[發(fā)明專利]一種常溫壓力液化氣儲(chǔ)罐的安全防爆裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910302195.4
• 申請(qǐng)日: 2009-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN101545578A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 畢明樹;石劍云;任婧杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F17C13/12
• 分類號(hào): F17C13/12
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心
• 代理人: 梅洪玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種常溫壓力液化氣儲(chǔ)罐的安全防爆裝置，屬于安全技術(shù)及工程領(lǐng)域。該系統(tǒng)可以使儲(chǔ)罐在外部熱侵襲條件下有較強(qiáng)抵抗能力，避免發(fā)生破裂失效或蒸汽爆炸。

背景技術(shù)

液化石油氣、液氨、液氯等低壓液化氣儲(chǔ)罐內(nèi)部介質(zhì)分氣、液兩相，在受到如火災(zāi)等外部熱源地侵襲時(shí)，一方面內(nèi)部壓力迅速升高，另一方面儲(chǔ)罐壁與蒸氣接觸的部分(干壁)溫度極劇升高而強(qiáng)度大大降低。這兩方面的原因極易導(dǎo)致儲(chǔ)罐部分失效或發(fā)生沸騰液體膨脹蒸汽爆炸(BLEVE)的事故。一旦發(fā)生BLEVE這種極端情況，將造成非常巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

目前常用的防止這類事故發(fā)生的安全防護(hù)裝置有外部絕熱保護(hù)層、安全閥、外部水噴淋等。中國(guó)國(guó)家發(fā)明專利：大型安全防爆液化石油氣儲(chǔ)罐，專利授權(quán)號(hào)：ZL02148812.6，其技術(shù)方案是采取球罐內(nèi)部增加HAN材料使“干壁”溫度降低。美國(guó)專利：Automatic?fuel?tankanti?B.L.E.V.E.safety?apparatus?and?system，美國(guó)專利號(hào)：4680937，其技術(shù)方案是：在液化氣儲(chǔ)罐安全閥的入口側(cè)接有泄放管路，管路中裝有流體馬達(dá)，該馬達(dá)由安全閥泄壓時(shí)的高速氣流帶動(dòng)；儲(chǔ)罐內(nèi)部還裝有噴淋管路，管路中裝有流體泵，泵由流體馬達(dá)帶動(dòng)；流體馬達(dá)與流體泵相連，當(dāng)儲(chǔ)罐受熱超壓時(shí)，泄壓氣流驅(qū)動(dòng)噴淋管路中液體介質(zhì)噴淋儲(chǔ)罐氣相“干壁”，達(dá)到給“干壁”降溫的目的。

以上這些安全裝置能分別對(duì)儲(chǔ)罐升壓、罐壁“干壁”升溫起到一定延緩作用，但儲(chǔ)罐受熱時(shí)內(nèi)部液態(tài)介質(zhì)溫度分層不會(huì)很明顯，而且安全閥開啟一段時(shí)間溫度分層會(huì)很快消除，整體過熱度將會(huì)達(dá)到一個(gè)很高的值，當(dāng)整體過熱度到達(dá)一定程度時(shí)，容器仍然會(huì)破裂而發(fā)生介質(zhì)整體爆沸的事故。其他常用的外部水噴淋、絕熱保護(hù)層等儲(chǔ)罐外部安全裝置則因?yàn)橐资芡獠孔饔枚А?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出了一種新式的液化氣儲(chǔ)罐安全防爆裝置，當(dāng)裝有這種裝置的儲(chǔ)罐受到外部熱侵襲時(shí)，安全裝置在給儲(chǔ)罐降壓、儲(chǔ)罐“干壁”降溫的同時(shí)，還利用液化氣儲(chǔ)罐內(nèi)介質(zhì)的熱分層機(jī)理，維持介質(zhì)熱分層，使內(nèi)部介質(zhì)分層泄放，降低儲(chǔ)罐內(nèi)介質(zhì)的整體過熱度，從而大大降低了儲(chǔ)罐在受熱侵襲時(shí)發(fā)生破裂失效或BLEVE的概率。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

該安全裝置主要由內(nèi)層殼、內(nèi)部噴淋系統(tǒng)和壓力泄放系統(tǒng)組成。內(nèi)層殼將儲(chǔ)罐內(nèi)部分割為核心區(qū)和環(huán)面區(qū)，內(nèi)層殼的固定可以用內(nèi)層殼和外層殼之間添加肋板或可調(diào)螺母的方式。內(nèi)層殼頂部開有一個(gè)或多個(gè)具有防淋設(shè)計(jì)的通氣孔，核心區(qū)和環(huán)面區(qū)的介質(zhì)氣相通過通氣孔連通。內(nèi)層殼底部有一個(gè)單向閥連通內(nèi)、外介質(zhì)液相，單向閥的開啟方向?yàn)楹诵膮^(qū)向環(huán)面區(qū)；內(nèi)部噴淋系統(tǒng)裝在環(huán)面區(qū)，主要由導(dǎo)液管、流體泵和噴淋管組成，這三部分都可以選擇固定在內(nèi)層殼上。導(dǎo)液管入口端接于設(shè)在環(huán)面區(qū)底部液相中流體泵上，導(dǎo)液管出口端接噴淋管。噴淋管的布置保證噴出的流體全方位覆蓋儲(chǔ)罐外層殼內(nèi)壁上部空間。

壓力泄放系統(tǒng)設(shè)在核心區(qū)，主要由流體馬達(dá)、安全閥、內(nèi)部泄放管路組成，內(nèi)部泄放管的入口端在核心區(qū)上部介質(zhì)的氣相區(qū)內(nèi)，出口端接安全閥通往儲(chǔ)罐外。內(nèi)部泄放管的中段接于位于核心區(qū)底部流體馬達(dá)；該流體馬達(dá)通過傳動(dòng)軸與環(huán)面區(qū)的流體泵相連，流體馬達(dá)由安全閥開啟時(shí)的泄放氣流驅(qū)動(dòng)，從而帶動(dòng)流體泵。

本發(fā)明的有益效果是這種裝置使儲(chǔ)罐內(nèi)介質(zhì)在受外部熱侵襲時(shí)，迅速形成外部高溫分層區(qū)和內(nèi)部過冷液體區(qū)并將這種分層較好的保持下去。利用這種裝置，可以將外部輸入的熱量盡可能局限在環(huán)面區(qū)并通過安全閥的泄放盡快排出容器。另外，用安全閥泄放時(shí)的一部分能量驅(qū)動(dòng)流體馬達(dá)，從而帶動(dòng)流體泵將環(huán)面區(qū)下部的液體吸上并噴淋氣相器壁。這樣就達(dá)到了容器降壓、降低介質(zhì)整體過熱度、容器內(nèi)壁降溫三個(gè)目的，大大降低了受熱容器失效的機(jī)率和一旦失效后的后果嚴(yán)重度。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施例。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為內(nèi)部噴淋系統(tǒng)正視圖。

圖中：1流體泵；2傳動(dòng)軸；3流體馬達(dá)；4導(dǎo)液管；5內(nèi)層殼；6通氣孔；7噴淋管；8安全閥；9內(nèi)部泄放管；10核心區(qū)；11環(huán)面區(qū)；

12外層殼；13單向閥。

具體實(shí)施方式

下面針對(duì)臥式圓筒形儲(chǔ)罐，結(jié)合附圖，詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施例。