El diseño estructural de válvulas de ultra baja temperatura de GNL

1. La estructura del capó de cuello largo

La temperatura del GNL es de -162 ° C, que es extremadamente baja. La temperatura de trabajo del embalaje del  No debe ser inferior a 0 ° C, por lo que la válvula de temperatura ultrabaja de GNL debe adoptar una estructura de capó de cuello largo. El empaque está ubicado en el extremo superior del capó de la válvula, lo que puede mantener el empaque alejado del medio en el cuerpo de la válvula, asegurando que la temperatura en la caja de empaque sea superior a 0 ° C. Al mismo tiempo, se puede prevenir la congelación de partes de las partes superiores de los vástagos de las válvulas y los capós de las válvulas para que puedan estar en un estado de funcionamiento normal. El campo de temperatura simulado de todo el conjunto de la válvula se muestra en la Figura 1, y la temperatura en la parte inferior del capó de la válvula es inferior a 0 ° C. Por lo tanto, se debe utilizar una estructura de capó de cuello largo para mantener el empaque alejado de la parte inferior del capó. La temperatura de la posición de empaque es superior a 0 ℃, como se muestra en el campo de temperatura de la Figura 2.

2.La estructura del tablero de drenaje


Figura 1 El campo de temperatura de una válvula de globo sin placa de drenaje


Figura 2 El campo de temperatura de una válvula de globo con una placa de drenaje

El tablero de drenaje puede ralentizar efectivamente la transmisión de la temperatura del cuerpo de la válvula al empaque y al extremo superior del vástago de la válvula, y garantizar aún más que la temperatura de la parte de empaque y la parte superior del vástago de la válvula sea superior a 0 ° C. Las figuras 1 y 2 son diagramas de simulación del campo de temperatura de todo el cuerpo de la válvula con y sin el tablero de drenaje, respectivamente. En comparación, podemos ver que la temperatura del extremo superior del capó de la válvula con el tablero de drenaje aumenta significativamente. La temperatura en la parte superior del capó de la válvula extendido es baja. Normalmente, la válvula está expuesta al aire. El vapor de agua en el aire se licuará en gotas de agua al encontrarse con el capó de la válvula de baja temperatura. El diámetro de la placa de drenaje supera el de la brida central, lo que puede evitar que el vapor licuado causado por las bajas temperaturas gotee sobre el perno de la brida, evitar que los pernos se corroan y afecten el mantenimiento en línea.

3.Diseño de componentes de alivio de presión
El volumen de GNL después de la gasificación se expande más de 600 veces, y es común ver el problema del aumento anormal de presión. Cuando la válvula está cerrada, el GNL que queda en la cavidad del cuerpo de la válvula absorbe una gran cantidad de calor del entorno circundante y se vaporiza rápidamente, generando alta presión en el cuerpo de la válvula, destruyendo los componentes del asiento de la bola y la válvula y haciendo que la válvula no pueda funcionar normalmente. Por lo tanto, se proporciona un orificio de alivio de presión en el extremo de entrada para asegurar la conexión suave entre la cavidad y la tubería de entrada y evitar un aumento de presión anormal de la cavidad. La posición indicada por la flecha de la Figura 3 es el orificio de alivio de presión de la válvula de bola de temperatura ultrabaja para GNL.


Figura 3 El orificio de alivio de presión de las válvulas de bola de temperatura ultrabaja

4. Diseño de estructura antiestática


Figura 4 Estructura antiestática de válvulas de bola

El GNL es inflamable y explosivo. Por lo tanto, al diseñar válvulas de temperatura ultrabaja para GNL, es necesario diseñar una estructura antiestática. El material del asiento de la válvula esférica de GNL es PCTFE. Este material tiene un gran potencial para la electricidad estática. Es probable que las chispas causadas por la electricidad estática provoquen la combustión de GNL o incluso una explosión en la tubería y el cuerpo de la válvula. Por lo tanto, al diseñar una válvula, es necesario diseñar un dispositivo conductor para conectar el vástago de la válvula y el cuerpo de la válvula de modo que el vástago de la válvula y la parte de cierre puedan descargar electricidad estática y eliminar riesgos de seguridad. La figura 4 muestra la estructura antiestática en la parte de conexión entre la bola y el vástago de la válvula.

5.El diseño de la estructura del sellado
Para garantizar la seguridad y confiabilidad del sellado de la válvula a bajas temperaturas, también se debe adoptar una estructura de sellado especial cuando se diseña la estructura de sellado. Las fugas son fáciles de producir para sellar con solo empaques a bajas temperaturas. Usamos tres sellos que incluyen anillos de sello labial, empaque de grafito flexible y juntas tóricas para asegurar el sellado en el empaque. La estructura de preapriete de los juegos de resortes de disco se adopta para compensar la deformación del perno cuando fluctúa la temperatura. Mientras tanto, se evita el aflojamiento de los miembros de sellado como el empaque después de trabajar durante mucho tiempo. El diagrama de la estructura de sellado se muestra en la Figura 5.


Figura 5 La estructura de tres sellos

6. El diseño de la estructura de la protección contra incendios
La parte de conexión del cuerpo de la válvula y el capó adopta una estructura de sellado doble de anillos de sellado de labios y juntas enrolladas en espiral de grafito como se muestra en la Figura 6. La parte de sellado del sello del vástago de la válvula también adopta una estructura de sellado múltiple de anillos de sellado de labios, juegos de empaque de grafito y juntas tóricas. Cuando ocurre un incendio, el anillo de sellado del labio se derrite y falla. En este momento, la junta enrollada de grafito en la cavidad central y el juego de empaque de grafito del vástago de la válvula se utilizan principalmente para sellar para evitar fugas. El asiento de bola y válvula adoptan una estructura de sellado doble de asientos de válvulas de metal y anillos de sellado no metálicos como se muestra en la Cuando ocurre un incendio, si el anillo de sellado no metálico se derrite y falla, el asiento de la válvula de metal del segundo sellado a prueba de fuego empujará el asiento de la válvula a la esfera bajo la acción de la fuerza de apriete del resorte para bloquear el fluido de la tubería y evitar fugas internas.


Figura 6 Estructura de doble sellado de cuerpos de válvulas y capós


Figura 7 Estructura de doble sellado de los asientos de las válvulas de bola


7. Diseño estructural ascendente de sellado invertido


Figura 8 Diseño ascendente del sellado invertido

El diseño hacia arriba del sellado invertido del capó se muestra en la Figura 8, que asegura que el sello invertido esté en una posición de temperatura normal, favorece el sellado de la estructura del sello invertido y realiza el reemplazo del empaque y otros sellos.

8. La combinación de tallos
El vástago de la válvula se proporciona con un anillo de sellado de almacenamiento de energía de resorte, y el anillo de sellado de almacenamiento de energía de resorte se adhiere estrechamente a la ranura de sellado a medida que aumenta la presión media de la cavidad de la válvula, formando así un sello y asegurando el efecto de sellado del vástago de la válvula. Se establece la estructura antisoplado del vástago de la válvula. Cuando la presión en la cavidad de la válvula aumenta anormalmente, el vástago de la válvula no se empujará. El conjunto de resortes de disco con se adopta el embalaje preajustado para compensar el aflojamiento de las piezas de sellado, como el embalaje, debido a las fluctuaciones de temperatura y al uso a largo plazo. La estructura se muestra en la Figura 9.


Figura 9 La combinación de vástagos de válvulas

9. Estructura general de las válvulas de bola
El conjunto tridimensional de la válvula de bola de temperatura ultrabaja para GNL diseñada se muestra en la Figura 10.


Figura 10 La estructura general de las válvulas de bola