèi)部，直至內(nèi)罐內(nèi)部的低溫液態(tài)烴的高度達到高度設(shè)定值，繼而執(zhí)行步驟806。本步驟是在步驟804的判斷結(jié)果為是的情況下執(zhí)行的，其目的是為了使內(nèi)罐內(nèi)部的液位達到預(yù)定的高度設(shè)定值(如液態(tài)乙烯儲罐內(nèi)的高度設(shè)定值可設(shè)為0.5米)，從而保證冷卻的效果不會很快喪失(即使低溫液態(tài)烴儲罐發(fā)生一定的升溫，這部分熱量也會由低溫液態(tài)烴吸收而不會引起低溫液態(tài)烴儲罐的溫升)。步驟806:冷卻結(jié)束。在步驟801之前，該方法還可以包括氮氣吹掃步驟，以將圖3所示的內(nèi)罐301與外罐302之間的空間中的空氣排出，防止氧氣與氣態(tài)烴的接觸，以及水蒸氣受冷凝結(jié)造成絕熱材料304喪失絕熱功能。該氮氣吹掃步驟包括步驟01-1 開啟圖3中的氮氣吹掃開關(guān)閥307，使氮氣通過氮氣吹掃管306進入外罐302內(nèi)部和內(nèi)罐301外部之間的空間，以置換該空間內(nèi)的空氣；同時開啟放空管線325上的放空閥門326，將被置換的空氣排至外界大氣中；步驟02-1 在外罐302內(nèi)部和內(nèi)罐301外部之間的空間的氧氣、水蒸氣含量達到規(guī)范要求、且氮氣氣壓大于外罐302外部的大氣壓的情況下，關(guān)閉氮氣吹掃開關(guān)閥307和放空閥門326，從而終止氮氣的輸入與空氣的排出。另外，本發(fā)明提供的冷卻系統(tǒng)還可以包括內(nèi)罐內(nèi)部的空氣置換裝置，該空氣置換裝置包括依次穿過圖3中外罐302的拱頂、絕熱材料304和內(nèi)罐301的吊頂303進入內(nèi)罐 301內(nèi)部以向內(nèi)罐301內(nèi)部提供氮氣的氮氣置換管；氮氣置換管上的開關(guān)狀態(tài)可控的氮氣置換開關(guān)閥。利用該空氣置換裝置，該方法可在步驟801之前進行內(nèi)罐內(nèi)部空氣的置換工作，該置換工作包括步驟01-2 開啟上述的氮氣置換開關(guān)閥，使氮氣沿氮氣置換管進入內(nèi)罐內(nèi)部，以置換內(nèi)罐內(nèi)部的空氣；步驟02-2 在內(nèi)罐內(nèi)部的氧氣、水蒸氣含量達到規(guī)范要求的情況下，關(guān)閉氮氣置換開關(guān)閥。當然，上述的氮氣吹掃步驟和空氣的置換工作都需要檢測相應(yīng)空間中的氧氣、水蒸氣等的含量，并進而判斷吹掃或置換工作是否達標，因此，本發(fā)明提供的冷卻系統(tǒng)還需要包括相應(yīng)的檢測氧氣、水蒸氣等含量的儀器，如果由人工進行判斷，則需要與相應(yīng)儀器配套的顯示裝置，如果由機器自動進行判斷，則需要與檢測氧氣、水蒸氣等的含量的儀器相連的控制器。本發(fā)明提供的冷卻系統(tǒng)還包括圖3中與低溫液態(tài)烴輸出總管310相連、依次穿過外罐302的拱頂、絕熱材料304和內(nèi)罐301的吊頂303進入內(nèi)罐301內(nèi)部的低溫液態(tài)烴輸入管312 ；位于低溫液態(tài)烴輸入管312上的開關(guān)狀態(tài)可控的低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥314 ；則在上述的步驟02-2結(jié)束之后，即在內(nèi)罐內(nèi)部的空氣被置換完畢之后，在步驟801之前，該冷卻方法還可以包括低溫液態(tài)烴輸入管線的冷卻工作，該冷卻工作包括步驟03-2 開啟圖3中的低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥314，使低溫液態(tài)烴運輸船308上的氣態(tài)烴沿低溫液態(tài)烴運輸船308的低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂309、低溫液態(tài)烴輸出總管 310、低溫液態(tài)烴輸入管312進入內(nèi)罐301內(nèi)部，從而利用較冷的氣態(tài)烴使上述管線降溫；步驟04-2 在低溫液態(tài)烴運輸船308的低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂309、低溫液態(tài)烴輸出總管310、低溫液態(tài)烴輸入管312的溫度均達到規(guī)范要求時，關(guān)閉低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥314，從而停止氣態(tài)烴對于這些管線的冷卻工作。圖3中的冷卻系統(tǒng)還包括位于內(nèi)罐301內(nèi)部、其開放的入口與低溫液態(tài)烴輸入管 312的輸出端相對的引流管316。這樣，在步驟806之后，還包括低溫液態(tài)烴的輸入步驟807 開啟低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥314，使低溫液態(tài)烴運輸船308上的低溫液態(tài)烴依次沿低溫液態(tài)烴運輸船308的低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂309、低溫液態(tài)烴輸出總管310、低溫液態(tài)烴輸入管312流入引流管316，并沿引流管316進入內(nèi)罐301內(nèi)部，直至停輸條件成立，關(guān)閉低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥314 ；其中的停輸條件為內(nèi)罐301內(nèi)部的低溫液態(tài)烴的總量達到內(nèi)罐 301的額定容積，和/或，低溫液態(tài)烴運輸船308上的低溫液態(tài)烴已全部輸出。圖3中的冷卻系統(tǒng)還包括與內(nèi)罐301內(nèi)部的氣相空間相通、依次穿過內(nèi)罐301的吊頂303、絕熱材料304和外罐302的拱頂并與火炬系統(tǒng)相連的可燃氣體排出管320 ；可燃氣體排出管320上裝有開關(guān)狀態(tài)可控的可燃氣體排出開關(guān)閥321。則步驟03-2還可以包括開啟可燃氣體排出開關(guān)閥321，使內(nèi)罐301內(nèi)部的氣態(tài)烴與氮氣的混合氣沿可燃氣體排出管320排出，并由火炬系統(tǒng)燒掉；在步驟801中，擴散進入內(nèi)罐301內(nèi)部的低溫液態(tài)烴氣化后變成的氣態(tài)烴置換內(nèi)罐301內(nèi)部的氮氣，使內(nèi)罐301內(nèi)部的氮氣含量達到規(guī)范要求之后，步驟801還包括步驟 11 關(guān)閉可燃氣體排出開關(guān)閥321。如圖3所示，冷卻系統(tǒng)還包括氣態(tài)烴輸出管318以及裝在氣態(tài)烴輸出管318上的開關(guān)狀態(tài)可控的氣態(tài)烴輸出開關(guān)閥319 ；氣態(tài)烴輸出管318的一端與低溫液態(tài)烴運輸船308 上的氣相空間相連通、另一端依次穿過外罐302的拱頂、絕熱材料304和內(nèi)罐301的吊頂 303進入內(nèi)罐301內(nèi)部、并與內(nèi)罐301內(nèi)部的氣相空間相通；則在步驟11之后，該方法還可以包括開啟氣態(tài)烴輸出開關(guān)閥319，使內(nèi)罐301內(nèi)部的氣態(tài)烴沿氣態(tài)烴輸出管318進入低溫液態(tài)烴運輸船308上的氣相空間，既防止了內(nèi)罐301內(nèi)部的氣壓過大，又能減少能源的消耗及其造成的環(huán)境污染。圖3所示的冷卻系統(tǒng)中還包括位于冷卻直管311上的開度可控的低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥313，利用該閥可調(diào)節(jié)低溫液態(tài)烴的輸入速度，從而控制低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻速度。具體的調(diào)節(jié)方法如下步驟801中使低溫液態(tài)烴運輸船上的低溫液態(tài)烴沿冷卻管線到達噴嘴的方法為 開啟低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥313，使低溫液態(tài)烴運輸船308上的低溫液態(tài)烴沿冷卻管線到達噴嘴317，從而利用低溫液態(tài)烴或其氣化而成的氣態(tài)烴的冷量來使冷卻管線降溫；步驟803中停止低溫液態(tài)烴沿冷卻管線進入內(nèi)罐內(nèi)部的方法為關(guān)閉低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥313，停止低溫液態(tài)烴沿冷卻管線進入內(nèi)罐301內(nèi)部；步驟806中冷卻結(jié)束的方法為關(guān)閉低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥313，停止低溫液態(tài)烴沿冷卻管線進入內(nèi)罐301內(nèi)部。當然，在以上步驟的調(diào)節(jié)過程中，還伴隨著低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥313開度的調(diào)節(jié)，利用該調(diào)節(jié)，可控制低溫液態(tài)烴的輸入流量，從而控制冷卻管線及內(nèi)罐的冷卻速度。由此可見，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)本本發(fā)明中，由于低溫液態(tài)烴運輸船運載的低溫液態(tài)烴依次流經(jīng)其低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂、低溫液態(tài)烴輸出總管、冷卻直管后，從冷卻直管與低溫液態(tài)烴分散管在邊緣環(huán)管中心點的連接處進入低溫液態(tài)烴分散管，經(jīng)低溫液態(tài)烴分散管的分散再進入邊緣環(huán)管，然后從邊緣環(huán)管下部均勻間隔分布的開口流出，并受到各開口上連接的噴嘴的噴灑和霧化而向各方向進射，并且，低溫液態(tài)烴分散管穿過邊緣環(huán)管的中心點，因而相對于邊緣環(huán)管而言是對稱分布的，這樣，低溫液態(tài)烴分散管對于低溫液態(tài)烴的分散作用是均勻的，即從低溫液態(tài)烴分散管的各支管進入邊緣環(huán)管的低溫液態(tài)烴流量是相同的，這使得從邊緣環(huán)管上各開口流出的低溫液態(tài)烴流量也是相同的。另外，由于在開口處設(shè)置了對低溫液態(tài)烴起噴灑和霧化作用的噴嘴，因而經(jīng)噴灑和霧化的低溫液態(tài)烴向各方向進射后，無論是氣化為氣態(tài)烴逐漸向內(nèi)罐底部下降，還是以液滴形式向內(nèi)罐底部灑落，其可能接觸到內(nèi)罐的任意一點，即本發(fā)明中內(nèi)罐上任意一點都可以接觸低溫液態(tài)烴而發(fā)生冷卻。綜上所述，本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)所存在的兩個問題，保證了內(nèi)罐內(nèi)部各點的冷卻速度是均勻的，進而可以保證低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻速度是均勻的。(2)由于本發(fā)明能保證內(nèi)罐內(nèi)部各點的冷卻速度是均勻的，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的冷卻速度大大提高。(3)本發(fā)明通過自動控制系統(tǒng)與人工報警控制方式相結(jié)合，能夠確保低溫液態(tài)烴儲罐冷卻的安全、可靠進行。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
19
權(quán)利要求
1.一種低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻系統(tǒng)，所述低溫液態(tài)烴儲罐包括外罐和位于所述外罐內(nèi)部的內(nèi)罐；所述內(nèi)罐的吊頂通過吊桿與所述外罐的拱頂相連；所述外罐的內(nèi)表面與內(nèi)罐的外表面之間填充有絕熱材料；氮氣吹掃管穿過所述外罐的拱頂進入所述外罐內(nèi)部與所述內(nèi)罐外部之間的空間，所述氮氣吹掃管上裝有氮氣吹掃開關(guān)閥；一端與大氣相通、另一端穿過外罐的拱頂與其內(nèi)側(cè)的氣相空間相通的放空管線；位于所述放空管線上的開度可調(diào)的放空閥門；其特征在于，該系統(tǒng)包括裝載所述低溫液態(tài)烴的低溫液態(tài)烴運輸船；與所述低溫液態(tài)烴運輸船的低溫液態(tài)烴輸出管相連的卸船臂；與所述卸船臂的輸出端相連以輸出所述低溫液態(tài)烴的低溫液態(tài)烴輸出總管；與所述低溫液態(tài)烴輸出總管相連、依次穿過所述外罐的拱頂、絕熱材料和內(nèi)罐的吊頂進入所述內(nèi)罐內(nèi)部的冷卻直管；位于所述內(nèi)罐內(nèi)部一水平面內(nèi)的冷卻環(huán)管；所述冷卻環(huán)管包括邊緣環(huán)管和穿過所述邊緣環(huán)管的中心點的對低溫液態(tài)烴起分散作用的低溫液態(tài)烴分散管；所述邊緣環(huán)管和所述低溫液態(tài)烴分散管相連通，且所述低溫液態(tài)烴分散管與所述冷卻直管在所述邊緣環(huán)管的中心點相連通；所述邊緣環(huán)管的下部有均勻間隔分布的開口，且每個所述開口處連接一個對流出的低溫液態(tài)烴有噴灑和霧化作用的中空的噴嘴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，相鄰的兩個所述開口交錯靠近所述邊緣環(huán)管的中心點和遠離所述邊緣環(huán)管的中心點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述噴嘴具有中心軸線，該中心軸線向下的方向與豎直向下方向之間的夾角為所述噴嘴的中心軸線下偏角；則遠離所述邊緣環(huán)管的中心點的開口所連接的噴嘴的中心軸線向下的方向遠離所述中心點所在的豎直線，且該噴嘴的中心軸線下偏角在30° -60°之間；靠近所述邊緣環(huán)管的中心點的開口所連接的噴嘴的中心軸線向下的方向指向所述中心點所在的豎直線，且該噴嘴的中心軸線下偏角在30° -60°之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述噴嘴包括依次相連的對接開口部分、連接部分、低溫液態(tài)烴噴灑和霧化部分；其中，所述對接開口部分為中空管路，其連接在所述邊緣環(huán)管上的開口處，與所述邊緣環(huán)管的內(nèi)部相通；所述連接部分為與所述對接開口部分相通的中空管路；所述低溫液態(tài)烴噴灑和霧化部分為螺旋半徑逐漸減小的螺旋形椎體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于所述冷卻直管上的開度可控的低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥以及可以指示流量的流量計。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述低溫液態(tài)烴輸出總管相連、 依次穿過所述外罐的拱頂、絕熱材料和內(nèi)罐的吊頂進入所述內(nèi)罐內(nèi)部的低溫液態(tài)烴輸入管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于所述內(nèi)罐內(nèi)部、其開放的入口與所述低溫液態(tài)烴輸入管的輸出端相對的引流管。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括位于所述低溫液態(tài)烴輸入管上的開關(guān)狀態(tài)可控的低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括氣態(tài)烴輸出管，其一端與所述低溫液態(tài)烴運輸船上的氣相空間相連通、另一端依次穿過所述外罐的拱頂、絕熱材料和內(nèi)罐的吊頂進入所述內(nèi)罐內(nèi)部、并與所述內(nèi)罐內(nèi)部的氣相空間相通。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括裝在所述氣態(tài)烴輸出管上的開關(guān)狀態(tài)可控的氣態(tài)烴輸出開關(guān)閥。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)罐為中空圓柱形平底杯狀容器， 其吊頂為圓形；所述內(nèi)罐的內(nèi)底面上、以其圓心為圓心的一個以上的同心圓上均勻分布有溫度傳感器；所述內(nèi)罐的內(nèi)側(cè)壁上不同高度處分布有溫度傳感器；所述吊頂?shù)纳系酌嫔稀⒁云鋱A心為圓心的一個以上的同心圓上均勻分布有溫度傳感器；所述內(nèi)罐的內(nèi)底面和內(nèi)側(cè)壁上的溫度傳感器、所述吊頂?shù)纳系酌嫔系臏囟葌鞲衅骶c溫度指示器相連。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述內(nèi)罐的內(nèi)底面和內(nèi)側(cè)壁上的溫度傳感器、所述吊頂?shù)纳系酌嫔系臏囟葌鞲衅骶噙B的溫度指示報警器。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括檢測、指示所述內(nèi)罐內(nèi)部的氣壓并在所述氣壓超標時報警的氣壓指示報警器。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述內(nèi)罐內(nèi)部的氣相空間相通、依次穿過所述內(nèi)罐的吊頂、絕熱材料、外罐的拱頂與火炬系統(tǒng)相連的氣體輸出管；所述氣體輸出管上裝有起跳壓力一定的安全閥。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括檢測所述內(nèi)罐內(nèi)部的氮氣濃度的氮氣濃度取樣檢測器。
16.一種低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻方法，該方法基于權(quán)利要求1所述的低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻系統(tǒng)；其特征在于，所述低溫液態(tài)烴運輸船的低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂、低溫液態(tài)烴輸出總管、冷卻直管、冷卻環(huán)管構(gòu)成冷卻管線；該方法包括步驟1 使所述低溫液態(tài)烴運輸船上的低溫液態(tài)烴沿所述冷卻管線到達所述噴嘴，流出的低溫液態(tài)烴受到所述噴嘴的噴灑和霧化而擴散進入所述內(nèi)罐內(nèi)部；步驟2 判斷溫降溫差條件是否成立，如果為否，則停止所述低溫液態(tài)烴沿所述冷卻管線進入所述內(nèi)罐內(nèi)部，直至所述溫降溫差條件成立；其中，所述溫降溫差條件包括所述內(nèi)罐的內(nèi)底面和內(nèi)側(cè)壁、所述吊頂?shù)纳系酌嫔先我稽c的溫度下降速度不超過3°C /小時，且任意兩點之間的溫差不超過30°C ；步驟3 判斷所述內(nèi)罐的內(nèi)底面上任一點的溫度是否均不高于設(shè)定溫度，如果是，則執(zhí)行步驟4，否則，執(zhí)行步驟1;步驟4 繼續(xù)使所述低溫液態(tài)烴沿所述冷卻管線到達所述噴嘴，并在所述噴嘴的噴灑和霧化下進入所述內(nèi)罐內(nèi)部，直至所述內(nèi)罐內(nèi)部的低溫液態(tài)烴的高度達到高度設(shè)定值，冷卻結(jié)束。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在所述步驟1之前，該方法還包括 步驟01-1 開啟所述氮氣吹掃開關(guān)閥，使氮氣通過所述氮氣吹掃管進入所述外罐內(nèi)部和內(nèi)罐外部之間的空間，以置換該空間內(nèi)的空氣；同時開啟所述放空管線上的放空閥門，將被置換的空氣排至外界大氣中；步驟02-1 在所述外罐內(nèi)部和內(nèi)罐外部之間的空間的氧氣、水蒸氣含量達到規(guī)范要求、且氮氣氣壓大于所述外罐外部的大氣壓的情況下，關(guān)閉所述氮氣吹掃開關(guān)閥和所述放空閥門。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述冷卻系統(tǒng)還包括依次穿過所述外罐的拱頂、絕熱材料和內(nèi)罐的吊頂進入所述內(nèi)罐內(nèi)部以向所述內(nèi)罐內(nèi)部提供氮氣的氮氣置換管；所述氮氣置換管上的開關(guān)狀態(tài)可控的氮氣置換開關(guān)閥；則在所述步驟1之前，該方法還包括步驟01-2:開啟所述氮氣置換開關(guān)閥，使氮氣沿所述氮氣置換管進入所述內(nèi)罐內(nèi)部， 以置換所述內(nèi)罐內(nèi)部的空氣；步驟02-2:在所述內(nèi)罐內(nèi)部的氧氣、水蒸氣含量達到規(guī)范要求的情況下，關(guān)閉所述氮氣置換開關(guān)閥。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述冷卻系統(tǒng)還包括與所述低溫液態(tài)烴輸出總管相連、依次穿過所述外罐的拱頂、絕熱材料和內(nèi)罐的吊頂進入所述內(nèi)罐內(nèi)部的低溫液態(tài)烴輸入管；位于所述低溫液態(tài)烴輸入管上的開關(guān)狀態(tài)可控的低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥；則在所述步驟02-2之后，在所述步驟1之前，該方法還包括步驟03-2 開啟所述低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥，使所述低溫液態(tài)烴運輸船上的氣態(tài)烴沿所述低溫液態(tài)烴運輸船的低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂、低溫液態(tài)烴輸出總管、低溫液態(tài)烴輸入管進入所述內(nèi)罐內(nèi)部；步驟04-2 在所述低溫液態(tài)烴運輸船的低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂、低溫液態(tài)烴輸出總管、低溫液態(tài)烴輸入管的溫度均達到規(guī)范要求時，關(guān)閉所述低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述冷卻系統(tǒng)還包括位于所述內(nèi)罐內(nèi)部、其開放的入口與所述低溫液態(tài)烴輸入管的輸出端相對的引流管；則在所述步驟4之后， 還包括步驟5 開啟所述低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥，使所述低溫液態(tài)烴運輸船上的低溫液態(tài)烴依次沿所述低溫液態(tài)烴運輸船的低溫液態(tài)烴輸出管、卸船臂、低溫液態(tài)烴輸出總管、低溫液態(tài)烴輸入管流入所述弓丨流管，并沿所述引流管進入所述內(nèi)罐內(nèi)部，直至停輸條件成立，關(guān)閉所述低溫液態(tài)烴輸入開關(guān)閥；其中，所述停輸條件為所述內(nèi)罐內(nèi)部的低溫液態(tài)烴的總量達到所述內(nèi)罐的額定容積，和/或，所述低溫液態(tài)烴運輸船上的低溫液態(tài)烴已全部輸出。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述冷卻系統(tǒng)還包括與所述內(nèi)罐內(nèi)部的氣相空間相通、依次穿過所述內(nèi)罐的吊頂、絕熱材料和外罐的拱頂并與火炬系統(tǒng)相連的可燃氣體排出管；可燃氣體排出管上裝有開關(guān)狀態(tài)可控的可燃氣體排出開關(guān)閥；則所述步驟03-2還包括開啟所述可燃氣體排出開關(guān)閥，使所述內(nèi)罐內(nèi)部的氣態(tài)烴與氮氣的混合氣沿所述可燃氣體排出管排出，并由所述火炬系統(tǒng)燒掉；在所述步驟1中，擴散進入所述內(nèi)罐內(nèi)部的低溫液態(tài)烴氣化后變成的氣態(tài)烴置換所述內(nèi)罐內(nèi)部的氮氣，使所述內(nèi)罐內(nèi)部的氮氣含量達到規(guī)范要求之后，所述步驟1還包括步驟 11 關(guān)閉所述可燃氣體排出開關(guān)閥。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述冷卻系統(tǒng)還包括氣態(tài)烴輸出管以及裝在所述氣態(tài)烴輸出管上的開關(guān)狀態(tài)可控的氣態(tài)烴輸出開關(guān)閥；所述氣態(tài)烴輸出管的一端與所述低溫液態(tài)烴運輸船上的氣相空間相連通、另一端依次穿過所述外罐的拱頂、絕熱材料和內(nèi)罐的吊頂進入所述內(nèi)罐內(nèi)部、并與所述內(nèi)罐內(nèi)部的氣相空間相通；則在所述步驟 11之后，該方法還包括開啟所述氣態(tài)烴輸出開關(guān)閥，使所述內(nèi)罐內(nèi)部的氣態(tài)烴沿所述氣態(tài)烴輸出管進入所述低溫液態(tài)烴運輸船上的氣相空間。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述冷卻系統(tǒng)還包括位于所述冷卻直管上的開度可控的低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥；則所述步驟1中使所述低溫液態(tài)烴運輸船上的低溫液態(tài)烴沿所述冷卻管線到達所述噴嘴的方法為開啟所述低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥，使所述低溫液態(tài)烴運輸船上的低溫液態(tài)烴沿所述冷卻管線到達所述噴嘴；所述步驟2中停止所述低溫液態(tài)烴沿所述冷卻管線進入所述內(nèi)罐內(nèi)部的方法為關(guān)閉所述低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥，停止所述低溫液態(tài)烴沿所述冷卻管線進入所述內(nèi)罐內(nèi)部；所述步驟4中冷卻結(jié)束的方法為關(guān)閉所述低溫液態(tài)烴流量調(diào)節(jié)閥，停止所述低溫液態(tài)烴沿所述冷卻管線進入所述內(nèi)罐內(nèi)部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低溫液態(tài)烴儲罐的冷卻系統(tǒng)和冷卻方法。該冷卻系統(tǒng)包括裝載液態(tài)烴的液態(tài)烴運輸船；與液態(tài)烴運輸船的液態(tài)烴輸出管相連的卸船臂；與卸船臂的輸出端相連以輸出液態(tài)烴的液態(tài)烴輸出總管；與液態(tài)烴輸出總管相連、依次穿過外罐的拱頂、絕熱材料和內(nèi)罐的吊頂進入內(nèi)罐內(nèi)部的冷卻直管；位于內(nèi)罐內(nèi)部一水平面內(nèi)的冷卻環(huán)管；冷卻環(huán)管包括邊緣環(huán)管和穿過邊緣環(huán)管的中心點的對液態(tài)烴起分散作用的液態(tài)烴分散管；邊緣環(huán)管和液態(tài)烴分散管相連通，且液態(tài)烴分散管與冷卻直管在邊緣環(huán)管的中心點相連通；邊緣環(huán)管的下部有均勻間隔分布的開口，且每個開口處連接一個對流出的液態(tài)烴有噴灑和霧化作用的中空的噴嘴。本發(fā)明能使儲罐的冷卻速度均勻。
文檔編號F17C13/00GK102261559SQ20111017186
公開日2011年11月30日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者安小霞, 宋媛玲, 李嬋, 王紅, 白改玲, 趙月峰 申請人:中國寰球工程公司