10立方安全泄放量的计算

在泄放压力1.86MPa）的热导率；
λc=10.6（W/m*k）（查《低温绝热与贮运技术》）
(2) 穿过真空夹层的内容器第i管的横截面积
Φ34*2管横截面积Atube1=0.000201062m2
Φ48*2管横截面积Atube2=0.000289027m2
Φ18*2管横截面积Atube3=0.000100531m2
外容器壳体内表面积 S6=2*S5+S4=38.95m2
容器内液位高度h4=3955mm
1.2.容器所用绝热材料数据
绝热层材料导热系数（正常工况下）λiv=0.00102 W/m*k
绝热材料的导热系数（火灾环境）λif=0.0295 W/m*k
绝热层厚度ti=10mm
绝热层内外表面积的算术平均值Aim=(S3+S6)/2=32.62m2
η——肋化效率
η=th(my)/my=
式中：y——翅片高度，0.12m
m=
U=2H=1.6m
H——肋片长或管长
A=HX=
X——翅片长度，0.003m
1.1.4绝热系统完好，但夹层已丧失真空状态下，外部温度为环境温度，内容器的温度为泄放压力下所储存介质的饱和温度，从热壁传入内容器的总热流量计算：
H3=Hi1+Hst+Htube
α=λ0*Nμ/y=
式中：
Nμ——努塞尔准数
λ0——空气的导热系数，0.02059w/m*k
y——翅片高度，0.12m
推导α的最大值：
层流时：（Gr*Pr）=Nμ=
α=λ0*Nμ/y=
紊流时：（Gr*Pr）= Nμ=
α=λ0*Nμ/y=
β——肋化系数，β=F2/F1=
F1，F2——翅片管的内外表面积
内容器吊带构件材料（S30408）的横截面积，A=0.00064m2
(3)非火灾情况下绝热容器外部最高环境温度：
Ta=323K
（4）对应于某一深冷介质的容器或传热构件冷端表面温度：
Td=115K
c.通过真空夹层的管道传入的热流量的计算：
Htube= * )
=0.2618+0.7567+0.1719+0.06617+0.19358+0.0858+0.7944+0.25699+
H5=7.1*104*Ar0.82=1036420.297W
式中：立式容器，Ar=π*D*h4=3.14*2.095*3.995=26.29m2
式中：D——内容器与外壳直径的平均值，2.095m
h4——设计最大液位高度，3.995m
2内容器的安全泄放量（质量流量）的计算
2.1 在非火灾，绝热系统（夹套和绝热材料）完好且处于正常的真空状态下，外部环境为50℃，内容器介质处在泄放压力对应的饱和温度工作状态，容器的安全泄放量（以氮气计）如下：
因为0.4P2〈Pd=1.86〈P2=3.394，所以真空绝热压力容器的安全泄放量用下式计算：
Ws1=3.6*(Vg-Ve)/Vg*H1/q
=3.6*（0.0115-0.0017）/0.0115*711.372/116.718
=18.7Kg/h
式中：
Ws1——当安全泄压装置的气体泄放压力Pd小于介质的临界压力，但大于或等于临界压力的40％，即0.4P2〈Pd=1.86〈P2=3.394时，真空绝热压力容器的安全泄放量
式中：
（1）内容器吊带或其它金属支撑构件数量，Nst=8
（2）内容器吊带材料（S30408）在温度Ta与Td之间平均导热率：
λst=12.3（W/m*K）（查《低温绝热与贮运技术》）
内容器吊带或其它金属支撑构件材料的长度，L=0.8m
内容器吊带或其它金属支撑构件材料的宽度，w=0.08m
内容器吊带或其它金属支撑构件材料的厚度，t=0.008m
内容器封头外表面积 S2=4.14m2
内容器壳体外表面积 S3=2*S2+S1=26.28m2
外容器内直径D1=2300mm
外容器筒体壁厚t3=8mm
外容器外直径 D2=2316mm
外容器筒体长度h3=3860mm
外容器筒体内表面积 S4=π*D1*h3=27.89m2
外容器封头内表面积 S5=5.53m2
=20013.3+16.37+3.0132=20032.6832W
式中：
H3——绝热系统完好，但夹层已丧失真空，外部温度为环境温度，内容器的温度为泄放压力下所储存介质的饱和温度，从热壁传入内容器的总热流量
Hi1——夹层丧失真空的状态下，通过绝热材料输入的漏热率
Hi1=Ui1*Aim*(Ta-Td)
=2.95*32.62*(323-115)
式中：αf——低温流体与管壁的对流换热系数，（W/(m2*k)）
ζ——管壁厚度，0.003（m）
λ——铝的热导率，117.23（W/(m*k)）（查自《铝制化工设备》表2-59及《深冷手册（下）》表7-29）
α——空气与翅片管的自然对流换热系数，（W/(m2*k)）
对于星型翅片管，可按空气对平壁的自然对流换热准则方程求α
Vg——泄放压力下，饱和气体介质的比容积，0.0115m3/kg
1.3.容器设计参数
内容器设计压力P=1.6MPa
内容器设计温度 T1=77K
安全阀整定压力P1=1.6MPa
安全阀泄放压力控制在Pd=1.86MPa
爆破片泄放压力控制在Pb=1.956MPa
1.4.安全阀参数
安全阀型号DAH-15A1
进出口尺寸 进口：M30*1.5外螺纹，出口：G3/4内螺纹
阀座处直径 d1=15mm
绝热系统，构件和增压汽化器输入内容器的总热流量：
H2=H1+HPBC=711.372+= W
式中：
（1）增压器产生的热流量，HPBC(W)
HPBC=UPBC*APBC*(Ta-Td)=
式中：
增压器总的对流传热系数，UPBC=
增压器总的外部传热面积，APBC=
非火灾情况下绝热容器外部最高环境温度，Ta=323K
式中：
（1）通过真空夹层的管道材料在温度Ta与Td之间平均热导率：
λt=(λa+λc)/2=(35.4+10.6)/2=23W
式中：
真空夹层的管道材料（06Cr19Ni10）在热端的导热率：
λa=35.4（W/m*k）wk.baidu.com查《低温绝热与贮运技术》）
真空夹层的管道材料（06Cr19Ni10）在冷端饱和温度下（深冷介质
H1=Hiv+Hst+Htube
=691.99+16.37+3.0132=711.372W
式中：
H1——在非火灾和绝热层完好且处于正常的真空状态下，由热壁传入冷壁的总热流量
1.1.3绝热系统完好且处于正常的真空状态下，外部为环境温度，内容器的温度为泄放压力所储存的介质的饱和温度，且增压系统处于全开工作状态下，热壁经由
Ta——非火灾情况下绝热容器外部最高环境温度
Td——对于某一深冷的容器或传热构件冷端表面温度
1.2 火灾情况
1.2.1真空绝热容器的绝热系统完好或部分完好，但夹层真空已丧失，储存的介质（以液氮计）温度达115K,且外部遭遇火灾或922k高温的情况下，由热壁传入内容器的总热流量：
H4=2.6*(922-Td)Uif*Ar0.82=90129.88W
a. 在正常的真空状态下,通过绝热材料传入的热流量计算：
Hiv=Uiv*Aim*（Ta-Td）
=0.102*32.62*（323-115）
=691.99W
(1)在正常真空状态下,夹层绝热材料总的传热系数：
Uiv=λiv/ti=0.102（W/m2*k）
式中：
在正常真空状态下，绝热材料在温度Ta与Td之间的平均热导率：
虹吸提液管1L10=5.476m
虹吸提液管2L11=5.584m
（4）所储存介质的气体导热率
λgas=0.0201 （W/m*K）（查《低温绝热与贮运技术》）
(5)非火灾情况下绝热熔器外部最高环境温度
Ta=323K
(6) 对于某一深冷介质的容器或传热构件冷端表面温度
Td=115K
1.1.2在非火灾和绝热层完好，且处于正常的真空状态下，由热壁传入冷壁的总热流量：
排放面积 A1=176.71mm2
工厂泄放系数 f1=0.18
额定泄放系数 f2=0.9*f1=0.162
安全阀出口侧压力 P0=0.1MPa
1.5.爆破片参数
爆破片型号 YC8-1.86-22
进出口尺寸 1/2’’NPT
阀座处直径 d2=15mm
额定泄放系数 f3=0.62
排放面积 A2=176.71mm2
Φ14*2管横截面积Atube4=0.0000754m2
(3) 第i根管在真空夹层中的长度
顶充管L1=5.286m
底充管L2=1.829m
蒸汽返回管L3=5.602m
气相仪表管L4=5.456m
液相仪表管L5=1.865m
溢流管L6=5.609m
辅助提液管L7=1.742m
安全管L8=5.385m
节能管L9=6.2m
1.6.气体特性参数
0.6.1 氮气特性（查工业气体手册）
临界压力P2=3.394MPa
临界温度 T2=126.05K
摩尔质量 M=28.01g/mol
绝热指数（标准状况）K=1.4014
气体常数 C=356
正常工况
泄放温度Td=115K
压缩系数Z1=0.651
气化潜热q=116.718KJ/kg
火灾环境
ti——绝热材料的名义厚度，0.01m
（3）Ar——内容器与外壳面积的平均值，
立式容器，Ar=π*D*h4=3.14*2.095*3.995=26.29m2
式中：D——内容器与外壳直径的平均值，2.095m
h4——设计最大液位高度，3.995m
1.2.2 真空绝热深冷容器夹套外部遭遇火灾或遭遇922K高温，且绝热系统已完全损坏的情况下，由热壁传入内容器的总热流量：
=20013.3W
Ui1——在大气压力下和环境温度下，绝热材料总的传热系数
Ui1=λi1/ti
=0.0295/0.01
=2.95 （W/m*k）
λi1——夹层已丧失真空，在大气压力下绝热材料充满或吸附空气或介质气体，在温度Ta与温度Td之间的平均热导率
ti——绝热材料的名义厚度
Aim——绝热层内外表面积的算术平均值
对应于某一深冷介质的容器或传热构件冷端表面温度，Td=115K
注：汽化器传热系数的推导:
UPBC=1/[1/αf+ζ/λ+1/(α*β*η)] （W/m2*k）
因为，管内汽化换热系数αf及铝的热导率远大于管外的自然对流换热系数α，故在工程计算中可将式中1/αf及ζ/λ略去不计，于是上式可简化为：UPBC=α*β*η=
泄放温度 Td=115K
压缩系数 Z2=0.625
汽化潜热 q=116.718KJ/kg
1从热壁（外壳）传入冷壁（内容器）的总热流量的计算
1.1 非火灾情况
1.1.1 绝热系统（夹套和绝热材料）完好且处于正常的真空状态下，外部环境温度50℃，内容器为泄放压力（1.86MPa）下储存介质的饱和温度（115K）,此时从热壁传入冷壁的热流量的计算：
λiv=0.00102 （W/m*K）(查《低温绝热与贮运技术》)
(2)非火灾情况下绝热容器外部最高环境温度：
Ta=323K
(3)对应于某一深冷介质的容器或传热构件冷端表面温度：
Td=115K
b.通过内容器的吊带构件传入的热流量：
Hst=Nst*λst*Ast*(Ta-Td)/Lst=8*12.3*0.00064*(323-115)/0.8=16.37W
0.077639+0.17581+0.1724
=3.0132W
顶充管Htube1=
底充管Htube2=
蒸汽返回管Htube3=
气相仪表管Htube4=
液相仪表管Htube5=
溢流管 Htube6=
辅助提液管 Htube7=
安全管 Htube8=
节能管 Htube9=
虹吸提液管 Htube10=
虹吸提液管 Htube11=
安全泄放量计算 （VT10-16）
（按GB/T18442.6-2011 附录A）
1.容器基本参数（数据）
1.1．容器尺寸数据
内容器内直径Di=1890mm
内容器筒体壁厚t1=10mm
内容器外直径D0=1910mm
内容器封头壁厚t2=12mm
内容器筒体长度h1=3000mm
内容器壳体外表面积 S1=π* D0*h1=18m2
式中：
（1）Td——对应于某一深冷介质（以液氮计）的容器或传热构件冷端表面温度，设定于115K
（2）Uif——在火灾条件下（外部温度为922k和大气压下）绝热材料总的传热系数：Uif=λif/ti=0.0295/0.01=2.95(W/m2*k)
式中：
λif——真空绝热深冷窗口外部遭遇火灾或遭遇922K的高温，夹层真空已经丧失，在大气压力下，绝热材料充满介质气体或空气，但能有效的阻止热传导、热对流和热辐射;绝热材料在Td与922K之间的平均导热率，取两者（气体或空气）之中的较大值，0.0295（W/m*k）(查《低温绝热与贮运》表3-32)