L形高真空多层绝热低温管道热-结构耦合分析

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.

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

所属期刊栏目：37

分类号：TE8;U4

资助基金：甘肃省科技重大专项“大型LNG储罐研发”1203GKDA001

在线出版日期：2017-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：95-103