IntroduçãoDução

Com o desenvolvimento da tecnologia criogênica, os produtos líquidos criogênicos têm desempenhado um papel importante em muitos campos, como economia nacional, defesa nacional e pesquisa científica. A aplicação do líquido criogênico é baseada no armazenamento e transporte eficaz e no transporte de produtos líquidos criogênicos, e a transmissão de líquido criogênico percorre todo o processo de armazenamento e transporte. Portanto, é muito importante garantir a segurança e a eficiência da transmissão criogênica de pipeline líquido. Para a transmissão de líquidos criogênicos, é necessário substituir o gás na tubulação antes da transmissão, caso contrário, poderá causar falha operacional. O processo de pré -resfriamento é um link inevitável no processo de transporte de produtos líquidos criogênicos. Esse processo trará um forte choque de pressão e outros efeitos negativos ao pipeline. Além disso, o fenômeno do gêiseador no pipeline vertical e o fenômeno instável da operação do sistema, como enchimento de tubo de ramificação cega, enchimento após drenagem de intervalo e preenchimento da câmara de ar após a abertura da válvula, trará graus diferentes de efeitos adversos no equipamento e tubulação . Em vista disso, este artigo faz algumas análises detalhadas sobre os problemas acima e espera descobrir a solução através da análise.

Deslocamento de gás na linha antes da transmissão

Com o desenvolvimento da tecnologia criogênica, os produtos líquidos criogênicos têm desempenhado um papel importante em muitos campos, como economia nacional, defesa nacional e pesquisa científica. A aplicação do líquido criogênico é baseada no armazenamento e transporte eficaz e no transporte de produtos líquidos criogênicos, e a transmissão de líquido criogênico percorre todo o processo de armazenamento e transporte. Portanto, é muito importante garantir a segurança e a eficiência da transmissão criogênica de pipeline líquido. Para a transmissão de líquidos criogênicos, é necessário substituir o gás na tubulação antes da transmissão, caso contrário, poderá causar falha operacional. O processo de pré -resfriamento é um link inevitável no processo de transporte de produtos líquidos criogênicos. Esse processo trará um forte choque de pressão e outros efeitos negativos ao pipeline. Além disso, o fenômeno do gêiseador no pipeline vertical e o fenômeno instável da operação do sistema, como enchimento de tubo de ramificação cega, enchimento após drenagem de intervalo e preenchimento da câmara de ar após a abertura da válvula, trará graus diferentes de efeitos adversos no equipamento e tubulação . Em vista disso, este artigo faz algumas análises detalhadas sobre os problemas acima e espera descobrir a solução através da análise.

O processo de pré -resfriamento do pipeline

Em todo o processo de transmissão criogênica de pipeline líquido, antes de estabelecer um estado de transmissão estável, haverá um sistema de pré-resfriamento e tubulação quente e processo de recebimento de equipamentos, ou seja, o processo de pré-resfriamento. Nesse processo, o pipeline e o equipamento de recebimento para suportar tensão de retração considerável e pressão de impacto, para que deve ser controlada.

Vamos começar com uma análise do processo.

Todo o processo de pré-resfriamento começa com um processo de vaporização violento e, em seguida, aparece fluxo bifásico. Finalmente, o fluxo monofásico aparece depois que o sistema está completamente resfriado. No início do processo de pré -resfriamento, a temperatura da parede obviamente excede a temperatura de saturação do líquido criogênico e até excede a temperatura limite superior do líquido criogênico - a temperatura de superaquecimento final. Devido à transferência de calor, o líquido próximo à parede do tubo é aquecido e instantaneamente vaporizado para formar filme de vapor, que circunda completamente a parede do tubo, ou seja, a ebulição de filme ocorre. Depois disso, com o processo de pré -resfriamento, a temperatura da parede do tubo cai gradualmente abaixo da temperatura limitada do superaquecimento e, em seguida, são formadas condições favoráveis ​​para a ebulição de transição e a ebulição bolha. Grandes flutuações de pressão ocorrem durante esse processo. Quando o pré-resfriamento é realizado para um certo estágio, a capacidade de calor da tubulação e a invasão de calor do ambiente não aquecem o líquido criogênico até a temperatura de saturação e o estado do fluxo monofásico aparecerá.

No processo de intensa vaporização, serão geradas fluxo dramático e flutuações de pressão. Em todo o processo de flutuações de pressão, a pressão máxima formada pela primeira vez após o líquido criogênico entra diretamente no tubo quente é a amplitude máxima em todo o processo de flutuação de pressão, e a onda de pressão pode verificar a capacidade de pressão do sistema. Portanto, apenas a primeira onda de pressão é geralmente estudada.

Após a abertura da válvula, o líquido criogênico entra rapidamente no oleoduto sob a ação da diferença de pressão, e o filme de vapor gerado pela vaporização separa o líquido da parede do tubo, formando um fluxo axial concêntrico. Como o coeficiente de resistência do vapor é muito pequeno, a taxa de fluxo do líquido criogênico é muito grande, com o progresso direto, a temperatura do líquido devido à absorção de calor e aumenta gradualmente, de acordo, a pressão do pipeline aumenta, a velocidade de enchimento diminui abaixo. Se o tubo for longo o suficiente, a temperatura do líquido deve atingir a saturação em algum momento, momento em que o líquido para de avançar. O calor da parede do tubo para o líquido criogênico é todos usados ​​para evaporação; nesse momento, a velocidade de evaporação aumenta bastante, a pressão na tubulação também é aumentada, pode atingir 1. 5 ~ 2 vezes a pressão da entrada. Sob a ação da diferença de pressão, parte do líquido será levada de volta ao tanque de armazenamento criogênico de líquido, resultando na velocidade da geração de vapor se torna menor e porque parte do vapor gerado a partir da descarga da tomada, queda de pressão do tubo, depois de Um período de tempo, o oleoduto restabelecerá o líquido nas condições da diferença de pressão, o fenômeno aparecerá novamente, tão repetido. No entanto, no processo a seguir, porque há uma certa pressão e parte do líquido no tubo, o aumento da pressão causado pelo novo líquido é pequeno; portanto, o pico de pressão será menor que o primeiro pico.

Em todo o processo de pré -resfriamento, o sistema não apenas precisa suportar um grande impacto das ondas de pressão, mas também precisa suportar uma grande tensão de encolhimento devido ao frio. A ação combinada dos dois pode causar danos estruturais ao sistema; portanto, as medidas necessárias devem ser tomadas para controlá -lo.

Como a taxa de fluxo de pré -resfriamento afeta diretamente o processo de pré -resfriamento e o tamanho da tensão de encolhimento a frio, o processo de pré -resfriamento pode ser controlado controlando a taxa de fluxo de pré -resfriamento. O princípio de seleção razoável da taxa de fluxo de pré -resfriamento é reduzir o tempo de pré -resfriamento usando uma taxa de fluxo maior de pré -resfriamento na premissa de garantir que a flutuação da pressão e a tensão de encolhimento a frio não excedam a faixa permitida de equipamentos e oleodutos. Se a taxa de fluxo de pré-resfriamento for muito pequena, o desempenho do isolamento do pipeline não será bom para o pipeline, ele pode nunca atingir o estado de resfriamento.

No processo de pré-resfriamento, devido à ocorrência de fluxo bifásico, é impossível medir a taxa de fluxo real com o medidor de fluxo comum, para que não possa ser usado para orientar o controle da taxa de fluxo pré-resfriamento. Mas podemos julgar indiretamente o tamanho do fluxo, monitorando a pressão traseira do navio receptor. Sob certas condições, a relação entre a pressão traseira do vaso receptor e o fluxo de pré-resfriamento pode ser determinado pelo método analítico. Quando o processo de pré-resfriamento progride para o estado de fluxo monofásico, o fluxo real medido pelo medidor de fluxo pode ser usado para orientar o controle do fluxo de pré-resfriamento. Esse método é frequentemente usado para controlar o preenchimento do propulsor líquido criogênico para o foguete.

A mudança da pressão traseira do navio receptor corresponde ao processo de pré -resfriamento da seguinte maneira, que pode ser usada para julgar qualitativamente o estágio de pré -resfriamento: quando a capacidade de escape do navio receptor é constante, a pressão de volta aumentará rapidamente devido à violenta A vaporização do líquido criogênico a princípio e depois recorta gradualmente com a diminuição da temperatura do vaso e da tubulação de recepção. Neste momento, a capacidade de pré -resfriamento aumenta.

Ajustado no próximo artigo para outras perguntas！

Equipamento criogênico HL

A HL Criogenic Equipment, fundada em 1992, é uma marca afiliada à empresa de equipamentos criogênicos da HL Co., Ltd. O equipamento criogênico da HL está comprometido com o design e a fabricação do sistema de tubulação criogênico isolado de alto vácuo e equipamentos de suporte relacionados para atender às várias necessidades dos clientes. O tubo isolado a vácuo e a mangueira flexível são construídos em um alto vácuo e multi-camada de várias telas materiais isolados e passa por uma série de tratamentos técnicos extremamente rigorosos e tratamento de alto vácuo, que é usado para transferir oxigênio líquido, nitrogênio líquido, nitrogênio líquido , argônio líquido, hidrogênio líquido, hélio líquido, perna de gás de etileno liquefeito e LNG de gás natural liquefeito.

A série de produtos de tubo de jaqueta a vácuo, mangueira de jaqueta a vácuo, válvula jaqueta a vácuo e separador de fases na empresa de equipamentos criogênicos da HL, que passou por uma série de tratamentos técnicos extremamente rigorosos, são usados ​​para transferir oxigênio líquido, nitrogênio líquido, argônio líquido, Hidrogênio líquido, hélio líquido, perna e GNL, e esses produtos são atendidos para equipamentos criogênicos (por exemplo, tanques criogênicos, orvalhos e caixas frias etc.) em indústrias de separação de ar, gases, aviação, eletrônicos, supercondutores, chips, montagem de automação, alimentos e alimentos e bebida, farmácia, hospital, biobank, borracha, novo material de engenharia química de fabricação, ferro e aço e pesquisa científica etc.