20英尺双内容器冷冻液化气体罐式集装箱设计.docx

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20英尺双内容器冷冻液化气体罐式集装箱设计

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纪鹏飞

作为国民经济基础工业的要素之一，工业气体在我国经济建设中的地位和作用日益凸显。工业气体指广泛应用于化学、冶金、采矿、医疗卫生、半导体等行业的氧气、氮气、氩气、二氧化碳等气体。气体公司通常采用冷冻液化气体罐式集装箱（以下简称“罐箱”）和冷冻液化气体罐车运输工业气体。罐箱外形尺寸设计标准化，便于在多种运输工具之间接驳和换装，具有集安全和经济于一体的优点[1];因此，罐箱被部分气体公司作为工业气体的主要运输工具之一。调研发现，气体公司在向客户供气的过程中常常面临零散客户用气量小但需求种类多的情况，需要派多辆不同介质的罐车完成配送，从而导致人力和运输成本增加。为了解决上述问题，设计可同时装载2种不同介质的双内容器冷冻液化气体罐箱，实现单次配送即可满足客户对不同介质的需求，从而降低物流成本。

1冷冻液化气体罐箱设计相关标准和法规要求

根据《国际海运危险货物规则》（以下简称《国际危规》）的规定：冷冻液化气体可移动罐箱由1个护套和1个或多个内罐壳组成，罐壳与护套之间的空气被抽空以构成真空绝热系统。《危险货物国际道路运输欧洲公约》也明确允许冷冻液化气体罐箱有多个内罐。NB/T47059―2017《冷冻液化气体罐式集装箱》将冷冻液化气体罐箱定义为由真空绝热罐体和框架等组成的用于充装冷冻液化气体的罐箱。TSGR0005―2011《移动式压力容器安全技术监察规程》将罐箱类移动式压力容器定义为罐体与框架永久性连接组成的运输装备。就国内相关标准和法规而言：上述标准并未明确罐箱内罐的具体数量;只有《道路危险货物运输管理规定》要求道路危险货物运输车辆“一车一罐一品”，其目的是从源头杜绝小车大罐、本质超载等问题。

20英尺双内容器冷冻液化气体罐箱的2个内容器完全分开，采用2套独立的装卸系统，以确保2个容器内的介质互不发生化学反应，并通过罐箱上的液位计或地磅确保罐箱在充装过程中不超载。《国际危规》和《危险货物国际道路运输欧洲公约》对此类结构的罐箱均有规定;此外，JT/T617.1―2018《危险货物道路运输规则第1部分：通则》要求有隔舱结构的罐箱充装遵循有关罐体相邻隔舱充装危险货物的规定。可見，20英尺双内容器冷冻液化气体罐箱结构符合相关标准和法规要求;不过，建议罐箱使用单位和设计单位在使用和设计此类罐箱前先与监管单位沟通、说明或采取技术评审的方式，取得相应资质。

220英尺双内容器冷冻液化气体罐箱设计

2.1设计规范

为了适应多式联运工况，20英尺双内容器冷冻液化气体罐箱按多式联运工况要求设计，设计规范主要包括TSGR0005―2011《移动式压力容器安全技术监察规程》《中国船级社集装箱检验规范》《国

际危规》《1972年国际集装箱安全公约》和《1972年集装箱关务公约》等。

2.2设计方案

综合考虑液态氧气、氮气、氩气和二氧化碳等4种介质的物理性质及其在工业生产中的用量，形成20英尺双内容器冷冻液化气体罐箱设计方案（见表1），其中绝热方式均采用较为成熟的高真空多层绝热方式。

2.3结构设计

20英尺双内容器冷冻液化气体罐箱结构如图1所示，内容器与外壳均采用八点径向支撑结构，其中一端固定，另一端滑动，以补偿材料的热胀冷缩。该结构广泛应用于卧式真空绝热罐体内外容器连接，可以避免罐箱内容器与外壳在运行过程中因颠簸冲击而发生相对位移和结构变形，并防止内容器在充装低温液体后因发生冷缩而拉断支撑结构及管线。[2]为了便于装卸，2个内容器的管路分别从罐体两侧引出，并分别在装卸口做好标记，从而使2个内容器完全独立。建议采用亚洲工业气体协会《移动式和固定式散装储槽接头》规定的专用接头，为不同介质配备不同形式的接头，以避免误装。另外，由于内容器一的容积大于7.5m3，按照NB/T47059―2017《冷冻液化气体罐式集装箱》的要求，相邻防波板以及防波板与相邻接头之间的容积应不大于7.5m3，因而在内容器一中设置一道防波板。

2.4注意事项

20英尺双内容器冷冻液化气体罐箱夹层容积大于常规单内容器罐箱夹层容积，因此在设计时需要考虑在夹层中适量增加常温吸附剂和低温吸附剂。另外，由于不同介质的温度存在差异，须确保套装过程中2个内容器及夹层管路相互无接触，以免产生热传导。样箱完工后，按照多式联运罐箱设计要求实施全套型式试验，测试内容包括吊顶、吊底、堆码、外部纵向栓固、横向刚性、纵向刚性等，并对内容器实施静态蒸发率测试，以确保罐箱各项指标符合设计和标准要求。

参考文献：

[1]李金磊.ISO罐箱的设计[J].工艺与设备，2019，45（9）：81-82.

[2]周小翔，刘磊，海航，等.20ft高纯液化CO2罐式集装箱的设计制造[J].能源研究与管理，2020（2）：