LNG鐵路罐式集裝箱運輸安全研究.pdf

1、隨著生態(tài)經(jīng)濟的快速發(fā)展，對環(huán)境的保護力度要求也越來越高，液化天然氣(簡稱LNG)作為一種環(huán)保、經(jīng)濟、安全的新型能源，具有非常顯著的環(huán)境效益。發(fā)展LNG鐵路運輸將促進鐵路增運增收，利用罐式集裝箱進行液化氣運輸，可以充分發(fā)揮鐵路專用線的優(yōu)勢和潛力，帶動沿線地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。本文對LNG罐式集裝箱進行運輸安全的研究，是對我國鐵路罐式集裝箱運輸危險貨物內(nèi)容的補充，代表我國鐵路發(fā)展又向前邁進一步，具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文通過總結(jié)國內(nèi)外鐵路罐式集

2、裝箱運輸安全相關(guān)研究，結(jié)合我國目前存在的問題出發(fā)，進行以下幾個方面的研究:
　　首先，對罐式集裝箱鐵路運輸危險性因素及罐式集裝箱滿足的安全技術(shù)條件進行分析。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;溫度對罐體保溫層的影響等，為下文研究打下基礎(chǔ)。
　　然后，對罐式集裝箱罐體溫度場進行數(shù)值計算。分析罐式集裝箱與周圍環(huán)境之間的熱傳遞，對原有溫度模型進行改進，引入充裝率大小、隔熱層保溫性能兩個因素作為約束

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、不同材料對溫度場的影響。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，但是在實際設(shè)計中要考慮到罐體容積及制造成本的經(jīng)濟性問題。預(yù)測罐式集裝箱罐體在高溫運輸環(huán)境下從外到內(nèi)的溫度變化規(guī)律，并且和試驗數(shù)據(jù)進行對比，兩者溫度變化曲線相似，具有一定的參考價值，為罐式集裝箱的保溫和制

4、冷設(shè)計提供相關(guān)數(shù)據(jù)。
　　最后，在對罐體溫度場模擬計算的基礎(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、充裝率兩個因素對罐內(nèi)壓力和溫度的影響，掌握其變化規(guī)律，為運輸途中泄壓做好措施。建立改進的傳熱模型，進行瞬態(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、飽和液相區(qū)溫度場和過冷液相區(qū)溫度場，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