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摘要：随着社会的发展，时代的进步，科学技术的不断创新，我国化工行业取得了突破性的进展。在其中大型双壳低温储罐占有十分重要的作用。所以就要强化大型双壳低温储罐的设计工作，将其主要的特点做好分析和整理，在实际的设计工作中要对需要注意的事项了解清楚，做好安全措施，这样才能够提升设计的质量，保证其在工作中将作用充分的发挥出来。基于此，本文就大型双壳低温储罐的设计特点进行科学合理的研究与分析。
关键词：低温储罐；设计特点；研究与分析
现阶段，世界各地对能源储备和调节需求都在不断的增长，大型化工装置对原料的缓冲需求也在逐渐增高，这种情况下，低温储存系统逐渐走入大众的眼中，再加之其自身具有储存能量大、维护成本低、安全性能高等特点而得到广泛的使用。一些化学原料，例如液氧、液氮、液氩等大规模的储存都会选择低温储罐的形式，也使得对低温储罐的设计提高了重视程度。
一、低温储罐是一个系统性较强的工程设计
正常的储存系统是在低温储罐中进行的，其中主要的装置是卸船码头、输送管道、BOG压缩机和冰机系统、下游输送装置以及火炬等配套设施。低温储罐的设计工作是一项系统工程的设计，其中主要包含了单体大型设备，辅助的配套设施也会占有一定的地位。根据装置的投资情况来看，BOG压缩机和冰机的投资额不可忽视。从其他角度来分析，因为低温储罐与配套设施之间有着一定的影响关系，这就给设计的优化提供了更多的可能性，相关的设计人员可以根据实际情况以及利益的权衡来设计出最能够体现出其作用和价值的低温储存系统装置。
二、双壳低温储罐的设计特点分析
（一）设计的标准
在进行低温储罐的设计中，其技术含量比较高，而且设计起来难度较高。我国低温储罐的设计标准，主要依照GB/T18442.1~6-2011。
（二）设备的结构
低温储罐的结构类型主要有单包容、双包容和全包容这三种结构类型。双壳低温储罐的结构正常都是由储存低温液体的内罐和支撑保冷材料的外罐组合形成，并且内罐与外罐之间并没有保冷结构层。双壁低温储罐的内罐灌顶是悬挂式设计的，利用吊杆将其悬挂在外罐的灌顶部位。外罐灌顶是一个支撑式的拱形结构，正常情况下利用型钢来作为骨架结构，之后在铺设薄板。低温储罐的基础是承台的结构类型，承台一般都是由桩柱来作为支撑，大约离地面有一米的距离。低温储罐的接管是运用顶出的设计方式来进行的。所以，在其中设置了向外罐输送物料的罐内泵。接管顶出之所以设置成侧出的形式就是因为这样更加具有安全性，能够做到与时俱进，尤其是在受到地震的自然灾害面前，就能够对接管起到保护的作用，防止其出现泄漏造成不良的影响。
（三）保冷的结构设计
低温储罐保冷结构主要分成罐顶保冷、侧壁保冷以及罐底保冷这三种结构形式。保冷设计工作是整个低温储罐设计中十分重要的一个环节，科学有效的保冷设计能够对储罐中的蒸发率起到控制的作用，而且还能够对压缩机和冰机的负荷起到合理的调节作用。低温储罐罐顶位置的保冷材料是玻璃棉毡，并将其悬吊在顶部，而且上层的玻璃棉毡中会带有铝箔。侧壁保冷层是由珍珠岩和弹性毡组合形成，弹性毡的合理设置能够调填补温储罐内外储罐的冷缩量，这样就能够更好的保证保冷性的功效。外层弹性毡的表面会有铝箔，这设置的主要原因是能够有效的避免珍珠岩粉碎物进入到弹性毡内部，珍珠岩正常情况下是在现场来进行发泡充装的，在这个过程中，要不断的振实处理，在振实期间会与筒壁发生激烈的摩擦，在其外部设置铝箔就能够尽量减少摩擦的发生。低温储罐底部保冷是由泡沫玻璃砖和混凝土环梁构成的，其中干砂和沥青作为辅助性材料，因为环梁底部的泡沫玻璃保温层位置承受的荷载密度要比中心位置高出许多。在进行低温储罐保冷结构的设计中，为了保证其保冷的效果，就要对保冷的材料提出更高程度的要求，现阶段，高品质的保冷材料在国内就可以进行购买。
（四）低温储罐的材料选择
因为低温储罐的内罐经常与介质相接触，所以就需要材料要具有优质的低温冲击韧性。正常情况下，奥氏体不锈钢、9Ni钢以及外罐的16MnR、SA36等都是低温储罐内罐运用比较广泛的材料。现阶段，这些种类的金属材料在生产、制造工艺、焊接技术等方面都已经比较成熟。所以说，低温储罐设计在材料的选择方面不是很困难，在对材料的选择中，只要权衡投资和制造技术这两个方面具有合理性就可以了。
（五）低温储罐的抗震设计
对于低温储罐来讲，抗震设计是整个设计环节中最关键的一个步骤。国际上标准API620附录L以及EN14620标准中7.1.4条中已经明确说明了抗震设计的相关理论分析。现阶段，大众认可的设计原则是：低温储罐内罐在正常的操作中，最高液位的条件下，根据操作的基准地震、安全停运地震的作用来进行设计。外观在没有液位要求的情况下，根据操作基准地震以及安全停运地震的作用来进行设计，但是外罐在最高液位的限制下，要根据操作基准地震的级别来进行合理的设计。
三、低温储罐的安全设计分析
（一）温度测点的位置
为了避免液体出现滚腾的状态，就要对低温储罐内部的温度进行实时的监控，在低温储罐内部要设置十个左右的温度测点，其中一个温度测点要设置在吊顶以上，其他的温度测点可以在高度的范围内均衡的进行设置，内罐的罐底以及罐壁位置处最好也要设置温度测点，这样才能够保证低温储罐内部的安全性。
（二）BOG压缩机和冰机
低温储罐中若是超出一定的压力范围，就要启动压缩机和冰机来进行压缩和冷凝处理，这样才能够确保低温储罐内部的压力的稳定性。正常情况下，压缩机会设置两台，一台作为基本的负荷压缩机，而另一台要备用在峰值负荷时才可以启动使用。
（三）火炬系统
低温储罐中设置火炬系统，正常情况下设置的是单独的地面火炬。在实际的设置时，要考虑场地的情况，将火炬利用气排的方式放在高价火炬系统中。这种状况下，因为火炬气处在低温的状态，需要利用不锈钢管道来进行输送，而且投资也比较大。因此，在实际的设计中最好是对火炬气界区升温处理与不锈钢输送管道来结合，这样会比较划算，既能够保证经济性，又能够保证设计的合理性。
（四）真空阀和安全阀
低温储罐灌顶位置处要合理的设置防负压的真空阀和介质排大气的安全阀，这样就能够在低温储罐罐内中出现负压或者超出压力范围内的情况时进行使用。
（五）消防水系统
低温储罐区设置消防炮和许多个移动式灭火器，消防需要的水要有高压消防水管来提供，这样就能够保证在低温储罐出现问题时及时的做好消防工作。
结束语
综上所述，在进行低温储罐的设计时，我国已经通过学习与合作，学习了许多先进的技术手段和工艺，并积累了一定的经验和设计能力。大型和安全性能高的低温储罐是日常的主要发展方向，这也给设计工作带来了更多机遇和挑战。
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