一種LNG低溫卸料系統旋轉接頭裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種LNG低溫卸料系統旋轉接頭裝置，包括：第一雙重真空管，包含第一內管壁和容納其的第一外管壁；第二真空雙重管，與第一雙重真空管可相對旋轉的連接，包含第二內管壁和容納其的第二外管壁；第一半部，設置于第一雙重真空管的前端可動側，包括設置在第一內、外管壁之間的第一封閉件和可轉動地連接在第一外管壁外部的支承件，以使三者間形成封閉的第一真空腔；第二半部，設置于第二雙重真空管的前端固定側，包括設置在第二內管壁與第二外管壁之間的第二封閉件，以使三者間形成封閉的第二真空腔，且第二封閉件與第一封閉件之間形成封閉的氣體空間。本發明專利技術對于LNG低溫卸料系統的總體結構設計優化和安全穩定運行具有指導意義。導意義。導意義。

【技術實現步驟摘要】
一種LNG低溫卸料系統旋轉接頭裝置


[0001]本專利技術涉及一種LNG低溫卸料系統旋轉接頭裝置，尤其是關于一種適用于LNG剛性卸料臂和LNG低溫軟管傳輸系統的旋轉接頭裝置，屬于LNG運輸


技術介紹

[0002]浮式液化天然氣生產儲卸裝置(LNG Floating Production Storage and offloading Unit，FLNG)是一種用于海上天然氣田開發的浮式生產裝置，其通過系泊系統定位于海上，具有開采、處理、液化、儲存和裝卸天然氣的功能，并通過與液化天然氣(Liquefied Natural Gas，LNG)船搭配使用，由此可以實現海上天然氣田的開采和天然氣運輸。利用FLNG進行海上氣田開發結束了海上氣田只能采用管道運輸上岸的單一模式，節約運輸成本，且不占用陸上空間。此外，FLNG還可以在氣田開采結束后二次使用，安置于其他天然氣田，經濟性能較高。
[0003]LNG卸料臂是一種安裝在碼頭(或FLNG)上的用于LNG卸料的剛性鉸接管道系統，主要結構包括三維旋轉接頭、外臂、內臂、頂端旋轉接頭、基礎立管以及連接內臂和基礎立管之間的旋轉接頭等工藝管道及其支撐結構和附件。大型LNG卸料臂矗立在LNG接收站的碼頭區最前端，這一高約50m，重達80噸的龐然大物，作為接收站連接LNG船舶與陸上管線及存儲設施的關鍵核心裝備，是整個接收站的“咽喉”。當LNG運輸船抵達接收站專用碼頭后，通過液相卸料臂和卸料管線，利用船上的低溫泵將LNG送進接收站的儲罐內，同時儲罐內的BOG氣體通過回氣管線和氣態回氣臂，返回到LNG運輸船。LNG卸料臂作業過程中，通過牽引線來引導卸料臂的端部和LNG船接收端互連，以保證相對運動情況下能夠準確對接，操控卸料臂的液壓系統，使其能夠承受船體運動導致的速度和加速度影響。
[0004]針對深海環境的惡劣海況條件，如果現有系泊技術與傳統型剛性卸料臂難以有效解決FLNG浮式平臺與運輸船載體間的差異化運動問題，就需要采用特殊設計的低溫軟管輸送系統，以滿足低溫和晃動工況的嚴苛要求。低溫軟管輸送系統在重量、柔韌性、耐腐蝕性、隔熱性等方面綜合優勢明顯。FLNG外輸作業時，行之有效的方式是采用串靠系泊，即通過系泊纜與LNG運輸船連接，并使用低溫軟管實現LNG卸料，要求低溫軟管能承受超低溫的同時，還需要克服FLNG與LNG運輸船之間相對運動的影響。綜上，LNG剛性卸料臂和低溫軟管輸送系統的關鍵技術都涉及低溫材料選型、成型制造及密封、試驗驗證等諸多環節。材料選型與結構設計難度大，加工制造及性能測試工作難，超低溫密封、連接和泄漏監測難度高，以及整套低溫軟管輸送系統結構復雜，安全性要求高。其中，旋轉接頭作為LNG卸料臂的過流及提供轉向的關鍵結構部件，要求其在超低溫動態工況下能夠防止低溫介質泄漏、承受高強度載荷和壓力、旋轉時摩擦損失低，因此其性能優劣直接影響LNG低溫卸料系統的安全穩定運行。但是，現有技術中采用的旋轉接頭主要存在以下技術缺陷：
[0005]①
現有的旋轉接頭在操作過程，沒有任何的絕熱與保冷防護措施。由于LNG的超低溫工況環境(通常為超低溫
?
163℃)，過流部件的內外溫差大，使得旋轉接頭的外部冷凝結凍等現象突顯，時常發生外部結冰而導致旋轉接頭部件機械故障(即外部冰凍導致旋轉接
頭卡死，不能正常工作)，嚴重影響LNG卸料系統的安全穩定運行。同時旋轉接頭的內外溫差大，也導致LNG其內部流動過程的冷損高，表現形式為旋轉接頭內部的液相態的LNG部分被氣化為氣相態的天然氣NG，這將會導致一個非常嚴重的問題，氣化為NG的過程，旋轉接頭內部的運行壓力急劇升高，導致LNG卸料臂運行狀態超壓，對LNG卸料臂的安全穩定十分不利。
[0006]②
現有的旋轉接頭防護措施不到位，沒有配置LNG泄漏保護裝置。由于LNG為易燃化學品，LNG的溫度為
?
163℃，操作過程屬于超低溫工況，而現有的旋轉接頭沒有配備防泄漏保護裝置，因此一旦發生LNG泄漏，將會導致人員低溫凍傷以及旋轉接頭的外部結冰現象加劇，機械故障頻發。同時，泄漏的LNG到外部氣化為天然氣NG后，極容易發生火災爆燃等安全事故。
[0007]③
專利技術人在LNG卸料臂運行過程發現，當LNG在旋轉接頭內部過流時，由于現有的旋轉接頭內部流動不穩定導致“回流”現象突出，低溫流體在旋轉接頭內部流動分布不均，這些對LNG的穩定輸送十分不利，行業亟需解決這一關鍵技術難題。

技術實現思路

[0008]針對上述問題，本專利技術目的是提供一種LNG低溫卸料系統旋轉接頭裝置，以克服現有技術的缺陷，對于LNG低溫卸料系統的總體結構設計優化和安全穩定運行具有指導意義。
[0009]為實現上述目的，本專利技術采取以下技術方案：一種LNG低溫卸料系統旋轉接頭裝置，包括：第一雙重真空管，包含用于LNG過流的第一內管壁和容納所述第一內管壁的第一外管壁；第二真空雙重管，與所述第一雙重真空管相對接且二者可相對旋轉，所述第二真空雙重管包含用于LNG過流的第二內管壁和容納所述第二內管壁的第二外管壁；第一半部，設置于所述第一雙重真空管的前端可動側，所述第一半部包括第一封閉件和筒狀的支承件，所述第一封閉件設置在所述第一內管壁與所述第一外管壁之間，以使所述第一內管壁、第一封閉件和第一外管壁之間形成封閉的第一真空腔，所述支承件可轉動地連接在所述第一外管壁的外部；第二半部，設置于所述第二雙重真空管的前端固定側，所述第二半部包括第二封閉件，所述第二封閉件設置在所述第二內管壁與所述第二外管壁之間，以使所述第二內管壁、第二封閉部件和第二外管壁之間形成封閉的第二真空腔，且所述第二封閉件與所述第一封閉件之間形成封閉的氣體空間，所述氣體空間內填充有惰性氣體。
[0010]所述的LNG低溫卸料系統旋轉接頭裝置，優選地，所述第一封閉件具有至少一個沿著所述第一內管壁向所述第一真空腔內凹陷的第一環狀空間，且多個所述第一環狀空間同心布置，以使所述第一封閉件的縱截面呈折波狀，由此通過所述第一封閉件在徑向上交替地形成真空絕熱層和惰性氣體層；
[0011]同樣地，所述第二封閉件具有至少一個沿著所述第二內管壁向所述第二真空腔內凹陷的第二環狀空間，且多個所述第二環狀空間同心布置，以使所述第二封閉件的縱截面呈折波狀，由此通過所述第二封閉件在徑向上交替地形成真空絕熱層和惰性氣體層。
[0012]所述的LNG低溫卸料系統旋轉接頭裝置，優選地，在所述第一內管壁的末端設置有朝徑向外側擴展的第一凸緣，在所述第二內管壁的末端設置有朝徑向外側擴展的第二凸緣；
[0013]同時，在所述第二外管壁的末端設置有朝徑向外側擴展的外側凸緣，且所述外側凸緣與所述支承件緊固連接。
[0014]所述的LNG低溫卸料系統旋轉接頭裝置，優選地，所述第一封閉件的內側端部與所述第一凸緣的基端側端面接合，所述第一封閉件的外側端部在比所述第一外管壁的末端稍微靠基端側的位置與所述第一外管壁的內周面接合；
[0015]同樣地，所述第二封閉件的內側端部與所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種LNG低溫卸料系統旋轉接頭裝置，其特征在于，包括：第一雙重真空管，包含用于LNG過流的第一內管壁(101)和容納所述第一內管壁(101)的第一外管壁(102)；第二真空雙重管，與所述第一雙重真空管相對接且二者可相對旋轉，所述第二真空雙重管包含用于LNG過流的第二內管壁(201)和容納所述第二內管壁(201)的第二外管壁(202)；第一半部，設置于所述第一雙重真空管的前端可動側，所述第一半部包括第一封閉件(301)和筒狀的支承件(302)，所述第一封閉件(301)設置在所述第一內管壁(101)與所述第一外管壁(102)之間，以使所述第一內管壁(101)、第一封閉件(301)和第一外管壁(102)之間形成封閉的第一真空腔(100)，所述支承件(302)可轉動地連接在所述第一外管壁(102)的外部；第二半部，設置于所述第二雙重真空管的前端固定側，所述第二半部包括第二封閉件(401)，所述第二封閉件(401)設置在所述第二內管壁(201)與所述第二外管壁(202)之間，以使所述第二內管壁(201)、第二封閉部件(401)和第二外管壁(202)之間形成封閉的第二真空腔(200)，且所述第二封閉件(401)與所述第一封閉件(301)之間形成封閉的氣體空間(300)，所述氣體空間(300)內填充有惰性氣體。2.根據權利要求1所述的LNG低溫卸料系統旋轉接頭裝置，其特征在于，所述第一封閉件(301)具有至少一個沿著所述第一內管壁(101)向所述第一真空腔(100)內凹陷的第一環狀空間，且多個所述第一環狀空間同心布置，以使所述第一封閉件(301)的縱截面呈折波狀，由此通過所述第一封閉件(301)在徑向上交替地形成真空絕熱層和惰性氣體層；同樣地，所述第二封閉件(401)具有至少一個沿著所述第二內管壁(201)向所述第二真空腔(200)內凹陷的第二環狀空間，且多個所述第二環狀空間同心布置，以使所述第二封閉件(401)的縱截面呈折波狀，由此通過所述第二封閉件(401)在徑向上交替地形成真空絕熱層和惰性氣體層。3.根據權利要求1所述的LNG低溫卸料系統旋轉接頭裝置，其特征在于，在所述第一內管壁(101)的末端設置有朝徑向外側擴展的第一凸緣(103)，在所述第二內管壁(201)的末端設置有朝徑向外側擴展的第二凸緣(203)；同時，在所述第二外管壁(202)的末端設置有朝徑向外側擴展的外側凸緣(204)，且所述外側凸緣(204)與所述支承件(302)緊固連接。4.根據權利要求3所述的LNG低溫卸料系統旋轉接頭裝置，其特征在于，所述第一封閉件(301)的內側端部與所述第一凸緣(103)的基端側端面接合，所述第一封閉件(301)的外側端部在比所述第一外管壁(102)的末端稍微靠基端側的位置與所述第一外管壁(102)的內周面接合；同樣地，所述第二封閉件(401)的內側端部與所述第二凸緣(203)的基端側端面接合，所述第二封閉件(401)的外側端部在比所述第一外管壁(102)的末端稍微靠基端側的位置與所述第二外管壁(202)的內周面接合。5.根據權利要求3所述的LNG低溫卸料系統旋轉接頭裝置，其特征在于，所述第二半部還包括設置于所述第一凸緣(103)與所述第二凸緣(203)之間的環狀內側間隔件(402)和內側絕熱件(403)，以及設置于所述支承件(302)與所述外側凸緣(204)之間的環狀外側間隔
件(404)和外側絕熱件(405)，所述內側絕熱件(403)設置在所述第二凸緣(203)和內側間隔件(402)之間，所述外側絕熱件(405)設置在所述外側凸緣(204)和外側間隔件(404)之間，且所述內側間隔件(402)的末端側端面形成與所述第一凸緣(103)相對的滑動面(S)。6.根據權利要求5所述的LNG低溫卸料系統旋轉接頭裝置，其特征在于，所述內側絕熱件(403)的厚度與所述外側絕熱件(405)的厚度相同，且二者之間留有間隙；同樣地，所述內側間隔件(402)的厚度與所述外側間隔件(404)的厚度相同，且二者之間亦留有間隙。7.根據權利要求6所述的LNG低溫卸料系統旋轉接頭裝置，其特征在于，在所述第一凸緣(103)與所述內側間隔件(402)的滑動面(S)之間間隔地設置有兩第一密封件(S1)，以防止LNG從所述第一凸緣(103)與所述內側間隔件(402)的間隙泄漏；在所述內側絕熱件(403)與所述第二凸緣(203)之間設置有第二密封件(S2)，以防止LNG從所述內側絕熱件(403)與所述第二凸緣(203)之間的間隙泄漏；在所述第一外管壁(102)與所述支承件(302)之間設置有第三密封件(S3)，以防止外部水汽侵入；在所述支承件(302)、外側間隔件(404)、外側絕熱件(405)以及外側凸緣(204)之間均設置有第四密封件(S4)，以防止LNG向外部泄漏以及填充的惰性氣體向外部泄漏。8.根據權利要求7所述的LNG低溫卸料系統旋轉接頭裝置，其特征在于，在所述內側間隔件(402)上設置有導入管路(406)，且所述導入管路(406)在兩所述第一密封件(S1)之間的滑動面(S)上開口，并從所述滑動面(S)沿所述第二內管壁(201)的軸向延伸，所述導入管路(406)適于引導越過所述第一密封件(S1)的泄漏流體，從兩所述第一密封件(S1)之間向所述內側間隔件(402)的基端端面流動；在所述內側絕熱件(403)上設置有...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張超，楊亮，肖立，宋坤，許佳偉，陳海平，畢曉星，范嘉堃，邱灶楊，郝思佳，張彧，
申請(專利權)人：中海石油氣電集團有限責任公司，
類型：發明
國別省市：