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L形高真空多层绝热低温管道热-结构耦合分析

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天然气工业 2017年第3期37卷 95-103页

作者：陈叔平毛红威杨佳卉李军刘福录张军辉兰州理工大学石油化工学院甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司中国科学院近代物理研究所

用于输送LNG等低温介质的高真空多层绝热(HV-MLI)低温管道常处于深冷环境且要承受流体内压,在热-结构耦合作用下的受力较为复杂。为了研究HV-MLI低温管道各部件在复杂载荷作用下的响应状况,以某水平—竖直走向的L形HV-MLI低温管道为例,... 详细信息

用于输送LNG等低温介质的高真空多层绝热(HV-MLI)低温管道常处于深冷环境且要承受流体内压,在热-结构耦合作用下的受力较为复杂。为了研究HV-MLI低温管道各部件在复杂载荷作用下的响应状况,以某水平—竖直走向的L形HV-MLI低温管道为例,建立了热-结构耦合分析有限元模型,计算得出了不同工况下的管道温度场分布情况,以及管道中内管、外管、热桥、波纹管和绝热支撑上的应力及应力随各载荷的变化关系。分析结果表明:(1)绝热支撑和热桥是影响管道漏热量的主要部件,以输送LN_2为例,通过上述两个部件的漏热量分别占管道总漏热量的49.07%和49.32%;(2)内管、外管、弯头及热桥等部件应力较小且低于材料屈服极限,实际使用过程中不易发生危险;(3)波纹管应力随输送介质温度的降低和补偿内管长度的增加而增大,水平管段波纹管的应力较高,是管道中的危险部件;(4)内管所受内压是影响绝热支撑应力的主要因素,随内管内压的增大,水平管段与竖直管段中离弯头最近的绝热支撑应力大幅增加,而远离弯头的其他位置处的绝热支撑应力变化不大,因而可适当增加离弯头最近的绝热支撑厚度,同时减少远离弯头处支撑的厚度,以便在保证强度的同时减少漏热量。

关键词：液化天然气高真空多层绝热低温管道波纹管绝热支撑热-结构耦合有限元方法应力漏热量

LNG低温真空管道真空度测试试验台设计与应用

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真空科学与技术学报 2023年第11期43卷 925-930页

作者：王强李纪虎高文智刘凯高奇曾群锋榆林市特种设备检验检测院榆林719000 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

为了研究温度变化对液化天然气(LNG)低温真空管道真空度的影响,文章基于表面温度法与温度场原理测量真空度的方法,设计出了一套基于温度法的高精度测量LNG低温真空管道真空度试验台。该低温真空管道真空度测试试验台以高真空多层绝热作... 详细信息

为了研究温度变化对液化天然气(LNG)低温真空管道真空度的影响,文章基于表面温度法与温度场原理测量真空度的方法,设计出了一套基于温度法的高精度测量LNG低温真空管道真空度试验台。该低温真空管道真空度测试试验台以高真空多层绝热作为绝热方式、以多层反射层和隔热层组成的保温层作为绝热材料、以奥氏体不锈钢作为低温绝热管道的材料、以5A分子筛作为吸附残余气体的吸附剂,以低温液体容器、模拟服役管道、低温液体缓冲区、真空度和温度测试单元模拟实际中的真空管道,只需要通过测量真空管道外管外壁温度及对应的环境温度,获得其真空度。文章所设计的LNG低温真空管道真空度测试试验台攻克了目前真空管道中无法直接测量管道真空度的难题。

关键词：液化天然气低温管道真空度测量测试试验台

高真空多层绝热低温管道内管路波纹管应力非线性有限元分析

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天然气工业 2016年第4期36卷 84-89页

作者：陈叔平毛红威姚淑婷刘福录任永平兰州理工大学石油化工学院甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司

广泛用于LNG等输送的高真空多层绝热(HV-MLI)低温管道常使用波纹管膨胀节来补偿其内管的冷缩变形,波纹管由于工作在深冷环境中且要承受液体内压,在实际使用过程中常出现断裂进而导致整个管道失效。为此,介绍了HV-MLI低温管道的基本结构... 详细信息

广泛用于LNG等输送的高真空多层绝热(HV-MLI)低温管道常使用波纹管膨胀节来补偿其内管的冷缩变形,波纹管由于工作在深冷环境中且要承受液体内压,在实际使用过程中常出现断裂进而导致整个管道失效。为此,介绍了HV-MLI低温管道的基本结构,建立了波纹管有限元模型,在HV-MLI低温管道输送LNG、LO_2及LN_2的不同工况下对波纹管进行了应力非线性有限元计算,分析了轴向位移载荷及内压载荷分别作用下的波纹管响应状况,并结合国家标准GB/T 12777—2008对所用波纹管进行了强度及疲劳寿命校核。结果表明:(1)波纹管满足HV-MLI低温管道使用要求;(2)输送LN_2工况时波纹管等效应力最大,波纹管波峰内表面为危险点,此时可以考虑适当降低介质输送压力;(3)轴向位移载荷引起的波纹管子午向应力远超过材料的屈服极限,是引起波纹管疲劳损坏的主要因素,在管道设计及使用时应严格控制其数值。

关键词：高真空多层绝热低温管道波纹管应力非线性有限元法强度校核液化天然气

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低温管道异形件保冷施工质量控制

石油化工建设 2023年第S01期45卷 419-420页

作者：徐翔刘清涛张凯刘艳波邢雷雷中国石油天然气第一建设有限公司河南洛阳471023

烷基化反应对温度较为敏感,低温下可以提高烷基化油的产品质量。而管道保冷的施工质量正是维系反应温度的重要外部条件。本文简单描述以聚氨酯材料作为保冷层在施工时产生的主要质量问题,并提出了解决问题的思路及具体措施,浅析低温管... 详细信息

烷基化反应对温度较为敏感,低温下可以提高烷基化油的产品质量。而管道保冷的施工质量正是维系反应温度的重要外部条件。本文简单描述以聚氨酯材料作为保冷层在施工时产生的主要质量问题,并提出了解决问题的思路及具体措施,浅析低温管道异形件保冷施工的质量控制。

关键词：烷基化低温管道异形件聚氨酯管壳保冷

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LNG动力船供气系统低温管道应力分析

舰船科学技术 2022年第13期44卷 36-39页

作者：秦辉曹凯青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司气体开发部山东青岛266101

LNG动力船的应用已经进入快速发展阶段,供气系统作为核心系统之一,其低温加注及供气管道的应力分析对保障船舶安全稳定运行起着至关重要的作用。以大型原油运输船LNG供气系统为例,采用CAESAR II软件,考虑重力载荷、温度载荷、压力载荷... 详细信息

LNG动力船的应用已经进入快速发展阶段,供气系统作为核心系统之一,其低温加注及供气管道的应力分析对保障船舶安全稳定运行起着至关重要的作用。以大型原油运输船LNG供气系统为例,采用CAESAR II软件,考虑重力载荷、温度载荷、压力载荷、船舶附加载荷、紧急切断阀水锤载荷等因素,在不同载荷工况下对其低温管道进行应力分析校核,得出较大应力点,为优化管道布置及支撑设计提供了依据。

关键词： LNG动力船低温管道应力分析

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低温流量计标定平台冷箱内管道热应力分析

低温工程 2023年第4期 55-62页

作者：李欢李俊杰章凯李晓明安徽建筑大学机械与电气工程学院合肥230601 中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心合肥230031

针对冷箱内管道在低温状态下受到的压力、重力以及因降温收缩而产生的应力,根据有限元理论,考虑静压和温度的热固耦合作用,建立以稳态热传导为基础的低温管道热应力模型。对其进行网格无关性验证,并以低温管道的整体结构为研究对象进行... 详细信息

针对冷箱内管道在低温状态下受到的压力、重力以及因降温收缩而产生的应力,根据有限元理论,考虑静压和温度的热固耦合作用,建立以稳态热传导为基础的低温管道热应力模型。对其进行网格无关性验证,并以低温管道的整体结构为研究对象进行数值模拟,得到不同管道在施加温度载荷前后的应力应变情况以及管道在预冷时应力变化规律。结果表明,低温下管道的最大等效应力为135.74 MPa,最大位移量为3.42 mm,管道在预冷过程中最大等效应力为127.3 MPa,满足管道结构的设计要求。

关键词：冷箱低温管道数值模拟热应力稳态热传导

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低温管道保冷系统保冷效果的在线检测与评价

山东化工 2021年第11期50卷 146-148页

作者：杨玉霞刘艳平韩银杉中海石油气电集团有限责任公司北京100028 江苏中圣管道工程技术有限公司江苏南京211161

结合国内运营中LNG接收站的低温管道保冷系统所出现的结冰、挂霜、滴水、长绿苔等现象和问题,分析了低温管道保冷结构失效的几类主要原因,提出了LNG接收站低温管道保冷状态在线检测的技术思路和方法。通过在某LNG接收站的工程应用,总结... 详细信息

结合国内运营中LNG接收站的低温管道保冷系统所出现的结冰、挂霜、滴水、长绿苔等现象和问题,分析了低温管道保冷结构失效的几类主要原因,提出了LNG接收站低温管道保冷状态在线检测的技术思路和方法。通过在某LNG接收站的工程应用,总结了保冷系统在线检测的关键技术要点,在线检测与评价的操作方法和技术程序。根据对LNG接收站的检测结果,识别出了需要进行及时修复和改造的保冷结构,因此认为本技术方法是适当和有效的。最后,建议对LNG接收站全厂保冷系统以一年为检测周期,定期、全面和量化地应用本技术方法进行在线无损检测,以提高LNG接收站低温系统的实际保冷效果,达到LNG接收站平稳运行、节能运行、经济运行的实际目标。

关键词： LNG接收站低温管道失效保冷效果保冷性能在线检测无损检测评价

降低大跨度大尺寸低温管道位移的多次补偿柔性设计

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石油化工设备 2018年第3期47卷 36-41页

作者：宋玉东陈功剑中海油能源发展股份有限公司天津人力资源服务分公司天津300457

天津液化天然气项目一期浮式阶段采取双码头设计,2个码头之间的低温管道跨度大、尺寸大,在预冷及运行过程中低温管道存在发生大位移造成管道泄漏甚至撕裂的潜在风险。根据管道柔性设计的整体要求,在设计阶段利用管道布置的实际特点,通... 详细信息

天津液化天然气项目一期浮式阶段采取双码头设计,2个码头之间的低温管道跨度大、尺寸大,在预冷及运行过程中低温管道存在发生大位移造成管道泄漏甚至撕裂的潜在风险。根据管道柔性设计的整体要求,在设计阶段利用管道布置的实际特点,通过合理布置管支架,综合应用Z型、π型、L型膨胀弯,采用多次补偿技术提高低温管道的整体柔性,降低管道在预冷以及运行中的风险。在实际管道预冷过程中,2个码头之间的低温管道最大位移仅100mm,为后续扩建项目低温管道设计奠定了基础。

关键词：低温管道位移液化天然气多次补偿柔性设计

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LNG接收站低温管道DR在线检测技术探讨

低温工程 2020年第4期 52-58,67页

作者：王晓博高振侯建国王秀林李志峰中国特种设备检测研究院北京100029 中海石油气电集团有限责任公司北京100028

为了实现LNG接收站压力管道不停机检验,通过模拟LNG接收站低温管道服役环境,采用X射线数字成像检测系统(DR),研究了绝热层、气态和液态介质对DR检测结果的影响。结果表明:当管道不带保冷层、无介质时,DR检测结果具有高度可靠性;对于气... 详细信息

为了实现LNG接收站压力管道不停机检验,通过模拟LNG接收站低温管道服役环境,采用X射线数字成像检测系统(DR),研究了绝热层、气态和液态介质对DR检测结果的影响。结果表明:当管道不带保冷层、无介质时,DR检测结果具有高度可靠性;对于气态管道,DR可以有效的检测出圆形、条形、未熔合、未焊透缺陷,较为有效的检测出咬边缺陷;对于低温液态管道,DR可以有效的检测出未焊透缺陷,DN200以下规格中的圆形缺陷、条形缺陷和未熔合缺陷。同时,DR可以隔着绝热层很好的反应管道内外部腐蚀信息。DR可以作为LNG接收站低温管道不停机检验时保障长周期安全运行的一种有效解决途径。

关键词： LNG接收站低温管道 DR 在线检测缺陷