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正文內(nèi)容

真空絕熱深冷壓力容器結(jié)構(gòu)、設(shè)計及制造工藝要點簡介(編輯修改稿)

2025-07-26 04:36 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 。下支柱承受工作狀態(tài)載荷,橫壓結(jié)構(gòu)承受臥置運輸時的空罐運輸載荷。目前該結(jié)構(gòu)應(yīng)用最廣。其優(yōu)點是:承受工作狀態(tài)載荷之下支柱長度易于掌控、需要時輔加熱阻構(gòu)件也易于設(shè)置,設(shè)計自由度較大;橫壓結(jié)構(gòu)只承受臥置運輸時的空罐運輸載荷,承截面不大,熱阻較大;結(jié)構(gòu)簡單、熱橋少、內(nèi)、外容器套合時施工容易。其缺點是:下支柱承壓,需考慮軸向壓應(yīng)力和壓桿失穩(wěn)的聯(lián)合承載能力,致使熱橋加長時截面積也隨之加大,抵消了通過加長熱橋來加大熱阻的效果,往往需要設(shè)置輔加熱阻構(gòu)件。、用于臥式容器前后下支柱加前后上壓柱結(jié)構(gòu)。 前(指滑端)下支柱、上壓柱(或僅前上壓柱)承壓,后(指固端)下支柱(或包括后上壓柱)承壓、剪、彎聯(lián)合載荷,目前該結(jié)構(gòu)應(yīng)用最廣。其優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)簡單、內(nèi)、外容器套合時施工容易;適應(yīng)性好、適用于包括夾層空間狹小的高真空多層絕熱在內(nèi)的多種結(jié)構(gòu);其缺點是:承壓柱狀構(gòu)件直線連接內(nèi)外殼,熱橋短,需選用熱阻大的材料制造該類構(gòu)件,而熱阻大的材料往往是非金屬,不得不設(shè)計輔助結(jié)構(gòu)以防焊接熱流可能對非金屬的傷害;外殼上開孔封焊點多,不利于防泄漏控制;支點處殼體上局部應(yīng)力大,需加補強結(jié)構(gòu)。、結(jié)構(gòu)強度計算應(yīng)特別注意的內(nèi)容。、應(yīng)特別注意熱應(yīng)力的存在。、內(nèi)、外容器間總存在支承結(jié)構(gòu),不可忽視由此產(chǎn)生的殼體局部應(yīng)力核算。、內(nèi)、外容器間支承構(gòu)件的可靠性與內(nèi)容器強度、剛度同樣重要,安全系數(shù)宜同等采用。、特別注意,不可忽視細(xì)長形抗壓、彎構(gòu)件的失穩(wěn)核算。、各個構(gòu)件、即使形狀相同,其所在方位不同應(yīng)力狀態(tài)也可能大異,應(yīng)特別注意。五、儀表及管路結(jié)構(gòu)的特殊性、關(guān)于氣封液結(jié)構(gòu)概要。 為滿足進、出料等使用功能要求,內(nèi)外容器之間總是需要有管道連通。這些連通管也是熱橋,我們希望它們熱阻大些。有意加長管道長度固然是加大熱阻的措施之一。但影響最大的卻是“穿透”與否,所謂“穿透”這里指的是內(nèi)外容器之間連通管中常存液體。如果這些連通管中不存液體、即未“穿透”,那么導(dǎo)熱僅僅是管壁導(dǎo)熱,如果這些連通管中存在液體、即“穿透”,那么導(dǎo)熱不僅僅是管壁導(dǎo)熱、而存在嚴(yán)重得多的液體導(dǎo)熱。兩者區(qū)別是巨大的、對容器的隔熱性能影響巨大。設(shè)計氣封液結(jié)構(gòu)就是要防止“穿透”。所謂氣封液結(jié)構(gòu)類似于生活水系統(tǒng)中的液封氣結(jié)構(gòu),所不同的是,液封氣結(jié)構(gòu)是為了封住難聞氣體冒出,液封氣結(jié)構(gòu)是液在下“U”形彎管中封氣,反之氣封液結(jié)構(gòu)是氣在上“U”形彎管中封液。氣封液結(jié)構(gòu)之所以能達到氣封液的目的,道理是外部空氣對管內(nèi)介質(zhì)加熱在上“U”形彎管中形成帶壓氣體腔、其壓力與氣相壓力與液柱靜壓力之和平衡,液體將被此帶壓氣體腔封堵不能上行通過。 、液位測量的特殊困難及目前普遍做法。 因為絕熱真空夾層的存在,且內(nèi)容器儲存的液體溫度低,使得液位測量器件的選用大受限制。目前尚未找到理想的解決辦法,行業(yè)普遍做法是選用差壓式液位計。差壓式液位計需要氣液相各引一根連管。又由于所測液體溫度低,液相引出連管中如通過液體,則不但“穿透”,而且出外殼后的管段中的液體受空氣加熱立即汽化,于是某一管段中氣液共存、界面不清,液位計量將無準(zhǔn)信可言。故液相引出連管需要設(shè)計特殊結(jié)構(gòu),避免“穿透”和界面不清的現(xiàn)象。普通容器用的浮子式液位計用在此處需穿越真空夾層安裝,會大大增加漏熱量并增加真空泄漏的風(fēng)險,且難以維修更換,故難以采用。電容式、電阻式、界面反射式等液位計因電感元件需在深冷級低溫下工作,對其可靠性難以信任,而且穿越真空夾層安裝,難以維修更換,故亦難以采用。震蕩感應(yīng)式液位計目前只在液氦級低溫下工作,其精度才有實際意義。氣液相感溫直觀結(jié)霜界面式液位計安裝簡單,但測量精度低,且只適用于CO2級低溫,在深冷級低溫下已無可辨界面,亦不可用。目前普遍做法是采用差壓式液位計。、差壓式液位計上、下連管的特殊性。差壓式液位計需要上、下連管引取氣、液相壓力,感應(yīng)元件感知氣、液相壓力之差,顯示儀表將其轉(zhuǎn)換成液位高度信號。原理與普通容器所用差壓式液位計相同。但在深冷級低溫下使用的不同之處是:、深冷液體液面不平靜(尤其是裝卸過程),要注意盡量提高上連管末口,使其遠離液體液面從而避免可能的液體沖擊,確保取到穩(wěn)定的氣相壓力。、由于所測液體溫度為深冷級低溫,下連管即液相引出連管中如有液體通過,則不但“穿透”,而且出外殼后的管段中的液體受空氣加熱立即汽化,于是某一管段中汽液共存、界面不清,液位計量將無準(zhǔn)信可言。故液相引出連管也需要設(shè)計氣封液結(jié)構(gòu),并且此處的氣封液結(jié)構(gòu)要盡量靠近內(nèi)容器器壁設(shè)置(即液相最低點),避免“穿透”和界面不清的現(xiàn)象。、滿足預(yù)冷操作要求的噴淋管結(jié)構(gòu)。 真空絕熱深冷壓力容器新投入使用或停用復(fù)溫后重新投入使用時,其整個容器與環(huán)境溫度平衡、即處于所謂熱態(tài)。 如果在熱態(tài)下向罐內(nèi)以集注方式注入(如下進液口注入)深冷液體,那么注入口附近構(gòu)件的冷卻速度與遠離注入口構(gòu)件的冷卻速度相差大,容器將遭受較大的熱應(yīng)力沖擊。故在熱態(tài)下向罐內(nèi)注入深冷液體時應(yīng)設(shè)法使各部位冷卻速度相近。簡單易行的辦法就是設(shè)置噴淋充液管路(或裝置),使液體從頂部噴淋注入,使得充液時內(nèi)容器能被均勻冷卻。噴淋頭上噴淋孔的通過總面積應(yīng)不小于噴淋管截面積。 噴淋頭上噴淋孔的布置與出口角應(yīng)使得充液時內(nèi)容器能被均勻冷卻。、液氧介質(zhì)及腐蝕性介質(zhì)的排盡安全;排盡口應(yīng)能使容器內(nèi)的液體及可能存在于深冷液體中的固體顆粒雜物完全排盡。這對于液氧容器的使用安全尤為重要。對于液氧容器,液氧中往往存在固體顆粒狀碳?xì)浠衔?。比如乙炔(C2H2),空分產(chǎn)液氧時分離不盡會有部分進入液氧中,,超過此濃度時,乙炔呈白色固體顆粒析出懸浮于液氧中。懸浮于液氧中的乙炔固體顆粒相互碰撞、滿足燃燒條件就將爆炸。(有多次惡性事故報道?。┮貉跞萜髦写嬖谝胰不蚱渌?xì)浠衔锕腆w顆粒是十分危險的。多次注入液氧的容器,如不及時排污,底部(每次使用輸出可能用不到底部部分的液體)液體中碳?xì)浠衔锖坎粩喾e累可能超溶解極限而析出懸浮固體顆粒。故對于液氧容器與腐蝕性介質(zhì)容器來說,排污是關(guān)乎安全使用的大事。GB169122008《氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》規(guī)定:液氧儲罐液氧中乙炔含量每周至少化驗一次。用戶需要根據(jù)分析數(shù)
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