液化天然氣裝備設(shè)計(jì)技術(shù)：動力儲運(yùn)卷

第1章混合制冷劑離心壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算
1．1設(shè)計(jì)中所涉知識點(diǎn)介紹/002
1．1．1連續(xù)方程/002
1．1．2歐拉方程/002
1．1．3能量方程/003
1．1．4速度三角形/004
1．1．5伯努利方程/004
1．2壓縮過程和壓縮功的說明/005
1．2．1等熵壓縮/005
1．2．2多變壓縮/006
1．2．3壓縮功與葉輪中的氣體變化過程關(guān)系/006
1．2．4壓縮過程在T-S圖上的表示/007
1．2．5總耗功和功率/009
1．2．6滯止參數(shù)的表示/009
1．3壓縮機(jī)效率的表達(dá)式/010
1．3．1多變效率/010
1．3．2絕熱效率/011
1．3．3等溫效率ηis和流動效率ηhyd/012
1．4壓縮機(jī)各部的壓縮過程/012
1．4．1工作級間的等熵壓縮過程/012
1．4．2級中實(shí)際壓縮過程/013
1．5混合制冷劑壓縮機(jī)設(shè)計(jì)/013
1．5．1混合制冷劑壓縮機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)/013
1．5．2壓縮機(jī)第一段設(shè)計(jì)計(jì)算/014
1．5．3壓縮機(jī)第二段設(shè)計(jì)計(jì)算/035
1．5．4主軸的計(jì)算/056
1．6離心式壓縮機(jī)強(qiáng)度設(shè)計(jì)及軸向推力計(jì)算/056
1．6．1轉(zhuǎn)子強(qiáng)度設(shè)計(jì)/056
1．6．2定子強(qiáng)度設(shè)計(jì)/057
1．6．3機(jī)殼部分計(jì)算/058
1．6．4軸向推力計(jì)算/059
1．7離心式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)/060
1．7．1轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)/060
1．7．2定子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)/061
參考文獻(xiàn)/063
第2章天然氣往復(fù)式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算
2．1總體設(shè)計(jì)/064
2．1．1設(shè)計(jì)原始資料/064
2．1．2天然氣的物性參數(shù)/065
2．1．3熱力計(jì)算/068
2．2動力計(jì)算/076
2．2．1曲柄連桿機(jī)構(gòu)及運(yùn)動關(guān)系/076
2．2．2作用力計(jì)算/076
2．3氣缸部分主要零件設(shè)計(jì)/080
2．3．1氣缸/080
2．3．2氣閥/083
2．3．3活塞/086
2．3．4填料和刮油器/088
2．4基本部件的設(shè)計(jì)/089
2．4．1曲軸/089
2．4．2連桿/090
2．4．3十字頭/096
2．4．4軸承/097
2．5其他部件的設(shè)計(jì)/097
2．5．1盤車裝置/097
2．5．2皮帶輪和飛輪/097
2．6氣路系統(tǒng)/098
2．6．1空氣濾清器/098
2．6．2液氣分離器、緩沖器和儲氣罐/098
2．7冷卻系統(tǒng)/098
2．7．1冷卻系統(tǒng)及其對水質(zhì)的要求/098
2．7．2冷卻器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)/098
參考文獻(xiàn)/098
第3章BOG壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算
3．1壓縮機(jī)的作用及分類/100
3．1．1BOG壓縮機(jī)的用途/100
3．1．2BOG壓縮機(jī)的種類/100
3．2壓縮機(jī)機(jī)組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)/101
3．2．1主機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)/101
3．2．2輔助設(shè)備設(shè)計(jì)/102
3．3熱力計(jì)算/103
3．3．1初始條件/103
3．3．2計(jì)算初始條件/103
3．3．3確定壓縮級數(shù)/104
3．3．4計(jì)算各級名義壓力/104
3．3．5計(jì)算各級排氣溫度/104
3．3．6計(jì)算各級排氣系數(shù)/105
3．3．7計(jì)算干氣系數(shù)和抽氣系數(shù)/107
3．3．8壓縮機(jī)的行程容積/107
3．3．9確定活塞桿直徑/108
3．3．10確定氣缸直徑/108
3．3．11修正各級公稱壓力和溫度/109
3．3．12計(jì)算活塞力/110
3．3．13計(jì)算指示軸功率/111
3．3．14計(jì)算實(shí)際軸功率/112
3．3．15計(jì)算等溫指示效率和等溫效率/112
3．3．16選用電動機(jī)/112
3．4動力計(jì)算/113
3．4．1繪制氣體指示圖/113
3．4．2列的慣性力/113
3．4．3計(jì)算飛輪矩/116
3．5主要部件及零部件設(shè)計(jì)/117
3．5．1活塞組件設(shè)計(jì)/117
3．5．2氣缸的設(shè)計(jì)/124
3．5．3連桿的設(shè)計(jì)/124
3．5．4曲軸設(shè)計(jì)/131
3．5．5氣閥/132
3．5．6十字頭/136
3．5．7填料及密封材料/136
參考文獻(xiàn)/136
第4章混合制冷劑膨脹機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算
4．1透平膨脹機(jī)的應(yīng)用/137
4．1．1透平膨脹機(jī)的分類/137
4．1．2國內(nèi)外透平膨脹機(jī)的發(fā)展概況/139
4．2制冷劑/139
4．2．1制冷劑的選用原則/139
4．2．2混合制冷劑及其性質(zhì)/140
4．2．3混合制冷劑的選定/140
4．3透平膨脹機(jī)的工藝計(jì)算/141
4．3．1膨脹過程/141
4．3．2多變過程分析/142
4．3．3等熵過程分析/143
4．3．4膨脹混合氣體進(jìn)入氣相區(qū)的計(jì)算/145
4．4混合制冷劑透平膨脹機(jī)的設(shè)計(jì)與計(jì)算/147
4．4．1設(shè)計(jì)資料/147
4．4．2混合制冷劑透平膨脹機(jī)的熱力計(jì)算/148
4．5透平膨脹機(jī)的損失和效率/158
4．5．1工作輪輪背摩擦損失/159
4．5．2工作輪輪背摩擦損失計(jì)算/159
4．5．3工作輪內(nèi)泄漏損失/160
4．6透平膨脹機(jī)的運(yùn)行、維護(hù)和故障處理/160
4．6．1透平膨脹機(jī)的運(yùn)行/160
4．6．2透平膨脹機(jī)的維護(hù)和檢修/161
參考文獻(xiàn)/163
第5章螺旋壓縮膨脹制冷機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算
5．1螺旋壓縮膨脹制冷機(jī)/164
5．1．1制冷壓縮機(jī)的發(fā)展/164
5．1．2螺旋壓縮膨脹制冷機(jī)工作原理/165
5．1．3螺旋壓縮膨脹制冷機(jī)技術(shù)特點(diǎn)/166
5．1．4螺旋壓縮膨脹制冷機(jī)設(shè)計(jì)步驟/167
5．1．5螺旋壓縮膨脹制冷機(jī)設(shè)計(jì)方法/167
5．2離心葉輪的設(shè)計(jì)計(jì)算/168
5．2．1離心葉輪主要結(jié)構(gòu)參數(shù)/168
5．2．2后彎形葉輪參數(shù)的計(jì)算/168
5．2．3壓縮段級的總耗功/171
5．2．4葉輪葉片強(qiáng)度計(jì)算/172
5．2．5密封原理及結(jié)構(gòu)形式/175
5．2．6葉片擴(kuò)壓器設(shè)計(jì)計(jì)算/178
5．3螺旋葉片的設(shè)計(jì)計(jì)算/183
5．3．1壓縮段膨脹段螺線方程/183
5．3．2螺旋葉片設(shè)計(jì)參數(shù)/185
5．3．3壓縮過程計(jì)算/186
5．4空氣冷卻器傳熱計(jì)算/188
5．4．1傳熱系數(shù)和傳熱熱阻/188
5．4．2翅片效率和翅片熱阻/191
5．4．3空冷器管外傳熱及阻力計(jì)算/195
5．5制冷過程設(shè)計(jì)計(jì)算/198
5．5．1布雷頓制冷循環(huán)/198
5．5．2膨脹過程計(jì)算/203
5．6制冷劑的選擇與應(yīng)用/204
5．6．1制冷系統(tǒng)常用制冷劑/204
5．6．2對制冷劑要求/205
5．6．3載冷劑/205
5．6．4冷凍油/206
5．7制冷機(jī)熱工性能計(jì)算/207
5．8空心軸殼體強(qiáng)度計(jì)算/207
5．8．1空心軸圓筒強(qiáng)度/207
5．8．2彈性分析/208
5．8．3彈塑性分析/209
5．8．4加肋圓柱形殼體強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算/211
5．8．5相關(guān)案例/212
參考文獻(xiàn)/213
第6章LNG潛液泵設(shè)計(jì)計(jì)算
6．1泵的主要零部件/216
6．2泵的水力設(shè)計(jì)方法/216
6．2．1模擬設(shè)計(jì)法/216
6．2．2變型設(shè)計(jì)法/217
6．2．3速度系數(shù)設(shè)計(jì)法/217
6．2．4設(shè)計(jì)中關(guān)鍵問題的解決/217
6．3LNG潛液泵的設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)計(jì)算/218
6．3．1泵的基本參數(shù)的確定/218
6．3．2泵轉(zhuǎn)速的確定/219
6．3．3泵比轉(zhuǎn)速的計(jì)算/219
6．3．4計(jì)算泵的效率/220
6．3．5葉輪主要參數(shù)的選擇和計(jì)算/221
6．4壓水室、吸水室的水力設(shè)計(jì)/225
6．4．1壓水室/225
6．4．2壓水室的設(shè)計(jì)/226
6．4．3吸水室/227
6．4．4吸水室的設(shè)計(jì)/228
6．5泵的軸向力、徑向力計(jì)算及平衡/228
6．5．1軸向力的平衡/228
6．5．2軸向力的計(jì)算/228
6．5．3徑向力的計(jì)算及平衡/230
6．6低溫潛液泵電機(jī)的選擇/231
6．6．1低溫潛液泵電機(jī)的相關(guān)問題解決/231
6．6．2電機(jī)的選擇/232
6．6．3電纜的選擇/232
6．6．4電氣連接處的密封/233
6．7泵主要零部件的強(qiáng)度計(jì)算/233
6．7．1葉輪強(qiáng)度計(jì)算/233
6．7．2軸承的選擇/234
6．8泵的各零部件材料的設(shè)計(jì)/234
6．8．1奧氏體不銹鋼/234
6．8．2鎳基硬質(zhì)合金/235
6．8．3等離子堆焊技術(shù)/235
6．8．4深冷處理/235
6．8．5沖擊試驗(yàn)/236
6．8．6拉伸試驗(yàn)/236
參考文獻(xiàn)/236
第7章LNG溫控閥及其附件設(shè)計(jì)計(jì)算
7．1LNG溫控閥設(shè)計(jì)計(jì)算/237
7．1．1LNG溫控閥密封比壓計(jì)算/238
7．1．2LNG溫控閥閥體壁厚計(jì)算/239
7．1．3閥桿軸向力計(jì)算/239
7．1．4閥桿總轉(zhuǎn)矩計(jì)算/239
7．1．5LNG溫控閥閥桿應(yīng)力校核/240
7．1．6LNG溫控閥閥桿穩(wěn)定性分析/241
7．1．7閥桿頭部強(qiáng)度驗(yàn)算/241
7．1．8LNG溫控閥閥瓣應(yīng)力校核/242
7．1．9LNG溫控閥中法蘭連接螺栓/242
7．1．10LNG溫控閥中法蘭強(qiáng)度驗(yàn)算/243
7．1．11LNG溫控閥閥蓋強(qiáng)度驗(yàn)算/244
7．1．12閥蓋支架（T形加強(qiáng)筋）/244
7．1．13中法蘭螺栓扭緊力矩/245
7．1．14密封結(jié)構(gòu)計(jì)算/246
7．2毛細(xì)管的設(shè)計(jì)計(jì)算與分析/251
7．2．1毛細(xì)管的節(jié)流特性/251
7．2．2毛細(xì)管長度對系統(tǒng)的影響/252
7．2．3影響毛細(xì)管設(shè)計(jì)的幾個(gè)參數(shù)/252
7．2．4毛細(xì)管的計(jì)算方法/254
7．3溫控閥執(zhí)行器/256
7．3．1GMA熱變形機(jī)理分析/256
7．3．2感溫包/257
7．3．3感溫介質(zhì)/257
7．3．4隔膜/257
7．4溫控閥截面彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算/258
7．4．1異形鋼絲彈簧特性及基本設(shè)計(jì)公式/258
7．4．2異型鋼絲彈簧設(shè)計(jì)變形公式的推導(dǎo)/259
參考文獻(xiàn)/260
第8章LNG汽車加氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算
8．1液化天然氣（LNG）汽車綜述/261
8．1．1LNG汽車的燃料系統(tǒng)/261
8．1．2LNG汽車的充裝/262
8．1．3LNG汽車的運(yùn)行及維護(hù)注意事項(xiàng)/263
8．2LNG車載氣瓶/264
8．2．1LNG車載氣瓶發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用/264
8．2．2LNG車載氣瓶的特點(diǎn)/267
8．2．3LNG車載氣瓶結(jié)構(gòu)及操作原理/268
8．3LNG汽車加氣/269
8．3．1穩(wěn)定供氣條件/269
8．3．2氣化量與供氣量關(guān)系/270
8．3．3LNG車載氣瓶的計(jì)算/273
8．3．4換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算/290
8．4加氣機(jī)/291
8．4．1加氣機(jī)管路/291
8．4．2加氣機(jī)結(jié)構(gòu)/291
參考文獻(xiàn)/292
第9章LNG大型儲罐設(shè)計(jì)計(jì)算
9．1LNG大型儲罐/293
9．1．1LNG的低溫儲罐運(yùn)輸/293
9．1．2LNG低溫儲罐的特殊要求/293
9．2LNG儲罐內(nèi)罐總體結(jié)構(gòu)尺寸確定/294
9．2．1儲罐設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)/294
9．2．2LNG儲罐幾何尺寸/294
9．2．3主要構(gòu)件結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算/296
9．2．4加強(qiáng)圈/297
9．2．5罐底板尺寸/300
9．2．6內(nèi)罐罐底邊緣板厚度與寬度確定/300
9．3大型LNG儲罐絕熱計(jì)算/302
9．3．1傳熱機(jī)理/302
9．3．2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)/302
9．3．3絕熱計(jì)算/303
9．4內(nèi)罐罐體強(qiáng)度計(jì)算/307
9．4．1水壓試驗(yàn)/307
9．4．2水壓試驗(yàn)校核/308
9．4．3氣壓試驗(yàn)/309
9．4．4負(fù)壓試驗(yàn)/309
9．5LNG儲罐抗震計(jì)算/309
9．5．1自震周期的計(jì)算/309
9．5．2儲罐水平地震作用/310
9．5．3罐壁抗震驗(yàn)算/311
9．5．4罐內(nèi)液面晃動波高/312
9．5．5錨固罐的罐壁抗震驗(yàn)算/312
9．5．6地腳螺栓個(gè)數(shù)確定/313
9．6氣升頂方案設(shè)計(jì)/313
9．6．1平衡導(dǎo)向系統(tǒng)/313
9．6．2密封裝置系統(tǒng)/314
9．6．3供氣系統(tǒng)/315
參考文獻(xiàn)/317
第10章10000m3液化天然氣球罐設(shè)計(jì)計(jì)算
10．1球罐用鋼/318
10．1．1國內(nèi)外球罐的常用鋼種/318
10．1．2幾種典型球罐用鋼/318
10．2球罐設(shè)計(jì)/320
10．2．1球殼結(jié)構(gòu)/320
10．2．2支座結(jié)構(gòu)/320
10．2．3拉桿結(jié)構(gòu)/320
10．2．4支柱與球殼連接下部結(jié)構(gòu)/321
10．2．5接管補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)/321
10．2．6球罐的設(shè)計(jì)方法/321
10．3球罐設(shè)計(jì)/322
10．3．1基本參數(shù)/322
10．3．2基礎(chǔ)資料/322
10．4設(shè)計(jì)原則/323
10．4．1設(shè)計(jì)規(guī)范的確定/323
10．4．2壓力試驗(yàn)方法/323
10．5球殼設(shè)計(jì)/324
10．5．1材料選用/324
10．5．2內(nèi)壓球殼的計(jì)算/325
10．5．3外壓球殼的計(jì)算/325
10．5．4球殼薄膜應(yīng)力校核/327
10．6球罐質(zhì)量計(jì)算/328
10．7載荷計(jì)算/329
10．7．1自振周期/329
10．7．2地震力/330
10．7．3風(fēng)載荷計(jì)算/330
10．7．4彎矩計(jì)算/330
10．7．5支柱計(jì)算/330
10．7．6單個(gè)支柱彎矩/331
10．7．7支柱穩(wěn)定性校核/332
10．7．8地腳螺栓計(jì)算/333
10．7．9支柱底板計(jì)算/334
10．7．10拉桿計(jì)算/335
10．7．11支柱與球殼連接最低點(diǎn)a的應(yīng)力校核/336
10．7．12支柱與球殼連接焊縫的強(qiáng)度校核/337
10．8安全泄放計(jì)算/338
10．8．1安全閥排泄量/338
10．8．2安全閥排放面積的計(jì)算/338
參考文獻(xiàn)/339
第11章LNG立式儲罐設(shè)計(jì)計(jì)算
11．1LNG立式儲罐的特點(diǎn)/340
11．2LNG立式儲罐的設(shè)計(jì)/341
11．2．1設(shè)計(jì)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)及主要設(shè)計(jì)參數(shù)/341
11．2．2LNG儲罐結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)/342
11．2．3LNG立式儲罐強(qiáng)度校核/348
11．3外罐的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算/356
11．3．1強(qiáng)度削弱系數(shù)計(jì)算/356
11．3．2有效補(bǔ)強(qiáng)范圍計(jì)算/356
11．3．3有效補(bǔ)強(qiáng)面積Ae的計(jì)算/357
11．4LNG立式儲罐安全附件/357
11．4．1安全閥的設(shè)計(jì)計(jì)算/357
11．4．2爆破片的設(shè)計(jì)計(jì)算/358
11．5LNG立式儲罐及相關(guān)設(shè)備的選型/359
11．5．1測溫裝置的選型/359
11．5．2液位測量裝置的選型/359
11．5．3真空測量裝置的選型/360
11．5．4真空夾層安全泄放裝置的選型/360
11．6LNG立式儲罐管路的設(shè)計(jì)/360
11．7LNG儲罐的漏熱校核/360
11．7．1夾層允許漏熱/360
11．7．2真空粉末絕熱層綜合漏熱/361
11．7．3內(nèi)外罐下支撐漏熱/361
11．7．4內(nèi)外罐定位支撐漏熱/361
11．7．5管道漏熱近似計(jì)算/362
參考文獻(xiàn)/363
第12章LNG槽車設(shè)計(jì)計(jì)算
12．1概述/364
12．1．1背景/364
12．1．2低溫容器/365
12．1．3LNG運(yùn)輸工具發(fā)展趨勢/366
12．2設(shè)計(jì)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)及主要設(shè)計(jì)參數(shù)/367
12．2．1設(shè)計(jì)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)/367
12．2．2主要設(shè)計(jì)參數(shù)/367
12．3LNG槽車結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)/367
12．3．1內(nèi)膽的應(yīng)變強(qiáng)化設(shè)計(jì)/367
12．3．2內(nèi)膽的常規(guī)設(shè)計(jì)/369
12．3．3保冷層的設(shè)計(jì)計(jì)算/369
12．3．4外膽的設(shè)計(jì)計(jì)算/371
12．3．5內(nèi)膽加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)/372
12．3．6內(nèi)壓容器下支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)/372
12．4LNG槽車強(qiáng)度校核/373
12．4．1設(shè)計(jì)條件/373
12．4．2槽車質(zhì)量載荷計(jì)算/374
12．4．3內(nèi)膽的軸向定位支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算/375
12．4．4開孔及補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算/375
12．5LNG槽車安全附件和管路的設(shè)計(jì)/379
12．5．1安全閥的設(shè)計(jì)計(jì)算/379
12．5．2爆破片的設(shè)計(jì)計(jì)算/381
12．5．3測溫裝置的選型/381
12．5．4液位測量裝置的選型/382
12．5．5真空測量裝置的選型/382
12．5．6真空夾層安全泄放裝置的選型/382
12．5．7管路的設(shè)計(jì)/383
12．6LNG槽車的漏熱校核/383
12．6．1夾層允許漏熱/383
12．6．2高真空絕熱層綜合漏熱/383
12．6．3內(nèi)外膽下支撐漏熱/384
12．6．4內(nèi)外膽定位支撐漏熱/384
12．6．5管道漏熱近似計(jì)算/385
12．7校核表/385
12．7．1內(nèi)壓圓筒校核/385
12．7．2內(nèi)壓橢圓左封頭校核/386
12．7．3內(nèi)膽橢圓右封頭校核/387
12．7．4外壓圓筒校核/388
12．7．5外壓碟形左封頭校核/389
12．7．6外膽碟形右封頭校核/391
12．7．7臥式容器（三鞍座）校核/392
12．8設(shè)計(jì)結(jié)果匯總/395
參考文獻(xiàn)/396
致謝
附錄