CN101545578A - 一种常温压力液化气储罐的安全防爆装置 - Google Patents

Abstract

一种常温压力液化气储罐的安全防爆装置，属于安全技术及工程领域，该装置可以防止外部火灾热侵袭条件下储罐的破裂失效或蒸汽爆炸。其特征是该主要由储罐内层壳、内部喷淋系统、压力泄放系统组成。内层壳将储罐内部分割为核心区和环面区；喷淋系统装在环面区，由导液管、泵、喷淋管组成；压力泄放系统由流体马达、安全阀、内部泄放管路组成，流体马达驱动喷淋系统中的流体泵。该装置将外部的输入热量尽可能局限在环面区并通过安全阀的泄放尽快排出容器。用安全阀泄放时的一部分能量驱动流体马达，带动流体泵将环面区下部的液体吸上并喷淋气相器壁，从而达到了容器降压、降低介质整体过热度、容器内壁降温三个目的，大大降低了受热容器失效的几率。

Description

一种常温压力液化气储罐的安全防爆装置

技术领域

本发明涉及一种常温压力液化气储罐的安全防爆装置，属于安全技术及工程领域。该系统可以使储罐在外部热侵袭条件下有较强抵抗能力，避免发生破裂失效或蒸汽爆炸。

背景技术

液化石油气、液氨、液氯等低压液化气储罐内部介质分气、液两相，在受到如火灾等外部热源地侵袭时，一方面内部压力迅速升高，另一方面储罐壁与蒸气接触的部分(干壁)温度极剧升高而强度大大降低。这两方面的原因极易导致储罐部分失效或发生沸腾液体膨胀蒸汽爆炸(BLEVE)的事故。一旦发生BLEVE这种极端情况，将造成非常巨大的人员伤亡和财产损失。

目前常用的防止这类事故发生的安全防护装置有外部绝热保护层、安全阀、外部水喷淋等。中国国家发明专利：大型安全防爆液化石油气储罐，专利授权号：ZL02148812.6，其技术方案是采取球罐内部增加HAN材料使“干壁”温度降低。美国专利：Automatic fuel tankanti B.L.E.V.E.safety apparatus and system，美国专利号：4680937，其技术方案是：在液化气储罐安全阀的入口侧接有泄放管路，管路中装有流体马达，该马达由安全阀泄压时的高速气流带动；储罐内部还装有喷淋管路，管路中装有流体泵，泵由流体马达带动；流体马达与流体泵相连，当储罐受热超压时，泄压气流驱动喷淋管路中液体介质喷淋储罐气相“干壁”，达到给“干壁”降温的目的。

以上这些安全装置能分别对储罐升压、罐壁“干壁”升温起到一定延缓作用，但储罐受热时内部液态介质温度分层不会很明显，而且安全阀开启一段时间温度分层会很快消除，整体过热度将会达到一个很高的值，当整体过热度到达一定程度时，容器仍然会破裂而发生介质整体爆沸的事故。其他常用的外部水喷淋、绝热保护层等储罐外部安全装置则因为易受外部作用而失效。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出了一种新式的液化气储罐安全防爆装置，当装有这种装置的储罐受到外部热侵袭时，安全装置在给储罐降压、储罐“干壁”降温的同时，还利用液化气储罐内介质的热分层机理，维持介质热分层，使内部介质分层泄放，降低储罐内介质的整体过热度，从而大大降低了储罐在受热侵袭时发生破裂失效或BLEVE的概率。

本发明的技术方案如下：

该安全装置主要由内层壳、内部喷淋系统和压力泄放系统组成。内层壳将储罐内部分割为核心区和环面区，内层壳的固定可以用内层壳和外层壳之间添加肋板或可调螺母的方式。内层壳顶部开有一个或多个具有防淋设计的通气孔，核心区和环面区的介质气相通过通气孔连通。内层壳底部有一个单向阀连通内、外介质液相，单向阀的开启方向为核心区向环面区；内部喷淋系统装在环面区，主要由导液管、流体泵和喷淋管组成，这三部分都可以选择固定在内层壳上。导液管入口端接于设在环面区底部液相中流体泵上，导液管出口端接喷淋管。喷淋管的布置保证喷出的流体全方位覆盖储罐外层壳内壁上部空间。

压力泄放系统设在核心区，主要由流体马达、安全阀、内部泄放管路组成，内部泄放管的入口端在核心区上部介质的气相区内，出口端接安全阀通往储罐外。内部泄放管的中段接于位于核心区底部流体马达；该流体马达通过传动轴与环面区的流体泵相连，流体马达由安全阀开启时的泄放气流驱动，从而带动流体泵。

本发明的有益效果是这种装置使储罐内介质在受外部热侵袭时，迅速形成外部高温分层区和内部过冷液体区并将这种分层较好的保持下去。利用这种装置，可以将外部输入的热量尽可能局限在环面区并通过安全阀的泄放尽快排出容器。另外，用安全阀泄放时的一部分能量驱动流体马达，从而带动流体泵将环面区下部的液体吸上并喷淋气相器壁。这样就达到了容器降压、降低介质整体过热度、容器内壁降温三个目的，大大降低了受热容器失效的机率和一旦失效后的后果严重度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明详细叙述本发明的具体实施例。

图1是本发明的结构示意图。

图2为内部喷淋系统正视图。

图中：1流体泵；2传动轴；3流体马达；4导液管；5内层壳；6通气孔；7喷淋管；8安全阀；9内部泄放管；10核心区；11环面区；

12外层壳；13单向阀。

具体实施方式

下面针对卧式圆筒形储罐，结合附图，详细叙述本发明的具体实施例。

在传统储罐的外层壳12内部增加了一内层壳5，形成一夹套容器。内层壳5中形成核心区10，内、外层壳之间形成环面区11。内层壳5最好采用隔热材料制作，在两层壳之间添加肋板或可调螺母的方式固定内层壳5。内层壳5在正上方附近开上通气孔6连通内外层介质气相，内层壳5正下方开大孔连通内外介质液相，上通气孔6采用防喷淋设计，下方大孔配合向外层开启的单向阀13。环面区11内装有喷淋系统，包括导液管4、流体泵1和喷淋管7，这三部分固定在内层壳5上，流体泵1在环面区11底部附近，喷淋管7在内层壳5正上方，可根据不同储罐选择不同形式，对于本实施例中的卧式储罐，可采用沿筒体的喷淋管形式，喷嘴对准正上方，覆盖角度要大。核心区10装有压力泄放系统，该系统包括内部泄放管9、流体马达3和安全阀8，内部泄放管9的入口在内层壳5上部介质的气相区，出口端接安全阀8，流体马达3在内层壳5底部附近，通过传动轴2与流体泵1相连接。

当储罐外部受热时，环面区11内的液体会迅速升温，而核心区的液体温度上升很慢，这使得较多的能量积聚在环面区11。环面区的迅速升温也使得储罐内压力迅速升高，使安全阀开启时间大大提前，从而及时把环面区积聚的能量排出储罐。在安全阀泄放时，外层发生气液共腾，液面会比内层高很多；同时安全阀泄放时的气流驱动液体喷淋罐壁，这些都使外层壳12的“干壁”得到较好的冷却。

这种安全装置将内部自喷淋冷却和降低内部能量积聚较好的结合在一起，能大大降低液化气储罐在热侵袭条件下破裂失效和发生BLEVE的概率。

储罐的其它附属装置如压力表、液位计、进出管道等在本安全装置描述中未涉及。考虑到该系统出现泄放故障的可能，储罐可安装备用安全阀。对于立式储罐和球罐，该安全装置仍然适用，仍然包括内层壳、内部喷淋系统、压力泄放系统，只是各自的形状构造根据实际情况作适当调节。

Claims (4)

1. 【权利要求1】一种常温压力液化气储罐的安全防爆装置，该装置包括内层壳(5)、内部喷淋系统和压力泄放系统，其特征在于：

   内层壳(5)将储罐内部分割为核心区(10)和环面区(11)，内层壳(5)顶部开有具有防淋设计的通气孔(6)，核心区(10)和环面区(11)的介质气相通过通气孔连通(6)；核心区(10)和环面区(11)底部由大孔相通并配合单向阀(13)，连通内、外介质液相，单向阀(13)的开启方向为核心区(10)向环面区(11)；内部喷淋系统装在环面区(11)，包括导液管(4)、流体泵(1)和喷淋管(7)，导液管(4)入口端接于设在环面区(11)底部液相中的流体泵(1)上，导液管(4)出口端接喷淋管喷淋管(7)；喷淋管的布置保证喷出的流体全方位覆盖储罐外层壳内壁上部空间；

   压力泄放系统设在核心区(10)，包括流体马达(3)、安全阀(8)、内部泄放管(9)，内部泄放管(9)的入口端在核心区(10)上部介质的气相区内，出口端接安全阀(8)通往储罐外；内部泄放管(9)的中段接于位于核心区(10)底部流体马达(3)；该流体马达(3)通过传动轴(2)与环面区(11)的流体泵(1)相连。
2. 【权利要求2】根据权利要求1所述的一种常温压力液化气储罐的安全防爆装置，其特征还在于：在外层壳(12)和内层壳(5)之间添加肋板或可调螺母的方式固定内层壳(5)。
3. 【权利要求3】根据权利要求1所述的一种常温压力液化气储罐的安全防爆装置，其特征还在于：内层壳(5)采用隔热材料制作。
4. 【权利要求4】根据权利要求1、2或3所述的一种常温压力液化气储罐的安全防爆装置，其特征还在于：导液管(4)、流体泵(1)和喷淋管(7)固定在内层壳(5)上。

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