lng管线法兰热—结构耦合分析

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1、天津大学硕士学位论文LNG管线法兰热-结构耦合分析Thermal-structuralCouplingAnalysisofLNGPipelinewithBoltedFlangeJoints学科专业：机械工程研究生：柳海章指导教师：张连洪教授天津大学机械工程学院2016年12月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学

2、位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要LNG(LiquefiedNaturalGas，液化天然气)管线是LNG储存、运输及利用的重要媒介，其在常温下安装，长期工作于低温、压力状态，面临的工况较为恶劣。由于LNG具备的易燃易爆

3、及低温特性，一旦发生泄漏会带来一系列严重危害，因此LNG管线的安全运行是LNG高效利用的重要保证。本文以LNG加气站内管线为研究对象，围绕管线结构强度及密封性能分析进行了以下工作：首先介绍了LNG加气站及加气站基本工艺流程，总结了国内外LNG低温设备及螺栓法兰连接研究现状。其次利用管壁温度测量实验数据对LNG管线工况进行了分析，结合实验及文献资料对管线材料及垫片材料的属性进行研究。根据传热学基本理论，考虑垫片材料的非线性特征，建立管线热-结构耦合有限分析模型，并提出了管线系统强度及密封性能评价指标；根据有限元分析结果，对垫片接触应力分布规律进行了研究，评价了管线结构完整性及密封性

4、能。最后对LNG管线中螺栓法兰连接密封性能的影响因素进行了分析，以强度和密封性能为指标优化了管线设计参数，并确定管线安装参数取值范围，评价了LNG管线工况对LNG管线中螺栓法兰连接密封性能的影响。本论文研究为LNG加气站管线设计与安装提供了参考依据，具有一定的理论价值与工程实际意义。关键词：LNG管线，螺栓法兰连接，非线性特征，热-结构耦合，密封性能IABSTRACTLNG(LiquefiedNaturalGas)pipelineisimportantmediumbetweentheprocessesofstoring,transportingandusingofLNG.Itwo

5、rksinthesevereenvironmentoflowtemperatureandpressureforalongtime.SinceLNGhasthecharacterofflammability,explosionandlowtemperature,theleakageofLNGwouldresultinseriesofserioushazard.Hence,thesafelyrunningofLNGpipelineistheimportantassurancesofLNGefficientusage.ThisthesissetthepipelineofLNGfueli

6、ngstationastheresearchtarget,andfocusedonthestructuralintegrityandtightnessofthepipelinespreadfollowingresearch:Firstly,thethesisbrieflyintroducedtheLNGfuelingstationanditsprimarytechnologyprocesses,subsequentlysummarizedthecurrentresearchsituationofLNGdevicesandthegasketedboltedflangeconnect

7、ionindomesticandabroad.Secondly,figuredouttheactualworkingconditionofpipelinewithtemperaturemeasurementofpipewall,studiedthematerialpropertiesofpipeandgasketwithexperimentresultsandreporteddata.Then,basedonthebasictheoryofthethermalconduction