蒸汽动力系统在不同工况下的凝水分配协调性分析

[目的]为满足蒸汽动力系统在不同工况下的使用要求,需开展凝水分配协调性分析和管路优化设计。[方法]基于Flowmaster仿真计算软件,建立凝水系统的管网仿真模型,分析低工况和高工况下的凝水系统压力和流量分配情况,并相应提出降低水柜安装高度和调整系统管路连接方式这2种优化设计方案。[结果]计算结果表明:在低工况下,当凝水系统中节流阀开度30%、循环阀开度45%时,储水量最大为0.128(归一化处理结果),当节流阀开度小于13%时,凝水系统将无法实现储水功能;在高工况下,当凝水系统中节流阀开度90%、循环阀开度18%时,储水量最大为0.404,且凝水系统的分配协调性更好;2种优化设计方案均可有效改善低工况下凝水系统的分配协调性。[结论]研究成果可为实船凝水系统的管路优化设计提供参考。     

基于图论的船舶海水冷却管网水力特性

船舶海水冷却管网系统内流体具有复杂的流动状态,随着雷诺数及相对粗糙度的变化,不同工况下层流、紊流和过渡流等流动状态都可能存在。为了精确描述管网内流体流动状态,提高海水冷却管网计算精度,本文提出采用"变流阻系数"迭代法,在计算过程中动态更新系统网络各分支管路的阻力系数。本文的理论计算基于图论理论,在Matlab软件中编程实现。理论计算与试验结果对比表明,二者具有较好的一致性。研究发现利用"变流阻系数"网络解算算法对船舶海水冷却管网进行水力分析,可以大大减小解算误差,提高解算精度。     

鱼雷海水管路的流体力学分析

管路系统的辐射噪声在军事上已成为衡量现代鱼雷总体先进程度的重要标志之一。针对鱼雷海水管路脉动压力大、引发辐射噪声显著的特点,本文利用流体力学(CFD)软件进行分析,得出流体速度与管壁压力随入口流量的变化规律,总结了引起脉动压力变化的原因。理论分析和仿真实验结果表明:管路设计中应避免使用弯管,减小压力脉动。     

运用PIPENET软件优化复杂中央淡水冷却系统

针对大连中远船务工程有限公司承建MC-CLASS极地模块运输船的复杂冷却水系统运行需求,运用PIPENET软件,分析管路布置合理性,优化分配各管路流量,设定合适的阀门开度,通过实际测量部分管路流量,检验模拟效果与实际测量结果基本一致。通过PIPENET软件的应用可以较好地指导系统及设备的运行调试,节省船舶生产调试周期。     

基于AFT-Impulse的FPSO生活水系统水锤防护设计

针对FPSO生活水管网系统输水距离长、管路弯曲多,以及阀门启闭频繁,极易引起管路水锤现象,致使管网系统安全运行风险增大的问题,以某FPSO生活水系统为例,结合生活水管网系统特性及水锤现象产生的机理,运用动态流体分析软件AFT-Impulse,开展水锤影响因素分析,明确水锤现象的主控因素;建立FPSO生活水系统模型,基于主控因素的影响,开展多工况多场景的稳态分析和瞬态分析,提出FPSO生活水系统水锤防护最优方案。     

海水冷却智能管网离心泵最优调速特性

变速泵能适应船舶海水冷却智能管网变工况运行时管网水力特性和流量需求变化。本文以各海水冷却用户供水冗余量最优及泵站能耗最低为目标,建立离心泵最优调速数学模型,并以最小二乘准则为参数判断依据,利用离心泵流量-扬程试验数据,提出离心泵多变量最优调速模型参数辨识方法。运用AMESim软件,分别以定转速模式、双转速模式和最优调速模式,对某船舶海水冷却管网变工况运行进行仿真研究。研究结果表明,相比定转速模式、双转速模式及最优调速模式不但可以使变工况运行条件下各用户供水冗余量大大减小,而且使得离心泵功耗大大降低。     

钻井平台散装材料存储及输送系统设计

基于国内首艘深水半潜式钻井平台工程项目的实践,对钻井平台所特有的散装材料存储及输送系统的设计基础、系统构成、设备原理、控制系统及典型配置等问题进行了阐述,提出了此系统设计需要特殊考虑的管路布置、腐蚀裕量、安全要求等问题,并指出了散装材料系统设计及存储罐在平台上的配置原则。     

某型舰主机海水管路的模拟冲刷腐蚀研究

海水冷却系统是舰船的重要系统,现代海军对舰船海水管路系统使用可靠性要求更高。对海水管系的防腐能力提出了更高要求。文中针对某型舰主机海水冷却管路的防腐设计方案,建立海水管路系统的腐蚀试验平台．研究了常规／加速流速下管路系统的耐海水冲刷腐蚀性能。此次试验的研究结果对舰船海水管路防腐蚀设计具有较好的参考价值。     

钻井船发电机模块设备与管子布置设计策略

钻井船是浮船式钻井平台,主要有生活区模块、发电机模块、钻井模块等。本文结合国内钻井船项目,重点阐述其发电机模块设备的布置要求与管子的布置特点,其中包含发电机模块主要设备组成、设备布置通用要求、管路系统的组成、管路布置通用要求和一些重点特殊管路的布置注意事项,为今后相关船舶海工模块设计提供有用的参考。     

大型舰船集成式冷媒水系统优化设计及试验

针对某大型舰船空调装置集成式冷媒水系统普通空调用户与特殊空调用户并联运行时存在流量分配困难的问题,提出支路双流量并联运行的优化设计方案,采用Flow Master软件计算系统的沿程阻力和流量,构建集成式冷媒水系统模拟试验平台,进行特殊空调用户低负荷运行与高负荷运行时管网的水力特性试验研究,比较采用支路双流量并联运行方案前后普通空调用户和特殊空调用户的流量分配情况。试验结果表明:采用优化方案后,特殊空调用户在高负荷和低负荷工况下运行时管网各用户可基本保持水力平衡,艏艉流量比较合理,满足用户需求;而在低负荷工况不采用双流量并联运行限流方案时,特殊空调用户支路流量远大于所需流量,艏部的普通空调用户支路流量均低于设计流量的50%。理论和试验研究结果说明,在特殊空调用户支路上采取双流量并联运行方案可有效解决大型舰船集成式冷媒水系统不同运行工况下的流量平衡问题,并且具有高效节能的特点。     

海洋核动力平台自然冷却供冷系统节能性分析

针对海洋核动力平台示范工程运行厂址及其堆舱区供冷需求特点,为提高运行经济性,设计了利用自然冷源——海水的供冷系统,通过建立系统能耗模型,分析了不同海水温度下系统运行工况及相应的能耗和能效比。根据运行厂址实测海水温度,计算了系统优化前后全年运行能耗,并分析了节能效果,系统优化后节能15.7%。     

半潜式钻井平台冷却水系统设计及流体分析软件的应用

介绍第六代深水半潜式钻井平台冷却水系统的设计理念和方法,分析主发电机组和推力器冷却水系统设计如何满足DP-3入级标志的要求以及其它用户冷却水系统如何达到流量平衡的关键技术点,描述对其它用户冷却水系统进行的流体分析研究和对该系统进行的优化。     

船舶蒸汽管网水力热力耦合计算方法

船舶蒸汽系统水力热力耦合计算是系统设计、管路布置的理论基础。在城市供热管网计算模型的基础上,针对船舶蒸汽系统管网布置错综复杂、管路附件多的特点,考虑蒸汽的可压缩性、管路及附件的摩擦阻力以及散热等特性,建立适用于船舶蒸汽系统管网的水力热力耦合计算模型,并采用标准四阶龙格—库塔(Runge-Kutta)方法对其进行求解。对某型船舶蒸汽系统的3种工况进行水力热力耦合计算,发现计算结果与试验数据最大误差不超过4.1%,满足工程计算的精度要求,表明所提出的方法能很好地应用于船舶蒸汽系统管网的设计优化和计算分析。     

自升式钻井平台单点排海方案分析

钻井平台为满足日益严格的海洋防污要求,单点排海系统应运而生,主要设计理念是将平台相关系统的排海管路整合到一根排海管路上,即单点排海.该文以某自升式钻井平台为例,对单点排海系统方案进行详细阐述和分析,为其他钻井平台单点排海的设计提供参考.     

北非某码头原油装船管路系统水锤防护设计

基于AFT Impulse软件对原油装船管路系统进行停电工况和火灾工况下的水锤模拟,根据计算结果进行合理的防护设计。结果表明,在停电工况下,所有的输油泵停止运转,此时产生的最大水锤波压力小于管道设计压力,无爆管危险。但为避免最小瞬态压力低于原油饱和蒸汽压,可对输油泵进行联锁控制,依次延时停泵。在火灾工况下,停泵的同时关闭所有ESD阀和PERC阀,此时管路中的最大水锤波压力大于管道设计压力,需安装水锤消除器降低水锤波压力,以保证管道的安全运行。     

自升式钻井平台桩靴结构强度分析

桩靴是钻井平台的重要支撑构件,其结构强度对整个钻井平台的安全起着至关重要的作用。以某自升式钻井平台桩靴为研究对象,根据ABS(美国船级社)规范要求,建立桩靴结构强度的力学模型,并合理简化,分析了预压载和自存两种工况下的设计载荷。利用有限元软件MSC.Patran/Nastran对两种工况下桩靴的强度进行分析,研究得到桩靴强度工程化分析流程以及结构强度特性,分析结果为自升式钻井平台的桩靴设计提供参考。     

典型钻井平台管路模块化设计应用

钻井平台D90是目前作业水深和钻井深度最大的半潜式双塔双钻平台,其月池及钻台舾装工作量巨大,如何提高生产设计的模块化水平,并保证平台的建造进度是一项非常关键的工作。文章通过对钻井平台D90的月池区管路模型设计进行分析,总结出平台钻井模块管路设计的优点,为今后平台管路的设计提供参考。     

大型舰船环状冷媒水系统并网运行模拟分析

针对某大型舰船环状冷媒水系统形式及特点,利用Flow Master建立该环状冷媒水系统的模拟仿真平台。通过对环状冷媒水系统单泵、双泵、三泵以及四泵多种并网运行工况的模拟计算,分析不同运行工况下用户区内与区间的流量分配特性与水力失调情况。模拟结果表明,系统在并网运行时,各用户区内支路流量分配较均衡;单泵供全舰用户运行时,各区用户模拟流量为设计流量的26.7%~38.8%,区与区之间流量最大不平衡率为31.1%,出现明显水力失调现象;对于多泵联合供全船运行工况,各区用户模拟流量分别为设计流量的51.8%~58.4%、77.0%~76.2%、88.7%~90.8%,能适应舰船不同负荷需求,区与区之间流量最大不平衡率小于15%,流量分配较均匀,满足工程要求。     

风力发电及海水淡化一体化平台概念设计及水动力性能分析

以风力发电及海水淡化一体化平台为研究对象,对平台进行概念及总体设计。利用水动力软件AQWA,在频域内进行分析,得到了一体化平台的水动力参数以及各参数在不同入射角下的变化规律,并在南海一年一遇和百年一遇工况下,计算了一体化平台六个自由度的运动响应以及系泊系统的张力。结果表明,风力发电及海水淡化一体化平台的设计满足要求。     

海洋钻井散料系统设计分析

海洋钻井散料系统属于气力输送,是海工钻井系统的重要组成部分,同时也是衡量泥浆处理能力和评价平台钻井能力的重要指标。文章结合大连中远船务建造的S116E系列自升式钻井平台,对散料储存罐的设计及布置、管路系统设计、控制系统设计等设计要点和难点进行了系统分析。