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超临界co_(2)管道止裂韧性预测模型研究

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石油机械 2024年第7期52卷 28-35页

作者：曹宇光甄莹刘媛媛张振永白芳中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东省青岛市266580 中国石油管道局工程有限公司设计分公司

碳中和目标下,超临界态co_(2)管道输送已成为碳捕集利用与封存(CCUS)技术发展的必然趋势。然而,目前超临界co_(2)管道止裂控制体系尚未构建,管材止裂韧性难以预测,成为限制其广泛应用的瓶颈问题之一。针对该问题,通过归纳国内外相关文... 详细信息

碳中和目标下,超临界态co_(2)管道输送已成为碳捕集利用与封存(CCUS)技术发展的必然趋势。然而,目前超临界co_(2)管道止裂控制体系尚未构建,管材止裂韧性难以预测,成为限制其广泛应用的瓶颈问题之一。针对该问题,通过归纳国内外相关文献及规范标准,对超临界co_(2)管道止裂控制研究进展及最新标准体系进行了简要综述;在系统收集已开展co_(2)管道全尺寸爆破试验信息及数据的基础上,对现有止裂韧性预测模型适用性进行了讨论,由此确定了co_(2)管道止裂韧性预测模型修正形式,并对不同模型适用范围及预测结果进行了讨论。研究结果表明,建立的修正模型解决了传统止裂预测模型过于激进的问题,同时降低了DNV推荐方法的保守性。建议将修正模型与DNN预测方法相结合,以使管材韧性值处于止裂区域;同时开展高效准确的co_(2)管道裂纹动态扩展数值模拟。所得结果可为我国co_(2)管道止裂设计提供指导。

关键词：超临界co_(2) 管道输送延性断裂双曲线模型断裂韧性夏比冲击功止裂控制

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超临界二氧化碳管道止裂韧性预测模型研究

石油机械 2024年

作者：曹宇光甄莹刘媛媛张振永白芳中国石油管道局工程有限公司设计分公司中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院

碳中和目标下，超临界态co2管道输送已成为碳捕集利用与封存(CCUS)技术发展的必然趋势。然而，目前超临界co2管道止裂控制体系尚未构建，管材止裂韧性难以预测，成为限制其广泛应用的瓶颈问题之一。针对该问题，本文通过归纳国内外相关... 详细信息

碳中和目标下，超临界态co2管道输送已成为碳捕集利用与封存(CCUS)技术发展的必然趋势。然而，目前超临界co2管道止裂控制体系尚未构建，管材止裂韧性难以预测，成为限制其广泛应用的瓶颈问题之一。针对该问题，本文通过归纳国内外相关文献及规范标准，对超临界co2管道止裂控制研究进展及最新标准体系进行了简要综述。在系统收集已开展co2管道全尺寸爆破试验信息及数据的基础上，对现有止裂韧性预测模型适用性进行了讨论，由此确定了co2管道止裂韧性预测模型修正形式，并对不同模型适用范围及预测结果进行了讨论。结果表明，本文建立的修正模型解决了传统止裂预测模型过于激进的问题，同时降低了DNV推荐方法的保守性，且适用范围较广、使用方便，有望为我国co2管道止裂设计提供指导。

关键词：超临界co 延性断裂双曲线模型止裂控制

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屏蔽计算中空间差分格式适应性研究

原子能科学技术 2016年第1期50卷 126-130页

作者：张鹏鹤张斌陈义学华北电力大学核科学与工程学院北京102206 中广核研究院有限公司广东深圳518020

在离散纵标方法中,空间变量的处理是求解输运方程的重要部分,对于屏蔽计算问题更加敏感。传统的菱形差分格式易产生非物理解——负通量,大多数理论采用置零修正方法解决,该方法虽能消除负通量,但会降低菱形差分的计算精度,并引发通量密... 详细信息

在离散纵标方法中,空间变量的处理是求解输运方程的重要部分,对于屏蔽计算问题更加敏感。传统的菱形差分格式易产生非物理解——负通量,大多数理论采用置零修正方法解决,该方法虽能消除负通量,但会降低菱形差分的计算精度,并引发通量密度的空间震荡。本文通过研究带权重差分格式和θ权重差分格式,引入权重系数以保证外推通量密度的非负性。在θ权重差分格式基础上,研究定向θ权重差分格式,通过引入方向权重因子,使得在外推通量非负的前提下,最大程度减缓通量密度的非物理震荡。在NATELSON基准题中,与DORT计算结果对比,通量密度最大相对偏差为2.7%。通过在不同屏蔽计算问题上的应用与分析,结果表明,定向θ权重差分格式更适于屏蔽计算问题(深穿透问题)。

关键词：屏蔽计算离散纵标方法差分格式定向θ权重差分格式

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不同相态管输co_2的节流放空实验

天然气工业 2016年第10期36卷 126-136页

作者：李玉星滕霖王武昌胡其会赵青李顺丽中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东省油气储运安全省级重点实验室中国石油管道科技研究中心

为了探究管输co_2节流放空过程中的压力、温度响应及相态变化,基于Joule-Thomson效应搭建了橇装实验装置,分别进行了超临界态、液态、气态及含杂质气态co_2多级节流放空实验。通过实验发现:(1)超临界态及气态实验出口温度先上升后下降,... 详细信息

为了探究管输co_2节流放空过程中的压力、温度响应及相态变化,基于Joule-Thomson效应搭建了橇装实验装置,分别进行了超临界态、液态、气态及含杂质气态co_2多级节流放空实验。通过实验发现:(1)超临界态及气态实验出口温度先上升后下降,而液态实验出口温度先下降后上升并最终与主管温度变化一致;(2)主管内co_2的压力、温度随着实验的进行而不断下降,且各截面之间参数差异明显,表明压力扰动传播速度受密度影响;(3)含杂质N2的co_2放空时出口温度低于纯气态co_2放空,主管内压力随时间变化速率大于纯co_2实验主管压力变化速率;(4)管外气云逐渐收缩为气锥,气锥随管内压力下降、温度上升逐渐减弱并最终消失。实验结果表明:(1)在单级节流相同压降下,液态实验产生的温降明显小于超临界态及气态节流温降,但液态co_2全节流过程会因发生相变而使平均节流效应增强;(2)密度影响内能对外耗散的程度,进而影响节流系数,即密度增大,节流系数降低。进而建议,通过增大泄放速率、节流入口增温、节流出口整流等措施来实现对co_2放空过程的安全控制。

关键词： co2管道 CCS 节流放空相态实验超临界态节流效应气云变化安全控制

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管输co_2焦耳-汤姆逊系数计算方法

油气储运 2018年第1期37卷 35-39页

作者：张大同滕霖李玉星叶晓顾帅威中国石油大学(华东)/山东省油气储运安全省级重点实验室

在co_2管输过程中,为了保障管道的安全运行,需要准确预测其节流特性,以防节流后管道发生冻堵。从分子角度分析了不同相态co_2节流效应机理,利用多元非线性回归方法提出管输co_2焦耳-汤姆逊系数计算方法。该计算方法包括3种相态的管输co_... 详细信息

在co_2管输过程中,为了保障管道的安全运行,需要准确预测其节流特性,以防节流后管道发生冻堵。从分子角度分析了不同相态co_2节流效应机理,利用多元非线性回归方法提出管输co_2焦耳-汤姆逊系数计算方法。该计算方法包括3种相态的管输co_2焦耳-汤姆逊系数计算公式,形式简单,计算速度快,具有更好的工程利用价值。使用实验数据对经验公式的准确性进行了验证,在管输工况下其平均相对误差为10.63%。该计算方法为co_2管道设计与运行过程中的节流温降计算提供了参考。

关键词： co2 焦耳-汤姆逊系数管输节流过程计算方法

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超临界CFB锅炉主蒸汽压力控制系统研究

动力工程学报 2015年第8期35卷 625-631页

作者：高明明岳光溪雷秀坚刘吉臻张文广陈峰清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 四川白马循环流化床示范电站有限责任公司四川内江641000 北京国电智深控制技术有限公司北京102200

通过对超临界循环流化床(CFB)锅炉的动态特性、能量平衡、即燃碳量和主蒸汽压力调节进行分析,合理构建关键参数,并利用机理分析构造软测量模型,计算炉膛内即燃碳的存储量和蓄热量,从而得到当前锅炉的热量信号,将直接能量平衡控制思路应... 详细信息

通过对超临界循环流化床(CFB)锅炉的动态特性、能量平衡、即燃碳量和主蒸汽压力调节进行分析,合理构建关键参数,并利用机理分析构造软测量模型,计算炉膛内即燃碳的存储量和蓄热量,从而得到当前锅炉的热量信号,将直接能量平衡控制思路应用于超临界CFB锅炉的主蒸汽压力控制系统.结果表明:该方法提高了主蒸汽压力的稳定性和负荷响应能力,改善了机组的调节品质,证明了所构建模型和所提方法的有效性.

关键词：超临界循环流化床锅炉主蒸汽压力控制即燃碳能量平衡

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不同相态co_2管内稳态节流实验

油气储运 2019年第1期38卷 66-70页

作者：张大同滕霖李玉星叶晓顾帅威王财林中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院.山东省油气储运安全省级重点实验室

在co_2管输过程中,节流易导致co_2温降过大,威胁管道的安全运行。采用自主设计的co_2节流实验装置,进行了不同相态co_2管内稳态节流实验,采集管内参数变化情况,分别研究了节流前后压差、节流前co_2相态及杂质N_2含量对co_2稳态节流温降... 详细信息

在co_2管输过程中,节流易导致co_2温降过大,威胁管道的安全运行。采用自主设计的co_2节流实验装置,进行了不同相态co_2管内稳态节流实验,采集管内参数变化情况,分别研究了节流前后压差、节流前co_2相态及杂质N_2含量对co_2稳态节流温降的影响。实验结果表明:co_2的节流温降随节流前后压降的增大而增大,随N_2含量增大而减小;气态co_2的节流效应最强,超临界态次之,液态co_2节流效应最弱;节流前压力越大,相同压降的co_2节流温降越小,节流前压力对气态co_2节流温降的影响小于液态co_2。

关键词： co2 节流效应稳态相态杂质

超临界co_2管道多级放空装置设计及实验研究

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实验技术与管理 2017年第4期34卷 64-69页

作者：李玉星滕霖胡其会赵青中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580 中国石油大学(华东)山东省油气储运安全省级重点实验室山东青岛266580 中国石油管道科技研究中心河北廊坊065000

放空流程设计是高压管道设计的必要环节,基于Joule-Thomson效应原理,设计了用于放空过程研究的撬装实验装置,进行了超临界co_2多级放空实验研究。综合考虑了管道强度、节流管末段稳压、瞬态喷射力及噪声安全防护等因素,确保实验安全可... 详细信息

放空流程设计是高压管道设计的必要环节,基于Joule-Thomson效应原理,设计了用于放空过程研究的撬装实验装置,进行了超临界co_2多级放空实验研究。综合考虑了管道强度、节流管末段稳压、瞬态喷射力及噪声安全防护等因素,确保实验安全可靠。实验研究了多级放空过程中管内流动参数的变化规律及管外气云喷射扩散规律,为超临界co_2管道放空设计提供的新思路。

关键词：碳捕集及埋存超临界co2管道多级放空装置

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天然气水合物储层改造研究进展

天然气工业 2022年第7期42卷 160-174页

作者：黄满吴亮虹宁伏龙王佳贤窦晓峰张凌刘天乐蒋国盛中国地质大学(武汉)工程学院地球深部钻探与深地资源开发国际联合研究中心

天然气水合物(以下简称水合物)是一种潜力巨大的未来能源,目前阻碍水合物商业化开发的表观原因是产气量不达标,因此有必要从水合物开采方法角度思考如何增产,其中储层改造技术显得尤为重要。为此,在系统梳理了水合物储层改造理论和技术... 详细信息

天然气水合物(以下简称水合物)是一种潜力巨大的未来能源,目前阻碍水合物商业化开发的表观原因是产气量不达标,因此有必要从水合物开采方法角度思考如何增产,其中储层改造技术显得尤为重要。为此,在系统梳理了水合物储层改造理论和技术基础上,将其储层改造领域分为水力压裂、近井改造和化学改造3个方向,总结了3个方向取得的主要研究成果、存在的问题与挑战,并进行了讨论与展望。研究结果表明:①水力压裂方面进展较快,其成果验证了水合物沉积物的可压性,揭示了水合物沉积物与岩石拉伸破坏相似的压裂机理,发现裂缝在围压作用下闭合后仍具有增渗效果并有利于二次张开,分析了地应力、压裂液对水合物沉积物压裂特性的影响,构建了压裂过程数值模型,阐释了人工裂缝改善水合物储层降压和注热效果的机制,明确了人工裂缝高渗通道对产气速率等关键生产指标的提升作用;②近井改造方面,揭示了高压水射流冲蚀水合物沉积物的机制和规律,通过数值模拟验证了水射流割缝、井周注浆柱、分层劈裂注浆均可有效提升生产性能,但研究尚处于构建产气模型评估改造效果阶段,还需验证其可行性和有效性;③化学改造方面,探索了二氧化碳水合物改造盖层和甲醇吞吐对水合物储层生产性能的提升潜力,分析了二氧化碳改造盖层并实现埋存的可行性。结论认为,针对当前面临的问题和挑战,应加强构建以水力压裂为主、近井储层改造为辅、化学改造为补充的储层改造理论与技术体系,以加快推动水合物资源产业化进程。

关键词：天然气水合物储层改造研究进展水力压裂近井改造化学改造人工裂缝数值模型