發(fā)布時間：2018-01-29 01:44

  本文關(guān)鍵詞： 液化天然氣 高真空多層絕熱 低溫管道 波紋管 絕熱支撐 熱-結(jié)構(gòu)耦合 有限元方法 應(yīng)力 漏熱量　出處：《天然氣工業(yè)》2017年03期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：用于輸送LNG等低溫介質(zhì)的高真空多層絕熱(HV-MLI)低溫管道常處于深冷環(huán)境且要承受流體內(nèi)壓,在熱-結(jié)構(gòu)耦合作用下的受力較為復(fù)雜。為了研究HV-MLI低溫管道各部件在復(fù)雜載荷作用下的響應(yīng)狀況,以某水平—豎直走向的L形HV-MLI低溫管道為例,建立了熱-結(jié)構(gòu)耦合分析有限元模型,計算得出了不同工況下的管道溫度場分布情況,以及管道中內(nèi)管、外管、熱橋、波紋管和絕熱支撐上的應(yīng)力及應(yīng)力隨各載荷的變化關(guān)系。分析結(jié)果表明:(1)絕熱支撐和熱橋是影響管道漏熱量的主要部件,以輸送LN_2為例,通過上述兩個部件的漏熱量分別占管道總漏熱量的49.07%和49.32%;(2)內(nèi)管、外管、彎頭及熱橋等部件應(yīng)力較小且低于材料屈服極限,實際使用過程中不易發(fā)生危險;(3)波紋管應(yīng)力隨輸送介質(zhì)溫度的降低和補償內(nèi)管長度的增加而增大,水平管段波紋管的應(yīng)力較高,是管道中的危險部件;(4)內(nèi)管所受內(nèi)壓是影響絕熱支撐應(yīng)力的主要因素,隨內(nèi)管內(nèi)壓的增大,水平管段與豎直管段中離彎頭最近的絕熱支撐應(yīng)力大幅增加,而遠(yuǎn)離彎頭的其他位置處的絕熱支撐應(yīng)力變化不大,因而可適當(dāng)增加離彎頭最近的絕熱支撐厚度,同時減少遠(yuǎn)離彎頭處支撐的厚度,以便在保證強度的同時減少漏熱量。
[Abstract]:High vacuum multilayer adiabatic HV-MLI pipes used to transport low temperature medium such as LNG are usually in cryogenic environment and have to bear internal pressure of fluid. In order to study the response of each component of HV-MLI cryogenic pipeline under complex load, the force under thermal-structural coupling is more complex. Taking a horizontal vertical HV-MLI cryogenic pipeline as an example, the thermal-structural coupling analysis finite element model is established, and the temperature distribution of the pipeline under different working conditions is calculated. The stress and stress of inner pipe, outer pipe, thermal bridge, corrugated pipe and adiabatic support vary with each load. The results show that the adiabatic support and thermal bridge are the main components that affect the heat leakage of pipeline. Taking conveying LN_2 as an example, the heat leakage through the two parts above accounts for 49.07% and 49.32 percent of the total heat leakage of the pipeline, respectively. (2) the stress of inner pipe, outer pipe, elbow and hot bridge is smaller and lower than the yield limit of material, so it is not easy to occur danger in practical use; (3) the stress of bellows increases with the decrease of the temperature of the conveying medium and the increase of the length of the compensated inner pipe, and the stress of the bellows in the horizontal section is higher, which is a dangerous part in the pipeline. The internal pressure of the inner pipe is the main factor affecting the adiabatic support stress. With the increase of the internal pressure, the adiabatic support stress near the elbow in the horizontal and vertical pipe increases significantly. However, the adiabatic support stress at other locations away from the elbow has little change, so the thickness of the adiabatic support near the elbow can be increased appropriately, and the thickness of the support far away from the elbow can be reduced at the same time. In order to ensure strength while reducing heat leakage.
【作者單位】： 蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院;甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司;中國科學(xué)院近代物理研究所;
【基金】：甘肅省科技重大專項“大型LNG儲罐研發(fā)”(編號:1203GKDA001)
【分類號】：TE973
【正文快照】： 0引言隨著我國液化天然氣(LNG)產(chǎn)量、進口量和使用量的持續(xù)增加,輸送LNG用的高真空多層(HV-MLI)絕熱管道的使用量也日益增加。由于此類管道具有優(yōu)異的絕熱性能,在天然氣液化站、LNG加氣站、LNG接收站、液氫(LH2)、液氧(LO2)等航天燃料輸送以及低溫超導(dǎo)行業(yè)中都得到了廣泛應(yīng)用[

【參考文獻】

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本文編號：1472152