Diseño estructural típico de válvulas de bola de temperatura ultra baja

Como una de las fuentes de energía limpia más prometedoras del siglo XXI, el gas natural ha demostrado un fuerte potencial de mercado. Según el informe de pronóstico de la demanda de gas natural a medio y largo plazo publicado por la Agencia Internacional de Energía (AIE), se espera que la demanda mundial de gas natural (en lo sucesivo, GNL) alcance los 5,1 billones de metros cúbicos para 2035, lo que representa el 25% de la demanda mundial de energía. Las válvulas de temperatura ultra baja son componentes de control críticos en el transporte de tuberías de GNL, y su demanda ha aumentado significativamente en los últimos años con el crecimiento de las estaciones receptoras. Dado que la temperatura real de transporte de GNL después de la licuefacción es extremadamente baja, alcanzando-162 ° C, las válvulas solo se pueden probar en condiciones de trabajo simuladas en la fábrica. Estas pruebas no reflejan completamente el rendimiento real delEn funcionamiento, por lo que es esencial combinar la experiencia de campo con el diseño de optimización dirigido.

Figura 1 El diseño de la ranura de drenaje en la parte superior del manguito extendido

La mayoría de los medios que fluyen a través de válvulas criogénicas son de alto riesgo, especialmente sustancias como el GNL. A medida que la temperatura aumenta, el volumen se expande significativamente. Si se produce una fuga, puede crear fácilmente un riesgo de incendio significativo. Por lo tanto, las fugas son inaceptables para este tipo de válvula. Esto siempre ha sido un desafío para mantener el sellado dinámico en la posición del vástago de la válvula. Muchos fabricantes aseguran el rendimiento de sellado de sus productos en la fábrica, e incluso pueden pasar la detección de baja fuga sin problemas. Sin embargo, como un componente de transmisión de fuerza, el vástago de la válvula realiza movimientos de elevación o rotación, y el empaquetamiento se ve afectado por la apertura y el cierre de la válvula, lo que provoca el movimiento del medio refrigerante. Esto conduce a cambios de temperatura significativos, dando como resultado una expansión y contracción térmica inestable del sello. Este problema ha desafiado constantemente el rendimiento de sellado a largo plazo del embalaje.

Además, las válvulas criogénicas generalmente están diseñadas con cuellos de válvula extendidos, excepto las válvulas de retención. La altura del cuello de válvula extendido aumenta a medida que disminuye la temperatura de funcionamiento. Por lo general, la altura del cuello de la válvula en válvulas de temperatura ultra baja no es inferior a 250mm, y los errores de procesamiento en partes como vástagos de válvula y cuellos de válvula extendidos son inevitables. Como resultado, el vástago de válvula y la caja de relleno a menudo no son concéntricos durante el montaje. En diseños convencionales, el vástago de válvula es forzado de vuelta a la posición concéntrica confiando en la junta de empaquetadura y el prensaestopas de empaquetadura. Aunque este método puede aparecer sin cambios externamente, el par de conmutación de la válvula se vuelve anormalmente grande durante el uso real. A veces, la fuerza de operación requerida excede el par que el vástago de la válvula puede manejar, afectando seriamente la vida útil de la válvula. En respuesta a estas cuestiones, se propone el siguiente esquema de diseño, como se muestra en la Figura 2.

 
Figura 2 El diseño combinado de la estructura del sello de la caja de relleno