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高真空多层绝热卧式低温液化气体储罐内支承结构
    【技术领域】

    本发明涉及的是一种低温液化气体储罐内支承结构，特别是一种适合小间距高真空多层绝热卧式低温液化气体储罐和具有最大装载率、优越的抗冲击与隔热能力的高真空多层绝热卧式低温液化气体储罐内支承结构。属于低温工程技术领域。

    背景技术

    在低温工程技术领域中，低温液化气体指-160℃以下以液化气体形式存在的气体，例如液氧、液氮、液氩、液氢、液氦、液化气体甲烷及LNG等。由于这类气体的液态体积比气态缩小600倍左右，因此往往以液态的方式储运。运输低温液化气体的设备(槽车和罐式集装箱)上的储罐是由内胆和外壳组成的双层结构，内胆和外壳之间是高真空多层绝热夹层，内胆和外壳通过内支承结构连接。在高真空多层绝热储罐中，内外壳的内支承结构既要能够承受由于液体负荷、储罐重量以及相应冲击加速度所产生的力，还必须尽可能减少内支承结构所引起的漏热量，所以内支承结构是低温储罐设计的关键。已有技术中，国内外目前采用的卧式低温储罐上内支承结构有：1)内胆与外壳直筒体间的绝热垫块结构，但不能有效解决高真空多层绝热间距小引起支承漏热量大的矛盾及内胆热胀冷缩所引起的高真空多层绝热层的破坏或间断；2)内外封头间不锈钢套管结构，制作困难、内外封头的间距大及抗冲击能力差，且漏热量比较大；3)吊拉带结构，不能有效解决热胀冷缩引起的抗冲击能力下降问题；4)专利号为ZL00216678.X的低温容器抗强冲击支承结构地实用新型专利，要求封头间距大及常温转入低温时接触间隙增大，抗冲击水平降低。随着我国低温液化气体储罐运输的发展，根据运输法规的要求，储运设备都有最大的外形尺寸限制，在限制了最大外形尺寸的情况下，储运设备能装运介质的有效容积随真空绝热层厚度的减小而增大。所以在特定的尺寸范围内如何有效的提高低温液化气体的储存容积及提高隔热与抗冲击水平，是设计者们所追求的目标，现有的内支承结构都存在不足。

    【发明内容】

    为克服已有技术的不足和缺陷，本发明采用有限元分析软件，设计一种最大装载率下满足受力和漏热量要求的内支承结构，在液化气体储罐二端封头内采用内封头中部反置小封头形成左径向支承结构、右径向支承结构与轴向支承结构的高真空多层绝热卧式低温液化气体储罐内支承结构。包括外壳左封头、外壳左封头加强板、内胆左封头、内胆左封头加强板、左过渡接筒、左补强板、左加强筒、左加强板、左玻璃钢支承管、左封板、不锈钢支承轴、锁紧螺帽、左反置小封头、左径向玻璃钢支承盘、右轴向玻璃钢垫块、左轴向玻璃钢垫块、左径向玻璃钢支承盘左固定环、左径向玻璃钢支承盘右固定环、右径向玻璃钢支承盘、右反置小封头、工艺管、右径向玻璃钢支承盘右固定环、右径向玻璃钢支承盘左固定环、外壳右封头、外壳右封头加强板、内胆右封头、内胆右封头加强板、右过渡接筒、右补强板、右加强筒、右加强板、右玻璃钢支承管、右封板、内直筒体和外直筒体。外壳左封头、外壳左封头加强板、左补强板、左加强筒、左加强板和左玻璃钢支承管相互焊接在一起形成左外封头体；内胆左封头、左过渡接筒、内胆左封头加强板、左反置小封头、左径向玻璃钢支承盘右固定环和不锈钢支承轴相互焊接在一起形成左内封头体；外壳右封头、外壳右封头加强板、右补强板、右加强筒、右加强板和右玻璃钢支承管相互焊接在一起形成右外封头体；内胆右封头、右过渡接筒、右反置小封头、工艺管、右径向玻璃钢支承盘左固定环和内胆右封头加强板相互焊接在一起形成右内封头体。右外封头体和外直筒体一端焊接形成外壳组合段；左内封头体、右内封头体和内直筒体相互焊接在一起形成内胆。右径向玻璃钢支承盘套入右过渡接筒内，紧贴右径向玻璃钢支承盘左固定环，再套入右径向玻璃钢支承盘右固定环，用专用工装轴向压紧右径向玻璃钢支承盘右固定环，右径向玻璃钢支承盘右固定环与右过渡接筒角焊接，外壳组合段上右玻璃钢支承管套入右径向玻璃钢支承盘内；左径向玻璃钢支承盘套入左过渡接筒内，紧贴左径向玻璃钢支承盘右固定环，再套入左径向玻璃钢支承盘左固定环，用专用工装轴向压紧左径向玻璃钢支承盘左固定环，左径向玻璃钢支承盘左固定环与左过渡接筒角焊接，右轴向玻璃钢垫块套在不锈钢支承轴上，左外封头体套入左径向玻璃钢支承盘内，左外封头体上的外壳左封头与外壳组合段焊接；左轴向玻璃钢垫块套入左玻璃钢支承管内，用锁紧螺帽旋到不锈钢支承轴上来压紧左轴向玻璃钢垫块与右轴向玻璃钢垫块，锁紧螺帽与不锈钢支承轴角焊接。左封板与左补强板角焊接，右补强板与右封板角焊接。

    本发明的内支承结构仅设置在储罐两端的内外封头之间，能承受径向载荷和轴向载荷，该内支承结构受力与隔热特性好，结构可靠性高，易实现受力与隔热的可控设计，低温液化气体的装载率大，有利于高真空多层包扎，是与卧式高真空多层绝热低温液化气体储罐相匹配的内支承结构。二端内外封头体间的玻璃钢支承盘承受径向载荷和切断漏热，双向玻璃钢垫块承受轴向载荷和切断漏热；通过有限元分析及试验验证径向玻璃钢支承盘内外圈接触间隙具有自调节能力，即该径向玻璃钢支承盘内外圈接触间隙从常温变到低温时变化很小，大大改进了径向的抗冲击能力，有利于常温下的装配及间隙控制；充分利用了玻璃钢抗压强度与导热系数的比值大与接触热阻的特性，使该径向支承耐径向力的能力大，而漏热又小；通过内封头体上向内胆延伸的不锈钢过渡接筒和反置小封头来加长轴向玻璃钢压块的长度，降低轴向支承的漏热，带轴向支承端的封头间隙只要满足管子引出时结构需要，所以封头间隙达到了最小，提高了有效空间内的储液体积。该发明具有显著的社会效益和经济效益。

    【附图说明】

    图1是本发明高真空多层绝热卧式低温液化气体储罐内支承结构示意图。

    图中1是外壳左封头、2是外壳左封头加强板、3是内胆左封头、4是内胆左封头加强板、5是左过渡接筒、6是左补强板、7是左加强筒、8是左加强板、9是左玻璃钢支承管、10是左封板、11是不锈钢支承轴、12是锁紧螺帽、13是左反置小封头、14是左径向玻璃钢支承盘、15是右轴向玻璃钢垫块、16是左轴向玻璃钢垫块、17是左径向玻璃钢支承盘左固定环、18是左径向玻璃钢支承盘右固定环、19是右径向玻璃钢支承盘、20是右反置小封头、21是工艺管、22是右径向玻璃钢支承盘右固定环、23是右径向玻璃钢支承盘左固定环、24是外壳右封头、25是外壳右封头加强板、26是内胆右封头、27是内胆右封头加强板、28是右过渡接筒、29是右补强板、30是右加强筒、31是右加强板、32是右玻璃钢支承管、33是右封板、34是内直筒体、35是外直筒体。

    具体实施方式：

    下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。

    如图1所示，本发明包括外壳左封头1、外壳左封头加强板2、内胆左封头3、内胆左封头加强板4、左过渡接筒5、左补强板6、左加强筒7、左加强板8、左玻璃钢支承管9、左封板10、不锈钢支承轴11、锁紧螺帽12、左反置小封头13、左径向玻璃钢支承盘14、右轴向玻璃钢垫块15、左轴向玻璃钢垫块16、左径向玻璃钢支承盘左固定环17、左径向玻璃钢支承盘右固定环18、右径向玻璃钢支承盘19、右反置小封头20、工艺管21、右径向玻璃钢支承盘右固定环22、右径向玻璃钢支承盘左固定环23、外壳右封头24、外壳右封头加强板25、内胆右封头26、内胆右封头加强板27、右过渡接筒28、右补强板29、右加强筒30、右加强板31、右玻璃钢支承管32、右封板33、内直筒体34和外直筒体35。外壳左封头1、外壳左封头加强板2、左补强板6、左加强筒7、左加强板8和左玻璃钢支承管9相互焊接在一起形成左外封头体；内胆左封头3、左过渡接筒5、内胆左封头加强板4、左反置小封头13、左径向玻璃钢支承盘右固定环18和不锈钢支承轴11相互焊接在一起形成左内封头体；外壳右封头24、外壳右封头加强板25、右补强板29、右加强筒30、右加强板31和右玻璃钢支承管32相互焊接在一起形成右外封头体；内胆右封头26、右过渡接筒28、右反置小封头20、工艺管21、右径向玻璃钢支承盘左固定环23和内胆右封头加强板27相互焊接在一起形成右内封头体。左外封头体、左内封头体、左径向玻璃钢支承盘14与左径向玻璃钢支承盘左固定环17构成左径向支承结构；右外封头体、右内封头体、右径向玻璃钢支承盘19与右径向玻璃钢支承盘右固定环22构成右径向支承结构；左外封头体、左内封头体、右轴向玻璃钢垫块15、左轴向玻璃钢垫块16与锁紧螺帽12构成轴向支承结构。右外封头体和外直筒体35一端焊接形成外壳组合段；左内封头体、右内封头体和内直筒体34相互焊接在一起形成内胆。右径向玻璃钢支承盘19套入右过渡接筒28内，紧贴右径向玻璃钢支承盘左固定环23，再套入右径向玻璃钢支承盘右固定环22，用专用工装轴向压紧右径向玻璃钢支承盘右固定环22，右径向玻璃钢支承盘右固定环22与右过渡接筒28角焊接，外壳组合段上右玻璃钢支承管32套入右径向玻璃钢支承盘19内；左径向玻璃钢支承盘14套入左过渡接筒5内，紧贴左径向玻璃钢支承盘右固定环18，再套入左径向玻璃钢支承盘左固定环17，用专用工装轴向压紧左径向玻璃钢支承盘左固定环17，左径向玻璃钢支承盘左固定环17与左过渡接筒5角焊接，右轴向玻璃钢垫块15套在不锈钢支承轴11上，左外封头体套入左径向玻璃钢支承盘14内，左外封头体上的外壳左封头1与外壳组合段焊接；左轴向玻璃钢垫块16套入左玻璃钢支承管9内，锁紧螺帽12旋到不锈钢支承轴11上来压紧左轴向玻璃钢垫块16与右轴向玻璃钢垫块15，锁紧螺帽12与不锈钢支承轴11角焊接。左封板10与左补强板6角焊接，右补强板29与右封板33角焊接。