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设计液氩储罐,别忽视细节问题

来源:www.xwasteel.com 日期: 2019-12-23 10:28:59

伴随着低温深冷技术的长足发展,液氩储罐在医疗、能源等行业领域的使用也日渐增多。作为储存液氩等低温深冷液体的常用设备,液氩储罐的设计虽与普通压力容器设备有相似之处,但也存在诸多不同的地方,所以设计要求往往更高。下面文章就以15m液氩储罐为例,就储罐基本结构计算、管路设计、漏热计算等环节应注意的一些问题进行简要阐述。

 

液氩储罐采用夹套结构,液氩储罐内胆中盛装是低温深冷液体,对于内胆我们采用耐低温的奥氏体不锈钢材料


PART.1:液氫储罐的基本结构设计计算

液氩储罐采用夹套结构,液氩储罐内胆中盛装是低温深冷液体,对于内胆我们采用耐低温的奥氏体不锈钢材料,对于夹套容器,夹层间为真空,我们在按GB150计算时,不仅应考虑设备内胆所受内压作用的影响及按GB184423-2011考耐压试验的计算与取值,还要考虑真空引起的外压失稳对内胆和外壳的作用,在进行计算时我们采用GB150.2-2011中关于压力容器设计的计算方法,对于外压失稳对筒体加加强圈是压力容器设计常用的一个方法,这样做可以在节省材料用量减少重量情况下使内胆和外壳的筒体不失稳,从而保障设备的使用。为了制作方便,加强绝热效果对内胆采用内加强圈的方法也是制作储罐普遍采用的一种方法。

PART.2:液氩储罐的管路设计

由于15m3液氩储罐内盛装的是低温深冷介质,首先在设计相关管路时我们应考虑低温引起的热胀冷缩对设备管路的影响,由于15m3液氯储罐为立式储罐,为安装操作方便其管路阀门多设置在储罐外底封头下部,内胆接管引出后需经过真空粉末保温层从外壳引出,故设计中可设置弯管结构以保障接管热胀冷缩的补偿和液相管路的浟封(气封浟)。再者对于低温储罐,当储罐内的低温深冷液体排出时,储罐内的气相空间增大,储罐内压力会逐渐降低,我们应对储罐内增压。对于低温储罐内增压我们可以用低温泵增压,也可以利用增压汽化器自增压。自增压汽化器多采用翅片管结构,自增压汽化器多作为液氩储罐管路的一部分,这时我们除需考虑自增压器在罐底部的布置外,我们还应按CB18442.3-2011考虑和计算自增压汽化器的汽化能力、材料与介质相容及压力等级与内容器设计压力匹配等相关设计。

PART.3:液氩低温储罐的漏热计算

由于液氩储罐内低温深冷介质与环境的温差,漏热在所难免。在设计时对漏热进行控制可以保障设备实际运行的有效安全。所以设计中我们应进行漏热的热力计算。进行漏热计算也是低温储罐设计共同具有的一个特点,对15m3液氩储罐漏热计算应包括绝热层部分漏热计算,支撑内胆部分漏热计算,环向支承支撑部分漏热计算,管路部分漏热计算等,由总漏热量我们可计算出相应的静态蒸发率,按GB184423-2011的要求,15m液氩低温储罐的静态蒸发率应满足≤0.37%kg/d。【具体可参考《液氩储罐的优点包括哪些方面?》的相关内容】

 

综上所述,为更有效地保障液氩储罐的长久安全稳定运行,还望相关业内人士在实际研发设计低温储罐设备的过程中,定要对设备漏热的计算和安全阀泄放量的计算等几个问题给予足够的关注和重视。

 

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