一种LNG储罐组件
技术领域
本发明涉及LNG储存技术领域，具体涉及一种LNG储罐组件。
背景技术
LNG，即液化天然气的英文缩写，天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要由甲烷构成。LNG是一种清洁、高效的能源，由于进口LNG有助于能源消费国实现供应多元化、保障能源安全，而出口LLNG有助于天然气生产国有效开发天然气资源、增加外汇收入、促进国民经济发展，因此LNG贸易正成为全球能源市场的新热点。
LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。天然气液化后可以大大节约储运空间，而且具有热值大、性能高等特点。LNG储罐是天然气储运过程中的重要设备之一，但是现有的LNG储罐存在以下问题：一是随着外部热量导入，储罐内的LNG分层， LNG温度升高，从而密度下降，造成上下层LNG压力不同，成为过饱和液体，产生大量的BOG 气体，使罐体内压力急剧上升，引起翻滚，造成安全隐患；二是现有的LNG储罐一般放置在底座且上下堆叠后进行运输，但是底座结构简单，上下堆叠后的稳固性差，同时由于底座缺少防护稳固装置，易对LNG储罐进行冲击与破坏。
发明内容
本发明公开了一种LNG储罐组件，包括支撑装置，置于支撑装置上且用储运LNG的罐体，安装在支撑装置上且位于罐体上方、用于罐体冷却降温的冷却装置，其特征在于：
所述支撑装置包括下组件，与下组件可拆卸连接的上组件；
所述罐体包括外罐，通过多根支撑轴安装在外罐内且与外罐同轴设置的内罐，安装在罐体上且用于防止罐体内LNG分层的混合装置，安装在内罐外壁上且用吸热降温的散热结构；
所述冷却装置包括通过第一管道与散热结构连接且用于提供冷源的液氮罐，通过第二管道与液氮罐连接且通过第三管道与散热结构连接、用于冷却循环冷源的制冷组件。
本发明公开的一种优选的LNG储罐组件，其特征在于，所述混合装置包括安装在外罐上且位于罐体外、设有驱动槽的驱动座，安装在外罐上且位于罐体外的立柱，转动安装在立柱顶部且与立柱同轴设置的驱动杆，一端通过销轴转动安装在驱动槽内且另一端通过固定块与驱动杆螺纹连接的第一V形杆，转动安装在第一V形杆底部且一端与立柱铰接、沿Y方向分布的一对第二V形杆，第一V形杆的运动轨迹始终与第二V形杆上下对称，上端与第一V形杆铰接且下端穿过罐体、与罐体滑动连接的传动杆，安装在驱动杆内且带动驱动杆转动的第一筒状电机，安装在传动杆上的搅拌结构。
本发明公开的一种优选的LNG储罐组件，其特征在于，所述搅拌结构包括安装在传动杆底部的搅拌轴，安装在搅拌轴底部且为圆弧结构、轴线与罐体轴线平行的主分散叶，安装在主分散叶上且沿Y方向分布、位于主分散叶两侧的混合叶，安装在混合叶上且为圆弧结构，轴线与罐体轴线平行的副分散叶；
所述混合叶上安装有多个混合圆孔，混合圆孔上安装有V形结构的混流块，混流块位于混合圆孔顶部且混流块的尖角朝上；混合圆孔上安装有球面结构的延时片，延时片位于混合圆孔底部且延时片的弧形面朝下，延时片上设有多个通孔。
本发明公开的一种优选的LNG储罐组件，其特征在于，所述主分散片所对圆心角不小于 90°，不大于180°。
本发明公开的一种优选的LNG储罐组件，其特征在于，所述副分散片所对圆心角不小于 45°，不大于90°。
本发明公开的一种优选的LNG储罐组件，其特征在于，所述散热结构包括安装在内罐上部且沿Z方向均匀分布、通过散热管相互连通的多个散热体；
所述散热体包括安装在内罐上且围绕内罐外壁轮廓顺时针分布、弧形结构的多个散热片，穿过散热片且与散热片连通的环形散热管。
本发明公开的一种优选的LNG储罐组件，其特征在于，所述制冷组件包括顺次连通的压缩机、冷凝器、节流阀、液化部件。
本发明公开的一种优选的LNG储罐组件，其特征在于，所述上组件包括底板，安装在底板顶部且沿X方向分布、顶部为弧形结构的限位板A，安装在底板顶部且位于四个角上的固定柱A；
所述固定柱A上端面设有限位孔，限位孔内安装有正极磁片；
所述限位板A上安装有橡胶片。
本发明公开的一种优选的LNG储罐组件，其特征在于，所述下组件包括矩形框架结构的顶板，安装在顶板底部且位于四个角上的固定柱B，安装在固定柱B底部且与限位孔相互配合的限位块，安装在限位块上的负极磁片，安装在顶板底部且沿X方向分布、底部为弧形结构的限位板B，安装在顶板底部且沿X方向分布、位于两个固定柱B之间的一对支撑柱，一端穿过支撑柱且与支撑柱螺纹连接的调节杆，与支撑柱滑动连接且沿Z方向分布位于调节杆两侧的导向杆，与调节杆、导向杆连接的夹紧板，安装在调节杆内且带动调节杆转动的第二筒状电机，安装在顶板顶部且位于顶板四个角上的固定柱C，安装在固定柱C上的支撑板，安装在支撑板顶部的挡板。
本发明公开的一种优选的LNG储罐组件，其特征在于，所述限位板B上安装有橡胶片；
所述夹紧板上安装有橡胶片。
本发明公开的一种优选的LNG储罐组件，其特征在于，所述限位孔可以为圆形、多边形、扇形中的一种。
本发明的工作原理如下：
当将罐体置于限位板A上，再将限位块插入限位孔内，完成上组件与下组件的安装，限位板B与罐体抵接；接着调节罐体两侧的夹紧板，启动筒状电机B，调节杆带动夹紧板在X 方向运动，夹紧板与罐体抵接，完成罐体多个方向的限位；然后启动搅拌装置、制冷组件，向散热结构内充入液氮，开始LNG储罐的储运过程。
本发明具有有益效果：本发明克服了现有技术的不足，提供了一种专门用于储运LNG的储罐组件，该装置安全性高、稳固性好。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明支撑装置结构示意图；
图3为本发明上组件结构示意图；
图4为本发明下组件结构示意图；
图5为本发明罐体主视图；
图6为本发明罐体剖视图；
图7为本发明散热结构在内罐上的安装示意图；
图8为本发明搅拌结构示意图(1)；
图9为图8中A部分放大图；
图10为本发明搅拌结构示意图(2)；
图11为图10中B部分放大图；
图12为本发明冷却装置工作原理图。
图中标记如下：
100-支撑装置，101-下组件，102-上组件，103-底板，104-限位板A，105-固定柱A，106- 限位孔，107-顶板，108-固定柱B，109-限位块，110-限位板B，111-支撑柱，112-调节杆，113- 导向杆，114-夹紧板，115-固定柱C，116-支撑板，117-挡板。
200-罐体，201-外罐，202-内罐，203-混合装置，204-散热结构，205-驱动座，206-立柱，207-驱动杆，208-第一V形杆，209-第二V形杆，210-传动杆，211-搅拌结构，212-搅拌轴， 213-主分散叶，214-混合叶，215-副分散叶，216-混合圆孔，217-混流块，218-延时片，219- 通孔，220-散热体，221-散热片，222-环形散热管，223-驱动槽，224-固定块。
300-冷却装置，301-第一管道，302-液氮罐，303-制冷组件，304-第二管道，305-第三管道，306-压缩机，307-冷凝器，308-节流阀，309-液化部件。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种LNG储罐组件，包括支撑装置100，置于支撑装置100上且用储运LNG 的罐体200，安装在支撑装置100上且位于罐体200上方、用于罐体200冷却降温的冷却装置300。
如图2、图3、图4所示，支撑装置100包括下组件101，与下组件101可拆卸连接的上组件102。
上组件102包括底板103，安装在底板103顶部且沿X方向分布、顶部为弧形结构的限位板A104，安装在限位板A104上的橡胶片，安装在底板103顶部且位于四个角上的固定柱A105；固定柱A105上端面设有限位孔106，限位孔106为圆形，限位孔106内安装有正极磁片。
下组件101包括矩形框架结构的顶板107，安装在顶板107底部且位于四个角上的固定柱B108，安装在固定柱B108底部且与限位孔106相互配合的限位块109，安装在限位块109 上的负极磁片，安装在顶板107底部且沿X方向分布、底部为弧形结构的限位板B110，安装在限位板B110上的橡胶片，安装在顶板107底部且沿X方向分布、位于两个固定柱B108之间的一对支撑柱111，一端穿过支撑柱111且与支撑柱111螺纹连接的调节杆112，与支撑柱111滑动连接且沿Z方向分布位于调节杆112两侧的导向杆113，与调节杆112、导向杆113 连接的夹紧板114，安装在调节杆112内且带动调节杆112转动的第二筒状电机，安装在夹紧板114上的橡胶片，安装在顶板107顶部且位于顶板107四个角上的固定柱C115，安装在固定柱C115上的支撑板116，安装在支撑板116顶部且为矩形框架结构的挡板117，挡板117 的内尺寸与底板103尺寸相同。
通过限位板A104、限位板B110、夹紧板114形成限位区域，为罐体200提供限位功能，避免罐体200在运输过程中发生晃动而滚落；利用橡胶片对罐体200起到缓冲作用，减小罐体200在运输过程中与限位板A104、限位板B110、夹紧板114之间产生的冲击，起到保护罐体200的作用；利用支撑板116、挡板117为底板103起到限位作用，提高上下堆叠后的稳固性；利用第二筒状电机带动调节杆112转动，调节杆112带动夹紧板114在X方向运动，起到调节两个夹紧板114之间距离的作用，可以对不同长度的罐体200进行夹紧。
如图5、图6所示，罐体200包括外罐201，通过多根支撑轴安装在外罐201内且与外罐201同轴设置的内罐202，安装在罐体200上且用于防止罐体200内LNG分层的混合装置203，安装在内罐202外壁上且用吸热降温的散热结构204；
混合装置203包括安装在外罐201上且位于罐体200外、设有驱动槽223的驱动座205，安装在外罐201上且位于罐体200外的立柱206，转动安装在立柱206顶部且与立柱206同轴设置的驱动杆207，一端通过销轴转动安装在驱动槽223内且另一端通过固定块224与驱动杆207螺纹连接的第一V形杆208，转动安装在第一V形杆208底部且一端与立柱206铰接、沿Y方向分布的一对第二V形杆209，第一V形杆208的运动轨迹始终与第二V形杆209 上下对称，上端与第一V形杆208铰接且下端穿过罐体200、与罐体200滑动连接的传动杆 210，安装在驱动杆207内且带动驱动杆207转动的第一筒状电机，安装在传动杆210上的搅拌结构211。
通过第一筒状电机带动驱动杆207转动，第一V形杆208、第二V形杆209、传动杆210之间形成曲柄滑块结构，固定块224在驱动杆207上沿Z方向做直线运动，第一V形杆208、第二V形杆209转动，传动杆210在Z方向做直线运动，从而带动搅拌结构211在罐体200 内做直线运动。
如图8、图9、图10、图11所示，搅拌结构211包括安装在传动杆210底部的搅拌轴212，安装在搅拌轴212底部且为圆弧结构、轴线与罐体200轴线平行的主分散叶213，安装在主分散叶213上且沿Y方向分布、位于主分散叶213两侧的混合叶214，安装在混合叶214 上且为圆弧结构，轴线与罐体200轴线平行的副分散叶215；
混合叶214上安装有多个混合圆孔216，混合圆孔216上安装有V形结构的混流块217，混流块217位于混合圆孔216顶部且混流块217的尖角朝上；混合圆孔216上安装有球面结构的延时片218，延时片218位于混合圆孔216底部且延时片218的弧形面朝下，延时片218上设有多个通孔219。
主分散片所对圆心角为180°，副分散片所对圆心角为90°。
通过搅拌结构211混合罐体200内液体，使罐体200内的温度分布均匀；
搅拌结构211随传动杆210在Z方向做直线运动，主分散叶213、副分散叶215将罐体200底部低温的LNG卷起，LNG随搅拌结构211向上运动，吸收罐体200顶部气化的BOG气体，达到降压的效果，有效防止罐体200因密度不均而导致翻滚；LNG随搅拌结构211向上运动时，LNG由于重力的作用会向下掉落在混合叶214上，利用延时片218减慢LNG向下运动的速度，延长LNG与BOG气体的接触时间、接触量；利用混流块217加强液氮之间的碰撞与冲击，使液氮混合均匀，均衡液氮温度。
如图7所示，散热结构204包括安装在内罐202上部且沿Z方向均匀分布、通过散热管相互连通的多个散热体220；
散热体220包括安装在内罐202上且围绕内罐202外壁轮廓顺时针分布、弧形结构的多个散热片221，穿过散热片221且与散热片221连通的环形散热管222。
如图1、图12所示，冷却装置300包括通过第一管道301与散热结构204连接且用于提供冷源的液氮罐302，通过第二管道304与液氮罐302连接且通过第三管道305与散热结构204连接、用于冷却循环冷源的制冷组件303；
制冷组件303包括顺次连通的压缩机306、冷凝器307、节流阀308、液化部件309，液化部件为蒸发器，液化部件通过第三管道305与散热结构204连通，液化部件通过第二管道304与液氮罐302连接；
散热结构204内因吸热产生的氮气与制冷剂在液化部件中进行热交换，氮气转变为液氮回到液氮罐302内，制冷剂转变为低压制冷剂蒸汽，低压制冷剂蒸汽通入压缩机306中，在压缩机306中转变为高温高压制冷剂蒸汽，高温高压制冷剂蒸汽通入冷凝器307中放热冷年，转变为低温高压制冷剂蒸汽，低温高压制冷剂蒸汽经节流阀308节流转变为低压制冷剂液体，低压制冷剂液体进入液化部件吸热，与氮气进行热交换，形成一次循环。
通过向散热结构204内充入液氮，起到降温作用，平衡罐体200内的温度，减少液化天然气在储运过程中的气化，减少BOG气体的产生与排放，从而有效防止罐体200内分层现象的产生。
利用弧形散热片221与散热管组成的散热件在罐体200外形成多级冷却环流，增加散热面积，提高降温冷却效果。
该LNG储罐组件的控制系统采用性能稳定的可编程数控系统(PLC)作为中央控制系统，用触摸屏实现整机的程序输入和运行控制，利用触摸屏实现制冷组件、搅拌装置、支撑装置的全自动控制，并根据实际情况与设置：搅拌结构在Z方向的行程，搅拌装置的运动时长，夹紧板在X方向的行程等参数。控制系统具有示校功能、断点记忆功能、断弧保护功能。
本发明公开的LNG储罐组件的工作原理如下：
将罐体置于限位板A上，再将限位块插入限位孔内，完成上组件与下组件的安装，限位板B与罐体抵接；接着调节罐体两侧的夹紧板，启动筒状电机B，调节杆带动夹紧板在X方向运动，夹紧板与罐体抵接，完成罐体多个方向的限位；然后启动搅拌装置、制冷组件，向散热结构内充入液氮，开始LNG储罐的储运过程。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。
