低温BOG压缩机气缸螺栓预紧研究

采用有限元方法对BOG压缩机气缸螺栓进行了模拟计算,得到了预紧螺栓在压力、温度载荷作用下的应力和接触状态。分析了材料属性、预紧力矩值、螺栓排列方式及螺栓个数等对螺栓连接性能的影响。研究结果表明,当气缸和缸盖采用奥氏体不锈钢材料时预紧力矩应比常温下取得大,而采用Ni35时常温下的预紧力矩即可以满足要求;预紧力矩取值越大,被连接件结合越紧密,但同时螺栓的应力也越大;螺栓排列越靠气缸内侧时,所需预紧力越小;而螺栓个数的选取应兼顾气缸密封状态和螺栓应力状态。

BOG压缩机进气加热及对流量影响的理论分析及实验验证

BOG压缩机是处理LNG储罐中闪蒸气(BOG)的关键设备。建立了有限元计算模型,得到了压缩腔壁面的稳态温度场,并以此为边界条件,采用动网格技术,模拟了进气过程中气缸内流场分布和温度分布。并搭建了试验台对理论模型进行了验证。结果表明:当BOG压缩机运行稳定后,其温度整体呈现由缸盖到曲轴箱单向递增的变化规律。温度系数随着进气温度降低而下降,进气温度低于-120℃时下降剧烈,高于-70℃后则趋于平缓。

级联型无功补偿兼有源滤波综合电能治理装置散热仿真分析

说明了综合能源质量治理装置功率柜结构及其散热需求,针对额定工况下的最大功耗情况,建立了仿真模型,进行了散热仿真,依据得到的散热器台面温度校核了IGBT结温。研究了不同工作模式、不同环境温度对IGBT结温的影响。对1.15倍过载工况进行了仿真校核,结果表明IGBT结温均能满足要求。

1MJ/0.5MW传导冷却高温超导储能-限流磁体的传热分析

超导储能-限流系统(SMES-FCL Superconducting magnetic energy storage-Fault current limiting)是集储能与限流为一体的新型超导电力装置。文中介绍了一种用于1MJ/0.5MW高温超导储能—限流系统的传导冷却型磁体,给出了其导冷结构的组成,分析了磁体内部热量(主要包括线圈的交流损耗和导冷结构的涡流损耗)的产生。并采用有限元分析软件,计算得到了稳定运行的冷头温度和磁体温度分布情况。

1MJ超导储能-限流磁体暂态脉冲过程的传热规律研究

超导储能-限流磁体的运行需承受短时大电流冲击的极端条件,如此快速变化的电流和磁场会诱发磁体快速产生大量的损耗,这些损耗最终以热的形式释放出来。由于制冷机传导冷却速率低,热的传导远远滞后于生热率,势必造成磁体的局部温升,甚至危及磁体安全。文中针对以上暂态脉冲过程,建立了暂态热仿真的微观模型,在时间和空间上揭示了磁体内部的传热规律。在此基础上,研究了极端运行工况下的超导带材温升情况及其临界电流的衰减程度,为磁体设计提供了理论依据。

1MJ高温超导储能-限流磁体的电磁优化设计

超导磁体是超导储能-限流系统(SMES-FCL)中最为核心的部件,它运行于复杂电磁环境中,电磁设计是整个磁体设计中最为重要的环节。文中结合1G和2G高温超导带材的电磁特性,采用两种带材混合绕制磁体的技术方案,运用有限元方法(FEM)对1MJ高温超导磁体的电磁结构和特性进行仿真分析和研究。经过仿真与优化,综合带材用量、制冷成本和运行成本以及在脉冲和限流等极端情况下所需安全裕度等多种因素,完成磁体的电磁优化设计。

高温超导YBCO线圈交流损耗实验研究与分析

交流损耗是高温超导YBCO线圈设计的一个重要参数,直接关系到高温超导装置的运行成本和稳定性。文中利用热测法实现对高温超导YBCO线圈交流损耗的准确测量,并给出了高温超导YBCO线圈的理论数值计算模型,通过理论计算值与实验结果的比较分析,两者结果基本相符。研究结果为开展1MJ高温超导储能-限流磁体的研制具有十分重要的指导意义。

1MJ高温超导储能-限流磁体导冷件涡流损耗的计算分析

应用三维涡流场有限元方法,对1MJ高温超导储能-限流磁体的传导冷却结构件进行了涡流损耗的有限元仿真计算与分析。研究了导冷片涡流损耗的抑制方法,给出了导冷片、导冷母排和冷头导冷盘等主要导冷件的涡流损耗及分布情况。并且依据研究结果进行了导冷件的优化设计,最大限度的减轻了制冷机负担,减小了对磁体本身性能的影响。