本书主要围绕LNG液化工艺及储运工艺中所涉及的主要低温装备，研究开发LNG工艺流程中主要过程控制装备的设计计算技术。主要包括LNG蝶阀、LNG球阀、LNG闸阀、LNG截止阀、LNG减压阀、LNG节流阀、LNG安全阀、LNG止回阀、LNG针阀、LNG呼吸阀、LNG温控阀、LNG疏气阀12个类别的低温阀门的设计工艺、原理、注意事项、设计计算过程等，主要应用于-162℃ LNG 领域，涉及12类低温过程控制阀门装备研发技术，内含低温制冷基础研究与产品设计计算过程。研发产品可应用于液化天然气、石油化工、煤化工、空气液化与分离、制冷与低温工程等领域，为LNG液化、LNG储运等关键环节中所涉及12类主要过程控制阀门设备的设计计算提供可参考样例，并推进LNG系列液化装备及系统工艺技术的标准化及国产化进程。
本书不仅可供从事天然气、液化天然气（LNG）、化工机械、制冷与低温工程、石油化工、动力工程及工程热物理领域内的研究人员、设计人员、工程技术人员参考，还可供高等学校化工机械、能源化工、石油化工、低温与制冷工程、动力工程等专业的师生参考。

张周卫，兰州交通大学，教授，男，国家“万人计划”领军人才，国家 级创新创业人才，国家科技专家库专家，环境科学博士后，动力工程及工程热物理博士，毕业于西安交通大学能源与动力工程学院制冷及低温工程系，高级工程师，教授，主要从事空间低温制冷技术、压缩机械、真空低温设备、LNG过程控制装备、多股流缠绕管式换热装备、螺旋压缩膨胀制冷机等研究，涉及系统耦合传热及传热数值模拟计算，低温节流减压装置、低温系统换热装备、低温冷屏蔽系统、高超声速飞行器空间低温制冷机理研究等；先后参与北京航空航天大学863系统项目子项目“天然气涡旋压缩机”、清华大学航天航空学院973系统子项目“空间气流组织测试模拟环境室”、总装备部“空间低温红外辐射冷屏蔽系统研究”、真空低温国防重点实验室“空间低温流体流动特性实验研究”、国家重点实验室“空间低温流体自密封加注系统研究”等，先后参与国家 级项目20多项，主持国家自然基金及国家创新基金等6项、甘肃省创新基金4项、甘肃省自然基金等项目4项，与企业合作4项等；主持申报发明专利46项，发表论文30多篇，出版学术专著3部等；带领创新创业团队获得省级二等以上奖励54人次，厅级以上奖励80多人次，2013年入选江苏省启东市“东疆英才扶持计划”，2014年入选“国家创新人才推进计划”，2016年入选国家“特殊人才支持计划”。

第1章 绪论
1.1 低温系列过程控制装备 / 001
1.1.1 -70～-197℃超低温系列阀门 / 001
1.1.2 超低温多相流过程控制及制冷装备 / 001
1.1.3 超低温过程控制阀门核心 / 002
1.2 主要应用领域 / 003
1.3 低温过程控制阀门 / 004
1.3.1 -162℃低温系列阀门及过程控制装备 / 004
1.3.2 -70～-197℃低温系列阀门 / 005
1.3.3 -70～-197℃低温过程控制装备 / 005
1.4 LNG 低温过程控制阀门分类说明 / 007
1.4.1 LNG 蝶阀 / 007
1.4.2 LNG 球阀 / 007
1.4.3 LNG 闸阀 / 007
1.4.4 LNG 截止阀 / 008
1.4.5 LNG 减压阀 / 008
1.4.6 LNG 节流阀 / 009
1.4.7 LNG 安全阀 / 009
1.4.8 LNG 止回阀 / 010
1.4.9 LNG 针阀 / 010
1.4.10 LNG 呼吸阀 / 011
1.4.11 LNG 温控阀 / 011
1.4.12 LNG 疏气阀 / 012
参考文献 / 012
第2章 LNG 蝶阀设计计算
2.1 概述 / 014
2.1.1 背景 / 014
2.1.2 低温阀门 / 015
2.1.3 LNG 蝶阀发展趋势 / 015
2.1.4 设计依据的标准及主要设计参数 / 015
2.2 LNG 蝶阀结构的初步设计 / 016
2.2.1 压力升值计算 / 016
2.2.2 阀体壁厚设计 / 016
2.2.3 阀体的选材 / 016
2.2.4 阀体的结构 / 017
2.2.5 阀体设计条件 / 017
2.2.6 阀体壁厚设计计算 / 017
2.3 阀座的初步设计 / 018
2.3.1 密封蝶阀阀座密封的常规设计 / 018
2.3.2 蝶阀阀座的选材 / 018
2.3.3 阀座的结构 / 019
2.3.4 阀座设计条件 / 019
2.3.5 密封蝶阀阀座密封设计计算 / 019
2.4 阀杆的初步设计 / 020
2.4.1 LNG 蝶阀阀杆的常规设计 / 020
2.4.2 阀杆的选材 / 022
2.4.3 阀杆的结构 / 022
2.4.4 阀杆设计条件 / 022
2.4.5 LNG 阀杆设计计算 / 023
2.5 蝶板的初步设计 / 024
2.5.1 蝶板厚度的常规设计 / 024
2.5.2 LNG 蝶阀蝶板的选材 / 024
2.5.3 蝶板的结构 / 025
2.5.4 蝶阀蝶板厚度设计条件 / 025
2.5.5 密封蝶阀阀座密封设计计算 / 025
2.5.6 蝶板强度校核（A—A 断面） / 026
2.5.7 蝶板强度校核设计条件 / 026
2.5.8 蝶板强度校核计算 / 027
2.6 蝶阀支架的初步设计 / 027
2.6.1 蝶阀支架的常规设计 / 027
2.6.2 LNG 蝶阀支架的用途 / 028
2.6.3 蝶阀支架的结构 / 028
2.6.4 蝶阀支架安装的要求 / 028
2.6.5 蝶阀支架安装的应注意事项 / 029
2.6.6 蝶阀支架强度校核设计条件 / 029
2.6.7 蝶阀支架强度校核计算 / 029
2.7 可压缩流体流经蝶阀的流量系数的设计计算 / 030
2.7.1 确定流量系数的方法 / 030
2.7.2 可压缩流体通过蝶阀的流量系数的计算 / 031
2.7.3 计算实例 / 033
2.7.4 蝶阀的泄漏率的计算 / 034
2.7.5 漏孔直径与流率计算 / 035
2.7.6 漏率设定与漏率换算 / 036
2.8 圆锥销 / 036
2.8.1 斜度 / 036
2.8.2 锥度 / 036
2.9 填料的初步设计 / 037
2.9.1 填料的常规设计 / 038
2.9.2 LNG 蝶阀填料的选材 / 040
2.9.3 LNG 蝶阀填料的结构 / 040
2.9.4 填料强度校核设计条件 / 040
2.9.5 填料强度校核计算 / 041
2.10 传热计算 / 042
2.10.1 传热机理的设计计算 / 042
2.10.2 保冷层的设计计算 / 044
2.10.3 蝶阀最小泄放面积计算 / 045
2.10.4 爆破片的设计计算 / 046
2.10.5 测温装置的选型 / 047
2.10.6 液位测量装置的选型 / 047
2.10.7 滴水盘的安装位置 / 047
2.11 设计结果汇总 / 048
参考文献 / 049
第3章 LNG 球阀设计计算
3.1 概述 / 050
3.1.1 国内外研究现状 / 050
3.1.2 主要内容、方法 / 051
3.2 阀体设计与计算 / 051
3.2.1 阀体的功能 / 051
3.2.2 确定球阀结构 / 051
3.2.3 确定阀体设计材料 / 052
3.2.4 内径的确定 / 052
3.2.5 最小壁厚的确定 / 053
3.2.6 球体的直径确定 / 054
3.2.7 球体与阀座之间密封比压的确定 / 054
3.2.8 弹簧设计计算 / 055
3.2.9 比压的计算 / 056
3.3 球阀的设计计算 / 058
3.3.1 球阀密封力的计算 / 058
3.3.2 球阀的转矩计算 / 059
3.4 阀体法兰设计 / 060
3.4.1 法兰螺栓设计 / 060
3.4.2 法兰螺栓拉应力的计算 / 063
3.4.3 法兰力矩计算 / 063
3.4.4 法兰应力计算 / 064
3.4.5 法兰的许用应力和强度校核 / 065
3.4.6 球体的设计和校核 / 065
3.5 阀杆材料选择与力矩计算 / 065
3.5.1 阀杆材料选择 / 065
3.5.2 阀杆填料的选择、填料摩擦力及摩擦转矩的计算 / 066
3.5.3 阀门填料函设计计算 / 067
3.5.4 阀杆强度计算 / 069
3.5.5 阀杆连接件的强度计算 / 071
3.5.6 阀座设计与计算 / 073
3.6 省力机构的设计和校核 / 074
3.6.1 蜗轮蜗杆的设计 / 074
3.6.2 蜗轮蜗杆的强度校核 / 074
3.6.3 阀盖的设计计算 / 075
3.7 LNG 超低温球阀长颈阀盖传热过程 / 075
3.7.1 传热过程分析理论基础 / 076
3.7.2 导热微分方程 / 078
3.7.3 导热问题条件的定解条件及边界条件 / 080
3.7.4 LNG 超低温球阀长颈阀盖温度场分布的数学描述 / 081
3.7.5 确定LNG 超低温球阀长颈阀盖上端对流换热系数 / 084
3.8 滴水盘的设计计算和自泄压结构 / 085
3.8.1 滴水盘过余温度场与散热量的计算 / 085
3.8.2 自卸压结构 / 086
3.8.3 保冷层设计计算 / 088
参考文献 / 089
第4章 LNG 闸阀设计计算
4.1 概述 / 090
4.2 设计输入 / 091
4.2.1 设计参数 / 091
4.2.2 选用材料 / 091
4.2.3 结构设计 / 091
4.3 确定阀体阀座处的流通通道尺寸 / 093
4.4 闸阀的设计与计算 / 093
4.4.1 壁厚计算 / 093
4.4.2 关于壁厚的计算公式 / 094
4.5 阀体和阀盖连接螺栓、中法兰计算 / 094
4.5.1 垫片材料、型式及尺寸的确定 / 094
4.5.2 螺栓材料、规格及数量的确定 / 095
4.5.3 法兰材料、密封面型式及结构尺寸的确定 / 097
4.6 阀盖的计算校核 / 098
4.6.1 Ⅰ—Ⅰ断面的拉应力 / 098
4.6.2 Ⅱ—Ⅱ断面剪应力 / 098
4.7 内压自密封阀盖的计算校核 / 099
4.7.1 载荷计算 / 099
4.7.2 支承环的设计计算 / 099
4.7.3 四合环的设计计算 / 100
4.7.4 预紧螺栓的设计计算 / 100
4.7.5 阀盖的设计计算 / 101
4.7.6 阀体顶部的设计计算 / 102
4.7.7 低温密封比压计算 / 105
4.8 支架的计算校核 / 106
4.8.1 Ⅰ—Ⅰ截面的合成应力校核 / 106
4.8.2 Ⅱ—Ⅱ截面的合成应力校核 / 107
4.8.3 Ⅲ—Ⅲ截面的弯曲应力校核 / 107
4.9 阀杆的计算校核 / 108
4.9.1 阀杆总轴向力计算 / 108
4.9.2 闸阀阀杆的力矩计算 / 109
4.9.3 闸阀阀杆的强度计算 / 110
4.9.4 阀杆稳定性校核 / 112
4.10 阀座尺寸计算 / 112
4.10.1 出口端阀座的比压计算式 / 112
4.10.2 单面强制密封楔式闸阀 / 112
4.11 闸板尺寸计算 / 113
4.11.1 闸板密封面尺寸 / 113
4.11.2 刚性闸板计算 / 113
4.11.3 双闸板计算 / 113
4.12 螺杆螺母的计算 / 115
4.12.1 螺纹表面的挤压应力/ 115
4.12.2 螺纹根部剪切力 / 115
4.12.3 螺纹根部弯曲应力 / 115
4.13 填料装置的计算 / 115
4.13.1 填料压盖的主要尺寸参数 / 115
4.13.2 填料装置主要零件的强度校验 / 116
4.13.3 活节螺栓（或T 形槽型螺栓） / 118
4.13.4 销轴 / 118
4.13.5 填料与阀杆的摩擦力计算 / 118
4.14 滚动轴承的选择及手轮直径的确定 / 118
4.14.1 滚动轴承的选择 / 118
4.14.2 手轮直径的确定 / 119
4.15 超低温阀门滴水盘及阀盖传热分析 / 119
4.15.1 滴水盘传热分析 / 120
4.15.2 长颈阀盖传热分析 / 122
4.16 超低温阀门滴水盘及阀盖结构分析 / 123
4.16.1 长颈阀盖长度分析计算 / 123
4.16.2 滴水盘安装高度 / 124
4.16.3 无滴水盘时长颈阀盖最小长度 / 125
4.17 绝热材料的特性与绝热计算 / 126
4.17.1 低温绝热的计算 / 126
4.17.2 低温保冷的冷收缩 / 128
参考文献 / 128
第5章 LNG 截止阀设计计算
5.1 阀体壁厚计算及校核 / 129
5.1.1 阀门的流量 / 129
5.1.2 钢圆形阀体 / 130
5.1.3 铸铁圆形阀体 / 130
5.2 法兰的设计计算 / 131
5.2.1 确定法兰形式和密封面形式 / 131
5.2.2 垫片材料、形式及尺寸 / 131
5.2.3 螺栓材料、规格及数量的确定 / 132
5.2.4 法兰颈部尺寸、法兰宽度和厚度尺寸 / 133
5.3 低温中压截止阀中法兰自紧密封计算 / 136
5.3.1 载荷计算 / 136
5.3.2 支承环的设计计算 / 136
5.3.3 四合环的设计计算 / 137
5.3.4 预紧螺栓的设计计算 / 138
5.3.5 阀盖的设计计算 / 138
5.3.6 阀体顶部的设计计算 / 140
5.4 阀座密封面设计计算 / 143
5.4.1 密封面形式 / 143
5.4.2 阀座尺寸 / 143
5.4.3 截止阀密封面比压 / 143
5.4.4 密封面材料许用比压 / 144
5.4.5 密封面必须比压 / 144
5.5 阀杆的设计计算 / 144
5.5.1 阀杆总轴向力 / 144
5.5.2 截止阀阀杆力矩 / 148
5.5.3 截止阀阀杆的强度计算 / 150
5.5.4 升降杆端部剪应力校核 / 151
5.5.5 阀杆材料的许用应力 / 151
5.6 阀瓣设计与计算 / 151
5.7 截止阀支架设计与计算 / 152
5.7.1 Ⅰ—Ⅰ截面的合成应力 / 152
5.7.2 Ⅱ—Ⅱ截面的合成应力 / 153
5.7.3 Ⅲ—Ⅲ截面的合成应力 / 154
5.7.4 Ⅳ—Ⅳ截面的合成应力 / 155
5.8 阀杆螺母的计算 / 156
5.8.1 螺纹表面的挤压应力 / 156
5.8.2 螺纹根部剪应力 / 156
5.9 填料装置的计算 / 157
5.9.1 填料压盖的主要尺寸参数 / 157
5.9.2 填料装置主要零件的强度校验 / 157
5.9.3 填料与阀杆摩擦力的计算 / 160
5.10 滚动轴承的选择及手轮直径的确定 / 161
5.10.1 滚动轴承的选择 / 161
5.10.2 手轮直径的确定 / 161
5.11 超低温阀门传热计算 / 162
5.11.1 滴水盘的安装位置 / 162
5.11.2 滴水盘及阀盖计算 / 162
5.11.3 传热计算 / 164
5.11.4 漏率设定与漏率换算 / 166
5.11.5 阀门保冷层厚度计算方法 / 166
5.11.6 通过阀门壳体的漏热 / 169
5.11.7 机械构件漏热 / 169
5.11.8 阀门零部件的深冷处理 / 169
参考文献 / 170
第6章 LNG 减压阀设计计算
6.1 概述 / 172
6.1.1 背景 / 172
6.1.2 天然气 / 172
6.1.3 液化天然气 / 172
6.2 减压阀 / 173
6.2.1 减压阀工作原理 / 173
6.2.2 阀门设计的基本内容 / 173
6.2.3 减压阀的性能要求 / 173
6.3 LNG 减压阀的设计计算 / 174
6.3.1 LNG 减压阀工作原理以及设计要求 / 174
6.3.2 阀门的公称通径 / 175
6.3.3 LNG 减压阀结构长度的确定 / 175
6.3.4 主阀流通面积及主阀瓣开启高度的计算 / 176
6.3.5 副阀流通面积及副阀瓣开启高度的计算 / 177
6.3.6 弹簧的计算 / 179
6.4 减压阀阀体的设计 / 185
6.4.1 阀体的功能 / 185
6.4.2 阀体的设计 / 186
6.5 阀盖壁厚的设计和计算 / 187
6.5.1 阀盖的设计和强度校核 / 187
6.5.2 阀盖厚度的计算 / 187
6.5.3 阀盖强度的验算 / 188
6.6 阀座及密封面的设计 / 188
6.6.1 阀座的结构型式 / 188
6.6.2 阀座尺寸的确定 / 188
6.6.3 密封面计算比压的验算 / 189
6.7 阀杆的设计和强度校核 / 190
6.7.1 阀杆及紧固材料的选用和尺寸的确定 / 190
6.7.2 阀杆强度校核 / 190
6.7.3 阀杆头部强度验算 / 192
6.7.4 阀杆稳定性验算 / 192
6.8 垫片材料以及尺寸的确定 / 193
6.9 中法兰连接螺栓的设计和强度校核 / 193
6.9.1 中法兰连接螺栓的设计 / 193
6.9.2 中法兰连接螺栓强度的验算 / 194
6.9.3 中法兰设计和强度校核 / 195
6.10 填料函及填料的设计和强度校核 / 196
6.10.1 填料函与填料的材料 / 196
6.10.2 填料函的尺寸 / 196
6.10.3 填料函的校核计算 / 196
6.11 上密封座和阀座的结构形式和尺寸计算 / 198
6.11.1 上密封座的结构形式和尺寸计算 / 198
6.11.2 阀座的结构形式和尺寸 / 198
6.12 膜片的计算 / 199
6.13 低温阀门的特殊结构 / 199
6.13.1 保冷 / 199
6.13.2 预防异常升压的措施 / 199
6.14 减压阀的性能指标及验算 / 200
6.14.1 减压阀的主要静态性能指标 / 200
6.14.2 减压阀的动态性能 / 201
6.14.3 减压阀静态特性偏差值的验算 / 202
参考文献 / 203
第7章 LNG 节流阀设计计算
7.1 概述 / 205
7.1.1 节流阀简介 / 205
7.1.2 节流阀的设计要点 / 205
7.1.3 设计步骤 / 205
7.1.4 节流制冷理论 / 207
7.2 阀体的计算 / 209
7.3 主阀流通面积的计算 / 210
7.4 阀芯受力计算 / 211
7.4.1 阀芯简介 / 211
7.4.2 轴向推力计算 / 211
7.4.3 阀芯尺寸计算 / 212
7.5 阀盖的设计计算 / 213
7.6 阀杆的设计计算 / 216
7.6.1 阀杆的选择 / 216
7.6.2 最大轴向力计算 / 216
7.6.3 阀杆设计计算 / 218
7.7 阀门的密封 / 218
7.7.1 密封材料 / 218
7.7.2 密封面 / 219
7.8 法兰的设计与计算 / 219
7.8.1 法兰形式 / 220
7.8.2 中法兰的设计计算 / 220
7.8.3 螺栓材料、规格及数量的确定 / 221
7.8.4 确定法兰颈部尺寸，法兰宽度和厚度尺寸 / 222
7.9 卡簧的材料与选型 / 226
7.9.1 卡簧的材料 / 226
7.9.2 卡簧的选型 / 227
7.9.3 卡环外形尺寸 / 227
7.10 手轮调节力矩的计算 / 227
7.10.1 手轮直径 / 227
7.10.2 手轮旋向 / 228
7.11 传热的计算 / 229
7.11.1 低温阀门的绝热性能 / 229
7.11.2 低温阀门的冷却性能 / 229
7.11.3 低温阀门启闭密封件的工作能力 / 229
7.11.4 低温阀门外表面不结冰的条件 / 230
参考文献 / 231
第8章 LNG 安全阀设计计算
8.1 基础数据和资料 / 233
8.1.1 设计背景 / 233
8.1.2 设计规范及主要设计参数 / 234
8.2 阀门尺寸的确定 / 234
8.2.1 安全阀排量计算 / 234
8.2.2 安全阀流道尺寸及公称尺寸的确定 / 236
8.3 弹簧的设计与计算 / 236
8.3.1 弹簧结构的确定 / 237
8.3.2 弹簧强度的校核 / 238
8.4 阀体壁厚计算及校核 / 239
8.4.1 阀体选择原则 / 239
8.4.2 阀体结构 / 239
8.4.3 阀体计算 / 239
8.5 安全阀中法兰自紧密封计算 / 240
8.5.1 载荷计算 / 241
8.5.2 支承环的设计计算 / 241
8.5.3 预紧螺栓的设计计算 / 242
8.5.4 阀盖的设计计算 / 242
8.6 阀座密封面设计计算 / 244
8.6.1 阀座尺寸确定 / 244
8.6.2 阀座密封面设计计算 / 244
8.7 阀杆的设计与计算 / 245
8.7.1 阀杆总轴向力 / 245
8.7.2 安全阀阀杆力矩 / 247
8.7.3 安全阀阀杆的强度计算 / 248
8.8 安全阀阀瓣设计与计算 / 250
8.8.1 阀瓣结构及尺寸 / 250
8.8.2 阀瓣密封面上总作用力及计算比压 / 250
8.8.3 阀瓣强度校核 / 251
8.9 阀杆螺母的计算 / 252
8.9.1 螺纹表面的挤压应力计算 / 252
8.9.2 螺纹根部剪应力计算 / 253
8.10 填料装置的计算 / 253
8.10.1 填料压盖的主要尺寸参数 / 253
8.10.2 填料装置主要零件的强度校验 / 253
8.10.3 填料与阀杆之间摩擦力的计算 / 256
8.11 安全阀泄漏率的设计计算 / 257
8.11.1 安全阀的泄漏率的计算 / 257
8.11.2 漏率设定与漏率换算 / 258
8.12 传热计算 / 259
8.12.1 传热机理的设计计算 / 259
8.12.2 保冷层的设计计算 / 260
8.13 介质的排放系统的确定 / 261
参考文献 / 262
第9章 LNG 止回阀设计计算
9.1 概述 / 265
9.1.1 止回阀的工作原理 / 265
9.1.2 止回阀的分类 / 265
9.1.3 止回阀的适用场合 / 266
9.1.4 止回阀的选型标准 / 266
9.2 止回阀设计程序 / 267
9.2.1 止回阀设计的基本内容 / 267
9.2.2 止回阀设计程序 / 268
9.2.3 止回阀的零部件及材料 / 268
9.3 止回阀阀体的设计与计算 / 269
9.3.1 止回阀阀体设计的基本内容 / 269
9.3.2 阀体的结构设计 / 269
9.4 阀门尺寸计算 / 270
9.4.1 壳体最小壁厚验算 / 270
9.4.2 垫片计算 / 270
9.4.3 中法兰螺栓强度校核 / 271
9.4.4 中法兰强度校核 / 273
9.4.5 自紧密封设计与计算 / 275
9.4.6 阀盖厚度计算 / 277
9.4.7 阀盖强度校核 / 278
9.4.8 密封副的设计 / 278
9.4.9 阀瓣厚度验算 / 281
9.4.10 旋启式止回阀阀瓣密封圈 / 281
9.4.11 旋启式止回阀阀瓣密封圈压板 / 281
9.5 传热过程基本原理分析 / 281
9.5.1 传热过程的基本变量及方程 / 281
9.5.2 稳态传热过程的有限元分析 / 282
9.5.3 阀门保冷层厚度计算 / 282
参考文献 / 285
第10章 LNG 针阀设计计算
10.1 概述 / 287
10.1.1 背景 / 287
10.1.2 天然气 / 288
10.1.3 液化天然气 / 288
10.2 设计依据的标准及主要设计参数 / 289
10.2.1 设计依据的标准 / 289
10.2.2 主要设计参数 / 289
10.3 针阀结构设计 / 289
10.3.1 阀体最小壁厚验算 / 289
10.3.2 密封面上总作用压力及比压计算 / 290
10.4 强度计算 / 291
10.4.1 阀杆强度计算 / 291
10.4.2 阀芯强度计算 / 293
10.4.3 填料箱部位强度计算 / 294
10.4.4 填料压盖强度计算 / 296
10.4.5 阀盖强度计算 / 298
10.5 流量控制系统设计 / 303
10.5.1 流量控制机理 / 303
10.5.2 数据计算说明 / 304
10.5.3 螺旋控制器 / 304
10.6 强度校核 / 305
10.6.1 旋钮剪切强度校核 / 305
10.6.2 旋钮操作扭矩计算 / 305
10.6.3 本体压力实验变形校核 / 306
参考文献 / 307
第11章 LNG 呼吸阀设计计算
11.1 设计背景 / 308
11.1.1 阀门的介绍 / 308
11.1.2 液化天然气介绍 / 309
11.1.3 低温阀门 / 310
11.1.4 LNG 呼吸阀发展 / 310
11.1.5 设计依据的标准及主要设计参数 / 310
11.2 LNG 呼吸阀结构的初步设计 / 311
11.2.1 阀内压力计算 / 311
11.2.2 阀体壁厚设计 / 311
11.2.3 阀体的选材 / 312
11.3 阀盖的设计 / 312
11.3.1 阀盖厚度设计 / 312
11.3.2 阀盖强度校核 / 313
11.3.3 阀体与阀盖的连接设计 / 313
11.3.4 法兰强度校核 / 315
11.4 阀座的设计 / 318
11.4.1 阀座设计条件 / 318
11.4.2 密封阀座设计计算 / 318
11.5 阀瓣的设计 / 319
11.5.1 阀瓣厚度验算 / 319
11.5.2 阀瓣的选材 / 319
11.5.3 阀瓣强度校核设计条件 / 320
11.5.4 阀瓣强度校核计算 / 320
11.6 阀杆的初步设计 / 320
11.6.1 阀杆的常规设计 / 320
11.6.2 阀杆的选材 / 324
11.7 呼吸阀的泄漏率的设计计算 / 324
11.7.1 呼吸阀的泄漏率的计算 / 324
11.7.2 漏孔直径与流率计算 / 325
11.7.3 漏率设定与漏率换算 / 325
11.8 弹簧设计计算 / 326
11.8.1 最大压力和最小压力的确定 / 326
11.8.2 呼吸阀弹簧设计 / 326
11.9 保冷层的设计计算 / 330
11.9.1 按最大允许冷损失量进行计算 / 330
11.9.2 按防止外表面结露进行计算 / 331
11.10 呼吸阀阻火器计算 / 331
11.10.1 阻火器的计算方法 / 331
11.10.2 阻火器的工作原理 / 332
11.10.3 阻火器的选用 / 332
参考文献 / 333
第12章 LNG 温控阀结构设计计算
12.1 温控阀结构设计计算 / 334
12.1.1 原始数据 / 334
12.1.2 阀门壁厚的计算 / 335
12.1.3 密封面、环上总作用力及计算比压计算式 / 336
12.1.4 阀杆轴向力计算 / 336
12.1.5 LNG 温控阀阀杆应力校核 / 337
12.1.6 阀杆稳定性验算 / 338
12.1.7 阀杆头部强度验算 / 338
12.1.8 阀瓣设计与计算 / 338
12.1.9 LNG 温控阀中法兰连接螺栓 / 339
12.1.10 LNG 温控阀中法兰强度验算 / 340
12.1.11 LNG 温控阀阀盖强度验算 / 341
12.1.12 支架强度的计算式 / 341
12.1.13 填料箱部位计算 / 344
12.2 温控阀感温元件 / 345
12.2.1 感温包意义 / 345
12.2.2 国内外研究现状及应用 / 345
12.2.3 温控阀感温元件的原理与结构 / 346
12.2.4 温控阀气体式温包的工作原理 / 347
12.2.5 感温元件的传热学分析 / 348
12.2.6 感温元件的基本计算 / 351
12.3 温控阀调节弹簧的分析设计 / 352
12.3.1 温控阀中的组合弹簧 / 353
12.3.2 控制原理 / 353
12.3.3 设计思路 / 354
12.3.4 弹簧元件设计 / 355
12.3.5 滞后性的理论分析 / 356
参考文献 / 357
第13章 LNG 疏气阀设计计算
13.1 概述 / 358
13.2 设计条件及要求 / 359
13.2.1 技术要求及参考标准 / 359
13.2.2 阀体 / 359
13.2.3 阀盖 / 359
13.2.4 阀瓣和阀座 / 359
13.2.5 填料函 / 360
13.3 功能和材料选择 / 360
13.3.1 LNG 疏气阀的功能 / 360
13.3.2 LNG 疏气阀的材料选择 / 360
13.4 杠杆浮球式疏气阀的设计 / 361
13.4.1 杠杆浮球式疏气阀的工作原理 / 361
13.4.2 基本参数的确定 / 361
13.5 密封比压 / 365
13.5.1 泄漏标准 / 365
13.5.2 疏气阀的密封面 / 367
13.5.3 垫片 / 368
13.6 螺栓与法兰的强度计算 / 369
13.6.1 阀体与阀盖的连接计算 / 369
13.6.2 螺栓数量 / 370
13.6.3 最小弦距pm 的确定 / 371
13.6.4 法兰厚度 / 371
13.6.5 钢制中法兰的强度计算 / 371
13.6.6 法兰环的径向应力 / 373
13.6.7 法兰环的环向应力 / 375
13.7 浮球的设计与应力验算 / 376
13.7.1 浮球的初算质量 / 376
13.7.2 浮球的质量 / 377
13.7.3 阀座排水口直径浮球处于平衡状态 / 377
13.7.4 浮球部件受力分析及计算 / 378
13.8 临界开启时的力平衡方程 / 378
13.9 液化天然气管道疏气量的计算 / 380
13.9.1 启动时液化天然气管道疏气量的计算 / 380
13.9.2 液化天然气管道运行时的疏气量计算 / 380
13.9.3 疏气阀疏气量的确定 / 381
13.10 动作原理 / 381
13.10.1 动作过程 / 381
13.10.2 结构设计 / 382
13.11 阀盖的计算校核 / 382
13.11.1 Ⅰ—Ⅰ断面拉应力验算 / 382
13.11.2 Ⅱ—Ⅱ断面剪应力验算 / 382
13.11.3 阀盖的设计计算 / 383
13.11.4 阀体顶部的设计计算 / 384
13.12 阀杆计算 / 385
13.12.1 阀杆总轴向力计算 / 385
13.12.2 材料选择 / 386
13.12.3 压缩填料的结构 / 386
13.12.4 填料对不锈钢阀杆的腐蚀 / 387
13.12.5 阀杆密封填料的形式 / 387
13.12.6 传统阀杆加工工艺的特点 / 387
13.12.7 新型阀杆制造工艺的特点 / 388
13.12.8 阀杆主要性能 / 388
13.13 介质排放 / 388
13.13.1 利用混合动力循环回收的液化天然气冷能 / 389
13.13.2 温度差发电和动力装置联合的液化天然气回收冷能 / 389
参考文献 / 389
致谢