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本文以LNG装车橇为例，详细说明如何设计LNG装车橇。

4.1 标准规范

4.2 设计原则

1）整体结构紧凑，体积尽可能小。

2）优先设计液相管线，然后依次是保冷循环线、排净线、气相管线、安全阀组、氮气管线和空气管线，最后确定仪表安装位置、电气设备安装位置和电缆线槽安装位置等。

3）管道布局简洁，多条管线之间尽量均布，且保证间隙合理。

4）阀门操作方便，经常操作的阀门放置在橇装外侧，阀门手轮距离地面的高度控制在2米以下。

5）仪表显示集中放置在方便观察的位置。

6）走低温液相介质的阀门须水平安装，阀杆与水平面夹角须大于45°。

7）走低温气相介质的阀门优先水平安装，阀杆与水平面夹角须大于0°。

4.3 详细设计

4.3.1 整体设计

1）初步确定装车橇外形。

本案例装车橇外形尺寸初定：长6000mm×宽2400mm×高2000mm。先确定大框架，然后具体设计。

H钢型材的标准长度是6000mm，因此，装车橇的长度尽量控制在6000mm以内。

7米6的货车宽度2.2~2.6米，箱高2.5至2.8米，因此，装车橇的宽度尽量控制在2500mm以内，装车橇的高度控制在2500mm。

2）初定管线布局。

管线的高度尽可能低，使之方便人工操作阀门。

液相管线放置在远离鹤管的一侧。由于液相管线支路、阀门和仪表最多，因此液相管线在设计时要尽量放长一点，此布局方式可以让液相管线的长度最大化。另外，液相管线材料的热胀冷缩会引起管道变形，而此布局方式可以形成L型弯，依靠L型弯补偿管道变形，从而降低管道应力，保证管道运行安全。

气相管线和氮气管线放置在靠近鹤管的一侧。气相管线相对简单，将其放置在靠近鹤管的一侧。氮气管线主要是给鹤管供气，因此将其放置在靠近鹤管的一侧。

保冷循环管线和排净管线依次紧挨液相管线。保冷循环管线和排净管线都是连接到液相主管，因此就近放置。

放空管线放置气液相管线之间，气相和液相管线的安全阀出口都要接到放空管线，因此将放空管线放置在两者之间。

仪表风管线的位置可以见缝插针。仪表风管线不属于压力管道，可以根据实际情况随意放置。

电气设备最后布局。批控器放置到方便人工操作的位置，离地面高度1500mm左右，声光报警器放置在装车橇高处。

介质管道不能太低，管道与地面间隙不够的话，会影响管道保冷。另外，管道太低的话，管道下面可能无法走线槽，影响电气设备的布局。

图4-1  LNG装车橇管口图  图4-2 LNG装车橇3D模型主视图

图4-3 LNG装车橇3D模型俯视图

4.3.2 管道设计

4.3.2.1 液相管线设计

1）液相管线最复杂，阀门、仪表等最多，是设计工作的重点。

2）液相管线不能直管段到底，中间要有L型弯，依靠L型弯补偿管道的热胀冷缩。

3）流量计两端各设置一个滑动管托。流量计对震动敏感，两端需设置管托。

4）气动流量调节阀两端各设置一个滑动管托。流量调节阀会引起管线震动，两端需设置管托。

5）液相管线去往保冷循环管线的分支点尽量靠近气动切断阀，减少分支点至气动切断阀之间的距离，保冷循环时保证整个管路都要兼顾到。

6）需要保冷的管道上的弯头、三通、阀门等不要与法兰直连，否则，会对管道保冷施工及后期维护造成一定影响。

图4-4 LNG装车橇液相管道

4.3.2.2 气相管线设计

气相管线正常情况下只有气态介质，而且阀门、仪表较少，不用过多考虑热胀冷缩、压降等因素，可以根据设计需要自由布局。

图4-5 LNG装车橇气相管道

4.3.2.3 安全阀组设计

1）安全阀入口管线长度尽量短，进而减少压降。

2）入口管线和出口管线避免出现袋型。

3）安全阀附近需要设置支撑固定装置。

图4-6 LNG装车橇安全阀组

4.3.2.4 管托间距及管道强度校核

低温管托长度较大，会挤占阀门、仪表等的布置空间，从空间布局来看，需要减少管托数量，但需要考虑管道强度是否满足要求。

下面以流量计为例，分析管托间距及管道强度是否满足要求。

简化模型，将管托视为简支梁，将流量计视为外部负载。管托间距1500mm，外部负载150kg，3” Sch40不锈钢管所受到的最大弯曲应力约为26MPa，介质压力（1.77MPa）对管道产生的正应力约为14MPa，小于304不锈钢的需用应力，满足设计要求。

4.3.3 电气设计

电气元件的布置在最后进行。

批量控制器放置在方便人工操作的位置，压变、温变集中放置在方便人工观察的位置，声光报警器放置在橇架高处，流量计表头就近放置，溢油静电保护控制器放置在靠近罐车的一侧。

图4-7 LNG装车橇电器元件布置示意图

4.3.4 橇架设计

钢结构框架建议采用开放截面型钢，比如H钢、C型槽钢和角钢等。鹤管立柱由于倾斜力矩较大，建议选用封闭截面型钢，比如方形钢管、圆钢管、矩形钢管等，注意设置加强筋、开槽处封口。尽量减少型钢种类。

图4-8 LNG装车橇橇架示意图

4.4 装车橇三维模型效果图及3D源文件下载地址

• 教材《装车橇设计大师》下载地址：https://www.cad2d3d.com/post-2189.html
• LNG装车橇SolidWorks 3D模型免费下载地址：https://www.cad2d3d.com/post-2188.html

来源：《装车橇设计大师》/ 4 装车橇的设计

正式版教材下载：https://www.cad2d3d.com/post-2189.html