钎焊接头对铝制板翅结构热应力影响规律

为保证LNG铝制板翅式换热器安全可靠运行,基于热弹性理论,建立铝制板翅结构热应力分析模型,采用热-固耦合方法,模拟研究实际运行过程中,钎焊接头对铝制板翅结构热应力的影响.结果表明,LNG铝制板翅式换热器,钎焊角曲率半径r=0. 5 mm、融合距离l=0. 137 5 mm时,在靠近翅片侧和隔板侧钎焊接头处最大等效应力达到峰值,并且最大正应力是引起该位置等效应力达到峰值的主要原因;钎料层等效应力、最大正应力和最大剪应力均变化平缓;在实际运行过程中,靠近翅片侧和隔板侧钎焊接头处,等效应力随钎焊角曲率半径增加而增大;减小钎焊角曲率半径,将降低钎焊接头处热应力变化梯度,从而降低其应力集中程度.靠近隔板侧钎焊接头处等效应力,随融合距离增加而减小,靠近翅片侧的反之;当钎焊角融合距离小于0. 08 mm时,靠近隔板侧钎焊接头处等效应力大于靠近翅片侧的,反之靠近翅片侧的大于靠近隔板侧的.上述研究成果为大型LNG工厂用铝制板翅式换热器的设计、制造以及运行操作提供理论依据.     

大型LNG储罐连续泄漏扩散过程影响因素的分析

考虑接收站内大型液化天然气（LNG）储罐泄漏射流、液池蒸发、气云扩散3个过程的特点,结合相平衡原理和气体连续扩散高斯模型,采用欧拉多相流模型进行数值模拟,并开展风速、泄漏速率和地面粗糙度对其影响的研究。结果表明：大型LNG储罐连续泄漏气云扩散过程按泄漏扩散的形态可分为重气扩散（气云受热）、被动扩散、稀释消散3个阶段;在LNG储罐背风面泄漏口附近形成24m区域内的回流和大尺度漩涡,该区域的风速减小了70%~80%;随着风速增加,甲烷浓度0.5LFL水平扩散距离在3个阶段分别减小了20%,增大了50%,减小了23%,且甲烷浓度为0.5LFL的水平扩散最远距离和液池扩展长度均随风速的增加而减小;随着泄漏速率的增加,射流长度、池长和池径均有所增加,甲烷浓度0.5LFL水平扩散距离在3个阶段分别增加了42m、33m和45m;随着地面粗糙度的增加,池径和池长均减小,气云前端扩散面高度分别增加了15.5m、25m和16m。另外,通过研究风速、泄漏速率、地面粗糙度3个因素对LNG气云扩散的影响,确定LNG气云扩散水平方向和高度方向上的敏感影响因素。     

LNG接收站外输低谷期BOG再冷凝工艺的优化

通过分析研究BOG温度和BOG压缩机压比等主要参数对再冷凝工艺的影响,结合输气低谷期的外输特点,在原工艺流程压缩机出口处增设换热器,通过修改流程实现了高压泵出口低温LNG对压缩机出口高温BOG的预冷,既大幅降低完全冷凝BOG所需LNG量,又可节约运行能耗,实现了再冷凝工艺的优化。优化后的工艺对于提高输气低谷期LNG接收站的综合经济效益具有重要意义,存在广阔的应用前景。     

LNG管道内气液相变流动传热理论的研究现状及趋势

针对液化天然气管道内流动传热理论的研究现状及趋势进行相关调研,结果表明管道内液化天然气的相变问题十分严峻,严重影响着管道的运输能力和运输安全性。为缓解这些问题的发生,主要从液化天然气的管道运输特点、液化天然气相变机理与特性以及液化天然气流型与传热三个方面进行分析比较,指出了存在的问题以及未来的发展前景,对液化天然气管道内相变流动传热的研究提供理论基础。     

新型独立B型液化天然气船围护系统及蒸发率计算

以一艘17万立方米新型独立B型液化天然气(LNG)船为研究对象,将该型围护系统与传统薄膜型和MOSS独立球型围护系统进行详细对比,突出该型围护系统的特点;分析船体和舱室结构后,通过合理和必要的简化,提供了一种计算独立B型液货舱传热的方法,通过数值模拟计算不同工况条件下液货舱的蒸发率,研究了聚氨酯泡沫绝热材料的热导率变化对液货舱蒸发率的影响。得到以下结论:(1)新型独立B型围护系统与传统围护系统相比有突出优势,在将来有很好的应用前景;(2)绝热层厚度为450 mm时,为了满足日蒸发率不能超过0.1%的限定要求,所选用的绝热材料的热导率应当小于或等于0.03 W·m^-1·K^-1。     

储罐外爆冲击波数值模拟及超压公式研究

为研究储罐外爆冲击波的传播规律和对储罐安全性的影响,应用软件LS-DYNA建立炸药-储罐的数值模型,并进行空爆数值计算。研究分析储罐外爆冲击波超压的衰减关系和罐体的动力响应,与经验公式的对比验证了模型的可信性,并结合经验公式平均值对数值模拟结果做了进一步修正。结果表明:冲击波运动到迎爆面中心后,外罐主应力在10 ms时迅速达到最大值,随后主应力值迅速减小,并不断振荡;迎爆面中心首先产生较大的拉应力,混凝土外罐的破坏属于脆性破坏;比例距离大于1时,现有超压计算公式拟合超压的衰减规律误差较小,比例距离小于1时,超压计算公式误差较大,修正后的超压计算公式可为储罐抗爆设计提供参考。     

液化天然气船局部热应力非线性分析

考虑材料性能随温度的变化对于研究液化天然气船结构安全问题具有重要意义.本文假定材料的弹性模量、泊松比、热膨胀系数随温度非线性变化,以MARC为计算工具,选定LNG船典型的空腔结构模型,对局部的温度场、温度应力进行对比分析,研究材料非线性对LNG船局部强度的敏感性.研究结果表明,考虑材料非线性和不考虑具有明显差异.考虑LNG船材料非线性影响其热应力值偏小,通常不考虑材料非线性因素是偏保守做法.     

LNG球罐分层翻滚汽化过程的数值分析

基于VOF模型和boussinesq假设建立了LNG球罐翻滚过程的控制方程,数值模拟了LNG分层后的翻滚演化过程,并对影响翻滚的因素进行数值分析。研究表明,LNG分层是产生翻滚的根本原因,且随着环境漏热量的相对增大,罐内流体的平均对流速度增加,加速了LNG的翻滚时间。分层区密度差异相对越大,可滞后LNG翻滚时间,但层内自然对流剧烈。一旦发生翻滚将会使下层蒸发率聚增,引起罐内压力瞬间过大,造成严重危害。给出了预防翻滚的几点建议,可为LNG安全存储和优化运营提供理论指导。     

Operational optimisation of centrifugal compressors in multilevel refrigeration cycles

Low-temperature energy systems are processes that require cooling at temperatures below ambient, which are accomplished using refrigeration cycles. Little research has addressed the operational optimisation of refrigeration cycles considering the performance of existing equipment. This work develops a methodology for operational optimisation of refrigerated processes, taking into account existing centrifugal compressors. For the optimisation of multilevel cycles, the evaporation temperatures of each level are varied to find a set of operating conditions that minimise shaft work demand. The optimisation takes into account equipment constraints, including compressors on a common shaft, minimum and maximum allowable inlet flow rates, etc. Two examples are presented; the first represents a three-level refrigeration cycle and the second a cascade cycle. For the two examples, the conditions of the base case are optimised, identifying improvements of around 3% in shaft work demand. In addition, both cycles were also optimised for a range of process cooling demands.     

液化天然气(LNG)冷能利用研究进展

液化天然气(LNG)作为一种清洁、高效的优质能源,其汽化释放的大量冷量具有极大的经济价值及环保价值,但却存在LNG冷能利用率不高的普遍问题。本文阐述了LNG冷能利用的各种方式,比较了各种方式的优缺点及冷能需求,分析了其利用前景及环保价值。介绍了国内外液化天然气冷能利用技术的开发与研究进展,指出了其冷能利用率普遍不高的原因。在此基础上强调了LNG冷能“温度对口,梯级利用”原则的重要性,开发蓄积和储存冷能的装置以及研发新型载冷剂的迫切性,并提出因地制宜选择冷能利用项目,拓展新的冷能利用形式。