摘要：用于输送LNG等低温介质的高真空多层绝热（HV-MLI）低温管道常处于深冷环境且要承受流体内压,在热-结构耦合作用下的受力较为复杂。为了研究HV-MLI低温管道各部件在复杂载荷作用下的响应状况,以某水平—竖直走向的L形HV-MLI低温管道为例,建立了热-结构耦合分析有限元模型,计算得出了不同工况下的管道温度场分布情况,以及管道中内管、外管、热桥、波纹管和绝热支撑上的应力及应力随各载荷的变化关系。分析结果表明：（1）绝热支撑和热桥是影响管道漏热量的主要部件,以输送LN2为例,通过上述两个部件的漏热量分别占管道总漏热量的49.07%和49.32%;（2）内管、外管、弯头及热桥等部件应力较小且低于材料屈服极限,实际使用过程中不易发生危险;（3）波纹管应力随输送介质温度的降低和补偿内管长度的增加而增大,水平管段波纹管的应力较高,是管道中的危险部件;（4）内管所受内压是影响绝热支撑应力的主要因素,随内管内压的增大,水平管段与竖直管段中离弯头最近的绝热支撑应力大幅增加,而远离弯头的其他位置处的绝热支撑应力变化不大,因而可适当增加离弯头最近的绝热支撑厚度,同时减少远离弯头处支撑的厚度,以便在保证强度的同时减少漏热量。

关键词：液化天然气 高真空多层绝热 低温管道 波纹管 绝热支撑 

单位：兰州理工大学石油化工学院; 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司; 中国科学院近代物理研究所