多层绝热材料包覆工艺与高真空绝热性能

有“超级绝热”之称的高真空多层绝热是低温压力容器的首选绝热方式,绝热材料性能的影响因素是目前研究的热门问题。绝热材料的性能很大程度上取决于装配工艺和装配细节,缠绕工艺的科学性和稳定性能够很大程度地影响材料的绝热性能,本文主要通过对比缠绕式和绝热被式两种包覆工艺对多层绝热材料性能的影响,分析两种包覆工艺的技术特点,为包覆工艺的选择提供实验依据。

中国船级社为首座高真空绝热薄膜型液氢存储模拟舱颁发证书

2021年9月28日,首座高真空绝热薄膜型液氢存储模拟舱原理认可(AIP)证书和建造完工证明颁发仪式在无锡举行。该项目采用独特的高真空绝热双层独立密闭薄膜围护系统结构,能够大幅降低液氢蒸发率,使得超低温液氢实现在常压状态下存储,解决了目前氢气存储需要超高压力带来的可选用材料少、结构设计难、制造费用高和存储效率低等难题,大大提高了超低温液氢存储的安全性。该项目不仅是在技术上的创新,也是合作开发模式上的一次创新。

冷冻治疗探杆的高真空绝热

由于冷冻对某些疾病的治疗有其独特的优点，故应用十分广泛。对于人体腔内某些疾病，如进行冷冻治疗，则要求探杆直径小，且具有良好的绝热性，这样可使操作方便，也可保证手术安全，本文详细介绍了这类探杆的制作方法。

液氦储罐高真空多层绝热结构影响研究

为了明确液氦储罐真空多层绝热结构的最佳层密度,采用Lockheed模型研究热流密度与层密度的关系,确定最佳层密度,探讨绝热层厚度、环境温度、绝热空间真空度对液氦储罐绝热性能的影响。研究结果表明:液氦储罐最佳层密度为41层/cm;绝热层真空度减小,热流密度下降,真空度下降到一定值后,热流密度几乎不再下降;热流密度与环境温度、绝热层厚度分别呈正、负相关,当厚度增加到一定值后,热流密度下降速率减小。在实际确定绝热层厚度和真空度时,应兼顾经济性和绝热性能。研究结果可为液氦储罐高真空多层绝热结构的设计提供参考。

高真空多层绝热温度场数值模拟研究

基于逐层传热计算方法,计算高真空多层绝热传热量,进而确定高真空多层绝热综合导热系数.结果表明,外界环境温度越高,升高相同温度,高真空多层绝热传热量增加越多,综合导热系数增加越多;基于综合导热系数,进行高真空多层绝热温度场数值模拟研究.结果表明,越靠近冷端,绝热层中温度变化越大,温度降低越明显;越靠近热端,绝热层中温度变化越小,温度升高越微弱.

高真空多层绝热低温管分段设计及安装技术

以山东方明环己酮己内酰胺尾气综合利用项目LNG储运装置的真空绝热管施工为例,对高真空多层绝热低温管安装前的结构设计和现场施工安装及多种接口保冷措施进行分析,提出一套符合现场实际安装的施工技术流程。总结施工过程中应考虑的问题和遇到疑难杂症的解决办法,解决施工当中常出现预制管段不合理导致的各种安装问题,对接口处保冷措施选择不当造成的保冷性能不佳,以及成本过高等问题进行研究。

高温绝热用真空杜瓦

介绍了一种用于高温保护的真空杜瓦,该杜瓦真空夹层厚度仅有3 mm。文中讨论了它的设计原理,并从工艺上提出了保证设计要求的注意事项,最后给出了测试结果。

高真空多层绝热低温管道内管路波纹管应力非线性有限元分析

广泛用于LNG等输送的高真空多层绝热(HV-MLI)低温管道常使用波纹管膨胀节来补偿其内管的冷缩变形,波纹管由于工作在深冷环境中且要承受液体内压,在实际使用过程中常出现断裂进而导致整个管道失效。为此,介绍了HV-MLI低温管道的基本结构,建立了波纹管有限元模型,在HV-MLI低温管道输送LNG、LO_2及LN_2的不同工况下对波纹管进行了应力非线性有限元计算,分析了轴向位移载荷及内压载荷分别作用下的波纹管响应状况,并结合国家标准GB/T 12777—2008对所用波纹管进行了强度及疲劳寿命校核。结果表明:(1)波纹管满足HV-MLI低温管道使用要求;(2)输送LN_2工况时波纹管等效应力最大,波纹管波峰内表面为危险点,此时可以考虑适当降低介质输送压力;(3)轴向位移载荷引起的波纹管子午向应力远超过材料的屈服极限,是引起波纹管疲劳损坏的主要因素,在管道设计及使用时应严格控制其数值。

高真空多层绝热低温容器完全真空丧失后传热及绝热夹层内温度分布规律实验

在搭建了高真空多层绝热低温容器完全真空丧失传热研究实验台的基础上,分别利用干燥氮气、二氧化碳、氧气、氦气及空气为破空介质,进行了高真空多层绝热低温容器发生完全真空丧失事故后的传热实验研究。实验中通过流量计和温度采集系统测得了高真空多层绝热低温容器在发生完全真空丧失事故后的排放率和绝热夹层内的温度分布规律。实验结果表明,导入高真空多层绝热低温容器绝热夹层的气体种类对其完全真空丧失后的传热过程有很大的影响。

高真空多层绝热低温容器整体热分析及试验验证

对35 m3高真空多层绝热低温容器在满载液氧的状态下进行热分析,得到标准状态下该容器漏热量的分布范围及相应的静态蒸发率分布,分析了导热和辐射漏热在总漏热的比重。将计算结果和静态蒸发率试验进行对比,结果符合较好,说明计算的准确性和有效性。进而分析了冷态下玻璃钢支承件和罐体的接触情况。结果可为高真空多层绝热低温容器的设计、试验和使用提供参考。

L形高真空多层绝热低温管道热-结构耦合分析

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LN_2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。

不同种类破空气体对高真空多层绝热低温容器真空丧失后传热的影响

通过实验,分别利用氮气、空气、氧气和氦气作为破空气体,对高真空多层绝热低温容器在真空完全丧失后的漏热进行了研究。结果表明,多层绝热结构对于绝热真空完全丧失后的低温容器能够起到一定的保护作用,初始和最终漏热和渗入到绝热真空夹层中气体的性质密切相关。

高真空多层绝热低温容器真空丧失试验研究

通过高真空多层绝热容器真空丧失试验,分析了不同绝热结构下容器真空丧失后的升压规律,同时讨论了容器内气液状态变化。利用试验数据计算了容器真空丧失后的热负荷变化,并综合比较分析了不同绝热结构下的漏热量、气体升压、液体温度变化。经研究发现,容器夹层真空丧失后气液相处于不平衡态,气相空间压力变化呈现出三种不同状态,夹层的漏热量决定了液体升温和容器升压速度。

高真空多层绝热容器真空丧失后传热研究综述

高真空多层绝热低温容器突然的真空丧失可能会引发重大的安全事故。文中综述了国内外研究者在高真空多层绝热低温容器突然的真空丧失方面的研究成果,并对未来的研究方向进行了讨论和展望。

高真空多层绝热低温容器完全真空丧失后升压规律的试验研究

高真空多层绝热低温容器是一种危险性很高的压力容器。绝热夹层完全的真空丧失是可能发生在高真空多层绝热低温容器上的、并会对低温容器带来严重的安全隐患。在搭建了高真空多层绝热低温真空丧失试验台的基础上,用试验的方法研究了低温容器的绝热材料层数和初始充满率对其真空丧失后无排放贮存过程中升压的影响。试验结果表明,高真空多层绝热低温容器绝热夹层内的绝热材料层数及其初始充满率都对容器完全真空丧失后的升压过程有着重要影响。

高真空多层绝热低温容器真空丧失后的传热试验

利用一个工业化的高真空多层绝热低温量热器,以液氮为介质研究了真空突然丧失对高真空多层绝热低温容器漏热量的影响。主要研究了低温量热器绝热层的变化及破空气体(空气和干燥氮气)的不同对真空丧失后低温容器漏热量的影响,指出绝热层数和破空气体种类都是影响真空丧失后低温容器漏热量的重要因素。

中小型LNG储罐的高真空多层绝热结构及影响因素

本文简述了LNG储罐常用的绝热结构和高真空多层绝热模型,重点分析了真空夹层热流传递的3种形式:辐射传热、残余气体导热和固体导热。通过分析影响LNG储罐绝热效果的4个主要因素:真空度、压缩负荷、总层数和层密度、边界温度,提出了减少高真空多层LNG储罐漏热量的措施。

高真空多层绝热低温容器真空丧失后的传热研究

高真空多层绝热低温容器的绝热夹层发生完全的真空丧失事故后,由于自然对流换热的原因,其绝热夹层的漏热量会急剧增加。在搭建了高真空多层绝热低温容器完全真空丧失后的传热研究实验台的基础上,使用干燥氮气为破空介质、液氮为低温介质,进行了多次高真空多层绝热低温容器的完全真空丧失实验。重点研究了低温容器液位及绝热材料层数的变化对其绝热夹层完全真空丧失后传热的影响。

辐射换热对高真空多层绝热管道漏热量计算的影响

为了实现用表面温度法在线测量高真空绝热管道的漏热量,需要全面研究绝热管道表面与环境之间的换热.建立了多层绝热管道热量传递模型,通过计算管道漏热量与环境温度之间的关系,分析了辐射换热对管道漏热量计算的影响.结果表明,当管道表面黑度较小时,辐射漏热量所占的份额在20%左右,但当管道表面黑度较大时,辐射漏热量所占份额达到60%左右,并且环境温度越高,辐射换热对漏热量计算的影响越大.

高真空多层绝热低温容器真空丧失的实验研究

突然的、完全的真空丧失是一种可能发生在高真空多层绝热容器上的严重事故。为了保证高真空多层绝热容器的安全使用,真空丧失后的漏热量是进行高真空多层容器设计的一个重要参数。利用一个工业化高真空多层绝热低温量热器,以液氮为介质研究了其真空丧失前以及内筒壁及外筒壁泄露后的传热。结果表明,真空丧失后排放率及漏热量都会急剧增加,但是多层绝热材料仍然起到了一定的保温作用。由于空气中的部分气体在绝热层内部的凝结,导致低温容器外壁泄露后的漏热量远高于内壁泄露后的漏热量。