真空绝热深冷压力容器结构、设计及制造工艺简介讲解

真空绝热深冷压力容器结构、设计及制造工艺要点简

介

目录

一，真空绝热深冷压力容器的基本构造

二、内容器的结构设计要点

三、外壳的结构设计要点

四、内容器与外壳支承连接设计要点

五、仪表及管路结构的特殊性

六、关于吸附剂和吸附装置

七、涉及安全的结构、计算核查及关键制造工艺保证要点

立式粉末真空绝热罐

高真空多层绝热罐

一，真空绝热深冷压力容器的基本构造

1.1，内容器（材质一般为奥氏体不锈钢）—设计用于盛装深冷液体，一般包括：

筒体、封头——旋转形承压主壳体；

工艺人孔（非必备）——因深冷容器允许不设置人孔，不设置人孔时，如工序需要两封头装焊后再装焊内件或、穿壁接头需内侧施焊，就需设置工艺人孔。工序需要完成后永久封闭；

深冷容器允许不设置检查孔及人孔——允许不设置是因为：

a、深冷容器结构设计要抓绝热这个主要矛盾、检查孔及人孔必然加大漏热；

b、大部分深冷液体对金属无腐蚀或仅轻微腐蚀、无需进罐检查和清理内壁，确可以不设置检查孔及人孔；

c、深冷容器内容器100%RT检测、经耐压试验和最严格的氦致密检测、奥氏体不锈钢（包括焊接接头及焊缝）在低温下强度不降反升、韧性也下降不多，有条件不设置检查孔及人孔；

d、“允许”不等于禁止，不等于不要慎重考察，对于腐蚀性介质（如CO2配低合金钢内容器的深冷容器）还是应考虑设置检查孔或人孔。

工艺吊耳——内外壳体装配需要；

抗外压加强环——内容器因氦致密检测需要工艺性抽真空操

作，当图样规定真空夹层要进行气压或气密试验时内容器也受；压抗支承反力的局部加强环或板——壳体受支承作用之局部应力较大，一般需设置强环或板；

上进液喷淋头、下进液分布或搅拌器（一般仅LNG需要）、溢

流管咀、差压液位计引管特殊管咀、出液防涡器等管系内件——设上进

液喷淋头是为了冷液均匀进入、设下进液分布或搅拌器是为了防 LNG

分层，设溢流管咀是为了直光控制充满率，设防涡器是为了防涡

旋型蒸发和保护机械型抽液设备使用安全；

引管穿壁接头（凸缘）——为改善结构的焊接性能而设，避免薄壁管与较厚壳壁直接相焊；

1.2，外壳（材质一般为碳素钢或低合金钢）－用于密封维持真空绝

热层真空，一般包括：

筒体、封头——旋转形承外压主壳体；

抗外压加强环——外壳在真空工况下工；

抗支承反力的局部加强环或板——壳体受支承作用之局部应

力较大，一般需设置强环或；；

引管穿壁接头——为改善结构的焊接性能而设避，免薄壁管与较厚壳壁直接相焊；

防爆装置座；

吊耳；

支座；

1.3，真空绝热夹层，一般包括：

绝热材料——纯真空型、粉末真空型、纤维真空型、反辐射真空型；

绝热材料的护持材料——防沉降、防松、防脱；

引管——功能管线需穿越真空绝热夹层；

吸附材料及其吸附装置——为延长真空寿命而设吸附材料为，吸附材料发挥效能而设吸附装置；

内容器与外壳相互连接、支撑的构件——内容器不可能悬浮于

外壳中，必有连接、支撑的构件；

抽真空流道管——为加大抽吸速度而设；

1.4，管路系统，一般包括：

安全泄放与放空管；

差压液位计引管；

满液指示管（溢流管、最高液位直观取信管）；

上、下进液管；

增压器进液、出气管——深冷液体卸液特殊需要，取自容器本身液体汽化反馈给气相空间，产生气压挤压出液。即使用机械抽吸出液也需一定气压维持吸入口的防气蚀压头；

抽真空引管；

吸附材料破空管——吸附装置中零，为吸附材料发挥效能而设吸附装置；

1.5，阀门、附件、仪表

控制各管路开、闭的控制阀门；

紧急切断阀（一般易燃、有毒介质者设）——防手动阀失灵和火灾情况无法操作手动阀；

真空封结阀——抽空结束后维持夹层真空；

真空检测阀——抽空结束后夹层真空就开始下降投，用后需掌握在用期间实际真空度；

仪表控制阀；

安全泄放装置切换或三通阀——如下述需双设安全泄放装置；

内容器安全阀（一般两件，一件在线“值班”，另一件待岗或

离岗校检）；

内容器防爆片装置（一般两件，一件在线“值班”，另一件待岗）；

外壳防爆装置——万一内容器中液体漏入夹层时外，壳需防超压爆裂；

压力表；

液位计；

真空检测规管；

阻火器（一般易燃介质者设）——排放（包括主动排放和超压泄放）易燃介质时，应通过阻火器排放，以防回火；

静电接地端子（一般易燃介质者设）。

二、内容器的结构设计要点

2.1、结构设计的对象是设计载荷，内容器结构承受的基本载荷有：

2.1.1设计压力（P,单位MPa,表压）。

2.1.2储液量达到额定充满率时，介质产生的液柱静压力。液柱静压力按照介质在标准大气压下沸点时的状态进行计算。如果其值低于

5%P时，可以忽略不计。

2.1.3操作工况下，内容器支承处的反力。这种反力应由最大介质重量、内容器重量以及必要时的地震载荷共同决定。

2.1.4温差载荷

内容器从环境温度冷却到操作温度过程中，内容器在支承点处承

受的温差载荷。

由于内容器、管道及外壳之间不同的热膨胀引起的管道反作用力。并分别考虑下列工况：

进液冷却过程：内容器热状态，管道系统冷状态，外壳热状态；充装及卸料过程：内容器、管道系统均是冷状态，外壳热状态；储存过程：内容器冷状态，管道系统热状态，外壳热状态。

容器制造过程中夹层抽真空时，由于内、外壳体不同温度载荷，

应考虑下列连接处的载荷：

内容器在支撑点处的温差载荷；

内、外容器之间的管道以及与内容器连接处的载荷。

2.1.5耐压试验时的压力载荷及在内容器支承处产生的反力。

2.1.6空罐承受的载荷：

空罐运输时内容器、夹层支承及连接处至少承受下列惯性载荷：

运输方向2g加速度；

向上方向1g加速度；

向下方向1.7g〜2g加速度；

与运输方向垂直的水平方向至少1g加速度。

吊装时的载荷按照具体起吊工况确定，如对内容器及夹层支承连接处、吊耳连接部位产生的载荷等。