LNG鐵路罐式集裝箱運(yùn)輸安全研究.pdf

1、隨著生態(tài)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)環(huán)境的保護(hù)力度要求也越來(lái)越高，液化天然氣(簡(jiǎn)稱LNG)作為一種環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、安全的新型能源，具有非常顯著的環(huán)境效益。發(fā)展LNG鐵路運(yùn)輸將促進(jìn)鐵路增運(yùn)增收，利用罐式集裝箱進(jìn)行液化氣運(yùn)輸，可以充分發(fā)揮鐵路專用線的優(yōu)勢(shì)和潛力，帶動(dòng)沿線地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本文對(duì)LNG罐式集裝箱進(jìn)行運(yùn)輸安全的研究，是對(duì)我國(guó)鐵路罐式集裝箱運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物內(nèi)容的補(bǔ)充，代表我國(guó)鐵路發(fā)展又向前邁進(jìn)一步，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文通過(guò)總結(jié)國(guó)內(nèi)外鐵路罐式集

2、裝箱運(yùn)輸安全相關(guān)研究，結(jié)合我國(guó)目前存在的問(wèn)題出發(fā)，進(jìn)行以下幾個(gè)方面的研究:
　　首先，對(duì)罐式集裝箱鐵路運(yùn)輸危險(xiǎn)性因素及罐式集裝箱滿足的安全技術(shù)條件進(jìn)行分析。主要包括罐式集裝箱框架、罐體、安全附件等方面的要求;介質(zhì)充裝量的確定;溫度對(duì)罐體保溫層的影響等，為下文研究打下基礎(chǔ)。
　　然后，對(duì)罐式集裝箱罐體溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。分析罐式集裝箱與周圍環(huán)境之間的熱傳遞，對(duì)原有溫度模型進(jìn)行改進(jìn)，引入充裝率大小、隔熱層保溫性能兩個(gè)因素作為約束

3、條件，建立溫度影響模型。利用ANSYS軟件，建立二維有限元模型，分析罐體外壁、隔熱層及內(nèi)壁之間的瞬態(tài)熱傳遞情況，研究在變化的環(huán)境溫度下保溫層不同厚度、不同材料對(duì)溫度場(chǎng)的影響。結(jié)果表明，保溫層厚度越大，保溫層材料導(dǎo)熱系數(shù)越小，溫度上升越慢，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)中要考慮到罐體容積及制造成本的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。預(yù)測(cè)罐式集裝箱罐體在高溫運(yùn)輸環(huán)境下從外到內(nèi)的溫度變化規(guī)律，并且和試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，兩者溫度變化曲線相似，具有一定的參考價(jià)值，為罐式集裝箱的保溫和制

4、冷設(shè)計(jì)提供相關(guān)數(shù)據(jù)。
　　最后，在對(duì)罐體溫度場(chǎng)模擬計(jì)算的基礎(chǔ)上，考慮罐體內(nèi)介質(zhì)溫度分層現(xiàn)象，研究環(huán)境溫度、充裝率兩個(gè)因素對(duì)罐內(nèi)壓力和溫度的影響，掌握其變化規(guī)律，為運(yùn)輸途中泄壓做好措施。建立改進(jìn)的傳熱模型，進(jìn)行瞬態(tài)熱分析。結(jié)果表明罐體內(nèi)流體之間存在溫度分層現(xiàn)象，主要分為氣相區(qū)溫度場(chǎng)、飽和液相區(qū)溫度場(chǎng)和過(guò)冷液相區(qū)溫度場(chǎng)，且氣相區(qū)溫度明顯高于液相區(qū)溫度，飽和液相區(qū)溫度高于過(guò)冷液相區(qū)溫度，在垂直方向存在明顯的溫度梯度。罐體內(nèi)溫度和壓力隨時(shí)