EN13468-32002低温容器—防超压安全装置—第3部分低温系统的超压排放流量的计算与安全装置尺寸

1、EN 13468-3:2002低温容器防超压安全装置第 3 部分：低温系统的超压排放流量的计算与安全装置尺寸本欧洲标准于 2002 年8月19日由 CEN批准通过。CEN会员一定要遵守 CENCENELEC内部条例，条例规定本欧洲标准必须在 国家层次上等同转换为国家标准且不允许被更改。 本标准中的最新表册和参考文 献可以向管理中心或 CEN会员申请索取。本欧洲标准有 3 个官方版本（英语，法语，德语）。 CEN成员有责任将标准 翻译成自己国家的语言并通知管理中心，其与官方标准具有同等的地位。CEN成员为奥地利、比利时、捷克、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、冰岛、爱尔兰、意大利、卢森堡、马尔他、荷

2、兰、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士 和英国的国家标准机构EN 13468-3:2002目录前言. 31 范围. 52 引用标准 53 热壁（外层夹套）到冷壁（内部容器）单位时间内传递总热量的计算 53.1 总则 53.2 除受火外的情况 63.3 受火情况 74 安全装置泄放时质量流量Qm（kg h -1 ）的计算 85 安全装置安装规则 96 安全装置的尺寸 96.1 安全阀 96.2 防爆膜 96.3 安全阀和防爆膜的尺寸 9附录 ZA（说明性） 欧洲标准基本要求或其他欧盟指令条款 10参考文献 . 11EN 13468-3:2002前言本文件( EN136483:2002 )由技术委员

3、会 CEN/TC 268 “低温容器”制定， 其秘书处由 AFNOR确定。本欧洲标准应按国家标准成文，而且最迟在 2002 年 11 月按原文或背书出 版，相冲突的国家标准最迟也应在 2002 年 11 月废止。本文件由欧洲委员会和欧洲自由贸易联盟授权 CEN来制定， 并且支持欧盟 指令的基本要求。与欧盟指令的关系的相关内容，见说明性附录ZA，是本文件不可分割的一部分。本文件也支持 危险物品运输的指令的框架指标。该标准已作为引用标准 被纳入 ADR的技术附录和 RID 里。本欧洲标准由以下几个部分组成：EN 13648-1，低温容器 - 防超压安全装置 - 第 1部分：低温系统的安全阀；EN

4、13648-2，低温容器 - 防超压安全装置 - 第 2部分：低温系统的防爆膜；EN 13648-3，低温容器 - 防超压安全装置 - 第 3 部分：低温系统的超压排放 流量的计算与安全装置尺寸。按照 CENCENELEC的内部条例，下列国家标准组织一定要贯彻本欧洲标准： 奥地利、比利时、捷克、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、冰岛、爱尔兰、意大 利、卢森堡、马尔他、荷兰、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士和英国。EN 13468-3:2002引言每个泄压装置的容量是通过考虑到导致内部超压的所有可能情况来确定的。 每种低温容器的产品标准中已指定了适当的情况。对于每一种指定的情况， 本欧洲标准提供了确

5、定超压所释放的质量流量的单 独计算方法。 如果采用本标准的方法， 则假定了压力保护系统满足每种情况的要 求。本欧洲标准基于 CGA 细则的 S-1.2和 S-1.3以及由 CEN/TC 69 制定的标准EN 13468-3:20021 范围本标准为以下每种指定情况， 提供了确定超压所泄放的质量流量的单独计算 方法：真空绝热容器：绝热系统（外层夹套 +绝热材料）完好，真空度标准。外层 夹套的温度为环境温度。内部容器的温度为泄放压力时成份所对应的温度。真空绝热容器： 绝热系统尚能使用， 但存在真空度缺失； 或非真空绝热容器： 绝热系统完好。 外层夹套温度为环境温度。 内部容器的温度为泄放压力时成份

6、所 对应的温度。真空绝热容器： 绝热系统尚能使用或局部尚能使用， 但存在真空度缺失且处 于受火环境中； 非真空绝热容器：绝热系统尚能使用或局部尚能使用，但处于受 火环境中。内部容器的温度为泄放压力时成份所对应的温度。容器：绝热系统不能正常使用且处于受火环境中。确定超压所泄放的质量流量， 应采用基于大家公认的理论物理科学的可靠工 程作法。对于所涉及到的情况，没有一种较为合适的计算方法。2 引用标准本欧洲标准以注明日期和未注明日期的文献形式，包含了其他标准的条款。 这些标准在正文的适当位置中被引用， 并在文后列出。对于注明日期的参考文献， 日后若有修改或修订， 只适用于本标准的修改单或修订版。 对

7、于未注明日期的参 考文献，应采用最新的版本（包括修改单）。prEN ISO 4126-1，防超压安全装置 -第 1部分：安全阀 （等同于 ISO 4126-1） prEN ISO 4126-6:2000，防超压安全装置 -第 6 部分：防爆膜安全装置的应用、 选 择和安装（ ISO/DIS 4126-6:2000）算3.11.13 热壁（外层夹套）到冷壁（内部容器）单位时间内传递总热量的计总则p（bar 绝对压力）指实际泄放压力，用来确定安全阀的尺寸。它应不大于PS， PS是容器设计时的最大许用压力。EN 13468-3:2002Ta（ K）指除受火外的情况下的最大环境温度 （指定的，例如，按

8、法规 / 标准）。Tf（K）指受火情况下的外界环境温度 （在任何情况下 Tf= 922K，例如 649 或 1200 F）。T（K）指所要考虑的泄放温度。1）对于亚临界流体， T 指液体在压力 p 下的饱和温度；2）对于临界或超临界流体， T 按条款 4.3 计算。3.2 除受火外的情况3.2.1 真空绝热容器：标准真空度由绝热系统热泄漏引起的单位时间传热量（瓦特）：W1 （Ta T）U1U1 指标准真空度下绝热材料的总传热系数， Wm-2K-1。U1 1e11指标准真空度下，在 T和 Ta之间，绝热材料的热传导系数， Wm-1K-1。 e1 指名义绝热材料的厚度， m。指容器绝热材料内表面和

9、外表面面积的算术平均值， m2。3.2.2 真空绝热容器：真空度缺失；或非真空绝热容器 由绝热系统热泄漏引起的单位时间传热量（瓦特）：W2 （Ta T）U 2U2 指常压下绝热材料的总传热系数， Wm-2K-1。2U 2 2e22 指常压下，在 T 和 Ta 之间，充满气体或空气的绝热材料的热传导系数， 此种绝热材料具备较大的热传导系数， Wm -1K -1。e2 指考虑了制造公差或真空度突然缺失引起的影响后的绝热材料厚度，m。注：当所给的系数为空气冷凝时的最大传热系数时， 该公式不能用于小壁厚绝热 材料在很低温度下的情况。 W. Lehmann 在“ Sicherheitstechnisch

10、e Aspekte bei Auslegung and Betrieb von Lhe-badgekiihlten-SL- Badkyokasten”中已研究过氦的 这种现象。3.2.3 经位于间隙中的支撑和管道的单位时间传热量（瓦特）W3 （Ta T）（w1 w2 wn ）wn指由支撑或管道引起的热损失 / 开尔文， WK -1。6wnSnnEN 13468-3:2002n指是温度在 T和 Ta之间的支撑或管材的热传导系数， Wm-1K-1。Sn 指支撑或管的截面积， m2；ln 指真空空隙间的支撑或管的长度， m。3.2.4 调节器全开时的增压装置回路中单位时间传热量（瓦特）W4 根据类型

11、（环境空气，水或蒸汽，电）和增压装置回路的设计确定，例 如环境空气蒸发器：W4 U4 A（Ta T）U4指环境空气蒸发器总对流传热系数， Wm-2K-1；A 指蒸发器外部传热面积， m2 。3.3 受火情况3.3.1 由器壁热泄漏引起的单位时间传热量（瓦特）3.3.1.1 在受火情况下，绝热系统尚能使用或局部尚能使用W5 2.6（922 T）U 5 0.825 -2 -1U55 ，Wm-2K-1e5指常压下，在 T和 922K之间，充满气体或空气的绝热材料的热传导系数， 此种绝热材料具备较大的热传导系数， Wm -1K -1。e 指受火情况下尚能使用的绝热材料的厚度， m ；指受火情况下尚能使

12、用的绝热材料的平均表面积， m2。如果外层夹套在受火情况下尚能使用，但若绝热材料全部被破坏，则U5 等于外层夹套和内部容器的空间中， 常压下，在T 和922 K 之间，充满气体或空气 的绝热材料的总传热系数，该种绝热材料具备较高的系数。 等于间隙的平均表 面积。3.3.1.2 受火情况下绝热系统不能使用W6 7.1 104 0.82指内部容器的总外表面面积， m2。3.3.2 间隙间的支撑和管道热量传递：这种情况下可忽略3.3.3 从热壁到冷壁的总单位时间传热量 W（瓦特）根据相关低温容器标准，由相关的 Ws 求和可得到总 W。EN 13468-3:20024 安全装置泄放时质量流量 Qm（k

13、g h -1 ）的计算4.1 泄放压力 p 小于临界压力的 40%Qm3.6WL 指泄放状态下低温液体的蒸发潜热，kJkg-1。4.2 泄放压力小于临界压力，但等于或大于临界压力的 40%vg v1Qm 3.6（ g 1vgvg指泄放压力 p 下饱和气体的比容， m3kg1；vl 指泄放压力 p 下饱和液体的比容， m3kg1。4.3 泄放压力 p 等于或大于临界压力WQm 3.6 L hL指在泄放压力 p和温度 T（K）下的比热，计算式为： v hp ，kJkg1，此时 L 所有对应的v hv pv最大值。v 指在泄放压力 p 和操作范围内的任一温度下，临界或超临界流体的比容，3 -1 m

14、kg ；h 指上述同种情况下的流体的焓， kJkg1 。举例在压力 p = 13.8 bar （绝对压力）下泄放的液态氢，计算此时的 L和 T值， 见表 1。表1温度（K）v （m3kg1）hv pv1 （kJkg1）vh v pv33，30.0271567214，90.000769734，70.0582961236，60.001020634，80.0588450237，90.0010214max34，90.0593488238，50.001020838，90.0855371304，30.000960344，40.1109707384，70.0008657EN 13468-3:2002氢在 p

15、=13.8bar（ 绝对压力 2） 和温度 T=34.8K 时，存在 v 的最大值。 h v p vp此时， L=237.49 kJkg1。5 安全装置安装规则在外层夹套和安全装置间的管道长度不能大于 0.6 m，否则应考虑所释放流 量带走的热量。 这个热量会降低产品的密度， 由此也减小了泄放系统的有效排放 率（见参考文献的计算方法）在安全阀的最大流量下， 泄压阀管道系统的最大压降应小于泄压阀额定最小 压降（泄压阀关闭时的压降）的 2%（注：泄压阀设定压力的 2%）。当泄压阀关闭时的压降未知时， 压降应不大于在额定流量下运行的安全阀设 定压力的 3%。6 安全装置的尺寸6.1 安全阀按照 pr

16、EN ISO 4126-1。6.2 防爆膜按照 prEN ISO 4126-6:2000 附录 B。6.3 安全阀和防爆膜的尺寸对于一起泄放的所有安全装置，在相同泄放压力 p 下的质量流量 Qm应小于 或等于各个泄放装置的泄放量之和。如果没有进行单独的调整， 则下列规定有效。 对于受火情况， 以及盛装氮气、 氧气或氩气且含水量超过 450升的移动式容器， 当T = 288 K和 p= 2.7 bar（绝对 压力）时，要求泄压装置的最小质量流量应不小于 0.018 kgh-1空气/ 升水量。EN 13468-3:2002附录 ZA（说明性）欧洲标准基本要求或其他欧盟指令条款本欧洲标准由欧洲委员会和欧洲自由贸易联盟授权CEN来制定，并且支持欧盟指令的基本要求：承压设备指令 97/23/EC ，日期为 1997.5.29警告：其他要求及其他欧盟指令也能适用于此标准范围内的产品。该标准 ZA.1 表中的各项内容可能支持指