低温储罐基础设计
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前言在20世纪的后半世纪,低温技术得到了迅速的发展。
随着低温技术的普及,液氮、液氧、液氩、液氢、液氦、液化天然气等低温液体的应用日趋广泛,各行各业对储存和输送低温液体的需求不断增长。
由于低温液体的沸点低,汽化潜热小,制取成本高,对低温液体进行安全有效的储运,具有重要的经济价值。
众所周知, 低温绝热储运容器是以保存低温液化气体的方式来储运气体的, 这种方式与用高压液化气体和高压压缩气体的方式比较, 具有储运压力低、安全性高、储运量大的特点。
近年来随着国内气体市场的迅猛发展, 国家在低温绝热压力容器的安全技术方面也提出了更高的要求, 在2009 年版的《固定式压力容器安全技术监察规程》中, 将几何容积大于5m3的低温储存容器划归到第三类压力容器的安全监察范围。
CF、ZCF型低温液体贮槽采用双层壁真空粉末绝热,用于液氧、液氮,液氩等低温液体贮存。
它取代了传统的气体高压贮存方式,具有效率高、安全可靠、介质不受污染、操作方便等许多优点。
本文针对DYL-50/2.5型低温液体贮槽的基本结构进行了设计和分析,并在了解基本原理的基础上对其具体漏热情况进行具体分析,为绝热性能的优化设计提供了依据。
由于时间仓促,设计中不免会存在一定的错误和缺点,恳切地欢迎各位读者提出宝贵的意见或建议。
目录第1章绪论 (5)1.1 低温液体贮运的概述 (5)1.2 国内外在粉末绝热方面的研究与发展现状 (7)1.2.1 国外研究现状 (7)1.2.2国内研究现状 (7)1.3 本设计的主要内容 (8)1.3.1 本设计预定达到的设计目标 (8)1.3.2 设计依据 (9)第2章低温结构设计 (10)2.1 低温容器流程设计 (10)2.1.1 加液系统 (10)2.1.2 排液系统 (10)2.1.3 真空度测量系统 (10)2.1.4 夹层抽真空系统 (10)2.1.5 液位测量系统 (10)2.1.6 测满口 (10)2.1.7 自增压系统 (11)2.1.8 气体放空系统 (11)2.2 贮罐各部分结构组成设计 (11)2.2.1 基本结构介绍 (11)2.2.2 低温容器的绝热结构设计 (11)2.2.3 焊接结构的设计 (14)2.2.4 低温下的密封结构设计 (15)2.2.5低温液体运输管道设计 (16)第3章低温容器的设计计算 (18)3.1 低温容器的几何参数 (18)3.1.1 内筒体几何尺寸计算 (18)3.1.2 外筒体几何尺寸计算 (18)3.2 储罐内筒体计算 (19)3.2.1 内筒计算厚度δnf (19)3.2.2 内封头厚度计算 (20)3.2.3 内筒稳定性计算 (20)3.3 储罐外筒体计算 (21)3.3.1 外筒体稳定性计算 (21)3.3.2 外封头稳定性计算 (22)3.3.3 外筒体强度校核 (22)3.3.4 外筒体加强圈计算 (23)3.4 支撑结构计算 (25)3.5 超压泄放装置计算 (27)3.5.2 爆破片计算 (29)第4章低温容器的热设计 (31)4.1 绝热结构中的热桥设计 (31)4.1.1 热桥 (31)4.1.2 减少热桥导热的措施 (31)4.2.1 漏热计算 (31)4.2.2 蒸发率计算 (35)4.2.3 夹层静态漏放气速率计算 (36)第5章自增压系统设计与管路损失 (37)5.1自增压计算 (37)5.1.1 设计参数 (37)5.1.2 过冷段计算 (38)5.1.3 蒸发段计算 (40)5.1.4 过热段计算 (42)5.1.5 增压气化器实际翅片管长计算 (43)5.2 管路流阻损失计算 (43)第6章容器制造工艺要求 (46)6.1 工艺流程 (46)6.2 低温容器的焊接 (46)6.2.1 焊接的表面处理 (47)6.2.2 常用材料的几种焊接规范 (47)6.2.3 绝热结构的施工 (48)第7章低温容器的使用说明 (49)7.1 预冷 (49)7.1.1 预冷过程 (49)7.1.2 预冷方式 (49)7.2 充液 (49)7.2.1充液的准备工作 (49)7.2.2 输液管的结构 (50)7.2.3 液氧的充填 (50)7.3 液面测量 (51)7.4 安全技术 (52)7.5 应急措施 (52)第8章性能及安全性评价 (53)结语 (54)参考文献 (55)致谢............................................................................................................. 错误!未定义书签。
低温丙烷罐安全设计低温丙烷罐是一种用于储存丙烷的容器,其设计需要考虑安全性和可靠性。
本文将讨论低温丙烷罐的安全设计并提供一些关键的设计要点。
低温丙烷罐的选址和基础设计是非常重要的。
罐区应远离居民区和易燃物,同时考虑到安全疏散的需求。
罐区的地基应强度足够,能够承受罐体的重量和地震荷载。
必须确保基础设计能够防止罐体沉降和倾斜。
低温丙烷罐的结构设计需要考虑抗风压和抗震性能。
在设计中应考虑到罐体的高度、直径和重量,并按照相关的设计规范计算和核查罐体的稳定性。
罐体需要有足够的刚性和强度以抵御风压和地震力的作用。
抗风压的设计应采用准则,以确保罐体在风力作用下不会受到破坏。
低温丙烷罐的材料选择也非常重要。
由于低温丙烷罐需要储存低温液体,因此罐体材料需要具有足够的低温韧性和抗冲击性能。
一般情况下,采用低温钢材作为罐体的主要材料,其具有良好的低温性能和韧性。
罐体的焊接应符合相关的焊接规范和标准,确保焊缝的质量和可靠性。
低温丙烷罐的安全设计还需要考虑到以下几个方面:1. 罐体的密封性设计。
罐体与外界的接触应尽可能减少,以防止外界空气和湿气进入罐体内部引起丙烷液体的蒸发和气体的积聚。
罐体应具备良好的密封性能,并且采用适当的密封装置和保护措施。
2. 罐体的安全防护设计。
罐体应考虑到各种可能的事故和灾害,如泄漏、火灾和爆炸等。
罐体的设计应包括安全阀、紧急排放装置、泄漏探测器、火灾报警系统等,并配备相应的安全设施,以便在事故发生时及时采取措施并通知相关部门。
3. 罐体的操作和维护设计。
罐体的操作和维护需要有相应的设施和设备,以确保运行人员的安全和工作的顺利进行。
还需要定期对罐体进行检查和维护,以确保其处于良好的工作状态。
需要注意的是,低温丙烷罐的安全设计是一个复杂而严谨的过程,需要遵循相关的法规和标准,并且根据具体的工程条件和要求进行详细的设计计算。
设计工作需要由专业的设计人员来完成,并得到相关部门的批准和审核。
低温丙烷罐的安全设计需要考虑到选址和基础设计、结构设计、材料选择等多个方面。
.316 万 m 全容式 LNG低温储罐施工方案1工程基本情况1.1 基本概况LNG储罐主要用于应急储备,当出现上游停气或其他事故时,可向城市燃气管网提供正常气源。
容量为 16万m3的全容 LNG储罐,通常由预应力混凝土外罐和 9%Ni 钢内罐组成,设计温度为 -165 ℃。
1.2 低温储罐的主要构造低温储罐主要包括:钢筋混凝土灌注桩、预应力钢筋混凝土承台和外罐、外罐内衬钢板、保冷层、低温钢内罐、钢结构的半球形拱顶和预应力钢筋混凝土罐顶构成。
详见下图:图 1.2 ( a):低温储罐构造简图1.2.1 预应力混凝土外罐构造预应力混凝土外罐高 38.55m,外径 86.6m,内径 82m,墙厚 0.55m。
坐落在钢筋混凝土灌注桩基支承的双承台上,每根桩顶部安装有防震橡胶垫。
混凝土外罐墙体竖向布置了由19根、每根直径为 15.7m(7股)、强度为1860MPa的钢绞线组成的 VSL预应力后张束,预应力后张束两端锚于混凝土墙底部及顶部。
墙体环向布置了由同样规格的钢绞线组成的 VSL预应力后张束,环向束每束围绕混凝土墙体半圈.分别锚固于布置成 90°的 4根竖向扶壁柱上。
混凝土外罐墙体上内置预埋件以固定防潮衬板及罐顶承压环。
混凝土外罐构造见图 1.2 (b)。
图 1.2 ( b):混凝土外罐构造剖面图1.2.2 内罐壁构造内罐壁是低温储罐的主要构件,由具有良好的低温韧性 (-165 ℃) 和抗裂纹能力的 9%Ni 钢板焊接而成。
1.2.3 保冷层构造大型低温 LNG储罐绝热保温结构由罐顶保温、侧壁保温和罐底保温 3部分构成。
1.2.4 罐顶构造罐顶多采用预应力钢筋混凝土外罐和铝吊顶(或钢结构半球形拱顶)组成。
如下图 1.2 (c):图 1.2 ( c) : 罐顶构造示意图2工程特点、难点2.1 工程特点1、钻孔灌注桩施工专业性强。
2、罐承台钢筋混凝土属大体积混凝土施工,对施工要求较高。
3、罐底和罐体均属于预应力混凝土。
16万m3全容式LNG低温储罐施工方案1工程基本情况1.1基本概况LNG储罐主要用于应急储备,当出现上游停气或其他事故时,可向城市燃气管网提供正常气源。
容量为16万m³的全容LNG储罐,通常由预应力混凝土外罐和9%Ni钢罐组成,设计温度为-165℃。
1.2低温储罐的主要构造低温储罐主要包括:钢筋混凝土灌注桩、预应力钢筋混凝土承台和外罐、外罐衬钢板、保冷层、低温钢罐、钢结构的半球形拱顶和预应力钢筋混凝土罐顶构成。
详见下图:图1.2(a):低温储罐构造简图1.2.1预应力混凝土外罐构造预应力混凝土外罐高38.55m,外径86.6m,径82m,墙厚0.55m。
坐落在钢筋混凝土灌注桩基支承的双承台上,每根桩顶部安装有防震橡胶垫。
混凝土外罐墙体竖向布置了由19根、每根直径为15.7m(7股)、强度为1860MPa的钢绞线组成的VSL预应力后束,预应力后束两端锚于混凝土墙底部及顶部。
墙体环向布置了由同样规格的钢绞线组成的VSL预应力后束,环向束每束围绕混凝土墙体半圈.分别锚固于布置成90°的4根竖向扶壁柱上。
混凝土外罐墙体上置预埋件以固定防潮衬板及罐顶承压环。
混凝土外罐构造见图1.2(b)。
图1.2(b):混凝土外罐构造剖面图1.2.2罐壁构造罐壁是低温储罐的主要构件,由具有良好的低温韧性(-165℃)和抗裂纹能力的9%Ni钢板焊接而成。
1.2.3保冷层构造大型低温LNG储罐绝热保温结构由罐顶保温、侧壁保温和罐底保温3部分构成。
1.2.4罐顶构造罐顶多采用预应力钢筋混凝土外罐和铝吊顶(或钢结构半球形拱顶)组成。
如下图1.2(c):图1.2(c):罐顶构造示意图2 工程特点、难点2.1工程特点1、钻孔灌注桩施工专业性强。
2、罐承台钢筋混凝土属大体积混凝土施工,对施工要求较高。
3、罐底和罐体均属于预应力混凝土。
4、混凝土罐体直径大、壁厚、高度高。
2.2施工难点1、钻孔灌注桩量大、密集,定位要求高。
低温储罐设计要求标准
低温储罐设计要求标准通常包括以下内容:
1. 材料选择:低温储罐应选用能够耐受低温环境下的材料,如低温钢、不锈钢、铝合金等。
材料的选择应符合相关的国家标准和规范。
2. 储罐结构设计:低温储罐应采用双层隔热结构,内罐和外罐之间填充隔热材料,以减少热量传递。
储罐的结构设计应符合相关的力学和安全要求。
3. 安全阀设计:低温储罐应安装安全阀,以防止压力过高造成储罐爆炸。
安全阀的设计应符合相关的标准和规范,能够根据储罐内的温度和压力进行自动调节。
4. 密封设计:低温储罐应具备良好的密封性能,以防止储存物质的泄漏。
储罐的接口和连接部位应采用可靠的密封材料和密封结构,确保不会发生渗漏。
5. 防腐蚀设计:由于低温环境下的储存物质通常具有腐蚀性,储罐的内、外表面应进行防腐蚀处理。
防腐蚀措施应符合相关的标准和规范,以延长储罐的使用寿命。
6. 排放系统设计:低温储罐应设计有排放系统,能够及时排除储存物质中产生的气体和蒸汽,以保持储罐内气体的稳定。
排放系统的设计应符合相关的标准和规范,确保安全环保。
7. 监测和报警系统设计:低温储罐应设计有监测和报警系统,能够及时监测储罐内的温度、压力和液位等参数,并在发生异常时及时发出警报。
监测和报警系统的设计应符合相关的标准和规范,保证储罐的安全运行。
16万m3全容式LNG低温储罐施工方案1工程基本情况1.1基本概况LNG储罐主要用于应急储备,当出现上游停气或其他事故时,可向城市燃气管网提供正常气源。
容量为16万m³的全容LNG储罐,通常由预应力混凝土外罐和9%Ni钢内罐组成,设计温度为-165℃。
1.2低温储罐的主要构造低温储罐主要包括:钢筋混凝土灌注桩、预应力钢筋混凝土承台和外罐、外罐内衬钢板、保冷层、低温钢内罐、钢结构的半球形拱顶和预应力钢筋混凝土罐顶构成。
详见下图:图1.2(a):低温储罐构造简图1.2.1预应力混凝土外罐构造预应力混凝土外罐高38.55m,外径86.6m,内径82m,墙厚0.55m。
坐落在钢筋混凝土灌注桩基支承的双承台上,每根桩顶部安装有防震橡胶垫。
混凝土外罐墙体竖向布置了由19根、每根直径为15.7m(7股)、强度为1860MPa的钢绞线组成的VSL预应力后张束,预应力后张束两端锚于混凝土墙底部及顶部。
墙体环向布置了由同样规格的钢绞线组成的VSL预应力后张束,环向束每束围绕混凝土墙体半圈.分别锚固于布置成90°的4根竖向扶壁柱上。
混凝土外罐墙体上内置预埋件以固定防潮衬板及罐顶承压环。
混凝土外罐构造见图1.2(b)。
图1.2(b):混凝土外罐构造剖面图1.2.2内罐壁构造内罐壁是低温储罐的主要构件,由具有良好的低温韧性(-165℃)和抗裂纹能力的9%Ni钢板焊接而成。
1.2.3保冷层构造大型低温LNG储罐绝热保温结构由罐顶保温、侧壁保温和罐底保温3部分构成。
1.2.4罐顶构造罐顶多采用预应力钢筋混凝土外罐和铝吊顶(或钢结构半球形拱顶)组成。
如下图1.2(c):图1.2(c):罐顶构造示意图2 工程特点、难点2.1工程特点1、钻孔灌注桩施工专业性强。
2、罐承台钢筋混凝土属大体积混凝土施工,对施工要求较高。
3、罐底和罐体均属于预应力混凝土。
4、混凝土罐体直径大、壁厚、高度高。
2.2施工难点1、钻孔灌注桩量大、密集,定位要求高。
低温储存储罐设计基础1.环境条件分析:在设计低温储罐之前,需要对所处的环境条件进行充分的分析。
环境条件包括气温、湿度、地质条件等。
这些因素将直接影响储罐的材料选择、绝缘层设计等。
2.储罐选材:由于低温环境对材料的要求较高,因此在设计储罐时需要选择合适的材料。
一般选择低温下性能良好的材料,如镍合金、不锈钢等。
此外,还需要考虑材料的韧性、耐腐蚀性、耐磨性等。
3.绝缘层设计:为了保持储罐内部的低温状态,需要在储罐外部加装一层绝缘层。
绝缘层的设计应考虑绝缘材料的导热系数、抗压性能以及施工方便性等因素。
4.排气系统设计:在储罐内部,可能会产生一定的气氛压力。
为了保证储罐的安全运行,需要设计合理的排气系统。
排气系统主要包括排气管道和排气装置两部分。
5.安全措施设计:低温储存储罐在设计过程中需要充分考虑安全措施。
包括有限装置、安全阀、紧急排放装置等,以防止罐内压力超过极限值。
6.强度计算:为了保证储罐设计的稳定性和安全性,需要进行强度计算。
强度计算主要包括内压强度计算、外力荷载计算和自重计算等。
7.储罐附属设备的设计:低温储存储罐通常还需要附属设备,如搅拌设备、冷却装置、加热装置等。
这些附属设备的设计需要根据具体的工艺需求进行,并与储罐的设计相衔接。
除了以上的基础设计要素外,设计低温储存储罐还需要充分考虑运行、施工和维护等方面的要求。
设计师需要考虑设备操作的便利性、施工的可行性以及设备的易维护性等。
总之,低温储存储罐的设计基础包括环境条件分析、储罐选材、绝缘层设计、排气系统设计、安全措施设计、强度计算、附属设备的设计等。
这些设计基础的合理应用能够确保储罐设计的稳定性、安全性和可靠性。
低温储罐的设计流程低温储罐的设计可是个很有趣的事儿呢。
一、了解需求。
咱得先搞清楚这个低温储罐是用来干啥的呀。
是储存液氮呢,还是液氧之类的低温液体?不同的液体对储罐的要求那可不一样哦。
就像液氮,它的沸点超级低,这就对储罐的绝热性能要求特别高。
要是这个储罐是给医院储存医用氧气的,那储存量、使用频率这些因素都得考虑进去。
这就好比你给不同的人做衣服,高个子和矮个子的尺寸肯定不一样嘛。
二、选址。
选个合适的地方放这个低温储罐也很关键哦。
得找个安全又方便的地儿。
不能放在那种容易被碰撞或者有很多火源的地方。
比如说,要是把它放在一个经常有大货车来来往往的仓库门口,那可太危险啦。
万一被撞一下,低温液体泄漏出来,那可就像捅了马蜂窝一样,麻烦大了。
最好是放在那种通风良好,而且周围比较空旷的地方,就像给它找了个舒适又安全的小窝。
三、确定储罐的类型。
低温储罐有很多种类型呢。
有那种小型的、便携式的,就像小水壶一样方便携带,适合一些实验室少量使用低温液体的情况。
还有大型的、固定在一个地方的,就像一个大胖子一样稳稳地站在那里,这种适合工业上大量储存低温液体。
我们要根据前面了解到的需求和选址情况来确定到底用哪种类型的储罐。
四、材料选择。
这可是个重要的环节哦。
低温储罐的材料得能承受低温环境,不能一冷就变得脆生生的,像玻璃一样一敲就碎可不行。
通常会选用一些特殊的钢材,这些钢材就像是超级英雄一样,在低温下也能保持很强的韧性和强度。
而且,材料的密封性也要好,不能让低温液体偷偷跑出来,就像要把那些调皮的小精灵关在瓶子里一样。
五、设计储罐的结构。
储罐的结构设计就像是给它搭骨架一样。
要考虑它的形状,是球形的呢,还是圆柱形的。
球形的储罐在承受压力方面比较有优势,就像一个圆滚滚的皮球,怎么压都不容易变形。
圆柱形的呢,可能在一些空间布局上更方便。
还有储罐的内部结构,比如说有没有分层,怎么保证液体在里面稳定地存放,这就像给它设计一个舒适的内部房间布局一样。