具有滑動套環支撐機構的立式低溫儲罐的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種立式低溫儲罐，特別是涉及一種采用滑動套環支撐結構的立式低溫儲罐，屬于低溫工程技術領域。
【背景技術】
[0002]液態氧氮氬和LNG等液體處于極低的溫度，與環境溫度存在著超過200°C的大溫差，儲存這些低溫液體時，需要盡可能減少外界熱量侵入從而導致低溫液體蒸發損失，這對儲存低溫液體的設備提出了極高的要求。工程上通常采用雙層罐來儲存低溫液體，雙層罐由內外雙層容器組成，內外容器之間的夾層空間填充絕熱材料。夾層間的支撐結構是低溫儲罐的核心部件，連接內外容器的支撐結構不僅要承受內容器本身以及所盛裝液體介質的重量，還要抵抗來自外載荷的沖擊；同時，通過支撐結構的傳熱不能過大，以保證低溫儲罐整體漏熱滿足絕熱要求。
[0003]對于立式低溫儲罐的夾層支撐結構，除了在儲罐下部設置支撐管或吊帶以承受內容器重量以外，還需要在儲罐上部設置支撐件來滿足運輸的需要以及抵抗風載或地震載荷對內容器的影響。目前，立式儲罐上部的支撐結構主要有兩種型式:橫拉帶式和徑向支撐管式。橫拉帶式支撐結構是指在儲罐夾層空間的上半部分的合適位置安放橫拉帶，橫拉帶的兩端焊接在外筒體加強圈上，橫拉帶的中間部位直接焊接在內容器上，橫拉帶的個數一般為三至四個。這種結構可以保證儲罐運輸時的安全性，也有一定的抗風載和地震載荷的能力，但由于橫拉帶與內外容器之間采用了直接焊接的方式，導致柔性不足，內容器在盛裝低溫液體時遇冷收縮，內容器收縮變形時拉動橫拉帶產生很大的熱應力，連接處極易發生破壞。儲罐越高，內容器收縮量就越大，橫拉帶被拉斷的可能性就越大。在工程中已有多例橫拉帶被拉斷的事故。對于橫拉帶式支撐結構，由于橫拉帶的個數較多，因此漏熱也較大。徑向支撐管式支撐結構是在夾層空間的上部設置由低熱導率材料(玻璃鋼等)制作的徑向支撐管，徑向支撐管一端處于外容器的卡槽內，另外一端直接與內容器接觸。這種支撐結構不會限制內容器的軸向位移和徑向收縮，因此不會產生熱應力，而且漏熱也較小。該支撐結構也有著顯著的缺點:一方面，安裝徑向支撐管時需要在外容器上開孔，還需要特殊的工裝設備來配合完成安裝，增加了制造的時間和難度；另一方面，徑向支撐管價格昂貴，產品質M不穩定。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是，針對上述現有技術的不足，提供一種具有滑動套環支撐機構的立式低溫儲罐。該低溫儲罐采用具有支撐管和滑動套環的支撐機構，不僅能夠滿足儲罐運輸時的強度要求，而且儲罐內容器在低溫狀態下可以不受限制的自由收縮，不會產生額外的熱應力。
[0005]本發明具有滑動套環支撐機構的立式低溫儲罐所采用的技術方案如下:
本發明具有滑動套環支撐機構的立式低溫儲罐，包括罐體和支腿，支腿設置在罐體下部，其特征在于:所述罐體包括外容器、內容器、加強圈、支撐管和滑動套環支撐機構，內容器設置在外容器內部，在外容器與內容器之間形成封閉的夾層空間，加強圈和滑動套環支撐機構均設置在夾層空間內；支撐管設置在夾層空間下部，滑動套環支撐機構設置在夾層空間上部，滑動套環支撐機構的外部與加強圈相連接，滑動套環支撐機構的內部與內容器外表面相貼合，加強圈與外容器相連。支腿用于對罐體進行支撐固定，通過將罐體設置成包括外容器、內容器、加強圈和支撐機構的結構形式，內容器用于對溶液進行儲存，外容器用于對內容器進行絕熱保護，滑動套環支撐機構與加強圈相配合將內容器固定在外容器內。支撐管用于承受內容器及儲存在內容器內液體介質的重量，滑動套環支撐機構可以在儲罐臥式運輸時承擔內容器的重量。
[0006]作為本發明的優選方案，所述支撐管的數量為三個，三個支撐管呈環狀設置在夾層空間內，且支撐管的上部與內容器外壁固定連接，支撐管下端與外容器底部固定連接。三個支撐管形成三角形布局的形式設置在內容器外側，保證了對內容器的支撐穩定性。
[0007]作為本發明的優選方案，所述加強圈上下間隔設置在夾層空間內，每個加強圈的外側均與外容器內壁固定連接；在位于最上部的加強圈內側設置有一組滑動套環支撐機構。通過設置一組滑動套環支撐機構，一方面可以起到很好的支撐作用，另一方面可以盡量避免熱量從內容器經滑動套環支撐機構和加強圈向外容器傳遞，從而保證了罐體的絕熱效果O
[0008]作為本發明的優選方案，所述滑動套環支撐機構包括滑動套環和至少兩條橫拉帶，滑動套環套置在內容器外壁上，橫拉帶中部與滑動套環固定連接，橫拉帶兩端與加強圈固定連接。橫拉帶將加強圈和滑動套環連接成一個整體，使內容器與外筒體之間連接穩定。
[0009]作為本發明的優選方案，所述滑動套環包括半圓形卡環和緊固螺栓，半圓形卡環的數量為兩個，兩個半圓形卡環相對設置且形狀相互吻合，在兩個半圓形卡環的端口處通過緊固螺栓進行連接固定。兩個半圓形卡環分別相對以抱箍形式卡在內容器外壁上，并通過緊固螺栓進行連接，從而形成一個圓形的滑動套環套設在內容器外壁上，由于滑動套環是套設在內容器外壁上，從而不會影響內容器在受溫度影響時發生的形狀變化。
[0010]作為本發明的優選方案，所述半圓形卡環由環片和設置在環片兩端的連接耳片組成，在連接耳片上設置有緊固螺栓安裝孔，緊固螺栓穿入緊固螺栓安裝孔內將相對設置的連接耳片進行鎖緊固定。環片由于其具有一定的寬度，一方面與內容器外壁的接觸性好，另一方面對內容器具有很好支撐保護效果。連接耳片與環片一體式成形，連接耳片設置在環片的相對外側，通過設置連接耳片可以將兩環片進行穩定的鎖緊連接，防止環片松脫。
[0011]作為本發明的優選方案，所述橫拉帶包括第一連接段、第二連接段和第三連接段，第一連接段與第二連接段和第三連接段扭轉式連接，第一連接段與第二連接段、第二連接段與第三連接段之間的扭轉夾角為90度；第一連接段和第三連接段與加強圈上表面固定連接，第二連接段與環片外側固定連接。橫拉帶用于將加強圈和滑動套環進行連接，通過將橫拉帶設置成由第一連接段、第二連接段和第三連接段采用扭轉式連接方式，可以增加使橫拉帶與加強圈和滑動套環的焊接面積，使連接更加穩固。
[0012]作為本發明的優選方案，所述外容器由第一直筒段、第一上封頭和第一下封頭組成，第一上封頭和第一下封頭分別設置在第一直筒段的上下兩端并與第一直筒段密封連接；所述內容器由第二直筒段、第二上封頭和第二下封頭組成，第二上封頭和第二下封頭分別設置在第二直筒段的上下兩端并與第二直筒段密封連接；環片緊貼在第二直筒段外壁上，加強圈與第一直筒段內壁焊接連接；支撐管上部內側與第二直筒段外壁焊接連接，支撐管下端與第一下封頭內壁焊接連接；橫拉帶的第一連接段和第三連接段與加強圈上表面焊接連接，第二連接段與環片外壁焊接連接。
[0013]作為本發明的優選方案，所述環片、連接耳片、橫拉帶為不銹鋼材質環片、不銹鋼材質連接耳片和不銹鋼材質橫拉帶。不銹鋼材質具有很好的耐蝕性、韌性和可焊性。
[0014]作為本發明的優選方案，在外容器與內容器之間設置有絕熱層，所述絕熱層為珍珠巖材料絕熱層。通過在外容器與內容器之間設置絕熱層，可以進一步減少外界熱量侵入內容器，從而避免了低溫液體蒸發所產生的損失。
[0015]綜上所述，本發明具有支撐機構的立式低溫儲罐的優點是:結構安全可靠，制造安裝難度小，簡潔方便；
由于采用了具有支撐管和滑動套環組件的支撐機構，受力均勻，減少了橫拉帶的使用個數，降低了漏熱量，提高了低溫儲罐的絕熱性能。滑動套環結構制作簡單快捷，穩定可靠，降低了儲罐的生產周期，提高了生產效率；
內容器溫度降低發生收縮時，不會受到滑動套環的制約，消除了溫度變化產生的熱應力，提高了儲罐安全性，延長了儲罐的使用壽命。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明具有滑動套環支撐機構的立式低溫儲罐的總體示意圖。
[0017]圖2是本發明具有滑動套環支撐機構的立式低溫儲罐的立體示意圖。
[0018]圖3是本發明具有滑動套環支撐機構的立式低溫儲罐的滑動套環支撐機構示意圖。
[0019]圖4是本發明具有滑動套環支撐機構的立式低溫儲罐的橫拉帶的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖1至4所示，本發明具有滑動套環支撐機構的立式低溫儲罐，包括罐體和支腿1，支腿I設置在罐體下部。所述罐體包括外容器2、內容器3、加強圈4、支撐管5和滑動套環支撐機構，內容器3設置在外容器2內部，在外容器2與內容器3之間形成封閉的夾層空間，加強圈4和滑動套環支撐機構均設置在夾層空間內。
[0021 ] 支腿I用于對罐體進行支撐固定，通過將罐體設置成包括外容器2、內容器3、加強圈4和支撐機構的結構形式，內容器3用于對溶液進行儲存，外容器2用于對內容器3進行絕熱保護，滑動套環支撐機構與加強圈4相配合將內容器3固定在外容器2內，加強圈4具有提高外容器2的抗外壓性能的作用。
[0022]外容器2由第一直筒段2-1、第一上封頭2-2和第一下封頭2_3組成，第一上封頭
2-2和第一下封頭2-3分別設置在第一直筒段2-1的上下兩端并與第一直筒段2-1密封連接。第一直筒段2-1、第一上封頭2-2和第一下封頭2-3的材質均為碳鋼。碳鋼具有很好的強度和硬度，且耐磨性好，碳鋼材質的外容器可以起到對內容器3的保護作用。
[0023]內容器3由第二直筒段3-1、第二上封頭3-2和第二下封頭3_3組成，第二上封頭
3-2和第二下封頭3-3分別設置在第二直筒段3-1的上下兩端并與第二直筒段3-1密封連接，第二直筒段3-1、第二上封頭3-2和第二下封頭3-3的材質均為耐低溫不銹鋼，耐低溫不銹鋼在低溫下具有良好的韌性，使內容器3具有良好的耐低溫性能。
[0024]在外容器2與內容器3之間設置有絕熱層，所述絕熱層為珍珠巖材料絕熱層。通過在外容器2與內容器3之間