L形高真空多层绝热低温管道热-结构耦合分析

• 作者: 刘福录 张军辉 李军 杨佳卉 毛红威 陈叔平
• 来源期刊: 天然气工业
• 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
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 所属期刊栏目: 集输与加工
• 页码范围: 95-103
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2017.03.013

摘要

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LN2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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈叔平	兰州理工大学石油化工学院	107	758	15.0	22.0
2	张军辉	中国科学院近代物理研究所	58	990	18.0	30.0
3	刘福录		16	67	5.0	7.0
4	李军	兰州理工大学石油化工学院	39	294	5.0	16.0
5	毛红威	兰州理工大学石油化工学院	12	20	3.0	4.0
6	杨佳卉	兰州理工大学石油化工学院	8	12	2.0	3.0