液化天然氣裝備設計技術:LNG低溫閥門卷
作者:張周衛、汪雅紅、田源、張梓洲 著 | |||
叢書名: | |||
出版日期:2018年7月 | 書號:978-7-122-31666-0 | ||
開本:16K 787×1092 1/16 | 裝幀:平 | 版次:1版1次 | 頁數:391頁 |
本書主要圍繞LNG液化工藝及儲運工藝中所涉及的主要低溫裝備,研究開發LNG工藝流程中主要過程控制裝備的設計計算技術。主要包括LNG蝶閥、LNG球閥、LNG閘閥、LNG截止閥、LNG減壓閥、LNG節流閥、LNG安全閥、LNG止回閥、LNG針閥、LNG呼吸閥、LNG溫控閥、LNG疏氣閥12個類別的低溫閥門的設計工藝、原理、注意事項、設計計算過程等,主要套用於-162℃ LNG 領域,涉及12類低溫過程控制閥門裝備研發技術,內含低溫製冷基礎研究與產品設計計算過程。研發產品可套用於液化天然氣、石油化工、煤化工、空氣液化與分離、製冷與低溫工程等領域,為LNG液化、LNG儲運等關鍵環節中所涉及12類主要過程控制閥門設備的設計計算提供可參考樣例,並推進LNG系列液化裝備及系統工藝技術的標準化及國產化進程。
本書不僅可供從事天然氣、液化天然氣(LNG)、化工機械、製冷與低溫工程、石油化工、動力工程及工程熱物理領域內的研究人員、設計人員、工程技術人員參考,還可供高等學校化工機械、能源化工、石油化工、低溫與製冷工程、動力工程等專業的師生參考。
本書不僅可供從事天然氣、液化天然氣(LNG)、化工機械、製冷與低溫工程、石油化工、動力工程及工程熱物理領域內的研究人員、設計人員、工程技術人員參考,還可供高等學校化工機械、能源化工、石油化工、低溫與製冷工程、動力工程等專業的師生參考。
目錄
第1章 緒論
1.1 低溫系列過程控制裝備 / 001
1.1.1 -70~-197℃超低溫系列閥門 / 001
1.1.2 超低溫多相流過程控制及製冷裝備 / 001
1.1.3 超低溫過程控制閥門核心 / 002
1.2 主要套用領域 / 003
1.3 低溫過程控制閥門 / 004
1.3.1 -162℃低溫系列閥門及過程控制裝備 / 004
1.3.2 -70~-197℃低溫系列閥門 / 005
1.3.3 -70~-197℃低溫過程控制裝備 / 005
1.4 LNG 低溫過程控制閥門分類說明 / 007
1.4.1 LNG 蝶閥 / 007
1.4.2 LNG 球閥 / 007
1.4.3 LNG 閘閥 / 007
1.4.4 LNG 截止閥 / 008
1.4.5 LNG 減壓閥 / 008
1.4.6 LNG 節流閥 / 009
1.4.7 LNG 安全閥 / 009
1.4.8 LNG 止回閥 / 010
1.4.9 LNG 針閥 / 010
1.4.10 LNG 呼吸閥 / 011
1.4.11 LNG 溫控閥 / 011
1.4.12 LNG 疏氣閥 / 012
參考文獻 / 012
第2章 LNG 蝶閥設計計算
2.1 概述 / 014
2.1.1 背景 / 014
2.1.2 低溫閥門 / 015
2.1.3 LNG 蝶閥發展趨勢 / 015
2.1.4 設計依據的標準及主要設計參數 / 015
2.2 LNG 蝶閥結構的初步設計 / 016
2.2.1 壓力升值計算 / 016
2.2.2 閥體壁厚設計 / 016
2.2.3 閥體的選材 / 016
2.2.4 閥體的結構 / 017
2.2.5 閥體設計條件 / 017
2.2.6 閥體壁厚設計計算 / 017
2.3 閥座的初步設計 / 018
2.3.1 密封蝶閥閥座密封的常規設計 / 018
2.3.2 蝶閥閥座的選材 / 018
2.3.3 閥座的結構 / 019
2.3.4 閥座設計條件 / 019
2.3.5 密封蝶閥閥座密封設計計算 / 019
2.4 閥桿的初步設計 / 020
2.4.1 LNG 蝶閥閥桿的常規設計 / 020
2.4.2 閥桿的選材 / 022
2.4.3 閥桿的結構 / 022
2.4.4 閥桿設計條件 / 022
2.4.5 LNG 閥桿設計計算 / 023
2.5 蝶板的初步設計 / 024
2.5.1 蝶板厚度的常規設計 / 024
2.5.2 LNG 蝶閥蝶板的選材 / 024
2.5.3 蝶板的結構 / 025
2.5.4 蝶閥蝶板厚度設計條件 / 025
2.5.5 密封蝶閥閥座密封設計計算 / 025
2.5.6 蝶板強度校核(A—A 斷面) / 026
2.5.7 蝶板強度校核設計條件 / 026
2.5.8 蝶板強度校核計算 / 027
2.6 蝶閥支架的初步設計 / 027
2.6.1 蝶閥支架的常規設計 / 027
2.6.2 LNG 蝶閥支架的用途 / 028
2.6.3 蝶閥支架的結構 / 028
2.6.4 蝶閥支架安裝的要求 / 028
2.6.5 蝶閥支架安裝的應注意事項 / 029
2.6.6 蝶閥支架強度校核設計條件 / 029
2.6.7 蝶閥支架強度校核計算 / 029
2.7 可壓縮流體流經蝶閥的流量係數的設計計算 / 030
2.7.1 確定流量係數的方法 / 030
2.7.2 可壓縮流體通過蝶閥的流量係數的計算 / 031
2.7.3 計算實例 / 033
2.7.4 蝶閥的泄漏率的計算 / 034
2.7.5 漏孔直徑與流率計算 / 035
2.7.6 漏率設定與漏率換算 / 036
2.8 圓錐銷 / 036
2.8.1 斜度 / 036
2.8.2 錐度 / 036
2.9 填料的初步設計 / 037
2.9.1 填料的常規設計 / 038
2.9.2 LNG 蝶閥填料的選材 / 040
2.9.3 LNG 蝶閥填料的結構 / 040
2.9.4 填料強度校核設計條件 / 040
2.9.5 填料強度校核計算 / 041
2.10 傳熱計算 / 042
2.10.1 傳熱機理的設計計算 / 042
2.10.2 保冷層的設計計算 / 044
2.10.3 蝶閥最小泄放面積計算 / 045
2.10.4 爆破片的設計計算 / 046
2.10.5 測溫裝置的選型 / 047
2.10.6 液位測量裝置的選型 / 047
2.10.7 滴水盤的安裝位置 / 047
2.11 設計結果匯總 / 048
參考文獻 / 049
第3章 LNG 球閥設計計算
3.1 概述 / 050
3.1.1 國內外研究現狀 / 050
3.1.2 主要內容、方法 / 051
3.2 閥體設計與計算 / 051
3.2.1 閥體的功能 / 051
3.2.2 確定球閥結構 / 051
3.2.3 確定閥體設計材料 / 052
3.2.4 內徑的確定 / 052
3.2.5 最小壁厚的確定 / 053
3.2.6 球體的直徑確定 / 054
3.2.7 球體與閥座之間密封比壓的確定 / 054
3.2.8 彈簧設計計算 / 055
3.2.9 比壓的計算 / 056
3.3 球閥的設計計算 / 058
3.3.1 球閥密封力的計算 / 058
3.3.2 球閥的轉矩計算 / 059
3.4 閥體法蘭設計 / 060
3.4.1 法蘭螺栓設計 / 060
3.4.2 法蘭螺栓拉應力的計算 / 063
3.4.3 法蘭力矩計算 / 063
3.4.4 法蘭應力計算 / 064
3.4.5 法蘭的許用應力和強度校核 / 065
3.4.6 球體的設計和校核 / 065
3.5 閥桿材料選擇與力矩計算 / 065
3.5.1 閥桿材料選擇 / 065
3.5.2 閥桿填料的選擇、填料摩擦力及摩擦轉矩的計算 / 066
3.5.3 閥門填料函設計計算 / 067
3.5.4 閥桿強度計算 / 069
3.5.5 閥桿連線件的強度計算 / 071
3.5.6 閥座設計與計算 / 073
3.6 省力機構的設計和校核 / 074
3.6.1 蝸輪蝸桿的設計 / 074
3.6.2 蝸輪蝸桿的強度校核 / 074
3.6.3 閥蓋的設計計算 / 075
3.7 LNG 超低溫球閥長頸閥蓋傳熱過程 / 075
3.7.1 傳熱過程分析理論基礎 / 076
3.7.2 導熱微分方程 / 078
3.7.3 導熱問題條件的定解條件及邊界條件 / 080
3.7.4 LNG 超低溫球閥長頸閥蓋溫度場分布的數學描述 / 081
3.7.5 確定LNG 超低溫球閥長頸閥蓋上端對流換熱係數 / 084
3.8 滴水盤的設計計算和自泄壓結構 / 085
3.8.1 滴水盤過餘溫度場與散熱量的計算 / 085
3.8.2 自卸壓結構 / 086
3.8.3 保冷層設計計算 / 088
參考文獻 / 089
第4章 LNG 閘閥設計計算
4.1 概述 / 090
4.2 設計輸入 / 091
4.2.1 設計參數 / 091
4.2.2 選用材料 / 091
4.2.3 結構設計 / 091
4.3 確定閥體閥座處的流通通道尺寸 / 093
4.4 閘閥的設計與計算 / 093
4.4.1 壁厚計算 / 093
4.4.2 關於壁厚的計算公式 / 094
4.5 閥體和閥蓋連線螺栓、中法蘭計算 / 094
4.5.1 墊片材料、型式及尺寸的確定 / 094
4.5.2 螺栓材料、規格及數量的確定 / 095
4.5.3 法蘭材料、密封面型式及結構尺寸的確定 / 097
4.6 閥蓋的計算校核 / 098
4.6.1 Ⅰ—Ⅰ斷面的拉應力 / 098
4.6.2 Ⅱ—Ⅱ斷面剪應力 / 098
4.7 內壓自密封閥蓋的計算校核 / 099
4.7.1 載荷計算 / 099
4.7.2 支承環的設計計算 / 099
4.7.3 四合環的設計計算 / 100
4.7.4 預緊螺栓的設計計算 / 100
4.7.5 閥蓋的設計計算 / 101
4.7.6 閥體頂部的設計計算 / 102
4.7.7 低溫密封比壓計算 / 105
4.8 支架的計算校核 / 106
4.8.1 Ⅰ—Ⅰ截面的合成應力校核 / 106
4.8.2 Ⅱ—Ⅱ截面的合成應力校核 / 107
4.8.3 Ⅲ—Ⅲ截面的彎曲應力校核 / 107
4.9 閥桿的計算校核 / 108
4.9.1 閥桿總軸向力計算 / 108
4.9.2 閘閥閥桿的力矩計算 / 109
4.9.3 閘閥閥桿的強度計算 / 110
4.9.4 閥桿穩定性校核 / 112
4.10 閥座尺寸計算 / 112
4.10.1 出口端閥座的比壓計算式 / 112
4.10.2 單面強制密封楔式閘閥 / 112
4.11 閘板尺寸計算 / 113
4.11.1 閘板密封面尺寸 / 113
4.11.2 剛性閘板計算 / 113
4.11.3 雙閘板計算 / 113
4.12 螺桿螺母的計算 / 115
4.12.1 螺紋表面的擠壓應力/ 115
4.12.2 螺紋根部剪下力 / 115
4.12.3 螺紋根部彎曲應力 / 115
4.13 填料裝置的計算 / 115
4.13.1 填料壓蓋的主要尺寸參數 / 115
4.13.2 填料裝置主要零件的強度校驗 / 116
4.13.3 活節螺栓(或T 形槽型螺栓) / 118
4.13.4 銷軸 / 118
4.13.5 填料與閥桿的摩擦力計算 / 118
4.14 滾動軸承的選擇及手輪直徑的確定 / 118
4.14.1 滾動軸承的選擇 / 118
4.14.2 手輪直徑的確定 / 119
4.15 超低溫閥門滴水盤及閥蓋傳熱分析 / 119
4.15.1 滴水盤傳熱分析 / 120
4.15.2 長頸閥蓋傳熱分析 / 122
4.16 超低溫閥門滴水盤及閥蓋結構分析 / 123
4.16.1 長頸閥蓋長度分析計算 / 123
4.16.2 滴水盤安裝高度 / 124
4.16.3 無滴水盤時長頸閥蓋最小長度 / 125
4.17 絕熱材料的特性與絕熱計算 / 126
4.17.1 低溫絕熱的計算 / 126
4.17.2 低溫保冷的冷收縮 / 128
參考文獻 / 128
第5章 LNG 截止閥設計計算
5.1 閥體壁厚計算及校核 / 129
5.1.1 閥門的流量 / 129
5.1.2 鋼圓形閥體 / 130
5.1.3 鑄鐵圓形閥體 / 130
5.2 法蘭的設計計算 / 131
5.2.1 確定法蘭形式和密封面形式 / 131
5.2.2 墊片材料、形式及尺寸 / 131
5.2.3 螺栓材料、規格及數量的確定 / 132
5.2.4 法蘭頸部尺寸、法蘭寬度和厚度尺寸 / 133
5.3 低溫中壓截止閥中法蘭自緊密封計算 / 136
5.3.1 載荷計算 / 136
5.3.2 支承環的設計計算 / 136
5.3.3 四合環的設計計算 / 137
5.3.4 預緊螺栓的設計計算 / 138
5.3.5 閥蓋的設計計算 / 138
5.3.6 閥體頂部的設計計算 / 140
5.4 閥座密封面設計計算 / 143
5.4.1 密封面形式 / 143
5.4.2 閥座尺寸 / 143
5.4.3 截止閥密封面比壓 / 143
5.4.4 密封面材料許用比壓 / 144
5.4.5 密封面必須比壓 / 144
5.5 閥桿的設計計算 / 144
5.5.1 閥桿總軸向力 / 144
5.5.2 截止閥閥桿力矩 / 148
5.5.3 截止閥閥桿的強度計算 / 150
5.5.4 升降桿端部剪應力校核 / 151
5.5.5 閥桿材料的許用應力 / 151
5.6 閥瓣設計與計算 / 151
5.7 截止閥支架設計與計算 / 152
5.7.1 Ⅰ—Ⅰ截面的合成應力 / 152
5.7.2 Ⅱ—Ⅱ截面的合成應力 / 153
5.7.3 Ⅲ—Ⅲ截面的合成應力 / 154
5.7.4 Ⅳ—Ⅳ截面的合成應力 / 155
5.8 閥桿螺母的計算 / 156
5.8.1 螺紋表面的擠壓應力 / 156
5.8.2 螺紋根部剪應力 / 156
5.9 填料裝置的計算 / 157
5.9.1 填料壓蓋的主要尺寸參數 / 157
5.9.2 填料裝置主要零件的強度校驗 / 157
5.9.3 填料與閥桿摩擦力的計算 / 160
5.10 滾動軸承的選擇及手輪直徑的確定 / 161
5.10.1 滾動軸承的選擇 / 161
5.10.2 手輪直徑的確定 / 161
5.11 超低溫閥門傳熱計算 / 162
5.11.1 滴水盤的安裝位置 / 162
5.11.2 滴水盤及閥蓋計算 / 162
5.11.3 傳熱計算 / 164
5.11.4 漏率設定與漏率換算 / 166
5.11.5 閥門保冷層厚度計算方法 / 166
5.11.6 通過閥門殼體的漏熱 / 169
5.11.7 機械構件漏熱 / 169
5.11.8 閥門零部件的深冷處理 / 169
參考文獻 / 170
第6章 LNG 減壓閥設計計算
6.1 概述 / 172
6.1.1 背景 / 172
6.1.2 天然氣 / 172
6.1.3 液化天然氣 / 172
6.2 減壓閥 / 173
6.2.1 減壓閥工作原理 / 173
6.2.2 閥門設計的基本內容 / 173
6.2.3 減壓閥的性能要求 / 173
6.3 LNG 減壓閥的設計計算 / 174
6.3.1 LNG 減壓閥工作原理以及設計要求 / 174
6.3.2 閥門的公稱通徑 / 175
6.3.3 LNG 減壓閥結構長度的確定 / 175
6.3.4 主閥流通面積及主閥瓣開啟高度的計算 / 176
6.3.5 副閥流通面積及副閥瓣開啟高度的計算 / 177
6.3.6 彈簧的計算 / 179
6.4 減壓閥閥體的設計 / 185
6.4.1 閥體的功能 / 185
6.4.2 閥體的設計 / 186
6.5 閥蓋壁厚的設計和計算 / 187
6.5.1 閥蓋的設計和強度校核 / 187
6.5.2 閥蓋厚度的計算 / 187
6.5.3 閥蓋強度的驗算 / 188
6.6 閥座及密封面的設計 / 188
6.6.1 閥座的結構型式 / 188
6.6.2 閥座尺寸的確定 / 188
6.6.3 密封面計算比壓的驗算 / 189
6.7 閥桿的設計和強度校核 / 190
6.7.1 閥桿及緊固材料的選用和尺寸的確定 / 190
6.7.2 閥桿強度校核 / 190
6.7.3 閥桿頭部強度驗算 / 192
6.7.4 閥桿穩定性驗算 / 192
6.8 墊片材料以及尺寸的確定 / 193
6.9 中法蘭連線螺栓的設計和強度校核 / 193
6.9.1 中法蘭連線螺栓的設計 / 193
6.9.2 中法蘭連線螺栓強度的驗算 / 194
6.9.3 中法蘭設計和強度校核 / 195
6.10 填料函及填料的設計和強度校核 / 196
6.10.1 填料函與填料的材料 / 196
6.10.2 填料函的尺寸 / 196
6.10.3 填料函的校核計算 / 196
6.11 上密封座和閥座的結構形式和尺寸計算 / 198
6.11.1 上密封座的結構形式和尺寸計算 / 198
6.11.2 閥座的結構形式和尺寸 / 198
6.12 膜片的計算 / 199
6.13 低溫閥門的特殊結構 / 199
6.13.1 保冷 / 199
6.13.2 預防異常升壓的措施 / 199
6.14 減壓閥的性能指標及驗算 / 200
6.14.1 減壓閥的主要靜態性能指標 / 200
6.14.2 減壓閥的動態性能 / 201
6.14.3 減壓閥靜態特性偏差值的驗算 / 202
參考文獻 / 203
第7章 LNG 節流閥設計計算
7.1 概述 / 205
7.1.1 節流閥簡介 / 205
7.1.2 節流閥的設計要點 / 205
7.1.3 設計步驟 / 205
7.1.4 節流製冷理論 / 207
7.2 閥體的計算 / 209
7.3 主閥流通面積的計算 / 210
7.4 閥芯受力計算 / 211
7.4.1 閥芯簡介 / 211
7.4.2 軸向推力計算 / 211
7.4.3 閥芯尺寸計算 / 212
7.5 閥蓋的設計計算 / 213
7.6 閥桿的設計計算 / 216
7.6.1 閥桿的選擇 / 216
7.6.2 最大軸向力計算 / 216
7.6.3 閥桿設計計算 / 218
7.7 閥門的密封 / 218
7.7.1 密封材料 / 218
7.7.2 密封面 / 219
7.8 法蘭的設計與計算 / 219
7.8.1 法蘭形式 / 220
7.8.2 中法蘭的設計計算 / 220
7.8.3 螺栓材料、規格及數量的確定 / 221
7.8.4 確定法蘭頸部尺寸,法蘭寬度和厚度尺寸 / 222
7.9 卡簧的材料與選型 / 226
7.9.1 卡簧的材料 / 226
7.9.2 卡簧的選型 / 227
7.9.3 卡環外形尺寸 / 227
7.10 手輪調節力矩的計算 / 227
7.10.1 手輪直徑 / 227
7.10.2 手輪旋向 / 228
7.11 傳熱的計算 / 229
7.11.1 低溫閥門的絕熱性能 / 229
7.11.2 低溫閥門的冷卻性能 / 229
7.11.3 低溫閥門啟閉密封件的工作能力 / 229
7.11.4 低溫閥門外表面不結凍的條件 / 230
參考文獻 / 231
第8章 LNG 安全閥設計計算
8.1 基礎數據和資料 / 233
8.1.1 設計背景 / 233
8.1.2 設計規範及主要設計參數 / 234
8.2 閥門尺寸的確定 / 234
8.2.1 安全閥排量計算 / 234
8.2.2 安全閥流道尺寸及公稱尺寸的確定 / 236
8.3 彈簧的設計與計算 / 236
8.3.1 彈簧結構的確定 / 237
8.3.2 彈簧強度的校核 / 238
8.4 閥體壁厚計算及校核 / 239
8.4.1 閥體選擇原則 / 239
8.4.2 閥體結構 / 239
8.4.3 閥體計算 / 239
8.5 安全閥中法蘭自緊密封計算 / 240
8.5.1 載荷計算 / 241
8.5.2 支承環的設計計算 / 241
8.5.3 預緊螺栓的設計計算 / 242
8.5.4 閥蓋的設計計算 / 242
8.6 閥座密封面設計計算 / 244
8.6.1 閥座尺寸確定 / 244
8.6.2 閥座密封面設計計算 / 244
8.7 閥桿的設計與計算 / 245
8.7.1 閥桿總軸向力 / 245
8.7.2 安全閥閥桿力矩 / 247
8.7.3 安全閥閥桿的強度計算 / 248
8.8 安全閥閥瓣設計與計算 / 250
8.8.1 閥瓣結構及尺寸 / 250
8.8.2 閥瓣密封面上總作用力及計算比壓 / 250
8.8.3 閥瓣強度校核 / 251
8.9 閥桿螺母的計算 / 252
8.9.1 螺紋表面的擠壓應力計算 / 252
8.9.2 螺紋根部剪應力計算 / 253
8.10 填料裝置的計算 / 253
8.10.1 填料壓蓋的主要尺寸參數 / 253
8.10.2 填料裝置主要零件的強度校驗 / 253
8.10.3 填料與閥桿之間摩擦力的計算 / 256
8.11 安全閥泄漏率的設計計算 / 257
8.11.1 安全閥的泄漏率的計算 / 257
8.11.2 漏率設定與漏率換算 / 258
8.12 傳熱計算 / 259
8.12.1 傳熱機理的設計計算 / 259
8.12.2 保冷層的設計計算 / 260
8.13 介質的排放系統的確定 / 261
參考文獻 / 262
第9章 LNG 止回閥設計計算
9.1 概述 / 265
9.1.1 止回閥的工作原理 / 265
9.1.2 止回閥的分類 / 265
9.1.3 止回閥的適用場合 / 266
9.1.4 止回閥的選型標準 / 266
9.2 止回閥設計程式 / 267
9.2.1 止回閥設計的基本內容 / 267
9.2.2 止回閥設計程式 / 268
9.2.3 止回閥的零部件及材料 / 268
9.3 止回閥閥體的設計與計算 / 269
9.3.1 止回閥閥體設計的基本內容 / 269
9.3.2 閥體的結構設計 / 269
9.4 閥門尺寸計算 / 270
9.4.1 殼體最小壁厚驗算 / 270
9.4.2 墊片計算 / 270
9.4.3 中法蘭螺栓強度校核 / 271
9.4.4 中法蘭強度校核 / 273
9.4.5 自緊密封設計與計算 / 275
9.4.6 閥蓋厚度計算 / 277
9.4.7 閥蓋強度校核 / 278
9.4.8 密封副的設計 / 278
9.4.9 閥瓣厚度驗算 / 281
9.4.10 旋啟式止回閥閥瓣密封圈 / 281
9.4.11 旋啟式止回閥閥瓣密封圈壓板 / 281
9.5 傳熱過程基本原理分析 / 281
9.5.1 傳熱過程的基本變數及方程 / 281
9.5.2 穩態傳熱過程的有限元分析 / 282
9.5.3 閥門保冷層厚度計算 / 282
參考文獻 / 285
第10章 LNG 針閥設計計算
10.1 概述 / 287
10.1.1 背景 / 287
10.1.2 天然氣 / 288
10.1.3 液化天然氣 / 288
10.2 設計依據的標準及主要設計參數 / 289
10.2.1 設計依據的標準 / 289
10.2.2 主要設計參數 / 289
10.3 針閥結構設計 / 289
10.3.1 閥體最小壁厚驗算 / 289
10.3.2 密封面上總作用壓力及比壓計算 / 290
10.4 強度計算 / 291
10.4.1 閥桿強度計算 / 291
10.4.2 閥芯強度計算 / 293
10.4.3 填料箱部位強度計算 / 294
10.4.4 填料壓蓋強度計算 / 296
10.4.5 閥蓋強度計算 / 298
10.5 流量控制系統設計 / 303
10.5.1 流量控制機理 / 303
10.5.2 數據計算說明 / 304
10.5.3 螺旋控制器 / 304
10.6 強度校核 / 305
10.6.1 旋鈕剪下強度校核 / 305
10.6.2 旋鈕操作扭矩計算 / 305
10.6.3 本體壓力實驗變形校核 / 306
參考文獻 / 307
第11章 LNG 呼吸閥設計計算
11.1 設計背景 / 308
11.1.1 閥門的介紹 / 308
11.1.2 液化天然氣介紹 / 309
11.1.3 低溫閥門 / 310
11.1.4 LNG 呼吸閥發展 / 310
11.1.5 設計依據的標準及主要設計參數 / 310
11.2 LNG 呼吸閥結構的初步設計 / 311
11.2.1 閥內壓力計算 / 311
11.2.2 閥體壁厚設計 / 311
11.2.3 閥體的選材 / 312
11.3 閥蓋的設計 / 312
11.3.1 閥蓋厚度設計 / 312
11.3.2 閥蓋強度校核 / 313
11.3.3 閥體與閥蓋的連線設計 / 313
11.3.4 法蘭強度校核 / 315
11.4 閥座的設計 / 318
11.4.1 閥座設計條件 / 318
11.4.2 密封閥座設計計算 / 318
11.5 閥瓣的設計 / 319
11.5.1 閥瓣厚度驗算 / 319
11.5.2 閥瓣的選材 / 319
11.5.3 閥瓣強度校核設計條件 / 320
11.5.4 閥瓣強度校核計算 / 320
11.6 閥桿的初步設計 / 320
11.6.1 閥桿的常規設計 / 320
11.6.2 閥桿的選材 / 324
11.7 呼吸閥的泄漏率的設計計算 / 324
11.7.1 呼吸閥的泄漏率的計算 / 324
11.7.2 漏孔直徑與流率計算 / 325
11.7.3 漏率設定與漏率換算 / 325
11.8 彈簧設計計算 / 326
11.8.1 最大壓力和最小壓力的確定 / 326
11.8.2 呼吸閥彈簧設計 / 326
11.9 保冷層的設計計算 / 330
11.9.1 按最大允許冷損失量進行計算 / 330
11.9.2 按防止外表面結露進行計算 / 331
11.10 呼吸閥阻火器計算 / 331
11.10.1 阻火器的計算方法 / 331
11.10.2 阻火器的工作原理 / 332
11.10.3 阻火器的選用 / 332
參考文獻 / 333
第12章 LNG 溫控閥結構設計計算
12.1 溫控閥結構設計計算 / 334
12.1.1 原始數據 / 334
12.1.2 閥門壁厚的計算 / 335
12.1.3 密封面、環上總作用力及計算比壓計算式 / 336
12.1.4 閥桿軸向力計算 / 336
12.1.5 LNG 溫控閥閥桿應力校核 / 337
12.1.6 閥桿穩定性驗算 / 338
12.1.7 閥桿頭部強度驗算 / 338
12.1.8 閥瓣設計與計算 / 338
12.1.9 LNG 溫控閥中法蘭連線螺栓 / 339
12.1.10 LNG 溫控閥中法蘭強度驗算 / 340
12.1.11 LNG 溫控閥閥蓋強度驗算 / 341
12.1.12 支架強度的計算式 / 341
12.1.13 填料箱部位計算 / 344
12.2 溫控閥感溫元件 / 345
12.2.1 感溫包意義 / 345
12.2.2 國內外研究現狀及套用 / 345
12.2.3 溫控閥感溫元件的原理與結構 / 346
12.2.4 溫控閥氣體式溫包的工作原理 / 347
12.2.5 感溫元件的傳熱學分析 / 348
12.2.6 感溫元件的基本計算 / 351
12.3 溫控閥調節彈簧的分析設計 / 352
12.3.1 溫控閥中的組合彈簧 / 353
12.3.2 控制原理 / 353
12.3.3 設計思路 / 354
12.3.4 彈簧元件設計 / 355
12.3.5 滯後性的理論分析 / 356
參考文獻 / 357
第13章 LNG 疏氣閥設計計算
13.1 概述 / 358
13.2 設計條件及要求 / 359
13.2.1 技術要求及參考標準 / 359
13.2.2 閥體 / 359
13.2.3 閥蓋 / 359
13.2.4 閥瓣和閥座 / 359
13.2.5 填料函 / 360
13.3 功能和材料選擇 / 360
13.3.1 LNG 疏氣閥的功能 / 360
13.3.2 LNG 疏氣閥的材料選擇 / 360
13.4 槓桿浮球式疏氣閥的設計 / 361
13.4.1 槓桿浮球式疏氣閥的工作原理 / 361
13.4.2 基本參數的確定 / 361
13.5 密封比壓 / 365
13.5.1 泄漏標準 / 365
13.5.2 疏氣閥的密封面 / 367
13.5.3 墊片 / 368
13.6 螺栓與法蘭的強度計算 / 369
13.6.1 閥體與閥蓋的連線計算 / 369
13.6.2 螺栓數量 / 370
13.6.3 最小弦距pm 的確定 / 371
13.6.4 法蘭厚度 / 371
13.6.5 鋼製中法蘭的強度計算 / 371
13.6.6 法蘭環的徑向應力 / 373
13.6.7 法蘭環的環向應力 / 375
13.7 浮球的設計與應力驗算 / 376
13.7.1 浮球的初算質量 / 376
13.7.2 浮球的質量 / 377
13.7.3 閥座排水口直徑浮球處於平衡狀態 / 377
13.7.4 浮球部件受力分析及計算 / 378
13.8 臨界開啟時的力平衡方程 / 378
13.9 液化天然氣管道疏氣量的計算 / 380
13.9.1 啟動時液化天然氣管道疏氣量的計算 / 380
13.9.2 液化天然氣管道運行時的疏氣量計算 / 380
13.9.3 疏氣閥疏氣量的確定 / 381
13.10 動作原理 / 381
13.10.1 動作過程 / 381
13.10.2 結構設計 / 382
13.11 閥蓋的計算校核 / 382
13.11.1 Ⅰ—Ⅰ斷面拉應力驗算 / 382
13.11.2 Ⅱ—Ⅱ斷面剪應力驗算 / 382
13.11.3 閥蓋的設計計算 / 383
13.11.4 閥體頂部的設計計算 / 384
13.12 閥桿計算 / 385
13.12.1 閥桿總軸向力計算 / 385
13.12.2 材料選擇 / 386
13.12.3 壓縮填料的結構 / 386
13.12.4 填料對不鏽鋼閥桿的腐蝕 / 387
13.12.5 閥桿密封填料的形式 / 387
13.12.6 傳統閥桿加工工藝的特點 / 387
13.12.7 新型閥桿製造工藝的特點 / 388
13.12.8 閥桿主要性能 / 388
13.13 介質排放 / 388
13.13.1 利用混合動力循環回收的液化天然氣冷能 / 389
13.13.2 溫度差發電和動力裝置聯合的液化天然氣回收冷能 / 389
參考文獻 / 389
致謝