一种利用液氮储罐顶部空间内自然蒸发产生的氮气的装置的制作方法

本实用新型涉及液氮的储存和利用，具体涉及一种利用液氮储罐顶部空间内自然蒸发产生的氮气的装置。

背景技术：

参见图2，一种现用的液氮的储存和利用装置200具有一外罐1和一液氮储罐2，液氮储罐2支承在外罐1内，外罐1的内壁与液氮储罐2外壁之间的空间保持一定程度的真空，形成一真空空间。

一抽空阀11、一真空显示和检测器12和一外罐防爆装置13分别通过与外罐1的罐壁密封连接的短管与真空空间连通。

一液氮储罐安全阀211通过与液氮储罐2的罐壁密封连接的管路21与液氮储罐2内的顶部空间连通。管路21穿过外罐1的罐壁并与外罐1的罐壁密封连接。

一溢流管路22的一端与液氮储罐2的罐壁密封连接并与液氮储罐2内的上部空间连通。管路21穿过外罐1的罐壁并与外罐1的罐壁密封连接。管路21上安装一阀221。

一增压器进液管23的一端与液氮储罐2的罐壁密封连接并与液氮储罐2内的底部空间连通。增压器进液管23穿过外罐1的罐壁并与外罐1的罐壁密封连接。一增压器出气管24的一端与液氮储罐2的罐壁密封连接并与液氮储罐2内的顶部空间连通。增压器出气管24穿过外罐1的罐壁并与外罐1的罐壁密封连接。增压器进液管23的另一端和增压器出气管24的另一端分别与一增压器234的两端密封地连接。增压器234为空气换热器或列管式换热器。增压器出气管24上安装一阀235。当液氮储罐2内的压力低于设定值时，打开阀235，液氮储罐2内的低温高压液氮通过增压器234气化为压力更高的氮气，进入液氮储罐2内的空间，使液氮储罐2内的压力达到设定值。

一液位计液相管25的一端与液氮储罐2的罐壁密封连接并与液氮储罐2内的底部空间连通。液位计液相管25穿过外罐1的罐壁并与外罐1的罐壁密封连接。一液位计气相管26的一端与液氮储罐2的罐壁密封连接并与液氮储罐2内的顶部空间连通。液位计气相管26穿过外罐1的罐壁并与外罐1的罐壁密封连接。液位计液相管25的另一端和液位计气相管26的另一端分别与一液位计256的两端密封地连接。液位计256为压差式液位计。液位计液相管25上安装一阀251。液位计气相管26上安装一阀261。

一液氮进液管路27的一端与液氮储罐2的罐壁密封连接并与液氮储罐2内的底部空间连通。液氮进液管路27穿过外罐1的罐壁并与外罐1的罐壁密封连接。液氮进液管路27上安装一阀271。一液氮排液管路272的一端在阀271的上游与与液氮进液管路27密封地连接。

根据液位计256显示的液位能够确定何时通过液氮进液管路27向液氮储罐2内补充液氮，且能够自动操作。

一液氮输出管路28的一端与液氮储罐2的罐壁密封连接并与液氮储罐2内的底部空间或中部空间连通。液氮输出管路28穿过外罐1的罐壁并与外罐1的罐壁密封连接。液氮输出管路28上安装一阀281和一阀282。一管路283的一端在阀281和阀282之间与液氮输出管路28密封地连接，管路283的另一端与一安全阀284密封地连接。

一气化装置3具有一第一气化器3a和一第二气化器3b。第一气化器3a和第二气化器3b为空气换热器或列管式换热器。第一气化器3a和第二气化器3b的一端分别与一第一液氮进口管31a和一第二液氮进口管31b的一端密封地连接，另一端分别与一第一氮气出口管34a和一第二氮气出口管34b的一端密封地连接。第一液氮进口管31a和第二液氮进口管31b上分别安装一第一液氮进口阀32a和一第二液氮进口阀32b。一第一液氮进口安全阀33a和一第二液氮进口安全阀33b分别通过一短管与第一液氮进口管31a和第二液氮进口管31b密封地连通。第一氮气出口管34a和第二氮气出口管34b上分别安装一第一氮气出口阀35a和一第二氮气出口阀35b。一第一氮气出口安全阀36a和一第二氮气出口安全阀36b分别通过一短管与第一氮气出口管34a和第二氮气出口管34b密封地连通。

一调压装置4具有一中心管路41。中心管路41上安装一阀40。一第一调压管路41a和一第二调压管路41b的两端分别在阀40的两侧与中心管路41密封地连接。在第一调压管路41a和第二调压管路41b上分别安装一第一阀42a、一调压阀43a和一第二阀44a以及一第一阀42b、一调压阀43b和一第二阀44b。在中心管路41上安装一调压装置进口温度显示器44以及一调压装置进口压力显示器45和调压装置出口压力显示器46。

气化装置3的第一液氮进口管31a和第二液氮进口管31b与液氮输出管路28的另一端密封地连接。气化装置3的第一氮气出口管34a和第二氮气出口管34b的另一端与调压装置4的中心管路41的一端密封地连接，中心管路41的另一端至共用工程氮气管网。

一自然蒸发氮气排放管路29的一端与液氮储罐2的罐壁密封连接并与液氮储罐2内的顶部空间连通。自然蒸发氮气排放管路29穿过外罐1的罐壁并与外罐1的罐壁密封连接。自然蒸发氮气排放管路29上安装一自然蒸发氮气排放截止阀291。

图2所示的现用的液氮的储存和利用装置200的操作如下：

关闭调压装置4的中心管路41上安装的阀40。

关闭调压装置4的第二调压管路41b上安装的第一阀42b和第二阀44b。第二调压管路41b是调压装置4的备用管路。

打开调压装置4的第一调压管路41a上安装的第一阀42a和第二阀44a。

设定安装在调压装置4的第一调压管路41a上的调压阀43a的出口压力。

打开调压装置4的安装在连接调压装置进口压力显示器45的短管上的阀和安装在连接调压装置出口压力显示器45的短管上的阀。

关闭气化装置3的第二液氮进口管31b上安装的第二液氮进口阀32b。关闭气化装置3的第二氮气出口管34b上安装的第二氮气出口阀35b。气化装置3的第二气化器3b是气化装置3的备用气化器。

打开气化装置3的第一液氮进口管31a上安装的第一液氮进口阀32a。打开气化装置3的第一氮气出口管34a上安装的第一氮气出口阀35a。

打开安装在液氮输出管路28上的阀282和阀281，液氮储罐2内的低温高压液氮经液氮输出管路28和液氮进口管31a进入第一气化器3a，在第一气化器3a内吸热气化成氮气并将氮气升温后排入第一氮气出口管34a，氮气经调压阀43a进口侧的中心管路41和第一调压管路41a进入调压阀43a，经调压阀43a调压进入调压阀43a出口侧的第一调压管路41a和中心管路41，向公用工程氮气管网输送。

现用的液氮的储存和利用装置200在使用过程中外罐1吸收环境热量，然后将所吸收的热量辐射给液氮储罐2的罐壁，液氮储罐2内的液氮从罐壁吸热后温度升高，部分液氮蒸发成氮气积聚在液氮储罐2内的顶部空间，使液氮储罐2内的压力升高，为了维持液氮储罐2内的正常压力及保证液氮储罐2的安全运行，操作人员需要每班打开自然蒸发氮气排放截止阀291通过自然蒸发氮气排放管路29对积聚在液氮储罐2内的顶部空间的高压氮气进行排放，这种排放一方面造成了大量的氮气浪费，另外也对周边环境产生了严重的噪声污染。

技术实现要素：

本实用新型要解决现用的液氮的储存和利用装置积聚在液氮储罐内的顶部空间的高压氮气进行排放造成了大量的氮气浪费和对周边环境产生了严重的噪声污染的技术问题，提供一种利用液氮储罐顶部空间内自然蒸发产生的氮气的装置。

本实用新型的利用液氮储罐顶部空间内自然蒸发产生的氮气的装置，具有一外罐和一液氮储罐，该液氮储罐支承在该外罐内，该外罐的内壁与该液氮储罐外壁之间的空间保持一定程度的真空，形成一真空空间，还具有一液氮输出管路、一自然蒸发氮气排放管路、一气化装置和一调压装置，该液氮输出管路将该液氮储罐内的底部或中部空间与该气化装置的进口端流体连通，该气化装置的出口端与该调压装置的进口端流体连通，该自然蒸发氮气排放管路的一端与该液氮储罐内的顶部空间流体连通，其特征在于，一连通管路将该自然蒸发氮气排放管路与该液氮输出管路流体连通。

本实用新型的利用液氮储罐顶部空间内自然蒸发产生的氮气的装置与现用的液氮的储存和利用装置相比，由于在自然蒸发氮气排放管路与液氮输出管路之间连通一管路，积聚在液氮储罐内的顶部空间的自然蒸发氮气经自然蒸发氮气排放管路和自然蒸发氮气排放连通管路流入液氮输出管路，然后进入气化装置，在气化装置内吸热升温后进入调压装置，向公用工程氮气管网输送氮气，避免液氮储罐内的顶部空间的高压氮气排入大气造成了大量的氮气浪费和对周边环境产生严重的噪声污染。

本实用新型的利用液氮储罐顶部空间内自然蒸发产生的氮气的装置，在该外罐外面的该液氮输出管路上安装一液氮输出管第一截止阀和一液氮输出管第二截止阀，一液氮输出管安全阀通过一短管与该液氮输出管第一截止阀和该液氮输出管第二截止阀之间的该液氮输出管路连通，在该外罐外面的该自然蒸发氮气排放管路上安装一自然蒸发氮气排放管第一截止阀和一自然蒸发氮气排放管第二截止阀，一自然蒸发氮气排放管安全阀通过一短管与该自然蒸发氮气排放管第一截止阀和该自然蒸发氮气排放管第二截止阀之间的该自然蒸发氮气排放管路连通，该连通管路的一端与该液氮输出管第二截止阀出口侧的该液氮输出管路连通，另一端与该自然蒸发氮气排放管安全阀和该自然蒸发氮气排放管第二截止阀之间的该自然蒸发氮气排放管路连通。

附图说明

图1是本实用新型的利用液氮储罐顶部空间内自然蒸发产生的氮气的装置的构造示意图；

图2是一种现用的液氮的储存和利用装置的构造示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本实用新型的具体实施方式进行描述，本实用新型的利用液氮储罐顶部空间内自然蒸发产生的氮气的装置的特征和优点会更加明显。

本实用新型的利用液氮储罐顶部空间内自然蒸发产生的氮气的装置100如图1所示。

图1所示的本实用新型的利用液氮储罐顶部空间内自然蒸发产生的氮气的装置100的构造与图2所示的现用的液氮的储存和利用装置200的构造大部分相同，相同的部分用相同的标号表示，不再重复描述。

参见图1，本实用新型的利用液氮储罐顶部空间内自然蒸发产生的氮气的装置100在图2所示的现用的液氮的储存和利用装置200的自然蒸发氮气排放截止阀291出口侧的自然蒸发氮气排放管路29上顺次安装一自然蒸发氮气排放安全阀292和一自然蒸发氮气终端排放截止阀294，一自然蒸发氮气排放连通管295的一端与自然蒸发氮气排放安全阀292和自然蒸发氮气终端排放截止阀294之间的自然蒸发氮气排放管路29密封地连接，另一端与阀282出口侧的液氮输出管路28密封地连接。在自然蒸发氮气排放连通管295上安装一自然蒸发氮气排放连通管截止阀293。

图1所示的本实用新型的利用液氮储罐顶部空间内自然蒸发产生的氮气的装置100的操作如下：

关闭调压装置4的中心管路41上安装的阀40。

关闭调压装置4的第二调压管路41b上安装的第一阀42b和第二阀44b。第二调压管路41b是调压装置4的备用管路。

打开调压装置4的第一调压管路41a上安装的第一阀42a和第二阀44a。

设定安装在调压装置4的第一调压管路41a上的调压阀43a的出口压力。

打开调压装置4的安装在连接调压装置进口压力显示器45的短管上的阀和安装在连接调压装置出口压力显示器45的短管上的阀。

关闭气化装置3的第二液氮进口管31b上安装的第二液氮进口阀32b。关闭气化装置3的第二氮气出口管34b上安装的第二氮气出口阀35b。气化装置3的第二气化器3b是气化装置3的备用气化器。

打开气化装置3的第一液氮进口管31a上安装的第一液氮进口阀32a。打开气化装置3的第一氮气出口管34a上安装的第一氮气出口阀35a。

关闭安装在液氮输出管路28上的阀282和阀281，关闭安装在自然蒸发氮气排放管路29上的自然蒸发氮气终端排放截止阀294，打开安装在自然蒸发氮气排放管路29上的自然蒸发氮气排放截止阀291和安装在自然蒸发氮气排放连通管295上的自然蒸发氮气排放连通管截止阀293，积聚在液氮储罐2内的顶部空间的自然蒸发氮气经自然蒸发氮气排放管路29和自然蒸发氮气排放连通管295流入液氮输出管路28，然后经液氮进口管31a进入第一气化器3a，在第一气化器3a内吸热升温后排入第一氮气出口管34a，氮气经调压阀43a进口侧的中心管路41和第一调压管路41a进入调压阀43a，经调压阀43a调压进入调压阀43a出口侧的第一调压管路41a和中心管路41，向公用工程氮气管网输送。

在特殊情况下，当积聚在液氮储罐2内的顶部空间的自然蒸发氮气的量不能够满足公用工程氮气管网的需求时，则进行如下切换操作：

关闭安装在自然蒸发氮气排放连通管295上的自然蒸发氮气排放连通管截止阀293，打开安装在液氮输出管路28上的阀282和阀281，液氮储罐2内的低温高压液氮经液氮输出管路28和液氮进口管31a进入第一气化器3a，在第一气化器3a内吸热气化成氮气并将氮气升温后排入第一氮气出口管34a，氮气经调压阀43a进口侧的中心管路41和第一调压管路41a进入调压阀43a，经调压阀43a调压进入调压阀43a出口侧的第一调压管路41a和中心管路41，向公用工程氮气管网输送。