真空絕熱深冷壓力容器結(jié)構(gòu)設計及制造工藝要點簡介終稿

1、真空絕熱深冷壓力容器結(jié)構(gòu)、設計及制造工藝要點簡介 目錄一，真空絕熱深冷壓力容器的基本構(gòu)造二、內(nèi)容器的結(jié)構(gòu)設計要點三、外殼的結(jié)構(gòu)設計要點四、內(nèi)容器與外殼支承連接設計要點五、儀表及管路結(jié)構(gòu)的特殊性六、關(guān)于吸附劑和吸附裝置七、涉及安全的結(jié)構(gòu)、計算核查及關(guān)鍵制造工藝保證要點 立式粉末真空絕熱罐 高真空多層絕熱罐 一，真空絕熱深冷壓力容器的基本構(gòu)造1.1，內(nèi)容器（材質(zhì)一般為奧氏體不銹鋼）設計用于盛裝深冷液體，一般包括： 筒體、封頭旋轉(zhuǎn)形承壓主殼體； 工藝人孔（非必備）因深冷容器允許不設置人孔，不設置人孔時，如工序需要兩封頭裝焊后再裝焊內(nèi)件、或穿壁接頭需內(nèi)側(cè)施焊，就需設置工藝人孔。工序需要完成后永久封閉；

2、深冷容器允許不設置檢查孔及人孔允許不設置是因為：a、深冷容器結(jié)構(gòu)設計要抓絕熱這個主要矛盾、檢查孔及人孔必然加大漏熱；b、大部分深冷液體對金屬無腐蝕或僅輕微腐蝕、無需進罐檢查和清理內(nèi)壁，確可以不設置檢查孔及人孔；c、深冷容器內(nèi)容器100%RT檢測、經(jīng)耐壓試驗和最嚴格的氦致密檢測、奧氏體不銹鋼（包括焊接接頭及焊縫）在低溫下強度不降反升、韌性也下降不多，有條件不設置檢查孔及人孔；d、“允許”不等于禁止，不等于不要慎重考察，對于腐蝕性介質(zhì)（如CO2配低合金鋼內(nèi)容器的深冷容器），還是應考慮設置檢查孔或人孔。 工藝吊耳內(nèi)外殼體裝配需要； 抗外壓加強環(huán)內(nèi)容器因氦致密檢測需要工藝性抽真空操作，當圖樣規(guī)定真空夾

3、層要進行氣壓或氣密試驗時內(nèi)容器也受外壓； 抗支承反力的局部加強環(huán)或板殼體受支承作用之局部應力較大，一般需設置強環(huán)或板； 上進液噴淋頭、下進液分布或攪拌器（一般僅LNG需要）、溢流管咀、差壓液位計引管特殊管咀、出液防渦器等管系內(nèi)件設上進液噴淋頭是為了冷液均勻進入、設下進液分布或攪拌器是為了防LNG分層，設溢流管咀是為了直光控制充滿率，設防渦器是為了防渦旋型蒸發(fā)和保護機械型抽液設備使用安全； 引管穿壁接頭（凸緣）為改善結(jié)構(gòu)的焊接性能而設，避免薄壁管與較厚殼壁直接相焊；1.2，外殼（材質(zhì)一般為碳素鋼或低合金鋼）用于密封維持真空絕熱層真空，一般包括： 筒體、封頭旋轉(zhuǎn)形承外壓主殼體； 抗外壓加強環(huán)外殼在

4、真空工況下工作； 抗支承反力的局部加強環(huán)或板殼體受支承作用之局部應力較大，一般需設置強環(huán)或板； 引管穿壁接頭為改善結(jié)構(gòu)的焊接性能而設，避免薄壁管與較厚殼壁直接相焊； 防爆裝置座； 吊耳； 支座；1.3，真空絕熱夾層，一般包括： 絕熱材料純真空型、粉末真空型、纖維真空型、反輻射真空型；絕熱材料的護持材料防沉降、防松、防脫； 引管功能管線需穿越真空絕熱夾層； 吸附材料及其吸附裝置為延長真空壽命而設吸附材料，為吸附材料發(fā)揮效能而設吸附裝置； 內(nèi)容器與外殼相互連接、支撐的構(gòu)件內(nèi)容器不可能懸浮于外殼中，必有連接、支撐的構(gòu)件； 抽真空流道管為加大抽吸速度而設；1.4，管路系統(tǒng)，一般包括： 安全泄放與放空管

5、； 差壓液位計引管； 滿液指示管（溢流管、最高液位直觀取信管）； 上、下進液管； 增壓器進液、出氣管深冷液體卸液特殊需要，取自容器本身液體汽化反饋給氣相空間，產(chǎn)生氣壓擠壓出液。即使用機械抽吸出液也需一定氣壓維持吸入口的防氣蝕壓頭； 抽真空引管； 吸附材料破空管吸附裝置中零件，為吸附材料發(fā)揮效能而設吸附裝置；1.5，閥門、附件、儀表 控制各管路開、閉的控制閥門； 緊急切斷閥（一般易燃、有毒介質(zhì)者設）防手動閥失靈和火災情況無法操作手動閥； 真空封結(jié)閥抽空結(jié)束后維持夾層真空； 真空檢測閥抽空結(jié)束后夾層真空就開始下降，投用后需掌握在用期間實際真空度； 儀表控制閥； 安全泄放裝置切換或三通閥如下述需雙設

6、安全泄放裝置； 內(nèi)容器安全閥（一般兩件，一件在線“值班”，另一件待崗或離崗校檢）； 內(nèi)容器防爆片裝置（一般兩件，一件在線“值班”，另一件待崗）； 外殼防爆裝置萬一內(nèi)容器中液體漏入夾層時，外殼需防超壓爆裂； 壓力表； 液位計； 真空檢測規(guī)管； 阻火器（一般易燃介質(zhì)者設）排放（包括主動排放和超壓泄放）易燃介質(zhì)時，應通過阻火器排放，以防回火；靜電接地端子（一般易燃介質(zhì)者設）。二、內(nèi)容器的結(jié)構(gòu)設計要點2.1、結(jié)構(gòu)設計的對象是設計載荷，內(nèi)容器結(jié)構(gòu)承受的基本載荷有： 設計壓力（P，單位MPa，表壓）。 儲液量達到額定充滿率時，介質(zhì)產(chǎn)生的液柱靜壓力。液柱靜壓力按照介質(zhì)在標準大氣壓下沸點時的狀態(tài)進行計算。如果

7、其值低于5P時，可以忽略不計。 操作工況下，內(nèi)容器支承處的反力。這種反力應由最大介質(zhì)重量、內(nèi)容器重量以及必要時的地震載荷共同決定。 溫差載荷內(nèi)容器從環(huán)境溫度冷卻到操作溫度過程中，內(nèi)容器在支承點處承受的溫差載荷。由于內(nèi)容器、管道及外殼之間不同的熱膨脹引起的管道反作用力。并分別考慮下列工況：進液冷卻過程：內(nèi)容器熱狀態(tài)，管道系統(tǒng)冷狀態(tài)，外殼熱狀態(tài)；充裝及卸料過程：內(nèi)容器、管道系統(tǒng)均是冷狀態(tài)，外殼熱狀態(tài)；儲存過程：內(nèi)容器冷狀態(tài)，管道系統(tǒng)熱狀態(tài)，外殼熱狀態(tài)。容器制造過程中夾層抽真空時，由于內(nèi)、外殼體不同溫度載荷，應考慮下列連接處的載荷：內(nèi)容器在支撐點處的溫差載荷；內(nèi)、外容器之間的管道以及與內(nèi)容器連接處的

8、載荷。 耐壓試驗時的壓力載荷及在內(nèi)容器支承處產(chǎn)生的反力。 空罐承受的載荷：空罐運輸時內(nèi)容器、夾層支承及連接處至少承受下列慣性載荷：運輸方向2g加速度；向上方向1g加速度；向下方向1.7g2g加速度；與運輸方向垂直的水平方向至少1g加速度。吊裝時的載荷按照具體起吊工況確定，如對內(nèi)容器及夾層支承連接處、吊耳連接部位產(chǎn)生的載荷等。對立式容器應考慮在制造、運輸、吊裝等臥置狀態(tài)時，內(nèi)容器及夾層支承承受的載荷。 內(nèi)容器承受夾層空間施加的外壓載荷，其值取外殼防爆裝置的排放壓力，且不小于0.1MPa。 操作時, 壓力急劇波動引起的沖擊載荷。 液體進入內(nèi)容器時，由液體沖擊引起的作用力。2.2、內(nèi)容器承載結(jié)構(gòu)特點

9、：針對內(nèi)容器承受的載荷特點，相應地應有其承載結(jié)構(gòu)特點。主要應考慮到如下各方面：、盡量避免結(jié)構(gòu)突變，這是所有低溫容器結(jié)構(gòu)設計的通理；、管壁與殼壁厚度一般相差較大，兩者直接插焊不易保證焊接質(zhì)量，管道穿壁宜加過渡接頭；如圖： 、穿壁過渡接頭與殼體焊縫、內(nèi)伸邊角倒鈍，這是所有低溫容器結(jié)構(gòu)設計的通理；、一般不用外加強圈抵抗外壓，一是外加強圈焊接量大、不利于控制焊接變形，再者外加強圈占用夾層空間、加大該空間內(nèi)結(jié)構(gòu)件裝配難度，三則使冷熱界面靠近、不利于絕熱；、為簡化結(jié)構(gòu)、減少漏點、減少導熱通道，如無腐蝕性檢查必要，一般不設檢查孔，為方便內(nèi)件安裝一般設工藝人孔。 需要設檢查孔時，要充分考慮溫度補償，典型結(jié)構(gòu)如

10、圖： 2.3、夾層真空建立前后耐壓試驗：耐壓試驗目的是針對容器的設計運行載荷以一定的超載系數(shù)考驗容器結(jié)構(gòu)的抗壓強度、抗變形能力、接頭密封性能。由于夾層真空建立前后內(nèi)容器的設計運行載荷不同即對象載荷不同，故而：夾層真空建立前后內(nèi)容器的耐壓試驗值應有區(qū)別：內(nèi)容器與外殼組裝前，內(nèi)容器的耐壓試驗壓力至少按下列計算確定:a) 液壓試驗:PT=y（P0.1）b) 氣壓試驗:PT=g（P0.1）式中：y-液壓試驗超載系數(shù)，我國規(guī)范規(guī)定y=1.25g-氣壓試驗超載系數(shù)，我國規(guī)范規(guī)定g =1.15（99版容規(guī)）；g =1.10（2008版固規(guī)）；PT試驗壓力，單位為兆帕（MPa）；當立式容器臥置液壓試驗時，試驗

11、壓力應記入立式時液柱靜壓力。P設計壓力，單位為兆帕（MPa）。內(nèi)容器與外殼組裝完成，且形成真空夾層后，內(nèi)容器的耐壓試驗壓力取上式中耐壓試驗壓力值減去0.1MPa. 在用容器之內(nèi)容器耐壓試驗也不能一概按“形成真空夾層后”的情況處理，如果真空已完全喪失，還是應按夾層真空建立前的情況處理，如真空部分喪失，理論上應是剩余多少、耐壓試驗壓力減多少。三、外殼的結(jié)構(gòu)設計要點3.1、承外壓結(jié)構(gòu)特點：為減重一般設置密集低矮型內(nèi)加強圈，外壓筒體計算長度一般取決于加強圈的慣性矩、而非筒體許用長度；3.2、管道穿壁的特殊考慮：管道引自低溫端的內(nèi)容器，而外殼材料一般為碳鋼或低合金鋼，外殼難以耐受管壁低溫，一般應設不銹鋼

12、過渡連接，使低溫管壁與外殼之間有足夠熱阻。以防碳鋼或低合金鋼外殼材料遭受深冷載荷。且應充分考慮溫度補償。典型結(jié)構(gòu)1：彎管柔性補償： 典型結(jié)構(gòu)2：直管穿出時波紋管補償： 3.3、抽真空流道的特殊考慮：內(nèi)容器外壁與外容器內(nèi)壁構(gòu)成密閉腔，真空絕熱需要對此腔抽真空。抽真空是關(guān)鍵制作工藝之一。此腔中填滿絕熱材料，絕熱材料的存在會加大抽真空難度，這就需要合理設置抽真空流道。為此一般采取將真空吸口延伸至絕熱材料內(nèi)部（甚至設置多個延伸吸口）的措施以降低流阻。 3.4、外殼防爆要點概述： 3.4.1、開啟壓力開啟壓力應能夠防止內(nèi)容器失穩(wěn)，且不超過0.5bar；3.4.2、泄放面積裝置的泄放面積應不小于0.34m

13、m2/L內(nèi)容器容積，且任何情況下不必超過5000mm2。 這是國外成熟、公開研究成果。即：A =340 V ，A爆破裝置的排放面積，mm2；V內(nèi)容器的幾何容積，m3，且Di=80足矣！、常態(tài)可靠密封 外殼防爆裝置與真空腔連通，密封可靠關(guān)系到能否有效維持絕熱所需真空度。、機械性安全 主要應考慮主動預防泄放起跳件或爆破件飛濺傷人。四、內(nèi)容器與外殼支承連接設計要點4.1、解決連接件強度要求與熱阻要求矛盾的種種措施簡介真空絕熱深冷壓力容器有載液內(nèi)容器和與內(nèi)容器外壁構(gòu)成絕熱真空腔（真空夾層）的外容器，內(nèi)外容器之間需要支撐、連接。設計的支撐、連接件必須滿足承載強度、剛度要求。滿足承載強度、剛度要求需要結(jié)構(gòu)

14、件有足夠的壁厚和盡可能短的長度。但內(nèi)外容器之間溫差大（一般內(nèi)容器設計溫度為196，外容器設計溫度為50），較大的壁厚和較短的長度導致結(jié)構(gòu)件熱阻小，從導致容器的隔熱性能差。妥善處理該矛盾是真空絕熱深冷壓力容器結(jié)構(gòu)設計的重要內(nèi)容之一?，F(xiàn)將目前處理該矛盾的種種措施扼要介紹如下：、用柔性構(gòu)件吊、拉內(nèi)容器，使其懸置于外殼中心。比如吊帶、壓帶、拉帶組成支撐、連接系統(tǒng)。 其優(yōu)點是：柔性吊、拉構(gòu)件只承拉力，故受力狀態(tài)簡單明確、易于計算掌握；柔性吊、拉構(gòu)件可以充分利用夾層空間，加大構(gòu)件長度，從而加長熱橋，且不比擔心失穩(wěn)。其缺點是：柔性吊、拉構(gòu)件全截面承拉應力，安全系數(shù)不能低，且構(gòu)件材料一般為不銹鋼，設備自重大、

15、成本高；因柔性吊、拉構(gòu)件充分利用夾層空間，致使內(nèi)、外容器套合時施工難度大、不易控制位置尺寸；高真空多層絕熱結(jié)構(gòu)夾層空間狹小，不允許“充分利用”，柔性吊、拉構(gòu)件基本無法采用。、兩端封頭處設抗彎、剪、拉壓支撐件。 其優(yōu)點是：支撐點少至兩個，結(jié)構(gòu)簡單、熱橋少；其缺點是：支撐件抗彎、剪、拉、壓，應力狀態(tài)不好、單位截面積承載能力低，一般只應用于小型容器。但法國40英尺液氫罐箱敢于用此結(jié)構(gòu)！、穿越內(nèi)容器的交叉抗彎、剪桿系。 弊嚴重大于利，目前已極少見！其優(yōu)點是：充分利用內(nèi)容器的內(nèi)腔空間，加大構(gòu)件長度，從而加長熱橋，又不多占用夾層空間；其缺點是：桿系要穿越內(nèi)容器，內(nèi)容器需加密封套管，增加了內(nèi)容器上的密封焊點

16、；剛性密封套管的存在惡化了內(nèi)容器熱脹冷縮適應性；增加了內(nèi)容器上的結(jié)構(gòu)不連續(xù)點、有多處局部應力、惡化了內(nèi)容器受力狀態(tài)。、用于立式容器的下支柱加橫壓結(jié)構(gòu)。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)件也易于設置，設計自由度較大；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，往往需要設置輔加熱阻構(gòu)件。、用于臥式

17、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力大，需加補強結(jié)構(gòu)。4.2、結(jié)構(gòu)強度計算應特別注意的內(nèi)容。、應特別注意熱應力的存在。、內(nèi)、外容器間總存在支承結(jié)構(gòu)，不可

18、忽視由此產(chǎn)生的殼體局部應力核算。、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，其所在方位不同應力狀態(tài)也可能大異，應特別注意。五、儀表及管路結(jié)構(gòu)的特殊性5.1、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”，那么導熱僅僅是管壁導熱，如果這些連通管中存在

19、液體、即“穿透”，那么導熱不僅僅是管壁導熱、而存在嚴重得多的液體導熱。兩者區(qū)別是巨大的、對容器的隔熱性能影響巨大。設計氣封液結(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。 5.2、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

20、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，液位計量將無準信可言。故液相引出連管需要設計特殊結(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。

21、震蕩感應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。5.3、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

22、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，液位計量將無準信可言。故液相引出連管也需要設計氣封液結(jié)構(gòu)，并且此處的氣封液結(jié)構(gòu)要盡量靠近內(nèi)容器器壁設置（即液相最低點），避免“穿透”和界面不清的現(xiàn)象。5.4、滿足預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力沖擊。故在熱態(tài)下向罐內(nèi)注入深冷液體時應設法使

23、各部位冷卻速度相近。簡單易行的辦法就是設置噴淋充液管路（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不小于噴淋管截面積。 噴淋頭上噴淋孔的布置與出口角應使得充液時內(nèi)容器能被均勻冷卻。5.5、液氧介質(zhì)及腐蝕性介質(zhì)的排盡安全；排盡口應能使容器內(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氫化合物。比如乙炔（C2H2），在空氣中的的含量約0.2PPM，空分產(chǎn)液氧時分離不盡會有部分進入液氧中，乙炔在液氧中的溶解極限是5.9cm3/L,超過此濃度時，乙炔呈白色固體顆粒析出懸浮于

24、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！）液氧容器中存在乙炔或其它碳氫化合物固體顆粒是十分危險的。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）液體中碳氫化合物含量不斷積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。GB16912-2008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，控制其值不超過百萬分之0.1。用戶需要根據(jù)分析數(shù)據(jù)排污或據(jù)分析統(tǒng)計數(shù)據(jù)定期排污。設計者當然應提供能夠排盡的排污接口。腐蝕性介質(zhì)排不盡則將加重局部腐蝕。排盡口

25、結(jié)構(gòu)與普通容器排盡口結(jié)構(gòu)無甚差異。5.6、準確控制充裝率的滿液指示管設計。深冷容器應嚴格控制充滿率，以避免容器遭受液體膨脹壓力。一般規(guī)定：盛裝深冷介質(zhì)的容器，在初始充裝狀態(tài)下，充裝非易爆介質(zhì)的液相容積應不大于內(nèi)容器幾何容積的95%，充裝易爆介質(zhì)的液相容積應不大于內(nèi)容器幾何容積的90%。前面說到過液位測量的特殊困難。目前普遍做法是采用差壓式液位計。但差壓式液位計也非理想之選、而是無耐何的現(xiàn)實選擇。完全依賴它來指示深冷容器中液面是否到達規(guī)定最高液位，尚難充分信任。因此，一般要加設滿液指示管，此管進口設在最高液位處，充液時打開閥門，當液面到達規(guī)定最高液位時，此管出口處溢出液體，可以直觀、可靠地得知容

26、器中液面是否到達規(guī)定最高液位。5.7、其他注意事項。、包括閥門、零件和支撐件的管道系統(tǒng)設計時應綜合考慮下列載荷：不低于系統(tǒng)安全泄放裝置的開啟壓力；溫度變化產(chǎn)生的載荷；安全泄放裝置泄放過程中產(chǎn)生的載荷（泄放反力）。5.7.2、應清楚標明各個接口和附件的用途，防止被意外開啟。、管路系統(tǒng)的設計、制造和安裝應避免熱脹冷縮、機械顫動或振動等所引起的損壞，必要時應考慮補償結(jié)構(gòu)和固定結(jié)構(gòu)。、在允許使用銅管的地方，應采用銅鋅焊接或具有相同強度的金屬接頭，銅鋅焊料的熔點不應低于525，且在任何情況下，都不應降低銅管的強度；、所有管路應在承受4倍內(nèi)容器工作壓力時不會破裂。、兩端均可關(guān)閉且有可能存留液體的管路，應設

27、置超壓泄放裝置，其設定壓力不宜超過1.5倍管路系統(tǒng)設計壓力，且滿足管路系統(tǒng)壓力等級要求。、管路系統(tǒng)閥門宜標明介質(zhì)流向，并且截止閥應標明開啟和關(guān)閉方向。、設置抽真空與真空度檢測裝置真空閥門和真空接頭的漏氣速率應小于510-7（Pam3/s）。真空閥門和真空接頭應采用保護裝置，出廠檢驗后應鉛封。貯存易燃介質(zhì)的容器，應采用不會產(chǎn)生火花的真空規(guī)管，并設置保護罩。、自增壓汽化器的設計自增壓汽化器的壓力等級應與內(nèi)容器的設計壓力相匹配，所選用的材料應與裝運介質(zhì)相容，且考慮使用工況中材料的熱脹冷縮影響。自增壓汽化器的汽化量應能滿足設計排液速率和升壓速率的要求。六、關(guān)于吸附劑和吸附裝置6.1、因維持真空壽命的需

28、要，需設計吸附裝置。 世上不存在絕對不泄漏的密封，或者說泄漏、滲漏是無時無處不存在的，即使用鋼板制成使象蛋殼一樣不開孔的容器，也存在滲漏過程。那么，初始獲得的真空能維持多久呢？或者說真空壽命能有多長呢？這可根據(jù)相關(guān)標準提供的方法計算。計算和實踐證明，在真空夾層加入吸附劑可數(shù)倍延長真空壽命。但為達效果，吸附劑的加入是有位置性與工藝性講究的，為滿足所加吸附劑的位置性與工藝性要求，需要設置吸附劑和吸附裝置。6.2、關(guān)于吸附劑的選用要求。真空夾層用分子篩吸附劑應符合GB/T 13550、HG/T 2690的規(guī)定。真空夾層中冷側(cè)放置的深冷吸附劑應采用在深冷、真空狀態(tài)下吸附性能好的吸附劑。儲存液氧介質(zhì)的深

29、冷容器應使用在富氧環(huán)境下不會發(fā)生爆炸的吸附劑。真空夾層熱側(cè)可放置適量的吸氫劑。真空夾層內(nèi)放置的常溫與深冷吸附劑的吸附量，一般應能滿足5年真空壽命的要求。深冷作用型吸附劑應進行活化處理。6.3、標準對吸氫材料尚無規(guī)定，但應無毒、非易燃，有鎳、鋯、鉑、鈀等及其氧化物，目前多用PDO。6.4、高低溫型吸附劑的設置目的及用法要點。所謂低溫型吸附劑是指吸附劑在冷態(tài)下起吸附氣體作用的吸附劑，分子篩即屬此類。設置此類吸附劑的目的是吸附與真空夾層接觸的各種材料的放氣，以延長真空壽命。正因為其在冷態(tài)下起吸附氣體作用的特點，此類吸附劑應緊貼內(nèi)容器設置，利用內(nèi)容器壁溫冷卻之。所謂“高溫”型吸附劑是指吸附劑在常溫下起

30、吸附氣體作用的吸附劑，PDO等吸氫材料即屬此類。設置此類吸附劑的目的是吸附以溶入鋼板晶界、再于另一側(cè)釋放的方式穿透外殼滲入真空夾層的氫氣，以延長真空壽命。正因為其在常溫下起吸附氣體作用的特點，此類吸附劑應緊貼外殼設置，利用接近環(huán)境溫度的外殼“溫暖”之。6.5、低溫型吸附裝置的結(jié)構(gòu)要點。 如上述，低溫型吸附劑應緊貼內(nèi)容器設置。這還只是針對其在冷態(tài)下起吸附氣體作用的特點所采取的措施。此外，低溫型吸附劑還有即使在常溫下也有很強的吸收水分的能力。吸附劑打開包裝后如與空氣接觸，必然會吸收空氣中水分，吸收了多少水分就意味著它失去了多少“在崗履職”的能力，故裝填前應進行活化處理，即加熱吐氣，令它吐出氣吸收的

31、水分“空腹饑餓上崗”。還有問題：活化處理后必須置于密封吸附裝置中，并將此裝置裝入真空夾層，不允許再與空氣接觸，即必須“閉口上崗”，而“上崗”后必須開口才能“吃氣”。問題是“上崗”后吸附裝置已處于真空夾層，與外界不相通，如何打開吸附裝置的密封讓它開口呢？前提是不可破壞真空夾層的密封性。這就是低溫型吸附裝置的結(jié)構(gòu)設計要點。具體應如何設計，限于時間，不能贅述。有興趣的朋友可參閱拙作“真空絕熱容器夾層吸附劑盒的結(jié)構(gòu)設計”（低溫工程2003.3）。七、涉及安全的結(jié)構(gòu)、計算核查及關(guān)鍵制造工藝保證要點作為檢查方，重點要關(guān)注的是安全。7.1、計算核查要點7.1.1、受壓元件計算.1、核查輸入載荷條件： 不可遺

32、漏溫度、溫差、內(nèi)壓，外壓，局部拉、壓、彎、扭、剪等各種可能的載荷； 移動式容器還應考慮動載。7.1.1.2、核查計算依據(jù)、如用軟件計算應核查軟件時效性；7.1.1.3、計算項目不可漏項，至少包括如下項目： 所有受壓元件都應計算； 計算內(nèi)容齊全（各種可能的載荷下的強度、剛度、穩(wěn)定性）； 容易疏忽的是：反置工藝人孔外壓計算，輸入的外壓應是耐壓試驗壓力。7.1.2、支承元件計算7.1.2.1、核查輸入載荷條件： 溫度、溫差、本體重、介質(zhì)重、操作與檢修附加重、雪載等；固定容器還應考慮地震、風載等；移動式容器還應考慮動載；7.1.2.2、核查計算依據(jù)、如用軟件計算應核查軟件時效性；7.1.2.3、計算項

33、目不可漏項，至少包括如下項目： 所有支承元件都應計算； 計算內(nèi)容齊全（各種可能的載荷下的強度、剛度、穩(wěn)定性）；支承元件計算容易疏忽的是桿狀元件的穩(wěn)定性計算。7.1.3、安全泄放裝置的計算與設置7.1.3.1、計算項目不可漏項，至少包括如下項目：泄放裝量起排壓力、全開壓力、回座壓力；內(nèi)容器安全泄放裝量；外殼安全泄放裝量； 泄放通道最小口徑處面積。7.2、涉及安全的結(jié)構(gòu)要點、安全泄放裝置設置要點 安全閥應鉛垂安裝； 泄放通道進口安排在氣相空間（注意最大允許充裝率）； 固定容器的內(nèi)容器僅設安全閥不可靠（有冰堵疑慮），應并裝防爆片裝置，且安全閥與防爆片裝置之并裝裝置應為雙份（一份在線“值班”，另一份待

34、崗或離崗校檢）； 泄放出口不能對向外殼和可能的操作方位； 外殼安全泄放裝置起跳件要有防飛跳傷人的防護措施。、管路系統(tǒng).1、管件應承4倍內(nèi)容器工作壓力時不會破裂，防“水錘”效應；.2、管路系統(tǒng)安排考慮溫差效應（熱脹冷縮）；.3、防運輸振動、沖擊措施；.4、易燃、有毒介質(zhì)加裝緊急切斷裝置，防手動閥失靈及火災下無法操作手動閥；.5、管件與容器殼體不可用螺紋連接。.6、防管路安全泄放裝置排放反力的措施。.7、氧系統(tǒng)壓力表應為氧壓表，移動容器壓力表應為防震壓力表。、排放阻火與靜電防護.1、易燃介質(zhì)容器有集中、通過阻火器排放的安排；.2、易燃介質(zhì)容器應設靜電導通與接地裝置。、焊接接頭.1、內(nèi)容器焊接接頭是

35、保證強度要求的焊接接頭須為焊透結(jié)構(gòu)，外觀檢查、NDT檢測符合規(guī)范合格。.2、外殼焊接接頭是保證真空密封的焊接接頭，外殼主要載荷是外壓，焊接接頭質(zhì)量對抗外壓剛度無甚影響，國外標準一般不要求NDT檢測，只要求氦檢漏，國內(nèi)標準一般也只要求局部NDT檢測。外殼焊接接頭的關(guān)鍵質(zhì)量要求是密封。、開孔插入結(jié)構(gòu) 內(nèi)伸端避免尖角； 補強方法規(guī)范、補強計算合格。7.2.6、局部應力疊加防范 內(nèi)容器焊接接頭盡量錯開（max2,100）；開孔盡量錯開（盡量避免需聯(lián)合補強的近距安排）；形狀突變位盡量錯開（距離盡量大于局部應力衰減范圍）；焊接接頭、開孔、形狀突變位相互盡量錯開（距離盡量大于局部應力衰減范圍）。7.2.7、

36、液氧容器與腐蝕性介質(zhì)容器排凈安全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。GB16912-2008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，控制其值不超過0.1ppm。用戶需要根據(jù)分析數(shù)據(jù)排污或據(jù)分析統(tǒng)計數(shù)據(jù)定期排污。設計者當然應提供能夠排盡的排污接口。（有多次惡性事故報道！）7.2.8、避免容器遭受液體膨脹的滿液指示管深冷容器應嚴格控制充滿率，以避免容器遭受液體膨脹壓力。完全依賴液位計來指示深冷容器中液面是否到達規(guī)定最高液位，尚難充分信任。要加設滿液指示管，當液面到達規(guī)定最高液位時，此管出口處溢出液體，可以直觀、可靠地得知容器中液面是否到達規(guī)定最高液位。7.2.9、防“穿透”安排?！按┩浮辈坏珖乐赜绊懭萜鹘^熱性能，“穿透”造成的局部低溫還可能給碳鋼外殼帶來安全隱患：碳鋼外殼經(jīng)不起“穿透”造成的局部低溫可能脆裂。7.3、關(guān)鍵工藝保證要點7.3.1、壓力試驗.1、試驗壓力取值正確性，注意區(qū)分真空建