[发明专利]子母罐式液氮组合容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种液氮容器，尤其涉及一种子母罐式液氮组合容器。

背景技术

子母罐式组合容器式指拥有多个子罐（三个以上）并联组成内罐，以满足低温液体贮存站大容量贮液要求。多只子罐并列组装在母罐中。其优势在于，采用压力挤压办法对外排液而不需要输液泵排液从而操作简便、可靠性高，带压贮存减少贮存期内排放损失，制造安装较球罐更易实现，制造安装成本低，子母罐式组合容器能够实现转注、加注、增压、泄压以及实时监控的过程，因此是理想的大型低温液体的贮存供应设备。若将此形式用于液氮供应容器，将使大型液氮贮存供应设备具有更高的经济性、稳定性、可控性，但现有设计中存在着主要设计问题如下：

（1）    对于大型低温容器，夹层的绝热形式的设计以及填充珠光砂的方法；

（2）    普通设置单一安全附件，安全阀的滞后性和爆破片的一次性，很难满足安全性；

（3）    对于母罐罐体结构的设计；

（4）    所有液相引出外罐管路，管接头的形式；

（5）    如何提高子母罐操作的方便性；

（6）    子罐进液如何避免充液时局部温差应力过大；

（7）    完善的测控系统设计；

（8）    对于大型低温容器，减少冷损的结构设计；

（9）    小流量加注和大流量加注的综合设计。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种子母罐式液氮组合容器，解决了现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

子母罐式液氮组合容器，包括有一只自增压子罐、四只普通子罐、管道系统、夹层、母罐、测控系统、安全附件以及外部操作平台，液氮组合容器安装于基础平台上，五只子罐同心正多边形排列，管道系统布置于五只子罐至母罐中心的区域处，五只子罐结构为立式圆柱形，子罐底部为支腿支撑，五只子罐均设置有加注口，排气口，外增压口和上转注口，自增压子罐还设置有分流口、自增压口和回流口，所述的管道系统包含加注管道、上转注管道、增压管道、排放管道、分流管道、回流管道、测满管道、安全附件管道、测控系统管道和夹层保压管道。

所述的安全附件分为子罐安全保护装置，母罐泄压装置和夹层保护装置，子罐安全保护装置分别配备于五只子罐上，由子罐顶端引出后，末端通过三通阀将安全阀和爆破片并联；所述的母罐泄压装置包括外罐泄放装置和呼吸阀；所述的夹层保护装置，由外接氮气源引入夹层，管道上配备调压阀，并联氮气旁通阀，调压阀前后端配备压力表，调压阀后端还配备了压力传感器和分析仪。

所述的夹层填充珠光砂，充干氮气，采用自力式调压阀控制夹层压力，夹层工作压力为0.001Mpa。

所述的母罐为平底拱盖结构，顶部设有泄压装置口，珠光砂填充口，下部设有珠光砂排出口，顶部和侧面设置人口，外部设有导静电接地及防雷设施、内部设有消防喷淋管道。

所述的外部操作平台配备旋梯到顶部。

所述的测控系统，包括对压力、液位以及温度的测量显示仪表和远传测控仪表，在五只子罐顶端和底端分别引出压力-液位组合测量仪表组件，在母罐的底部设置五个测温点，顶部设置五个测温点，在每个子罐的上、中、下部设置测温点，使用温度传感器进行测量。

所述的加注口设置在五只子罐底部并与加注管道相连；所述的上转注口设置在五只子罐顶部，连接上转注管道；所述的排气口设置在五只子罐的顶部，连至排放主管道；所述的增压口分为自增压口和外增压口，所述的自增压口在自增压子罐底部和顶部各设置有一个，连接自增压汽化器进出口；外增压口设置在五只子罐顶部，连至外接氮气源，对子罐进行增压；所述的分流口设置在自增压子罐底部，连至加注分管道；所述的回流口由自增压子罐顶部引出，连接排放主管道，使得排气过程中的残液回流至自增压子罐中；所述的测满口设置在五只子罐最高液位处。

本发明的有益效果是：

本发明为减少占地面积，子罐采用立式圆柱形式，子罐设计带压，实现了带压存储，降低了对绝热材料和环境的要求，降低成本。