低温液体储运设备的绝热设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2007年第6期低温工程NO．62007总第160期CRYOGENICSSumNO．160低温液体储运设备的绝热设计李辉(兰州真空设备有限责任公司兰州730050)摘要：通过合理设计整体支撑结构，对造成漏热的几条主要途径加以控制。以30m液氧储槽为例，用近似的理论计算做绝热设计，得出该储槽漏热小于按国家标准液氧蒸发率计算允许值的结论。关键词：低温液体储槽绝热漏热绝热设计中图分类号：TB658文献标识码：A文章编号：1000-6516(2007)06-0047-04Insula

2、tiondesignofcryogenicliquidstoragevesselLiHui(LanzhouvacuumequipmentCo．，Ltd．，Lanzhou730050，China)Abstract：Severalcontrolmethodswhichcouldavoidheatleakageweremadebyreasonabledesignofwholesupportstructureofthecryogenicliquidstoragevesse1．Adoptingthe30mliquidoxygenve

3、sselastheexample，theinsulationdesignwasmadewithapproximatetheoreticalcalculationandtheconclusionwase-ducedthatthevesselheatleakagewaslessthanallowablecalculatedvalueofstateliquidoxygenevaporationratestandard．Keywords：storagevesselofcryogenicliquid；insulation；heatl

4、eakage；insulationdesign储温度很低，因此采取各种措施减少漏热，以延长无损储存时间是设计低温容器时应该重点考虑的问题。从19世纪80年代初期，第一批低温物理实验室低温绝热分为5种类型：堆积绝热、高真空绝热、真空之一——波兰Cracow大学实验室获得足够的液氧、粉末、纤维绝热、高真空多层绝热和高真空多屏绝热。液氮开始，低温领域就有了实质性的突破，然而这些绝热结构的形式，应从绝热性能、经济性、坚固性、容低温液体只能保存很短的时间就汽化，为了解决这个积、重量及施工方便等多种因素来综合考虑。对于问题，科学家又进

5、行了一系列的探索。1892年，100m以内的液氧、液氮、液氩低温存储容器，国内JamesDewar教授成功地用真空夹层容器来保存低温大多厂家采用真空粉末绝热。本文以30m液氧储液体⋯。在随后的一百多年时间里，低温液体在许槽为例，来说明做绝热设计时考虑的问题，并进行具多领域的广泛应用，推动了低温储运技术的迅猛发体的计算。展。绝热应从造成漏热的几条途径来考虑，一是夹层低温液体存储介质液氧、液氮、液氩等，由于其存填充粉末材料的性能和真空度，二是热桥传热，其中收稿日期：2007-05—14；修订日期：2007．10-29作者简介：

6、李辉，女，38岁，工程师。维普资讯http://www.cqvip.com48低温工程2007钲热桥传热占热流的主要部分。填充粉末材料的性能及—＼夹层真空度的要求，应符合国标的规定(GB18442·f、＼＼一2001)。减少热桥导热的措施主要有以下几个方面：——_。7＼(1)选用热导率小、强度高的材料，即具有较小的A／[or]比值的材料做热桥(A为材料在一定温区I●下的平均热导率，[or]为材料的许用应力)，比较低温西Dl用金属的A／[or]值，不锈钢的A／[]为0．00738w／l[(m·K)·MPa]，小于其它金属，所

7、以热桥材料优}E先选用不锈钢。(2)在可能的范围内，增加管道长度，减小管壁1、、1D2厚度。』L、(3)尽可能采用热阻大的支撑结构，如多层叠片支撑等。l一l(4)采用线接触(圆管与球)、链(链索)和点接l触(球和平面)等结构，以减少接触面积、增加热阻。(5)用液氮或冷蒸气冷却热桥，减少传热温差。le230m液氧储槽绝热设计亭}30m液氧储槽结构如图1所示，计算参数如表／_——1所示。从结构来看，30m液氧储槽内外胆采用3l个不锈钢刚性支撑结构，中间将刚性支撑断开，加入环氧玻璃钢绝热层作为叠片，以增加热阻，减少热桥llf传热

8、，内外胆之间分上下两层共6根玻璃钢柱作为环tLI}向定位支撑，兼做工艺上转动的支撑。夹层填充物采用膨胀珍珠岩，为提高绝热效果，，夹层抽真空，绝热材料的密度和热导率之间的关系如下：．图130立方储槽外形结构简图A=——1+K2p(1)PFig．1Shapeandstructuresketchof30m3s