一種密封和絕熱罐的檢測的制作方法
【專利摘要】一種方法，用于檢測一種裝載低溫液化燃料氣的密封和絕熱罐(1)，其中，罐的壁包含安裝于所述密封膜和所述承重墻之間的一絕熱層(3)，所述絕熱層包含絕熱固體物質和保存于負壓下的氣態物質，所述方法包含：通過采樣管(11)回收所述絕熱層中保存于負壓下的所述氣態物質樣品，以獲得稀釋氣體樣品，并通過向需要回收的或已經回收的氣態物質中注入受控數量的惰性氣體，獲得稀釋氣體樣品；增加稀釋氣體樣品的壓力，以達到氣體分析儀(25)的操作壓力，以及通過所述氣體分析儀測量所述稀釋氣體樣品中燃料氣的濃度。
【專利說明】
-種密封和絕熱罐的檢測
技術領域
[0001] 本發明設及密封和絕熱罐的檢測技術領域，所述密封和絕熱罐用于裝載低溫液化 燃料氣，特別設及一種膜式罐，所述膜式罐的罐壁包含安裝于承重墻的多層結構，所述多層 結構包括與容器中裝載的液化燃料氣接觸的密封膜、安裝于所述密封膜和所述承重墻之間 的絕熱層，所述絕熱層中包含絕熱固態物質和保存于負壓下的氣體，通過一抽吸裝置連接 于所述絕熱層。
【背景技術】
[0002] 密封和絕熱容器常用于儲存和/或運輸低溫液化燃料氣，例如具有高的甲燒含量 的氣體，簡稱為液化天然氣(LNG)，常壓下液化天然氣的沸點為-162Γ。
[0003] 在膜式罐技術領域，罐壁包括安裝于承重墻的多層結構、至少一層密封膜和至少 一層絕熱層，所述至少一層絕熱層安裝于所述密封膜和所述承重墻之間。包含絕熱固態物 質的所述絕熱層/每一所述絕熱層構成用于支撐每一密封膜的支撐面。
[0004] 為了增加所述絕熱層/每一絕熱層的絕熱能力，專利FR-A-2535831在第二絕熱層 中使用了一種絕對壓力小于大氣環境壓力，即在負壓下保持的氣態物質。
[0005] 此外，液化燃料氣罐必須在嚴格的安全條件下使用，特別是罐的任何泄漏必須盡 可能的檢測到，因此，有些條例要求至少每Ξ十分鐘可W分析絕熱空間內的含量。
[0006] 文獻FR2317649公開了一種檢查分別位于中間空間的兩邊的第一密封膜和第二密 封膜的多孔性變化的方法。第二絕熱層充有氮氣和氣氣的混合氣體。位于所述兩個密封膜 之間的所述中間空間W氮氣流清理，甲燒和包含氮氣的氣氣的混合氣被檢測，用于檢測所 述第一密封膜或所述第二密封膜中的泄漏。中間空間保持在收縮狀態W便使氣體通過密封 膜。

【發明內容】

[0007] 本發明的第一個方面是提供可W有效檢測絕熱層中燃料氣體的存在的方法和裝 置，甚至當氣態物質在負壓下儲存時。
[000引本發明的一個實施例中，提供了一種裝載液化燃料氣的密封和絕熱罐的檢測方 法，所述檢測方法中罐壁包括安裝于承重墻的多層結構，所述多層結構包括與罐中液化燃 料氣接觸的密封膜、安裝于所述密封膜和所述承重墻之間的絕熱層，所述絕熱層包括固態 絕熱物質和保存于負壓下的氣態物質，所述方法包括:通過采樣管從罐的外壁回收絕熱層 中負壓下保存的氣態物質的稀釋后的樣品，通過向待回收或已回收的所述氣態物質注入可 控數量的惰性氣體，壓縮，即增加所述稀釋氣體樣品的壓力W達到氣體分析儀的操作壓力， W及通過所述氣體分析儀測量所述稀釋氣體樣品中燃料氣的濃度。
[0009] 本發明的多個實施例中，所述方法包括一個或多個如下特征。
[0010] 本發明的一個實施例中，所述方法進一步包括:判斷絕熱層的氣態物質中燃料氣 的的濃度W及決定加入氣態物質中的惰性氣體的數量和濃度。
[0011] 本發明的一個具體實施例中，所述方法包括：
[0012] 在將可控數量的惰性氣體注入氣態物質之前或之后，通過測量即將被抽走或已被 抽走的氣態物質的壓力和溫度決定惰性氣體注入即將被抽走或已被抽走的氣態物質中的 稀釋比例；W及
[0013] 根據添加至氣態物質中的惰性氣體的數量和檢測的濃度，判斷絕熱層的氣態物質 中燃料氣的濃度。
[0014] 所述燃料氣包含液化燃料氣，液化石油氣(LPG)，液化乙締或其他類似的。
[0015] 惰性氣體的使用可W增加待分析樣品中物質的數量，沒有產生爆炸性混合物的危 險性，比如，惰性氣體選自氮氣、氮氣、氣氣中的一種或多種的混合。
[0016] 本發明的各種實施例中，負相對壓力對應于低于絕對壓力lOKPa，最好低于化化。
[0017] 本發明的一些實施例中，氣體分析的操作壓力為80KPa-120K化，最好為86KPa- lOSKPa，在此操作壓力下氣體分析相對便宜和容易獲得。
[0018] 所述燃料氣濃度可W使用各種公知檢測技術進行測量。比如，氣體分析儀包括紅 外線燃料氣探測器，特別是測量吸光度和/或透光率的電化學電池探測器。
[0019] 運里有兩種方法適用于絕熱層中的低溫氣態物質的稀釋樣品。第一種方法包括回 收樣品前對絕熱層中的氣態物質和惰性氣體的混合，第二種方法包括回收檢測裝置中的樣 品后惰性氣體和氣態物質的混合，兩種方法可W結合使用。
[0020] 在上述第一種方法的一種特定實施例中，獲得稀釋氣體樣品的步驟包括：向所述 絕熱層中的氣態物質中加入可控數量的惰性氣體，W使所述絕熱層中氣態物質的相對壓力 從第一負壓增加到第二負壓，并在第二負壓下通過采樣管從罐的外壁回收絕熱層中所述氣 態物質的樣品，W獲得所述稀釋氣體的樣品，并在回收所述氣態物質的樣品后，將所述絕熱 層中所述氣態物質的相對壓力從所述第二負壓降至所述第一負壓。
[0021] 本發明的一些實施例中，所述第一負壓為小于化化，最好為小于或等于0.化化，所 述第二負壓大于或等于化化。
[0022] 在上述第二種方法的一種特定實施例中，獲得所述稀釋氣體的樣品的步驟包括：
[0023] 在所述負壓下通過采樣管從所述罐的外壁回收絕熱層中所述氣態物質的樣品，并 向所述回收的氣態物質的樣品注入可控數量的惰性氣體。
[0024] 在運種情況下，回收、稀釋和壓縮所述樣品的步驟均可W通過文丘里效應吸引裝 置完成，所述文丘里效應吸引裝置包括：
[0025] 主管，所述主管包括一進口和一出口，所述進口連接與所述惰性氣體的入口連接， 所述出口與一測量用封閉空間或中間封閉的空間連通；W及
[0026] 吸入管，所述吸入管的上端與所述采樣管連通，所述吸入管的下端的側部開口進 入所述主管的收斂擴散部，W使惰性氣體流沿所述主管下降進入所述吸入管。
[0027] 本發明的一個實施例中，獲得樣品的步驟包括：
[0028] 通過所述采樣管向中間密封的空間累入所述氣態樣品；W及
[0029] 將所述中間密封的空間與所述絕熱層隔離。
[0030] 在上述第二種方法的另一種特定實施例中，所述可控數量的惰性氣體加入所述中 間封閉的空間，所述惰性氣體的壓縮步驟包括：
[0031] 從所述中間封閉的空間向禪合與所述氣體分析儀的測量用密閉空間累入所述稀 釋氣體。
[0032] 在實施例中，所述稀釋氣體樣品的壓縮，即增加所述稀釋樣品的壓力，包括：
[0033] 在連接與所述采樣管的中間封閉的空間中儲存回收的所述氣態樣品；W及
[0034] 移動所述中間封閉的空間中的移動墻，W使所述稀釋氣體樣品進入相對于所述中 間封閉的空間具有更小容積的測量用封閉空間。
[0035] 比如，所述測量用封閉空間由所述中間封閉的空間的端部構成，或者由連接于所 述中間封閉的空間的較小封閉空間構成。
[0036] 本發明的一個實施例中，通過文丘里效應吸引裝置稀釋和壓縮所述樣品，所述文 丘里效應吸引裝置包括：
[0037] 主管，所述主管包括一進口和一出口，所述進口與所述惰性氣體的入口連接，所述 出口與一測量用封閉空間或中間封閉的空間連通；W及
[0038] 吸入管，所述吸入管的上端與所述采樣管連通，所述吸入管的下端的側部開口進 入所述主管的收斂擴散部，W使惰性氣體流沿所述主管下降進入所述吸入管。
[0039] 本發明的一個實施例中，本發明還提供一種裝載液化燃料氣的密封和絕熱罐的檢 測裝置，所述罐的罐壁包括安裝于承重墻的多層結構，所述多層結構包括與所述罐中裝載 的液化燃料氣接觸的密封膜、安裝于所述密封膜和所述承重墻之間的絕熱層，所述絕熱層 包括固態物質和負壓下保存的氣態物質。
[0040] 所述檢測裝置包括：
[0041] 將所述絕熱層與所述罐的外壁連接起來的采樣管，上述采樣管設置有隔離閥；
[0042] 通過所述采樣管連接于所述絕熱層的中間密封的空間；
[0043] 連接于所述中間密封的空間的測量用空間；
[0044] 禪合與所述測量用空間的氣體分析儀，用于測量所述測量用密封空間的中燃料氣 的濃度；
[0045] 連接于所述采樣管的累入裝置，用于回收所述絕熱層中負壓下保存的所述氣態物 質的樣品，并將所述氣態物質樣品累入所述測量用密封空間；
[0046] 連接于所述中間封閉的空間的惰性氣體池，用于向所述中間密封的空間中被回收 的所述氣態物質注入一定量的惰性氣體;W及
[0047] 用于測量注入所述氣態物質中稀有氣體的數量的測量裝置。
[004引本發明中的一些實施例中，上述檢測裝置包括一個或多個如下特征。
[0049] 本發明的一個實施例中，所述測量用密封空間通過隔離閥直接或間接與所述采樣 管連接。
[0050] 本發明的一個實施例中，所述裝置進一步包括一數據處理系統，所述數據處理系 統用于判斷所述燃料氣在所述絕熱層中的所述氣態物質中的濃度，和所述氣體分析儀檢測 的濃度，W及注入所述氣態物質中的惰性氣體的數量。
[0051 ]本發明的一個實施例中，所述數據處理系統用于決定可控數量的惰性氣體注入將 回收或已回收的所述氣態物質中的稀釋速率，測量可控數量的惰性氣體注入將回收或已回 收的所述氣態物質之前或之后的壓力和溫度，判斷所述絕熱層中所述氣態物質中的燃料氣 的濃度，判斷所述氣體分析儀測量的濃度，判斷可控數量的惰性氣體的注入的稀釋速率。
[0052]所述累入裝置W不同的方式產生。在一個實施例中，所述累入裝置包括一真空累， 比如羅茨式真空累或其他類型的。
[0053] 基于經濟性目的，所述累入裝置專用于所述檢測裝置，或者，所述累入裝置為所述 檢測裝置和一使所述絕熱層永久保持于負壓的裝置所共用。
[0054] 本發明的一個實施例中，所述累入裝置包括一文丘里效應吸引裝置，所述文丘里 效應吸引裝置包括：
[005引主管，所述主管包括一進口和一出口，所述進口與所述惰性氣體的入口連接，所述 出口與一測量用封閉空間或中間封閉的空間連通；W及
[0056] 吸入管，所述吸入管的上端與所述采樣管連通，所述吸入管的下端的側部開口進 入所述主管的收斂擴散部，W使惰性氣體流沿所述主管下降進入所述吸入管。
[0057] 本發明的一個實施例中，本發明還提供一設有上述檢測裝置、用于裝載低溫液化 燃料氣的密封和絕熱罐，所述罐的罐壁包括安裝于承重墻的多層結構，所述多層結構包括 與所述罐中裝載的液化燃料氣接觸的第一密封膜，安裝于所述第一密封膜和所述承重墻之 間的第二密封膜，安裝于所述第一密封膜和所述第二密封膜之間的第一絕熱層，安裝于所 述第二密封膜和所述承重墻之間的第二絕熱層，所述罐中一 /每絕熱層包括絕熱固態物質 和保存于負壓下的氣態物質，所述檢測裝置包括開口與所述第一絕熱層中的第一采樣管和 開口與所述第二絕熱層中的第二采樣管。
[005引上述罐具有部分岸上儲存能力，比如，儲存LNG時，可安裝于船上、岸上或海上設備 上，特別是裝載甲燒的船，浮動存儲和再氣化裝置(FSRU)，浮式生產儲油卸油裝置(FPS0)或 其他類似裝置。
[0059] 本發明的一個實施例中，裝載冷的液體產品的船具有雙殼體和安裝于所述雙殼體 中的上述罐。
[0060] 本發明的一個實施例中，本發明還提供上述船的一種裝載或卸載方法，所述方法 中通過絕熱管道實現冷的液體產品在漂浮式或岸式儲存設備與所述船的所述罐之間的裝 載或卸載。
[0061] 本發明的一個實施例中，本發明還提供一種傳輸冷的液體產品的傳輸系統，所述 系統包括上述所述的船，將安裝于所述雙殼體的船上的所述罐與漂浮式或岸式儲存設備連 通的絕熱管道，驅動所述冷的液體產品、通過所述絕熱管道在漂浮式或岸式儲存設備與所 述船的所述罐之間實現裝載或卸載的累。
[0062] 本發明的某一方面是提供基于低溫下更容易和較低花費下回收和/或分析氣態物 質的方法。
【附圖說明】
[0063] W下的描述過程中參照附圖，給出一些本發明的非限制性和實例性具體實施例， W便于更好的理解本發明，W及進一步的目的、細節、特征、優點變得更加清楚。
[0064] 圖1為一種膜式罐和所述罐的檢測裝置的一個示意圖。
[0065] 圖2為圖1中所述檢測裝置中的一種測量用密封空間的示意圖。
[0066] 圖3為類似于圖1中的一種罐的檢測裝置的另一個實施例的示意圖。
[0067] 圖4為圖3中區域IV的橫截面放大圖。
[0068] 圖5為類似于圖1中的一種罐的檢測裝置的另一個實施例的示意圖。
[0069] 圖6為圖5中絕熱層中的壓力變化-時間圖。
[0070] 圖7為設有檢測裝置和裝載/卸載終端的裝載甲燒的罐的船的整體結構示意圖。 具體實施例
[0071] 圖1為膜式罐1的橫截面示意圖。運種罐包括承重結構2,承重結構2構成所述罐的 空腔結構;絕熱物質固定于承重結構2的內表面的絕熱層3; W及液密和氣密膜4,比如W薄 板制成、覆蓋所述罐的全部內表面。
[0072] 由圖5可知，第二密封膜設于所述承重結構2和所述密封膜4之間，W使兩層絕熱層 分別位于所述第二密封膜的兩邊，圖1中并未體現此種設計。
[0073] 所述承重結構2實質上是不透氣的。因此，所述絕熱層3安裝于環境壓力下與所述 密封膜4和所述承重結構2絕熱的絕熱空間內。圖中未顯示的壓力調整裝置用于維持所述絕 熱空間內的低氣壓，比如壓力為0.1-化化，W進一步降低所述絕熱層3的導熱系數。
[0074] 檢測裝置用于檢測所述絕熱層中的所述氣態物質的組成，W檢測所述密封膜4中 任何潛在的泄漏。W下將詳細描述所述絕熱層3中的檢測，所述絕熱層3中的檢測還適用于 W相同方式檢測具有一定數量的連續層的罐。
[0075] 為了達到上述目的，圖1中所述檢測裝置10包括采樣管11，所述采樣管11穿透所述 承重結構2,并開口于所述絕熱層3中，W使所述氣態物質的樣品可W被回收。圖中未顯示的 多管采樣，可W通過同樣的方式在所述罐中所述絕熱層3的幾個橫截面區域的不同位置采 樣。
[0076] 所述采樣管11通過真空累13和隔離閥14將所述絕熱層3連接于中間密封的空間 12。連接管18通過隔離閥16將加壓儲氮池15連接于所述中間密封的空間12。傳感器系統17 用于測量由加壓儲氮池15注入所述中間封閉的空間12的的氮氣數量。基于上述目的，設置 了傳感器，比如，禪合與連接管18的流量計和/或禪合與所述中間封閉的空間12的溫度和壓 力傳感器。
[0077] 所述中間封閉的空間12使用方法如下：
[0078] 通過真空累13將所述絕熱層3中的氣態物質的樣品累入所述中間封閉的空間12， 通過真空累13的作用在采樣的可用時間內回收少量數量的所述氣態物質的樣品。
[0079] 閥14關閉，W隔離所述中間封閉的空間12。
[0080] 通過閥16決定由所述加壓儲氮池15向所述中間封閉的空間12注入的氮氣的數量。 比如，向所述中間封閉的空間12注入氮氣之前或之后，通過測量溫度和壓力測量注入氮氣 的數量。向所述中間封閉的空間12注入氮氣使得所述樣品稀釋，W獲得較大量的分析用物 質，和待分析所述氣態物質的壓力。
[0081] 所述中間封閉的空間12的壓力大于所述絕熱層3中的壓力。例如，大1-10KP。運不 一定足夠化學分析，所述化學分析通常在常壓下進行。因此通常直接測量所述中間封閉的 空間12中的所述稀釋氣體，或者預先壓縮所述稀釋氣體，W便制成更快和/或更便宜的氣體 分析設備。
[0082] 為了壓縮，圖1中顯示的連接管道24通過第二累20和兩個獨立的閥22、23將所述中 間封閉的空間12連接與測量用封閉空間21。所述連接管24的使用方法如下：
[0083] 氮氣被注入所述中間封閉的空間12,閥14、16保持關閉，閥22、23開啟，累20運作， W將氮氣從所述中間封閉的空間12壓縮、傳輸至所述測量用空間21。
[0084] 當所述測量用封閉空間21中的壓力達到足夠所述氣體分析儀25運作時，所述閥23 關閉，通過所述氣體分析儀25測量所述稀釋氣體中的甲燒的濃度。
[0085] 氣體分析儀25用于測量甲燒的濃度，可W從瑞典公司Consilium AB購得。
[0086] 數據處理系統30通過測量信號計算稀釋前所述絕熱層3中甲燒的濃度，測量信號 有箭頭31示意性表示，測量信號由箭頭31指向的所述氣態分析儀25和箭頭32指向的傳感器 系統17提供。
[0087] 所述絕熱層中甲燒的濃度通過如下公式計算：
[008引
[0089] 其中；
[0090] [C(CH4)]繼婚為稀釋前所述絕熱層中的甲燒的濃度；
[0091 ] Θ為可控數量的惰性氣體注入被回收后的所述氣態物質中的稀釋速率;W及
[0092] [C(CH4)]ii圖9為所述氣體分析儀25測量的甲燒的濃度。
[0093] 稀釋速率Θ由所述傳感器系統17提供的測量信號計算得到，稀釋速率Θ提供所述 中間封閉的空間的12在注入氮氣之前或之后的溫度和壓力的測量信息。
[0094] 本發明的一個實施例中，稀釋速率Θ通過如下公式計算：
[0095]
[0096] 其中；
[0097] 嚇酣為稀釋前所述中間封閉的空間內的壓力(Pa); W及
[0098] Ρ?垢為注入可控數量的氮氣稀釋后所述中間封閉的空間的壓力(Pa)。
[0099] 本發明的另一個實施例中，稀釋速率Θ還可W把通過向所述氣態物質注入氮氣之 前或之后所述氣態物質的溫度考慮在內，W如下公式計算：
[0100]
[0101] 其中；
[0102] 嚇輸為稀釋前所述中間封閉的空間內的壓力(Pa);
[0103] PiS垢為注入可控數量的氮氣稀釋后所述中間封閉的空間的壓力(Pa);
[0104] T締酣為稀釋前所述中間封閉的空間內的溫度化）；W及
[0105] T締垢為稀釋后所述中間封閉的空間內的溫度化）。
[0106] 數據處理系統30,比如，一部編程計算機，可W具有報警功能，當所述絕熱層3中的 甲燒濃度超過閥值時發送報警信號。
[0107] W同樣的方式，其他氣體的濃度，特別是回收的所述氣態物質中的氧氣，水蒸氣， 或其他碳氨化合物的濃度。在超市中可W購買到具有上述測量功能的氣體分析儀。碳氨化 合物產品通常使用紅外測量儀進行測量。
[0108] 圖1中顯示的累13、20,其中一個位于所述中間密封的空間12的上端，另一個位于 所述中間密封的空間12的下端。在另一種形式中，只設有累13、20中的一個，用于回收初始 的樣品和壓縮所述稀釋樣品。累13、20中的一個可W持續維持所述絕熱層3中的低壓狀態。 在運種狀態下，需要設置一放電管道和相應的控制閥。
[0109] 在另一種形式中，管道18上圖中未顯示的附加累用于傳輸氮氣。
[0110] 圖2中顯示的為另一種實施例中所述檢測裝置的示意圖，所述檢測裝置中所述稀 釋氣體的壓縮可直接在所述中間密封的空間內進行。與圖1中類似的元素的標號增加100。
[0111] 如圖2所示，所述測量用密閉空間121由所示中間密封的空間112的一端和活塞120 構成，所述活塞120安裝于所述中間密封的空間112內，并且，可在所述中間密封的空間112 內W密封的方式移動，W驅動所述稀釋氣體由所述中間密封的空間112進入所述測量用密 封的空間121內。圖的左側顯示活塞120處于所述壓縮過程的開始，圖的右側顯示活塞120處 于所述壓縮過程的結束。需要說明的是，操作與圖1中的檢測裝置的相同。
[0112] 本發明提供多種利用所述采樣管回收分析樣品的方法。如圖3所示，本實施例利用 圖4中放大顯示的文丘里效應吸引裝置回收樣品，所述文丘里效應吸引裝置可W同時回收 一定量所述絕熱層中的所述氣態物質的樣品，和將樣品在一定數量的惰性氣體中稀釋。與 圖1中類似的元素的附圖標記增加200.
[0113] 所述文丘里效應吸引裝置220包括主管35,所述主管35設有具有收斂擴散部，并 且，所述主管35的進口的末端通過連接管218連接于所述加壓氮氣池215,所述主管35的出 口的末端通過連接管224連接于所述測量用密封空間221。連接管218上設有獨立的閥216， 用于控制所述加壓氮氣池215。傳感器系統217用于測量由所述加壓氮氣池215注入所述主 管35中的氮氣的數量。所述連接管224上設有獨立的閥223,用于關閉所述測量用密封空間 221，W延長所述氣體分析儀225的工作時間。
[0114] 操作如下：
[0115] 當閥216、223開啟時，加壓氮氣流進入所述收斂擴散部的進口端，如箭頭37所指， 通過文丘里效應下降至與所述采樣管211連接的所述文丘里效應吸引裝置220的側風道37， 回收所述絕熱層203中一定數量所述氣態物質，如箭頭38所指，被回收的氣態物質和氮氣流 在所述收斂擴散部的出口端混合，如箭頭39所指，通過所述連接管224進入所述測量用封閉 空間221。
[0116] 所述稀釋氣態樣品在所述測量用封閉空間內采用與上述方法相同的方式進行分 析。
[0117] 圖中未顯示的閥設于所述采樣管，并且當氮氣流W穩定、合適的速度穿過所述主 管35后關閉，避免氮氣流開始時回流至所述絕熱層203。同樣的，閥可W在采樣結束時、氮氣 流被中斷前關閉。
[0118] 如圖4所示的所述文丘里效應吸引裝置220可與位于所述中間密封的空間的上游 的所述側風道36結合使用。
[0119] 圖中未顯示的一個相應的實施例中，圖3中所述檢測裝置210與圖1中的所述中間 密封的空間連接，W使所述文丘里效應吸引裝置220的側風道36取代圖1中所述連接風道 24。所述累20的功能可由取代所述累20的所述文丘里效應吸引裝置220替代，所述文丘里效 應吸引裝置220可在所述氮氣中稀釋所述樣品。因此，基于此圖1中預先向所述中間密封的 空間注入氮氣就顯得沒有必要，所述儲氮池15也可W被忽略。
[0120] 上述實施例描述的向所述絕熱層中的所述氣態物質注入氮氣。作為一種替代，在 所述待分析的樣品被回收前向所述絕熱層注入氮氣。
[0121] 本發明將參照圖5、6詳細描述對應的實施例。與圖1中類似的元素的標記將增加 300。
[0122] 圖5顯示罐301設有雙層密封膜，第一密封膜40將所述絕熱層分隔形成第一絕熱層 和第二絕熱層，所述第一絕熱層設于第一絕熱空間41內，所述第一絕熱空間位于所述第一 層304和所示第二層40之間，所述第二絕熱層設于第二絕熱空間42內，所述第二絕熱空間42 設于所述第二層40和所述承重墻302之間。
[0123] 首先描述檢測裝置301檢測所述第一絕熱空間41內的所述氣態物質的壓縮。
[0124] 設有獨立的閥45的所述采樣管311的一端開口于所述第一絕熱空間41內，另一端 開口于歧管46內，歧管46連接于所述真空累320的吸入端，用于當閥45開啟時回收所述第一 絕熱空間41內的所述氣態物質的樣品。所述真空累320的輸出端通過設有閥323的所述連接 管324連接于設有所述氣體分析儀325的所述測量用封閉空間321。所述閥323用于關閉所述 測量用密封空間321在所述待分析樣品取樣后和分析時。
[0125] 設有閥48的旁通管47的分管324的上游還設有關閉所述分管324的閥323,使得由 所述累320累入的氣流可W直接進入設備中，而不是所述測量用封閉空間321，特別是開口 于環境氣氛中的排氣管，或者其他排放系統，可能的通過氣體處理系統，可W避免空氣污 染。運種設計使得每次采樣前整個氣體抽出線路可W被清理和疏通，使得采樣和分析操作 更精確、快捷。運種設置可相同的方式應用于上文提供的其他實施例。
[0126] 所述測量用密閉空間321通過設有閥50的排水管49連接于所述排氣管或其他排水 系統。運種設計可W在測試后釋放氣體樣品，無需通過所述旁通管47,還可W利用氣體清理 所述測量用密閉空間321，比如氣體可W是惰性氣體，W防止連續分析時因氣體的積聚導致 的腐敗。
[0127] 所述檢測裝置310按如下方法使用：
[01%]假設氣體采樣線路已初步被清理，閥48、50關閉，第一步啟動所述累320,假設上述 操作為一步連續操作，開啟閥45、323，W從所述第一空間41向所述測量用密閉空間321回收 一定數量的所述氣態物質。
[0129] 當所述測量用密閉空間321的壓力達到所述氣體分析儀325的操作壓力，閥323關 閉，按上述描述的方法對所述回收的氣體進行分析。
[0130] 分析完畢后，所述測量用密閉空間321通過抽真空的方法進行清理。
[0131] 所述分析設備51包括所述真空累320,所述氣體分析儀，所述測量用密閉空間321 W及W便攜式移動設備的形式出現的輔助線路。所述歧管46使得所述氣體分析設備可W被 幾個采樣管共用，所述采樣管開口與所述第一空間41的不同區域，也可能包括所述第二空 間42的不同區域。因此，圖5顯示兩個采樣管開口于所述第一空間41的不同區域，開啟各個 閥45可W使得采樣依次進行。
[0132] 由于所述真空累320的作用，使得所述測量用空間321和所述絕熱層3內的壓力的 增加很緩慢。為了限制所示采樣和分析過程的時間，在每次采樣和分析時臨時增加所述第 一空間41內的壓力。
[0133] 為了達到上述目的，圖5中顯示了一種注入裝置，所述注入裝置包括加壓氮氣池 315,連接所述氮氣池315和所述第一空間41的設有閥56的第一注入管55,連接所述氮氣池 315和所述第二空間42的設有閥58的第二注入管57。
[0134] 如圖6所示，所述閥56用W調節所述第一空間內的壓力。
[0135] 如圖6顯示了根據一個采樣分析周期內的時間，所述第一空間內的氣壓65。一個所 述采樣周期W外，所述壓力維持在低壓P1，例如0.1-化化，W使絕熱效果最大化。
[0136] 通過一獨立于所述檢測裝置的圖中未顯示的系統維持低溫環境。比如，通過一壓 力設定的自動控制器控制的真空累，當超過設定值是開啟真空累，低于設定值時開啟真空 累，優選一定程度的滯后W保證整個裝置的穩定性。
[0137] 本發明的一個實施例中，保持壓力是所述真空累320的另一種功能，W節約設備。
[0138] 實際回收所述樣品前的一瞬間，記為所述采樣周期的to,此時停用保持低壓的設 備，因為所述第一空間41內持續60秒的泄漏，引起壓力相對緩慢的上升。
[0139] 在tl時刻，閥56開啟，W使氣態氮氣注入所述第一空間41，所述注入一直持續到獲 得高壓P2的時刻t2,閥56關閉。再等待61秒只至時刻t3，W使所述氣態物質充分擴散均勻。
[0140] 所述壓力P2為不同于P1的負壓，比如0.5-10KPa，所述壓力P2越高，則使所述第一 空間41內的壓力恢復至所述壓力P1的能量消耗就越大。
[0141] 在t3時刻，所述真空累30啟動，所述閥45、323開啟，W在一個樣品采樣期62內使一 定數量的所述氣態物質由所述第一空間41被回收進入所述測量用封閉空間321。所述第一 空間41內的壓力因此而降低。
[0142] 在t4時刻，所述閥323關閉，維持壓力的設備啟動，W使所述第一空間41內的壓力 降至P1，并保持至下一個采樣周期。所述采樣周期可W減少總工期幾分鐘時間。
[0143] 通過所述傳感器系統317持續測量所述第一空間41內的溫度和壓力，可W持續測 量向所述第一空間41內注入氮氣的稀釋速率，并應此計算稀釋前氣體濃度。所述數據處理 系統300用于上述目的。可W通過光纖系統或類似系統測量罐內的溫度。
[0144] 可W通過上述類似于檢測所述第一空間41的工具，W相同的方式檢測所述第二空 間42。基于此目的，第二空間檢測裝置獨立工作于第一空間檢測裝置，第二空間檢測裝置由 標號410示意性指示。作為一種替代，某些工具可W被兩個空間41、42的檢測裝置共用，比 如，連接所述采樣管69和所述歧管46、設有所述閥68的所述分析設備51可W共用。
[0145] 本發明未顯示的一個實施例中，所述檢測裝置310的所述測量用密封空間321與圖 2中顯示的所述中間密封的空間112采用相似的方式制造，W在分析前增加所述測量用封閉 空間321中的氣體壓力。額外的在所述測量用密封空間321內注入氮氣是可能的，但是不是 必須的，運意味著本實施例中圖2中所示的所述管118可W被省略。運種測量用密封空間與 所述壓縮設備相結合的方法可W與所述真空累320,或者無真空累，結合使用，W減少所述 檢測設備的費用。
[0146] 本發明的一個實施例中，所有或部分的所述檢測設備，特別是所述真空累320,被 安裝于分隔兩個所述裝載甲燒的船中的罐的雙壁橫向結構，即圍堪內，運種設計使得所述 累更容易被一個或兩個罐中處于不同區域的采樣點使用。本發明的一個實施例中，每個罐 設有八個采樣點，所有上述采樣點均連接于同樣的采樣總管。
[0147] 雖然上面的描述僅設及了氮氣和甲燒，其他組合的燃料氣和惰性氣體也可W按照 相似的方式進行。基于上述目的，應選擇稀釋所述樣品氣態物質的氣體，W避免危險，特別 是爆炸，化學反應，W及妨礙正在研究的化學物質的濃度的檢測。
[0148] 上面描述的創造一種檢測絕熱層的裝置的技術可W適用于不同類型的池中，例如 檢測岸式或浮動式結構的所述第一空間，和/或所述第二空間，比如裝載家甲燒的船或類似 的結構。
[0149] 如圖7所示，裝載甲燒的船70的剖視圖顯示，棱柱形的密封和絕熱罐71安裝于所述 船的雙殼體70內，所述罐71的罐壁包括與所述罐中裝載的LNG接觸的第一密封膜，安裝于所 述第一密封膜和所述雙殼體72之間的第二密封膜，和分別安裝于所述第一密封膜和所述第 二密封膜之間、安裝于所述第二密封膜和所述雙殼體72之間的兩側絕熱層。
[0150] 本領域應該知曉，安裝于所述船的裝載/卸載管道73可W是兩根，通過合適的連接 器裝置，連接于海上或港口終端，W從/向所述罐71傳輸LNG。
[0151] 圖7顯示了一種包括裝載-卸載站75、水下管道76、岸上設備77的海上終端的例子。 所述裝載-卸載站75是一種包括移動臂74、支撐移動臂74的塔78的固定式海上設備。所述移 動臂74設有可連接于所述裝載-卸載管道73的絕熱軟管79。所述定向移動臂74適合于所有 尺寸的裝載甲燒的船。圖中還有未顯示的延伸與所述塔78內的連接管道。所述裝載-卸載站 75用于向/從所述岸上設備77實現對所述裝載甲燒的船70的卸載/裝載。運種方法還包括液 化氣存儲罐80、通過所述水下管道76連接于所述裝載-卸載站75的連接管道81。所述水下管 道76用于向所述裝載-卸載站75和所述岸上設備77之間實現遠距離，例如5虹1，傳輸所述液 化氣，使得所述裝載甲燒的船70可W在裝載和卸載時與岸邊保持較遠距離。
[0152] 為了給傳輸所述液化氣產生壓力，所述船70，和/或所述岸上設備，和/或所述裝 載-卸載站75還需裝備累。
[0153] 雖然本發明已結合一些具體實施例對本發明進行了描述，但運是很清楚的，運不 是在限定于此的任何方式，并且它包括所述裝置的所有技術等效物和它們的組合，均落入 本發明的范圍之內。
[0154] 動詞"包含"，"有"或者"包括及其結合形式，并不是排除本發明中已設及的其 他元素或步驟。本發明中一個元素或者步驟，除非提及，否則不排除上述多個元素或多個步 驟。
[0155] 在權利要求中，括號之間的任何參考符號不應當被解釋為構成權利要求的限制。
【主權項】
1. 一種方法，用于檢測一種裝載低溫液化燃料氣的密封和絕熱罐（1，201，301)，其特征 在于，所述方法中罐的壁包含安裝于一承重墻的多層結構，所述多層結構包括與罐中的所 述液化燃料氣接觸的一密封膜，和安裝于所述密封膜和所述承重墻之間的一絕熱層（3， 203,41，42)，所述絕熱層包含絕熱固體物質和保存于負壓下的氣態物質，所述方法包含： 依靠回收所述絕熱層中負壓下的氣態物質的樣品，通過開口于罐的外壁的一采樣管 (11，111，211，311，69)，獲得稀釋氣體的樣品，并依靠添加一受控數量的惰性氣體至需要回 收的或已經回收氣態物質，獲得稀釋氣體的樣品， 提高所述稀釋氣體樣品的壓力，以達到氣體分析儀(25，125，225，325)的工作壓力，以 及 通過所述氣體分析儀檢測所述稀釋氣體樣品中所述燃料氣的濃度。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包含： 在添加所述受控數量的惰性氣體至氣態物質前后，根據需要回收的或已經回收的氣態 物質的溫度和壓力的測量值，決定向所述氣態物質中添加受控數量的惰性氣體引起的稀釋 速率；以及 根據受控數量的惰性氣體的添加引起的檢測濃度和稀釋速率，判斷所述燃料氣在所述 絕熱層的所述氣態物質中的濃度。3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述燃料氣由甲烷構成。4. 根據權利要求1-3任意一項所述的方法，其特征在于，所述惰性氣體包含氮氣、氦氣、 氬氣、以及它們的混合物。5. 根據權利要求1-4任意一項所述的方法，其特征在于，所述負壓相對于絕對壓力低 lOKPa，優選的低lKPa。6. 根據權利要求1-5任意一項所述的方法，其特征在于，所述氣體分析儀(25，125，225， 325)涵蓋 80KPa-l 20KPa，優選的為 86KPa-l 08KPa。7. 根據權利要求1-6任意一項所述的方法，其特征在于，所述氣體分析儀包含一燃料氣 探測器，所述燃料氣探測器包括紅外探測器和電化學電池探測器。8. 根據權利要求1-7任意一項所述的方法，其特征在于，獲得所述稀釋氣體的樣品的步 驟包含： 向所述絕熱層中的所述氣態物質注入受控數量的惰性氣體，以增加所述絕熱層中的所 述氣態物質的相對壓力(65)，使其從第一負壓(P1)增加到第二負壓(P2)，以及 在相對壓力等于所述第二負壓時，通過開口于罐的外壁的所述采樣管（11，111，211， 311，69)，在所述絕熱層中回收所述氣態物質的樣品，以獲得所述稀釋氣體的樣品；以及在 回收所述氣態物質樣品后，減少所述絕熱層中所述氣態物質的相對壓力(65)，使其由第二 負壓減少至第一負壓。9. 根據權利要求8的方法，其特征在于，所述第一負壓小于lKPa，優選的小于或等于 0. lKPa，所述第二負壓大于或等于lKPa。10. 根據權利要求8或9所述的方法，其特征在于，提高所述稀釋氣體樣品的壓力的步驟 包含： 在一中間封閉的空間（112，321)中儲存回收的所述氣態物質樣品，其中中間封閉的空 間連接所述采樣管；以及 移動所述中間封閉的空間內的一移動墻，以使所述稀釋氣體樣品限制在相對于所述中 間封閉的空間具有較小容積的測量用封閉空間（121)。11. 根據權利要求1-10任意一項所述的方法，其特征在于，獲得所述稀釋氣體樣品的步 驟包含： 通過開口于所述罐的外壁的所述采樣管，在所述絕熱層中回收負壓下的所述氣態物質 樣品；以及 注入受控數量的惰性氣體至回收的氣態物質樣品。12. 根據權利要求11所述的方法，其特征在于，回收、稀釋和壓縮樣品的步驟通過一文 丘里效應吸引裝置(220)完成，所述文丘里效應吸引裝置包括： 一主管（35)，所述主管(35)包括一進口和一出口，所述進口連接一壓力下的惰性氣體 源，所述出口連接一測量用封閉空間或一中間封閉的空間；以及 一吸入管(36)，所述吸入管(36)具有一上端和一下端，所述上端與所述采樣管連通，所 述下端的開口側向進入所述主管的收斂擴散部，以使惰性氣體流沿所述主管收縮進入所述 吸入管。13. 根據權利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述采樣的步驟包括： 通過所述采樣管（11，111，211，311)向中間封閉的空間（12，112,221，321)栗入所述氣 態物質樣品；以及 使所述中間封閉的空間與所述絕熱層隔離。14. 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，所述受控數量的惰性氣體注入所述中間 封閉的空間（12，112 )，壓縮所述稀釋氣體樣品的步驟包含： 從所述中間封閉的空間向連接所述氣體分析儀的測量用密封空間（21，121)栗入所述 稀釋氣體樣品。15. 根據權利要求13所述的方法，其特征在于，稀釋和壓縮所述樣品的步驟通過一文丘 里效應吸引裝置(220)完成，所述文丘里效應吸引裝置包括： 一主管（35)，所述主管(35)包括一進口和一出口，所述進口連接一壓力下惰性氣體源， 所述出口連接一測量用封閉空間中間封閉的空間；以及 一吸入管(36)，具有一上端和一下端，所述上端與中間封閉的空間連通，所述下端的開 口側向進入所述主管的收斂擴散部，以使惰性氣體流沿所述主管收縮進入所述吸入管。16. -種檢測裝置（10,210)，適合于一用于裝載低溫的液化燃料氣的密封和絕熱罐（1， 201)，其特征在于，罐的罐壁包含安裝于一承重墻的多層結構，所述多層結構包含與罐中裝 載的所述液化燃料氣接觸的一密封膜，和安裝于所述密封膜和所述承重墻之間的一絕熱層 (3,203)，所述絕熱層包含絕熱固體物質和保存于負壓下的氣態物質，所述檢測裝置包含： 一采樣管（11，111，211)，連接絕熱層于罐壁的外側，所述采樣管（11，111，211)具有一 隔離閥（14); 一中間密封的空間（12，112)，通過采用管連接絕熱層； 一測量用密封空間（21，121，221)，連接所述中間密封的空間， 一氣體分析儀（25,125,225)，連接所述測量用密封空間，用于測量所述測量用密封空 間中所述燃料氣的濃度； 一栗入裝置(20，112,220,320)，連接所述采樣管，并能回收所述絕熱層中處于負壓下 的所述氣態物質的樣品，并將所述氣態物質樣品傳送至所述測量用密封空間（21，121， 221); 一惰性氣體池（15，215 )，連接所述中間密封的空間（12，112 )，用于向從所述中間密封 的空間（12，112)內回收的氣態物質內注入一定量的惰性氣體，以及 一測量裝置(17,217,317)，用于測量添加至氣態物質的惰性氣體的數量。17. 根據權利要求16所述的裝置，其特征在于，進一步包含一數據處理系統（30,330)， 用于在添加所述受控數量的惰性氣體至氣態物質前后，根據已經回收的氣態物質的溫度和 壓力的測量值，決定向已經回收的氣態物質中添加受控數量的惰性氣體引起的稀釋速率， 并根據測量分析儀檢測的濃度，以及受控數量的惰性氣體的添加引起的釋速率，判斷所述 絕熱層中所述氣態物質中的燃料氣的濃度。18. 根據權利要求16或17所述的裝置，其特征在于，所述栗入裝置包含一真空栗(20)。19. 根據權利要求16-18任意一項所述的裝置，其特征在于，所述栗入裝置包含一文丘 里效應吸引裝置(220 )，所述文丘里效應吸引裝置包括： 一主管（35)，所述主管(35)包括一進口和一出口，所述進口連接惰性氣體池，所述出口 連接測量用封閉空間；以及 一吸入管（36)，具有一上端和一下端，所述上端通過中間封閉的空間與所述采樣管連 通，所述下端開口側面進入所述主管的收斂擴散部，以使惰性氣體流沿所述主管收縮進入 所述吸入管。20. -種設有如權利要求16-19任意一項所述的檢測裝置（10，210，310，410)，用于一裝 載低溫液化燃料氣的密封和絕熱罐（17)，其特征在于，罐的罐壁包含安裝于一承重墻(302) 的多層結構，所述多層結構包含與罐中裝載的液化燃料氣接觸的一第一密封膜(3304)，安 裝于所述第一密封膜和所述承重墻之間的一第二密封膜(40)，安裝于所述第一密封膜和所 述第二密封膜之間的一第一絕熱層(41)，安裝于所述第二密封膜和所述承重墻之間的一第 二絕熱層(42)，所述罐中一個或每個絕熱層包含絕熱固體物質，和保存于負壓下的氣態物 質，所述檢測裝置包含開口于所述第一絕熱層內的一第一采樣管(311 )，和開口于所述第二 絕熱層內的一第二采樣管(69)。21. -種裝載冷的液體產品的船(70 )，其特征在于，所述船包含一雙殼體(72)和如權利 要求20所述的安裝于所述雙殼體內的一罐(71)。22. -種方法，用于裝載或卸載根據權利要求21所述的船(70)，其特征在于，通過絕熱 管(73，79，76，81)從/向浮動式或岸上存儲設備(77)向/從所述船的所述罐(71)傳輸冷的液 體產品。23. -種傳送系統，用于傳送冷液體產品，系統包括如權利要求21所述的船(70)，絕熱 管(73,79,76,81)，絕熱管設置成連接船的殼體內的所述罐(71)至一浮動式或岸上存儲設 備(77)，以及一個栗，使得冷的液體產品以液體流的形式，通過絕熱管從/向所述浮動式或 岸上存儲設備向/從所述船的所述罐傳輸。
【文檔編號】G01M3/22GK105829855SQ201480064815
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年11月27日
【發明人】勞倫特·斯皮泰爾, 布魯諾·德萊特, 法布里斯·倫巴德, 尼古拉斯·阿坎, 阿卜杜拉耶·迪烏夫, 大衛·博維斯, 拉斐爾·普呂尼耶, 艾瑞克·比德爾曼
【申請人】氣體運輸技術公司