[實(shí)用新型]儲(chǔ)罐災(zāi)難性失效后模擬液體漫溢的試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921841824.6
• 申請(qǐng)日: 2019-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210375618U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張彬;霍家莉;欒笑陽(yáng);劉應(yīng)春;李廣杰;倪天賜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M10/00
• 分類號(hào): G01M10/00;G01L11/00
• 代理公司: 南京品智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32310
• 代理人: 奚曉寧;楊陳慶

本實(shí)用新型儲(chǔ)罐災(zāi)難性失效后模擬液體漫溢的試驗(yàn)裝置屬于工業(yè)研究領(lǐng)域，用于模擬防護(hù)堤對(duì)于釋放液體的阻擋作用并探究有效減少溢流液體的防護(hù)堤設(shè)計(jì)方案。包括氣缸提升系統(tǒng)、溢流系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；氣缸提升系統(tǒng)包括支架、氣缸、減壓閥、氣缸連接板、絲桿、電控箱和空氣壓縮機(jī)；溢流系統(tǒng)包括儲(chǔ)罐、防護(hù)堤、防護(hù)堤支撐板、承接容器、天平和橡膠圈；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置、高速攝像機(jī)和上位機(jī)；在防護(hù)堤和氣缸連接板之間活動(dòng)連接高度可調(diào)的絲桿，絲桿上端套有一個(gè)彈簧及螺母，利用螺母調(diào)節(jié)彈簧的張緊度和防護(hù)堤支撐板的上、下高度，以使儲(chǔ)罐剛好落在防護(hù)堤上。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型儲(chǔ)罐災(zāi)難性失效后液體漫溢的試驗(yàn)裝置屬于工業(yè)研究領(lǐng)域，特別涉及一種探究液化天然氣（簡(jiǎn)稱LNG）儲(chǔ)罐災(zāi)難性失效后液體漫溢行為的裝置，涉及液化天然氣儲(chǔ)罐出現(xiàn)災(zāi)難性失效事故后，防護(hù)堤不能有效承載儲(chǔ)罐內(nèi)全部原有液體導(dǎo)致部分液體漫溢出防護(hù)堤的事故場(chǎng)景；用于模擬防護(hù)堤對(duì)于釋放液體的阻擋作用并探究有效減少溢流液體的防護(hù)堤設(shè)計(jì)方案。

背景技術(shù)

隨著人們對(duì)環(huán)保問(wèn)題的日益重視，天然氣因其熱值高、污染小的特點(diǎn)成為國(guó)家能源戰(zhàn)略改革中的重要一環(huán)。LNG的出現(xiàn)為天然氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸帶來(lái)了極大的便利。LNG是以甲烷為主的液態(tài)混合物，常壓下沸點(diǎn)溫度為－162℃。作為低溫液體，其泄漏后會(huì)與周圍環(huán)境發(fā)生劇烈的熱交換并迅速汽化，由于汽化過(guò)程體積膨脹600多倍，少量泄漏就會(huì)產(chǎn)生巨大的蒸氣云團(tuán)，其能與空氣混合形成可燃?xì)怏w，在室溫下的爆炸極限為5～15%。遇到點(diǎn)火源會(huì)發(fā)生火災(zāi)甚至爆炸事故，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。LNG大多儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐內(nèi)，使用時(shí)再次汽化。隨著行業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，LNG儲(chǔ)罐的體積不斷增大，隨之而來(lái)的儲(chǔ)罐配件的安全性要求也在不斷增強(qiáng)。

LNG儲(chǔ)罐由于臨近火災(zāi)、腐蝕、安全閥失效等多種原因，會(huì)發(fā)生瞬間完全坍塌，即災(zāi)難性失效事故。按照《液化天然氣（LNG）生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝運(yùn)GB/T 20368-2012》等現(xiàn)行規(guī)范，儲(chǔ)罐周圍應(yīng)設(shè)置二次保護(hù)裝置-防護(hù)堤抑制儲(chǔ)罐內(nèi)LNG液體擴(kuò)散，減小事故傷害。防護(hù)堤可能有各種各樣的配置，從斜坡土堤到更復(fù)雜的混凝土高領(lǐng)堤岸不等，其高度等于或大于儲(chǔ)罐本身的高度。《GB/T20368-2012》對(duì)LNG儲(chǔ)罐發(fā)生災(zāi)難性失效事故時(shí)周圍的防護(hù)堤提出了要求：防護(hù)堤能承受足夠的LNG液體沖擊，且其容量為最大儲(chǔ)罐液體體積的110%。但在實(shí)際工程中，儲(chǔ)罐發(fā)生災(zāi)難性失效后，LNG在泄漏過(guò)程中勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，在沖擊防護(hù)堤的過(guò)程中可越過(guò)防護(hù)堤發(fā)生漫溢事故。英國(guó)健康與安全管理局（HSE）在其關(guān)于儲(chǔ)罐中易燃液體儲(chǔ)存的指導(dǎo)意見(jiàn)中指出，“防護(hù)堤的容量?jī)H為最大儲(chǔ)罐容量的110%是不夠的”，“儲(chǔ)罐應(yīng)有足夠的強(qiáng)度來(lái)控制任何溢流物”。

國(guó)內(nèi)對(duì)評(píng)估防護(hù)堤可靠性以及此類溢流行為的研究仍為空白。綜合各種事故教訓(xùn)和現(xiàn)行規(guī)范，儲(chǔ)罐災(zāi)難性失效的防護(hù)堤可靠性仍需進(jìn)一步檢驗(yàn)，LNG液體在整個(gè)漫溢過(guò)程中的行為研究也十分重要。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型裝置的目的是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種儲(chǔ)罐災(zāi)難性失效后模擬LNG液體漫溢的試驗(yàn)裝置，是一種適用于全尺度模擬儲(chǔ)罐災(zāi)難性失效后防護(hù)堤內(nèi)LNG液體（液化天然氣）溢流行為的裝置。利用高速攝像機(jī)和壓力數(shù)據(jù)采集儀，對(duì)LNG液體釋放過(guò)程中的壓力參數(shù)和漫溢過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，漫溢出的液體被承接容器收集，通過(guò)天平稱量出漫溢液體的質(zhì)量。以溢流率（漫溢液體的質(zhì)量占原有儲(chǔ)罐內(nèi)液體總質(zhì)量的百分比）Q數(shù)值大小為參照，對(duì)國(guó)際現(xiàn)有規(guī)范要求的防護(hù)堤可靠性進(jìn)行檢驗(yàn)，并依據(jù)此參數(shù)對(duì)防護(hù)堤和儲(chǔ)罐配置進(jìn)行合理改進(jìn)以適用于實(shí)際工程情況。

本實(shí)用新型是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

儲(chǔ)罐災(zāi)難性失效后模擬液體漫溢的試驗(yàn)裝置包括氣缸提升系統(tǒng)、溢流系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。