10m高真空多层绝热低温液体运输车的研制.docx

1、10m高真空多层绝热低温液体运输车的研制10m高真空多层绝热低温液体运输车的研制 310m 高真空多层绝热低温液体运输车的研制王 小 宁兰州真空设备有限责任公司 , 甘肃省兰州市七里河区龚北路 29号 7300503 摘要 : 10m 高真空多层绝热低温液体运输车用于运输液态氧、氮和氩等低温液体产品。详3细介绍了 10m 高真空多层绝热低温液体运输车的主要设计参数、结构和工艺流程 , 阐述了制造过程中需重点控制的环节 , 分析了设计制造过程中需重点考虑的方面。关键词 : 低温液体运输车 ; 高真空 ; 多层绝热中图分类号 : TB658 文献标识码 : A3Research and Devel

2、opment of a 10m cryogenic liquidtransportation tanker with vacuum multilayer insulationWang Xiao2ningLanzhou Vacuum Equipment Co1 , Ltd1 , 29 Gongbei Road , Qilihe District , Lanzhou 730050 , Gansu ,P1R1ChinaAbstract : Cryogenic liquid tankers with vacuum multilayer insulation are used for transport

3、ing cryogenic liquid products ,such as liquefied oxygen , nitrogen , argon , etc. Detailed introduction focuses on main designing parameters , structure3and process of a 10m cryogenic liquid transportation tanker. The important issues needing special attention and controlduring manufacturing procedu

4、re are described and analyzed.Keywords : Cryogenic liquid transportation tanker ; High vacuum ; Multilayer insulation装于二类汽车底盘上 , 其产品涉及的规范和标准很前 言多。近年来汽车工业的发展很快 , 低温液体运输车随着国民经济持续快速发展以及工业化水平的3产品采用的标准和规范变动、更新频繁。10m 高真不断提高 , 市场对气体的需求越来越大 , 气体生产空多层绝热低温液体运输车的主要设计参数见表 1。企业朝着大型化、集团化方向发展。生产的大量气3表 1 10m 高真空多层绝

5、热低温液体体通过管道、瓶装以及液态方式供应到各个终端用运输车的主要设计参数户。液化气体具有液气比大、储存效率高、储存压内罐最高工作压力 018MPa力载荷小和安全可靠的优点 , 液化气体运输以其成内罐设计压力 0192MPa本低、简单快捷、产品纯度高及液气易转换的优点 , 得到快速发展 , 许多气体生产、供应及使用单 内罐计算压力 11107MPa位纷纷购置低温液体运输车 , 运输、转移低温液化 罐体所装介质 液氮、液氧和液氩气体。内罐工作温度 - 183、- 196、- 186内罐材料 0Cr18Ni91 主要设计参数外罐材料 16MnR低温液体运输车属于移动式压力容器 , 贮罐安收稿日期

6、: 2006208229 ; 修回日期 : 2006212212作者简介 : 王小宁 1969? , 男 , 工程师 , 1992年毕业于吉林工业大学 , 现在兰州真空设备有限责任公司从事压力容器及低温绝热容器设计等技术工作。?32 ?续表 12 低温液体运输车结构3内罐有效体积 1017m低温液体运输车由汽车底盘、车载低温液体贮最大充装质量 8100kg罐及附件等构成 , 如图 1所示。低温液体贮罐由罐外罐最高工作压力 - 011MPa体、安全附件、管路系统和操作箱组成。外罐设计压力 - 011MPa整车外形尺寸为 9650mm 2500mm 3325mm外罐最高工作温度 常温长 宽 高 ,

7、 符合 GB 7258? 1997机动车运行外罐设计温度 40安全技术条件标准规定。内罐焊接接头系数 1整车后双桥两侧挡泥板上设置了自增压汽化器内罐无损检测比例 100 %射线检测和工具箱 , 工具箱内存放加、排液用金属软管。整外罐焊接接头系数 0185车两侧设置安全防护栏杆 , 同时在贮罐前部左侧设设计满载车速 60km/ h置灭火器支架 , 车后部设置安全防护装置 , 兼作操3图 1 10m 高真空多层绝热低温液体运输车构成示意图作踏板。在大梁尾部配导静电接地装置。 213 绝热形式及性能211 汽车底盘 目前国内生产的低温液体运输车 , 其绝热多采采用中国重汽集团生产的 STEYR149

8、11280/ 6 用真空粉末绝热和真空纤维绝热 , 夹层中充填珠光4 O43货车二类底盘作为承载车辆。该系列车型引 砂粉末或玻璃纤维等材料。真空粉末绝热罐体为达进时间较长 , 社会保有量大 , 备件、维修及维护保 到有效绝热 , 内、外罐体的夹层间距在 300mm 左养便利。 右 , 夹层封口真空度在 3Pa 左右。高真空多层绝热212 低温液体贮罐 的夹层间距在 80200mm左右 , 相同有效体积低采用 DYW210000/ 8 型低温液体贮罐作为液体 温液体贮罐体积会小一些。高真空多层绝热贮罐封- 3承载罐 , 罐体为卧式双圆筒罐结构 , 即由内罐和外 口真空度约为 10 Pa 左右 ,

9、 技术要求高于真空粉罐组成。与低温介质接触的内罐及其他受压元件均 末绝热低温液体运输车。3采用低温耐受性能良好的奥氏体不锈钢制成。内罐 10m 低温液体运输车采用高真空多层绝热 ,用绝热性能良好的复合绝热材料包扎 , 前封头处设 内罐表面包裹双面镀铝绦纶薄膜为反射层、无碱玻置吸附剂罩 , 装吸附剂 , 吸附夹层中残余气体。 璃丝布为间隔物的多层复合绝热材料 , 克服了真空内、外罐之间组成封闭夹层并抽至高真空 , 使罐体 粉末绝热存在的顶部绝热材料沉降的根本性缺陷。具有优良的绝热性能 , 保证低温液体装运过程中蒸 内罐表面包裹复合材料的总厚度控制在 2530mm ,发损失尽可能小。 绝热材料的层

10、数控制在 4575 层之间 , 层密度控?33 ?制在 23层/ mm左右。多层绝热材料工作真空度3 工艺流程- 23高于 10 Pa , 绝热效率高于纯真空和粉末真空绝10m 高真空多层绝热低温液体运输车工艺流热。工业用多层复合绝热材料热流密度在 018程如图 2所示。2115W/ m 。3图 2 10m 高真空多层绝热低温液体运输车工艺流程图1?金属软管 2?快速接头 3?残液排放阀 4?放空阀 5?加排液阀 6?内罐爆破膜 1 7?内罐安全阀 18?三通阀 9?内罐安全阀 2 10?内罐安全爆破膜 2 11?夹层真空测量装置 12?外增压阀 13?夹层安全爆破膜14?减振气瓶 15?液位

11、计下阀 16?液位计平衡阀 17?液位计上阀 18?液位计 19?压力表阀 20?操作箱内压力表21?驾驶室后压力表 22?测满阀 23?自增压汽化器 24?夹层抽空阀 25?自增压阀 26?过滤器311 加、排液系统 液位、体积及质量等参数。加、排液系统由金属软管、快速接头、残液排 对于低温液体运输车低温液体充满状况 , 由于放阀、加排液阀、过滤器及管道构成。外部管道通 运输底盘承载能力不同 , 设置了 3种介质的测满管过接头由内罐顶部进入内罐。 路。根据低温液体的不同密度 , 液氮能够在充满3312 自增压系统 10m 时可靠溢流。液氧及液氮由其密度及底盘的自增压系统由自增压汽化器、自增压

12、阀及管道 承载能力 , 确定其最大装载量溢流液位。构成。在左侧挡泥板上部安装自增压汽化器 , 自增 314 安全系统及附件压阀安装于操作箱中。外增压阀及管道构成了外增 贮罐内罐气相管路设置两组相同规格参数并联压系统 , 通过外接相应介质气瓶及气源 , 不需借助 安全装置 , 安全装置由内罐安全阀、内罐安全爆破自增压系统 , 就可进行运输车内介质的卸车。 膜和三通阀组成 , 作为内罐及管路安全附件。一组313 液位指示系统 安全装置起作用 , 另一组备用 , 通过三通阀切换 ,为了显示低温液体运输车贮罐中的低温液体 使安全系统始终保证在使用状态下。内罐安全阀和量 , 在运输车贮罐管路系统中设置了

13、液位指示系 内罐安全爆破膜安装于与内罐气相空间连接的自增统。该系统由液位计、操作箱内压力表、驾驶室后 压回路中 , 内罐安全阀及内罐安全爆破膜排放通道压力表、压力表阀、液位计上阀、液位计平衡阀、 排向底盘下部。内、外罐之间的真空夹层设置夹层液位计下阀、减振气瓶、连接接头和管道组成。液 安全爆破膜 , 一旦内罐发生泄漏、破裂等异常情位计采用数显液位计 , 由汽车电瓶供电 , 介质测量 况 , 能够通过夹层安全爆破膜破裂 , 释放夹层中的转换通过液位计面板开关转换 , 能够显示罐内液体 压力。?34 ?315 抽空及真空测量系统 413 内罐体表面绝热层包扎抽空管路由夹层抽空阀及其保护罩组成 ,

14、抽空 内罐体表面绝热层包扎是低温液体贮罐绝热性能重要的影响因素。预制好的绝热层预制件 , 按照阀为超高真空全金属角阀 , 能够经受夹层抽空过程工艺要求整齐、洁净地包扎在内罐体表面。同时每中的烘烤并可靠密封。真空测量系统由真空阀、真空规管及保护罩组成 , 能够在夹层抽空及贮罐使用 组绝热层纵向、环向拼缝 , 需要交错 , 可有效减小缝隙造成的漏热。过程中连接真空计后测量夹层的真空度 , 检测罐体414 罐体的致密性检查的绝热性能。低温液体运输车内罐需要进行氦质谱真空检4 制造工艺漏。低温罐体套合后 , 先进行夹层气密性检查 , 介411 罐体制造质为干燥洁净氮气 , 对外罐进行初检 ; 然后对低

15、温内、外罐体按压力容器标准进行制造 , 重点控液体罐体进行烘烤抽空 , 再进行氦质谱检漏 , 达到制罐体焊缝 , 不锈钢内罐体焊缝需要进行 100 %射标准要求的漏率指标为合格。线检测 , 支撑结构的角焊缝 100 %渗透检测。内、5 研制中需要注意的主要问题外罐体圆度是罐体卷制过程中重点控制环节。内罐低温液体运输车是技术性较强的产品 , 涉及压体在低温液体运输车的工作状态下是内压容器 , 按力容器技术、真空技术及车辆技术。在设计过程中标准要求圆度偏差仅需控制 1 % D D 为内罐内i i下面两个问题需要重点考虑。径 。但是在制造内罐体过程中需要进行真空氦质511 罐体的支撑结构及绝热性能谱检漏 , 检漏的前提条件是对制造内罐进行抽空。低温液体运输车的运行条件决定了车载贮罐与此状态下内罐承受了外压 , 是一外压容器 , 因此需运行工况相适应。车辆处于长期复杂的振动环境要按真空容器的要求控制其圆度 , 圆度偏差应执行中 , 在设计支撑结构时要充分考虑各种载荷对罐体