集装箱框架优化设计研究

发布时间: 2023-10-05

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式：技术许可

成果类型：发明专利,实用新型专利

行业领域：

高端装备制造产业

成果介绍

项目组为提高罐式集装箱的结构刚性，在保持结构重量不明显增加的情况下，本项目通过建立集装箱结构有限元模型，并基于拓扑优化理论对集装箱的极限载荷工况进行应力计算与迭代优化，对支撑结构空间最优分布进行优化设计。本项目所研发的 20 英尺低温液体罐式集装箱属于移动式压力容器，用于装运液氧（LO2）、液氮（LN2）、液氩（LAr）、液化二氧化碳（LCO2）、液化氧化亚氮（LN2O）、液化天然气（LNG）、液化乙烯（LC2H4）、液化乙烷（LC2H6），主体按照ISO668《系列 1 货运集装箱分类、尺寸、额定值》ISO1496-3《系列 1 货运集装箱规格、试验》标准进行设计、制造、检验和验收；罐体按照 ASME BPVC 美国机械工程师协会锅炉及压力容器标准规范设计制造检验和验收。并符合 IMDG《国际海运危险货物规则》、ADR/RID 欧洲公路铁路运输规则等国际标准规范。

成果亮点

（1）本项目国内首次提出了新型的 20 英尺低温液体罐式集装箱的优化设计方案，通过采用科学合理的玻璃钢、吸附剂、绝热被等关键部件，所设计的罐箱支撑结构更加优化，同时还能满足罐箱的漏热量，可有效吸收夹层空间中的极性分子及板材中释放的氢离子，减少导热量，大大提高了低温容器的绝热性能。（2）采用应力控制设计方法，在保证内容器筒体膨胀量满足套合尺寸需求的前提下，实现了内容器罐体的轻量化，通过实验验证，罐体满足不同设计压力、不同规格尺寸情况下的容积、重量、工艺性能上的最优组合，为同类罐体的设计提供示范。

团队介绍

项目组由中船澄西船舶修造有限公司徐深泉等多名专家组成，项目组通过优化液化工业气体罐箱技术，研发出典型规格的多用途罐箱，在同类产品中取得竞争优势，将基于应变强化等工艺工法，提升单体容积、降低产品重量，优化产品结构，以提升在同类产品中经济效益，从而提高市场竞争力。项目组在核心技术知识产权方面取得较大成果。截止目前，20 英尺低温液体罐式集装箱已申请了“一种低温液体罐式集装箱筒体的应变强化检测装置”等专利 10 项，其中发明专利 5 项，其中有“一种低温液体罐式集装箱筒体防波板检测修边一体化工装”等 4 项专利获得授权。

成果资料

产业化落地方案

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成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”高端装备产业科技服务团 (中国造船工程学会) 评价时间：2023-10-07

李龙

702研究所

高级工程师

综合评价

本项目通过优化液化工业气体罐箱技术，研发出典型规格的多用途罐箱，在同类产品中取得竞争优势，将基于应变强化等工艺工法，提升单体容积、降低产品重量，优化产品结构，以提升在同类产品中经济效益，从而提高市场竞争力。该项目投入时间较长，虽未在产品化商业化实现规模销售。但该成果产品化商业化的材料采购成本与生产成本均可控，技术含量较高，与同类系统相比竞争优势较大。

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