CN108016570B - Cng运输船气瓶或瓶式容器编组单元的密封装置及编组单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CNG运输船天然气存储系统的密封装置，设置在天然气存储系统中气瓶或瓶式容器编组单元的底部和/或顶部，包括与气瓶或瓶式容器编组单元中各气瓶或瓶式容器底部相连并填充有保护气体的排污管路密封箱和/或与气瓶或瓶式容器编组单元中各气瓶或瓶式容器顶部相连并填充有保护气体的装卸气管路密封箱；所述排污管路、装卸气管路位于对应的密封箱内，而配套的控制阀门位于该气瓶或瓶式容器编组单元的外部。本发明还公开了带有上述密封装置的编组单元。本发明通过设置排污管路密封箱以及装卸气管路密封箱分别将排污管路及装卸气管路进行密封并填充保护气体，去掉气瓶根阀，减少泄露点，保证了整个天然气存储系统的安全。

Description

CNG运输船气瓶或瓶式容器编组单元的密封装置及编组单元

技术领域

本发明属于压缩气体海上运输系统，涉及一种CNG 运输船，尤其是一种CNG运输船气瓶或瓶式容器编组单元的密封装置及带有上述密封装置的气瓶或瓶式容器编组单元。

背景技术

压缩天然气（CNG）运输船是指运送压缩天然气的货船，由于无需液化装置和再气化终端等昂贵的设备，有利于降低船运成本，因此日益受到青睐。

美国恩朗液化天然气发展有限公司在中国申请的申请为96191260.X的专利公开了一种压缩天然气船运系统，其在船上设置了压缩气体储存容器，每个压缩气体储存容器包括3~30个气瓶，气瓶以垂直方向安装在船舱内，船舱用舱口盖盖住，以防在海水进入，上述系统中将气瓶和管路全部用舱盖盖住，增加了危险气体泄漏到货舱内的风险，以及危险气体在货舱内滞留的风险，另一方面管路与气瓶同时设置在舱内，空间狭小，增加了管路维护和检修的难度，尤其是当管路系统设置多个系统时，比如装卸气管路系统、安全排放管路系统。由于采集的天然气中可能夹杂着其它杂质成分，气瓶使用一端时间后，在瓶底会残留一些液体或大分子量的气体，需要及时排出，以免降低天然气的纯度。

本申请人在先申请的申请号为201510348091.2的专利公开了一种CNG安全高效运输船气货系统，其排污管路和进出气管路通过伸出舱盖的上端塞组件、管路及配套的根阀与各个气瓶实现通、断连接实现排污，由于为每个气瓶加入根阀大大增加了成本，而高压瓶阀的连接方式为螺纹连接，大量螺纹连接点成为泄露点，增加了整个系统的泄露风险。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种CNG运输船气瓶或瓶式容器编组单元的密封装置及编组单元，通过对气瓶或瓶式容器编组单元底部及顶部设置密封箱并填充保护气体，对气瓶或瓶式容器潜在的泄漏点进行防护，保证了整个瓶组单元的安全。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种CNG运输船气瓶或瓶式容器编组单元的密封装置，设置在CNG运输船天然气存储系统中气瓶或瓶式容器编组单元的底部和/或顶部，关键在于：包括与气瓶或瓶式容器编组单元中各气瓶或瓶式容器底部相连并填充有保护气体的排污管路密封箱和/或与气瓶或瓶式容器编组单元中各气瓶或瓶式容器顶部相连并填充有保护气体的装卸气管路密封箱；所述排污管路位于排污管路密封箱内、与排污管路配套的控制阀门位于该气瓶或瓶式容器编组单元的外部，所述装卸气管路位于装卸气管路密封箱、与装卸气管路配套的控制阀门位于该气瓶或瓶式容器编组单元的外部。

进一步的，所述排污管路密封箱中包括与气瓶或瓶式容器编组单元中各气瓶或瓶式容器相连的连接板以及与连接板固定的底罩。

进一步的，在所述气瓶或瓶式容器下端螺纹连接具有球面凸台的球面法兰，在连接板上焊接与球面法兰具有相对转动配合的锥形孔座，在球面法兰与锥形孔座间设置有气瓶或瓶式容器的摆动限位机构；所述摆动限位机构中包括与球面法兰固定连接并穿过连接板的预紧螺栓、固定在预紧螺栓上的螺母及限位在连接板底面与螺母之间的蝶形弹簧。

进一步的，在球面法兰与连接板之间设置有密封结构，所述密封结构中包括设置在球面法兰与连接板顶面之间的第一密封垫圈以及套装在预紧螺栓上并位于蝶形弹簧与连接板之间的第二密封垫圈。

进一步的，所述排污管路和装卸气管路借助预制管件焊接而成。

进一步的，在排污管路密封箱和装卸气管路密封箱上均固定有与其连通的保护气体充放气管道，在保护气体充放气管道的端部设有气体成分检测口和保护气体充放气口。

进一步的，所述装卸气管路密封箱包括与借助螺栓与气瓶或瓶式容器顶部的连接法兰相连的底板以及固定在底板上方的保护罩，所述连接法兰与底板间设置有装卸气密封垫圈。

进一步的，在所述装卸气管路密封箱和排污管路密封箱间设有定位调整装置，所述定位调整装置中包括竖直向的中间板、两端分别与中间板和排污管路密封箱铰接的两个连接杆及一端与中间板铰接、另一端穿过装卸气管路密封箱的底板与调整螺母相连的两个位置调整杆。

另外，本发明还提供了一种气瓶或瓶式容器编组单元，关键在于：具有上述的密封装置。

进一步的，排污管路和装卸气管路位于同一密封箱内。

本发明的有益技术效果是：1、将除排污口外的排污管路设置于排污管路密封箱内并在排污管路密封箱内填充保护气体，能够保证整个系统的安全；

2、一个气瓶或瓶式容器编组单元的排污管路仅在排污口处设置一个控制阀门，减少了成本和泄露点；

3、排污管路密封箱与气瓶或瓶式容器之间具有相对的摆动自由度，有利于气瓶或瓶式容器编组时气瓶或瓶式容器位置的微调以及船舶在海上波动时气瓶或瓶式容器底部的随船摆动；3、排污管路位于排污管路密封箱外的部分位于保护气体充放气管道内实现了整体排污管路的保护；

4、保护气体充放气管道设置了保护气体充气口及气体检测口，实现了实时气体成分检测及保护气体的充放，以保证系统安全；

5、在气瓶或瓶式容器编组单元顶部设置装卸气管路密封箱，整个装卸气管路位于填充保护气体的密封箱内，进一步提高了整个系统的安全性，并且一个气瓶或瓶式容器编组单元的装卸气管路仅在装卸气口处设置一个控制阀门，大大减少了成本和泄露点；

6、在装卸气管路密封箱和排污管路密封箱间设有定位调整装置，使得装卸气管路密封箱、排污管路密封箱及处于装卸气管路密封箱和排污管路密封箱之间的气瓶或瓶式容器形成一个整体，实现气瓶或瓶式容器定位、整体加固的作用；

7、排污管路及装卸气管路采用预制管件焊接而成，整体结构稳定，气密程度高，无泄露点。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明CNG运输船气瓶或瓶式容器编组单元的密封装置中排污管路密封箱的结构示意图；

图2是图1中M处的局部放大图；

图3是本发明CNG运输船气瓶或瓶式容器编组单元的密封装置中装卸气管路密封箱的结构示意图；

图4是图3中N处的局部放大图；

图5是图4中调节螺母的结构示意图；

图6是本发明气瓶或瓶式容器编组单元的结构示意图；

图7是图6的俯视图；

图8是图6去除排污管路密封箱的底罩后的仰视图。

在附图中：1是气瓶或瓶式容器，2是排污管路密封箱，2-1是连接板，2-2是底罩，2-3是隔板，3是球面法兰，4是锥形孔座，5是预紧螺栓，6是第一密封垫圈，7是蝶形弹簧，8是第二密封垫圈，9是保护气体充放气管道，10是装卸气管路密封箱，10-1是底板，10-2是保护罩，11是连接法兰，12是装卸气密封垫圈，13是连接杆，14是中间板，15是位置调整杆，16是调整螺母，17是调节螺母，18是定位销，A代表排污管路，B代表装卸气管路。

具体实施方式

参见附图6，本发明提供了一种CNG运输船气瓶或瓶式容器编组单元的密封装置，设置在CNG运输船天然气存储系统中气瓶或瓶式容器编组单元的底部和/或顶部，关键在于：包括与气瓶或瓶式容器编组单元中各气瓶或瓶式容器1底部相连并填充有保护气体的排污管路密封箱2和/或与气瓶或瓶式容器编组单元中各气瓶或瓶式容器1顶部相连并填充有保护气体的装卸气管路密封箱10；所述排污管路A位于排污管路密封箱2内、与排污管路A配套的控制阀门位于该气瓶或瓶式容器编组单元的外部，所述装卸气管路B位于装卸气管路密封箱10、与装卸气管路B配套的控制阀门位于该气瓶或瓶式容器编组单元的外部。

通过设置排污管路密封箱2、装卸气管路密封箱10并填充保护气体，使得排污管路A除排污口外、装卸气管路B除装卸气口及安全排放口外均位于对应密封箱内，实现对潜在泄漏点的防护。上述填充保护气体优先选用氮气。

参见附图1、2和8，上述排污管路密封箱2中包括与气瓶或瓶式容器编组单元中各气瓶或瓶式容器1相连的连接板2-1、与连接板2-1固定的底罩2-2及固定在连接板2-1和底罩2-2间的隔板2-3。隔板2-3内设置有多个供气体通过的通气孔以及供排污管路A穿过的穿过孔，在穿过孔与排污管路A的穿过处设置有橡胶缓冲套，防止运输船在波动过程中排污管路A与隔板2-3直接接触。

在上述气瓶或瓶式容器1下端螺纹连接具有球面凸台的球面法兰3，在连接板2-1上焊接与球面法兰3具有相对转动配合的锥形孔座4，在球面法兰3与锥形孔座4间设置有气瓶或瓶式容器的摆动限位机构。球面法兰3与气瓶或瓶式容器1间设有密封圈。

上述的摆动限位机构中包括与球面法兰3固定连接并穿过连接板2-1的预紧螺栓5、固定在预紧螺栓5上的螺母及限位在连接板2-1底面与螺母之间的蝶形弹簧7。

在球面法兰3与连接板2-1之间设置有密封结构，上述密封结构中包括设置在球面法兰3与连接板2-1顶面之间的第一密封垫圈6以及套装在预紧螺栓5上并位于蝶形弹簧7与连接板2-1之间的第二密封垫圈8。

参见附图3和7，在气瓶或瓶式容器编组单元中各气瓶或瓶式容器1上方设置有与其相通的装卸气管路B、连接在装卸气管路B上的控制阀门。上述气瓶或瓶式容器编组单元中各气瓶或瓶式容器顶部的端塞及装卸气管路B位于装卸气管路密封箱10内，装卸气管路B的装卸气口及配套安全排放口位于装卸气管路密封箱10外部，上述装卸气管路密封箱10包括与借助螺栓与气瓶或瓶式容器顶部的连接法兰11相连的底板10-1以及固定在底板10-1上方的保护罩10-2，上述底板10-1位于连接法兰11的下方并在连接法兰11与底板10-1间设置有装卸气密封垫圈12。在装卸气管路密封箱10内亦可设置与排污管路密封箱2中隔板2-3结构类似的隔板。

参见附图4和5，由于气瓶或瓶式容器编组单元体积较大、且气瓶或瓶式容器1存在制造误差及底板10-1的平整度问题，编组单元中各气瓶或瓶式容器1难以同时固定在同一底板10-1上。为此在具体实施时，在气瓶或瓶式容器1的顶部螺纹连接调节螺母17。连接法兰11被限定在调节螺母17和底板10-1之间。通过调整调节螺母17，连接法兰11可以上下移动以解决气瓶或瓶式容器1的制造误差及底板10-1的平整度问题。更具体地，调节螺母17的周边均匀设置有定位齿，当调节螺母17调整好使连接法兰11与底板10-1压紧后在连接法兰11上螺栓固定定位销18，定位销18位于调节螺母17的定位齿内防止调节螺母17松动。通过设置调节螺母17及定位销18，使得编组单元中各气瓶或瓶式容器1与底板10-1均可实现稳定的密封连接。

参见附图1和6，在排污管路密封箱2和装卸气管路密封箱10外均固定有与其连通的保护气体充放气管道9。在保护气体充放气管道9的末端设置有两个接口，一个是充放气接口，另一个是气体成分检测接口。当检测到排污管路密封箱2内可燃气较多时，则通过充放气接口将排污管路密封箱2内的气体排空并加入新的纯净保护气体。若检测到时可燃气体成分增加速度超过一定值，考虑是否有泄漏情况产生。

在具体实施时，为方便对装卸气管路密封箱10进行充放气及成分检测，保护气体充放气管道9向上延伸并穿过装卸气管路密封箱10。上述排污管路A位于排污管路密封箱2外部的部分位于保护气体充放气管道9内并与保护气体充放气管道9端部密封连接。排污管路A位于排污管路密封箱2外部的部分位于保护气体充放气管道9内实现了排污管路A的所有地方的密封，达到了密封排污管路A的目的。

参见附图6，在上述装卸气管路密封箱10和排污管路密封箱2间设有定位调整装置，上述定位调整装置中包括竖直向的中间板14、两端分别与中间板14和排污管路密封箱2铰接的连接杆13及一端与中间板14铰接、另一端穿过装卸气管路密封箱10的底板10-1与调整螺母16相连的位置调整杆15。通过设置定位调整装置实现了装卸气管路密封箱10和排污管路密封箱2之间的连接。具体实施时，定位调整装置在装卸气管路密封箱10和排污管路密封箱2之间的四个面内均有设置，实现对气瓶或瓶式容器的定位调整。

参见附图6-8，本发明还提供了一种气瓶或瓶式容器编组单元，具有上述的密封装置。排污管路A和装卸气管路B还可以设置于同一密封箱内，此时排污管路A和装卸气管路B均位于编组单元上方。CNG运输船天然气存储系统可以有一个或者多个气瓶或瓶式容器编组单元。

Claims (8)

1.一种CNG运输船气瓶或瓶式容器编组单元的密封装置，设置在CNG运输船天然气存储系统中气瓶或瓶式容器编组单元的底部和/或顶部，其特征在于：包括与气瓶或瓶式容器编组单元中各气瓶或瓶式容器（1）底部相连并填充有保护气体的排污管路密封箱（2）和/或与气瓶或瓶式容器编组单元中各气瓶或瓶式容器（1）顶部相连并填充有保护气体的装卸气管路密封箱（10）；所述排污管路（A）位于排污管路密封箱（2）内、与排污管路（A）配套的控制阀门位于该气瓶或瓶式容器编组单元的外部，所述装卸气管路（B）位于装卸气管路密封箱（10）、与装卸气管路（B）配套的控制阀门位于该气瓶或瓶式容器编组单元的外部；所述排污管路密封箱（2）中包括与气瓶或瓶式容器编组单元中各气瓶或瓶式容器（1）相连的连接板（2-1）以及与连接板（2-1）固定的底罩（2-2）；

在所述气瓶或瓶式容器（1）下端螺纹连接具有球面凸台的球面法兰（3），在连接板（2-1）上焊接与球面法兰（3）具有相对转动配合的锥形孔座（4），在球面法兰（3）与锥形孔座（4）间设置有气瓶或瓶式容器的摆动限位机构；所述摆动限位机构中包括与球面法兰（3）固定连接并穿过连接板（2-1）的预紧螺栓（5）、固定在预紧螺栓（5）上的螺母及限位在连接板（2-1）底面与螺母之间的蝶形弹簧（7）。

2.根据权利要求1所述的CNG运输船气瓶或瓶式容器编组单元的密封装置，其特征在于：在球面法兰（3）与连接板（2-1）之间设置有密封结构，所述密封结构中包括设置在球面法兰（3）与连接板（2-1）顶面之间的第一密封垫圈（6）以及套装在预紧螺栓（5）上并位于蝶形弹簧（7）与连接板（2-1）之间的第二密封垫圈（8）。

3.根据权利要求1所述的CNG运输船气瓶或瓶式容器编组单元的密封装置，其特征在于：所述排污管路（A）和装卸气管路（B）借助预制管件焊接而成。

4.根据权利要求1所述的CNG运输船气瓶或瓶式容器编组单元的密封装置，其特征在于：在排污管路密封箱（2）和装卸气管路密封箱（10）上均固定有与其连通的保护气体充放气管道（9），在保护气体充放气管道（9）的端部设有气体成分检测口和保护气体充放气口。

5.根据权利要求1所述的CNG运输船气瓶或瓶式容器编组单元的密封装置，其特征在于：所述装卸气管路密封箱（10）包括与借助螺栓与气瓶或瓶式容器顶部的连接法兰（11）相连的底板（10-1）以及固定在底板（10-1）上方的保护罩（10-2），所述连接法兰（11）与底板（10-1）间设置有装卸气密封垫圈（12）。

6.根据权利要求1-5任一项所述的CNG运输船气瓶或瓶式容器编组单元的密封装置，其特征在于：在所述装卸气管路密封箱（10）和排污管路密封箱（2）间设有定位调整装置，所述定位调整装置中包括竖直向的中间板（14）、两端分别与中间板（14）和排污管路密封箱（2）铰接的两个连接杆（13）及一端与中间板（14）铰接、另一端穿过装卸气管路密封箱（10）的底板（10-1）与调整螺母（16）相连的两个位置调整杆（15）。

7.一种气瓶或瓶式容器编组单元，其特征在于：具有权利要求1-6任一项所述的密封装置。

8.根据权利要求7所述的气瓶或瓶式容器编组单元，其特征在于：排污管路（A）和装卸气管路（B）位于同一密封箱内。