一种智能超导磁悬浮低温液体储罐及其施工方法

申请号 CN202410157235.5 申请日 2024-02-04 公开(公告)号 CN117906046A 公开(公告)日 2024-04-19
申请人 中海石油气电集团有限责任公司; 发明人 赵铭睿; 张超; 刘洋; 陈团海; 黄欢; 钟曦; 张博超; 丁予晨; 甄聪; 张宇琦; 李鑫;
摘要 本 发明 公开了一种智能超导磁悬浮低温液体储罐,包括:主容器;次容器,设置在主容器外部,且二者间存在薄层空间;磁悬浮系统,包括安装在主容器上的主容器磁悬浮系统和安装在次容器上的次容器磁悬浮系统,二者通过 电磁感应 作用相互排斥产生 磁场 斥 力 ,使主容器悬浮于次容器内部;智能控制系统,用于调节磁场斥力方向和数值,产生变化的磁场斥力,使磁悬浮系统能够适应不同静力工况和动力工况。本发明设计巧妙合理,智能化程度高,运行安全稳定高效,解决传统低温液体储罐保冷系统造价高、体积大、效果有限,减 隔震 系统造价高、施工难度大、储罐使用寿命周期内需更换的缺点,有效降低造价,缩短工期,在保障结构安全的前提下提高运营效率。
权利要求

1.一种智能超导磁悬浮低温液体储罐,其特征在于,包括:
主容器,用于直接接触和盛装低温液体;
次容器,设置在主容器外部,且所述次容器与所述主容器之间存在用于隔绝热传递的薄层空间;
管道系统,所述管道系统一端与所述主容器内部相连通,另一端穿过所述主容器和次容器后与外界相连通;
基础,连接地基和所述次容器,作为承载结构,将整个低温液体储罐的荷载传递至地基;
磁悬浮系统,包括安装在所述主容器上的主容器磁悬浮系统和安装在所述次容器上的次容器磁悬浮系统,所述主容器磁悬浮系统与所述次容器磁悬浮系统通过电磁感应作用相互排斥产生磁场,使所述主容器悬浮于所述次容器内部;
智能控制系统,包括监测模和控制模块,所述监测模块能够实时感知所述主容器与次容器之间的距离,并将感知的距离信息传输至所述控制模块,所述控制模块根据距离信息控制所述主容器与次容器之间的电磁感应强度,调节磁场斥力方向和数值,产生变化的磁场斥力,使所述磁悬浮系统能够适应不同静力工况和动力工况。
2.根据权利要求1所述的智能超导磁悬浮低温液体储罐,其特征在于,所述主容器磁悬浮系统包括安装在所述主容器底壁上的主容器底部磁体、安装在所述主容器侧壁上的主容器侧面磁体和安装在所述主容器顶壁上的主容器顶面磁体,所述主容器底部磁体、主容器侧面磁体和主容器顶面磁体均由超导材料制成,且直接接触低温液体,处于超导状态。
3.根据权利要求2所述的智能超导磁悬浮低温液体储罐,其特征在于,所述次容器磁悬浮系统包括安装在所述次容器底壁上的次容器底部磁体、安装在所述次容器侧壁上的次容器侧面磁体和安装在所述次容器顶壁上的次容器顶面磁体,所述次容器底部磁体、次容器侧面磁体和次容器顶面磁体均由永磁体或电磁制成。
4.根据权利要求3所述的智能超导磁悬浮低温液体储罐,其特征在于,所述智能控制系统使所述磁悬浮系统适应不同静力工况的过程如下:
所述监测模块主要实时感知所述主容器与次容器底壁之间的间距;初始状态时,所述主容器与次容器底壁之间的间距维持在规定区间内,所述主容器重力于所受磁场斥力相同;
当所述主容器内部液体增加时,所述主容器重量增加,重力大于磁场斥力,所述主容器下沉,所述主容器与次容器底壁之间的间距变小;所述监测模块获取变化后的点间距并传输至所述控制模块,所述控制模块判定实际间距减小至规定区间范围之外时,增大所述次容器底部磁体的电流,使所述次容器底部磁体与主容器底部磁体之间的磁场斥力大于所述主容器重力,所述主容器上升,所述主容器与次容器底壁之间的间距变大;
当所述主容器内部液体减少时,所述主容器重量减小,重力小于磁场斥力,所述主容器上升,所述主容器与次容器底壁之间的间距增大;所述监测模块获取变化后的点间距并传输至所述控制模块,所述控制模块判定实际间距增大至规定区间范围之外时,减小所述次容器底部磁体的电流,使所述次容器底部磁体与主容器底部磁体之间的磁场斥力小于所述主容器重力,所述主容器下沉,所述主容器与次容器底壁之间的间距变小;
反复上述过程,待所述主容器与次容器底壁之间的间距返回规定区间内时,调整磁场斥力和所述主容器重力相同,所述磁悬浮系统达到稳定状态。
5.根据权利要求3所述的智能超导磁悬浮低温液体储罐,其特征在于,所述智能控制系统使所述磁悬浮系统适应不同动力工况的过程如下:
所述监测模块实时感知所述主容器与次容器底壁、侧壁和顶壁之间的间距;初始状态时,所述主容器与次容器各方向间距维持在规定区间内,所述主容器各方向所受磁场斥力平衡;
在动力作用下,所述次容器受到动力作用发生竖直和/或平方向的位移,当所述监测模块获取某处的间距小于规定区间时,所述控制模块增大此处所述次容器悬浮系统的电流,增大所述次容器悬浮系统提供的磁场斥力,使所述主容器产生远离所述次容器的运动趋势;
当所述监测模块获取某处的间距大于规定区间时,所述控制模块减小此处所述次容器悬浮系统的电流,减小所述次容器悬浮系统提供的磁场斥力,使所述主容器产生靠近所述次容器的运动趋势;
当所述监测模块获取某处的间距大于一定限制时,所述控制模块通过改变此处所述次容器悬浮系统的电流方向,进而改变磁场斥力方向,使所述主容器靠近所述次容器的运动趋势更加明显。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的智能超导磁悬浮低温液体储罐,其特征在于,所述次容器由承台、墙体和穹顶组成。
7.根据权利要求6所述的智能超导磁悬浮低温液体储罐,其特征在于,在所述次容器的承台上安装有若干安全系统,以防止所述主容器磁悬浮失效时坠落冲击所述次容器,所述安全系统由弹簧系统或阻尼系统构成。
8.一种如权利要求1至7任意一项所述的智能超导磁悬浮低温液体储罐的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)进行智能超导磁悬浮低温液体储罐的设计;
2)施工建造基础,并进行其余系统建造的准备工作;
3)施工建造次容器,并进行剩余其余系统建造的准备工作;
4)在次容器内部安装次容器磁悬浮系统,在承台上部安装次容器底部磁体,在墙体内侧安装次容器侧面磁体,在穹顶内部安装次容器顶面磁体;
5)在承台上部安装安全系统;
6)安装智能控制系统在次容器上的监测模块和控制模块;
7)制作并安装主容器;
8)在主容器外部安装主容器磁悬浮系统,在主容器底壁安装主容器底部磁体,在主容器侧壁外侧安装主容器侧面磁体,在主容器顶壁外侧安装主容器顶面磁体;
9)安装智能控制系统在主容器上的监测模块和控制模块;
10)主容器低温预冷,调试智能控制系统和整个磁悬浮系统。
9.根据权利要求8所述的施工方法,其特征在于,所述的进行智能超导磁悬浮低温液体储罐的设计具体为:
根据低温液体类型、工作温度、储罐容量设计主容器初步方案,选取合适的形状、体积和材质;
根据主容器初步设计方案、建设场地地质情况和地震设防要求,设计次容器和基础的初步方案;
根据主容器和次容器的初步方案,以及工艺要求,完成安全系统、管道系统、磁悬浮系统和智能控制系统的初步设计;
根据相关规范要求校核初步设计方案,完成主容器、次容器、安全系统、管道系统、基础、磁悬浮系统和智能控制系统的详细设计及最终方案。

说明书全文

一种智能超导磁悬浮低温液体储罐及其施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及低温液体储罐结构领域,具体而言,尤其是一种智能超导磁悬浮低温液体储罐及其施工方法。

背景技术

[0002] 低温常压液化是一种高效的气体储存方式,目前主要世界范围内具有大量存储需求的低温液体主要是液化天然气(LNG),LNG清洁高效,应用范围广,是我国近年来大推广的新能源之一。另一方面,随着国家“产供储销”体系建设,对国内LNG存储能力提出了更高的要求。目前国内LNG接收终端进入快速建设期,已经建成投产的LNG接收站超过20个,建成储罐超过100座,在建和规划建设的数量超过50座,最大容积为27万方。LNG储罐是接收站内最重要和投资最大的单体结构,内部存储大量超低温液化天然气,其结构稳定性在建设和运营阶段至关重要,直接影响接收站和周围环境的安全。超大容积LNG储罐结构中的保冷系统和减隔震系统直接关系到结构运营效率和安全,是至关重要的两套系统。现有的LNG储罐主要结构形式为全容储罐和薄膜储罐,相应的保冷系统和减隔震系统不足如下:
[0003] ①保冷系统造价高,体积大,效果有限:
[0004] 全容储罐通过主容器和次容器之间的膨胀珍珠岩和泡沫玻璃砖保温隔热,薄膜储罐通过增强聚酯泡沫板绝缘层保温隔热。以27万方LNG储罐为例,保冷层厚度超过1m,需要占用约1.5万立方米的空间设置保冷材料,相当于储罐容积的5%。单罐保冷系统造价接近5000万,且运营过程中珍珠岩会发生沉降漏冷,需要多次填充。在保冷系统作用下,LNG储罐运营阶段日蒸发率约为0.5‰,即不到6年就会蒸发一空。
[0005] ②减隔震系统造价高,施工难度大,储罐使用寿命周期内需更换:
[0006] 超大容积LNG储罐满罐状态下自重超过20万吨,在地震作用下会产生巨大的水平荷载作用于基础。为降低建造成本,需要安装结构复杂的减隔震系统。同样以27万方LNG储罐为例,单罐减隔震系统造价超过2000万,施工周期60天以上,且性能随系统材料老化而降低,需要在储罐寿命周期内进行更换,难度大,费用高,且会产生应力重分布影响结构安全。

发明内容

[0007] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提供一种智能超导磁悬浮低温液体储罐,旨在解决传统低温液体储罐保冷系统造价高、体积大、效果有限,减隔震系统造价高、施工难度大、储罐使用寿命周期内需更换的缺点,通过实现超低能耗条件下主容器磁悬浮于次容器内部,不需要保冷和减隔震系统即可实现高效率、高耐久性的保冷和减隔震效果,有效降低造价,缩短工期,在保障结构安全的前提下提高运营效率。
[0008] 为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:
[0009] 第一方面,本发明提供了一种智能超导磁悬浮低温液体储罐,包括:主容器,用于直接接触和盛装低温液体;次容器,设置在主容器外部,且所述次容器与所述主容器之间存在用于隔绝热传递的薄层空间;管道系统,所述管道系统一端与所述主容器内部相连通,另一端穿过所述主容器和次容器后与外界相连通;基础,连接地基和所述次容器,作为承载结构,将整个低温液体储罐的荷载传递至地基;磁悬浮系统,包括安装在所述主容器上的主容器磁悬浮系统和安装在所述次容器上的次容器磁悬浮系统,所述主容器磁悬浮系统与所述次容器磁悬浮系统通过电磁感应作用相互排斥产生磁场斥力,使所述主容器悬浮于所述次容器内部;智能控制系统,包括监测模和控制模块,所述监测模块能够实时感知所述主容器与次容器之间的距离,并将感知的距离信息传输至所述控制模块,所述控制模块根据距离信息控制所述主容器与次容器之间的电磁感应强度,调节磁场斥力方向和数值,产生变化的磁场斥力,使所述磁悬浮系统能够适应不同静力工况和动力工况。
[0010] 作为优选:所述主容器磁悬浮系统包括安装在所述主容器底壁上的主容器底部磁体、安装在所述主容器侧壁上的主容器侧面磁体和安装在所述主容器顶壁上的主容器顶面磁体,所述主容器底部磁体、主容器侧面磁体和主容器顶面磁体均由超导材料制成,且直接接触低温液体,处于超导状态。
[0011] 作为优选:所述次容器磁悬浮系统包括安装在所述次容器底壁上的次容器底部磁体、安装在所述次容器侧壁上的次容器侧面磁体和安装在所述次容器顶壁上的次容器顶面磁体,所述次容器底部磁体、次容器侧面磁体和次容器顶面磁体均由永磁体或电磁制成。
[0012] 作为优选:所述智能控制系统使所述磁悬浮系统适应不同静力工况的过程如下:
[0013] 所述监测模块主要实时感知所述主容器与次容器底壁之间的间距;初始状态时,所述主容器与次容器底壁之间的间距维持在规定区间内,所述主容器重力于所受磁场斥力相同;
[0014] 当所述主容器内部液体增加时,所述主容器重量增加,重力大于磁场斥力,所述主容器下沉,所述主容器与次容器底壁之间的间距变小;所述监测模块获取变化后的点间距并传输至所述控制模块,所述控制模块判定实际间距减小至规定区间范围之外时,增大所述次容器底部磁体的电流,使所述次容器底部磁体与主容器底部磁体之间的磁场斥力大于所述主容器重力,所述主容器上升,所述主容器与次容器底壁之间的间距变大;
[0015] 当所述主容器内部液体减少时,所述主容器重量减小,重力小于磁场斥力,所述主容器上升,所述主容器与次容器底壁之间的间距增大;所述监测模块获取变化后的点间距并传输至所述控制模块,所述控制模块判定实际间距增大至规定区间范围之外时,减小所述次容器底部磁体的电流,使所述次容器底部磁体与主容器底部磁体之间的磁场斥力小于所述主容器重力,所述主容器下沉,所述主容器与次容器底壁之间的间距变小;
[0016] 反复上述过程,待所述主容器与次容器底壁之间的间距返回规定区间内时,调整磁场斥力和所述主容器重力相同,所述磁悬浮系统达到稳定状态。
[0017] 作为优选:所述智能控制系统使所述磁悬浮系统适应不同动力工况的过程如下:
[0018] 所述监测模块实时感知所述主容器与次容器底壁、侧壁和顶壁之间的间距;初始状态时,所述主容器与次容器各方向间距维持在规定区间内,所述主容器各方向所受磁场斥力平衡;
[0019] 在动力作用下,所述次容器受到动力作用发生竖直和/或水平方向的位移,当所述监测模块获取某处的间距小于规定区间时,所述控制模块增大此处所述次容器悬浮系统的电流,增大所述次容器悬浮系统提供的磁场斥力,使所述主容器产生远离所述次容器的运动趋势;
[0020] 当所述监测模块获取某处的间距大于规定区间时,所述控制模块减小此处所述次容器悬浮系统的电流,减小所述次容器悬浮系统提供的磁场斥力,使所述主容器产生靠近所述次容器的运动趋势;
[0021] 当所述监测模块获取某处的间距大于一定限制时,所述控制模块通过改变此处所述次容器悬浮系统的电流方向,进而改变磁场斥力方向,使所述主容器靠近所述次容器的运动趋势更加明显。
[0022] 作为优选:所述次容器由承台、墙体和穹顶组成。
[0023] 作为优选:在所述次容器的承台上安装有若干安全系统,以防止所述主容器磁悬浮失效时坠落冲击所述次容器,所述安全系统由弹簧系统或阻尼系统构成。
[0024] 第二方面,本发明提供了一种本发明第一方面所述的智能超导磁悬浮低温液体储罐的施工方法,包括以下步骤:
[0025] 1)进行智能超导磁悬浮低温液体储罐的设计;
[0026] 2)施工建造基础,并进行其余系统建造的准备工作;
[0027] 3)施工建造次容器,并进行剩余其余系统建造的准备工作;
[0028] 4)在次容器内部安装次容器磁悬浮系统,在承台上部安装次容器底部磁体,在墙体内侧安装次容器侧面磁体,在穹顶内部安装次容器顶面磁体;
[0029] 5)在承台上部安装安全系统;
[0030] 6)安装智能控制系统在次容器上的监测模块和控制模块;
[0031] 7)制作并安装主容器;
[0032] 8)在主容器外部安装主容器磁悬浮系统,在主容器底壁安装主容器底部磁体,在主容器侧壁外侧安装主容器侧面磁体,在主容器顶壁外侧安装主容器顶面磁体;
[0033] 9)安装智能控制系统在主容器上的监测模块和控制模块;
[0034] 10)主容器低温预冷,调试智能控制系统和整个磁悬浮系统。
[0035] 作为优选:所述的进行智能超导磁悬浮低温液体储罐的设计具体为:
[0036] 根据低温液体类型、工作温度、储罐容量设计主容器初步方案,选取合适的形状、体积和材质;
[0037] 根据主容器初步设计方案、建设场地地质情况和地震设防要求,设计次容器和基础的初步方案;
[0038] 根据主容器和次容器的初步方案,以及工艺要求,完成安全系统、管道系统、磁悬浮系统和智能控制系统的初步设计;
[0039] 根据相关规范要求校核初步设计方案,完成主容器、次容器、安全系统、管道系统、基础、磁悬浮系统和智能控制系统的详细设计及最终方案。
[0040] 本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:
[0041] 1、本发明利用低温液体储罐内部的低温和超导原理技术,实现超低能耗条件下主容器磁悬浮于次容器内部,设计巧妙合理,智能化程度高,运行安全稳定高效。
[0042] 2、本发明的主容器和次容器之间通过真空隔热实现低成本高效率绝热,无需保冷系统,显著降低造价,缩短工期,能够降低日蒸发率95%以上,有效提供运行效率,降低运行成本。
[0043] 3、本发明通过磁悬浮和磁场力实现可调整阻尼,具备高效减隔震能力,且在智能控制系统作用下,主容器可吸收次容器振动能量,降低次容器地震响应,实现整个系统减隔震效果最优,优化设计,降低造价,同时无需减隔震系统,避免维修更换,显著降低造价,缩短工期。附图说明
[0044] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中,用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中:
[0045] 图1为本发明一实施例提供的智能超导磁悬浮低温液体储罐的正面剖视结构示意图;
[0046] 图2为本发明该实施例提供的智能超导磁悬浮低温液体储罐的横截面结构示意图。
[0047] 图中各标记如下:
[0048] 1.主容器;2.次容器;2‑1.承台;2‑2.墙体;2‑3.穹顶;3.安全系统;4.管道系统;5.基础;6.磁悬浮系统;6‑1.主容器磁悬浮系统;6‑2.次容器磁悬浮系统;6‑1‑1.主容器底部磁体;6‑1‑2.主容器侧面磁体;6‑1‑3.主容器顶面磁体;6‑2‑1.次容器底部磁体;6‑2‑2.次容器侧面磁体;6‑2‑3.次容器顶面磁体;7.智能控制系统;8.薄层空腔。

具体实施方式

[0049] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0050] 在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,使用术语“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对上述零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0051] 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0052] 本发明提供的智能超导磁悬浮低温液体储罐,包括:主容器;次容器,设置在主容器外部,且二者间存在薄层空间;磁悬浮系统,包括安装在主容器上的主容器磁悬浮系统和安装在次容器上的次容器磁悬浮系统,二者通过电磁感应作用相互排斥产生磁场斥力,使主容器悬浮于次容器内部;智能控制系统,用于调节磁场斥力方向和数值,产生变化的磁场斥力,使磁悬浮系统能够适应不同静力工况和动力工况。本发明设计巧妙合理,智能化程度高,运行安全稳定高效,解决传统低温液体储罐保冷系统造价高、体积大、效果有限,减隔震系统造价高、施工难度大、储罐使用寿命周期内需更换的缺点,有效降低造价,缩短工期,在保障结构安全的前提下提高运营效率。
[0053] 下面,结合附图对本发明实施例提供的智能超导磁悬浮低温液体储罐及其施工方法进行详细的说明。
[0054] 请参阅图1、图2,本发明提供的一种智能超导磁悬浮低温液体储罐,包括:主容器1,其内部完全封闭,具备气密性,主容器1用于直接接触和盛装低温液体;次容器2,设置在主容器1外部,其内部亦完全封闭,具有气密性,且次容器2与主容器1之间存在薄层空间8,该薄层空间8接近真空或真空,能够隔绝热传递,实现主容器1高效保冷;管道系统4,管道系统4一端与主容器1内部相连通,另一端穿过主容器1和次容器2后与外界相连通;基础5,连接地基和次容器2,作为承载结构,将整个低温液体储罐的荷载传递至地基;磁悬浮系统6,包括安装在主容器1上的主容器磁悬浮系统6‑1和安装在次容器2上的次容器磁悬浮系统6‑
2,主容器磁悬浮系统6‑1与次容器磁悬浮系统6‑2通过电磁感应作用相互排斥产生斥力,使主容器1悬浮于次容器2内部;智能控制系统7,包括监测模块和控制模块,监测模块能够实时感知主容器1与次容器2之间的距离(包括底板、侧壁和顶部间距),并将感知的距离信息传输至控制模块,控制模块根据主容器1的距离信息控制主容器1与次容器2之间的电磁感应强度,调节磁场斥力方向和数值,产生变化的磁场斥力,使磁悬浮系统6能够适应不同静力工况和动力工况。
[0055] 上述实施例中,优选地,主容器磁悬浮系统6‑1包括安装在主容器1底壁上的主容器底部磁体6‑1‑1、安装在主容器1侧壁上的主容器侧面磁体6‑1‑2和安装在主容器1顶壁上的主容器顶面磁体6‑1‑3,主容器底部磁体6‑1‑1、主容器侧面磁体6‑1‑2和主容器顶面磁体6‑1‑3均由超导材料制成,且直接接触低温液体,处于超导状态。次容器磁悬浮系统6‑2包括安装在次容器2底壁上的次容器底部磁体6‑2‑1、安装在次容器2侧壁上的次容器侧面磁体
6‑2‑2和安装在次容器2顶壁上的次容器顶面磁体6‑2‑3,次容器底部磁体6‑2‑1、次容器侧面磁体6‑2‑2和次容器顶面磁体6‑2‑3均由永磁体或电磁铁磁性材料制成。
[0056] 上述实施例中,优选地,智能控制系统7使磁悬浮系统6适应不同静力工况的过程如下:
[0057] S100.监测模块主要实时感知主容器1与次容器2底壁之间的间距;初始状态时,主容器1与次容器2底壁之间的间距维持在规定区间内,主容器1重力于所受磁场斥力相同。
[0058] S200.当主容器1内部液体增加时,主容器1重量增加,重力大于磁场斥力,主容器1下沉,主容器1与次容器2底壁之间的间距变小;监测模块获取变化后的点间距并传输至控制模块,控制模块判定实际间距减小至规定区间范围之外时,增大次容器底部磁体6‑2‑1的电流,使次容器底部磁体6‑2‑1与主容器底部磁体6‑1‑1之间的磁场斥力大于主容器1重力,主容器1上升,主容器1与次容器2底壁之间的间距变大。
[0059] S300.反之,当主容器1内部液体减少时,主容器1重量减小,重力小于磁场斥力,主容器1上升,主容器1与次容器2底壁之间的间距增大;监测模块获取变化后的点间距并传输至控制模块,控制模块判定实际间距增大至规定区间范围之外时,减小次容器底部磁体6‑2‑1的电流,使次容器底部磁体6‑2‑1与主容器底部磁体6‑1‑1之间的磁场斥力小于主容器1重力,主容器1下沉,主容器1与次容器2底壁之间的间距变小。
[0060] S400.反复上述过程,待主容器1和次容器2底壁之间的间距返回规定区间内时,调整磁场斥力和主容器1重力相同,磁悬浮系统6达到稳定状态。
[0061] 上述实施例中,优选地,智能控制系统7使磁悬浮系统6适应不同动力工况(例如地震或爆炸等)的过程如下:
[0062] S100.监测模块实时感知主容器1与次容器2底壁、侧壁和顶壁之间的间距。初始状态时,主容器1与次容器2各方向间距维持在规定区间内,主容器1各方向所受磁场斥力平衡。
[0063] S200.在动力作用下,次容器2受到动力作用发生竖直和/或水平方向的位移,当监测模块获取某处的间距小于规定区间时,控制模块增大此处次容器悬浮系统6‑2的电流,增大次容器悬浮系统6‑2提供的磁场斥力,使主容器1产生远离次容器2的运动趋势。
[0064] S300.当监测模块获取某处的间距大于规定区间时,控制模块减小此处次容器悬浮系统6‑2的电流,减小次容器悬浮系统6‑2提供的磁场斥力,使主容器1产生靠近次容器2的运动趋势。
[0065] S400.当监测模块获取某处的间距大于一定限制时,控制模块通过改变此处次容器悬浮系统6‑2的电流方向,进而改变磁场斥力方向,使主容器1靠近次容器2的运动趋势更加明显。
[0066] 上述实施例中,优选地,次容器2由承台2‑1、墙体2‑2和穹顶2‑3组成。
[0067] 上述实施例中,优选地,在次容器2的承台2‑1上安装有若干安全系统3,以防止主容器1磁悬浮失效时坠落冲击次容器2,该安全系统3由弹簧系统或阻尼系统构成。
[0068] 基于上述实施例提供的智能超导磁悬浮低温液体储罐,本发明还提供了一种该智能超导磁悬浮低温液体储罐的施工方法,包括以下步骤:
[0069] 1)进行智能超导磁悬浮低温液体储罐的设计,具体为:根据低温液体类型、工作温度、储罐容量设计主容器1初步方案,选取合适的形状、体积和材质。根据主容器1初步设计方案、建设场地地质情况和地震设防要求等因素,设计次容器2和基础5的初步方案。随后根据主容器1和次容器2的初步方案,以及工艺要求,完成安全系统3、管道系统4、磁悬浮系统6和智能控制系统7的初步设计。最后根据相关规范要求校核初步设计方案,完成主容器1、次容器2、安全系统3、管道系统4、基础5、磁悬浮系统6和智能控制系统7的详细设计及最终方案。
[0070] 2)施工建造基础5,并进行其余系统建造的准备工作。
[0071] 3)施工建造次容器2,并进行剩余其余系统建造的准备工作。
[0072] 4)在次容器2内部安装次容器磁悬浮系统6‑2,在承台2‑1上部安装次容器底部磁体6‑2‑1,在墙体2‑2内侧安装次容器侧面磁体6‑2‑2。
[0073] 5)在承台2‑2上部安装安全系统3。
[0074] 6)安装智能控制系统7在次容器2上的监测模块和控制模块。
[0075] 7)制作并安装主容器1。
[0076] 8)在主容器1外部安装主容器磁悬浮系统6‑1,在主容器1底部安装主容器底部磁体6‑1‑1,在主容器1侧面外侧安装主容器侧面磁体6‑1‑2。
[0077] 9)安装智能控制系统7在主容器1上的监测模块和控制模块。
[0078] 10)主容器1低温预冷,调试智能控制系统7和整个磁悬浮系统6。
[0079] 最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
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