橫搖工況下FLNG繞管式換熱器降膜流動換熱數值模擬研究

作者：李玉星,劉亮,王少煒,朱建魯,韓輝,孫崇正

摘要：繞管式換熱器作為浮式液化天然氣生產儲卸裝置(FLNG)的主低溫換熱器,研究其在海況條件下換熱性能的變化對提高FLNG在海洋環境運行時的綜合性能具有重要意義。本文以繞管式換熱器內換熱管的管外降膜流動換熱過程為研究對象,建立了圓管與橢圓截面正弦波管管外降膜流動換熱模型,分析對比了水平靜止和橫搖工況下2種換熱管的周向局部換熱系數和平均換熱系數。研究結果表明,在水平靜止狀態下,橢圓截面正弦波管的換熱能力高于圓管。在橫搖運動狀態下,橫搖最大傾斜角對橢圓截面正弦波管換熱性能最惡劣時刻的周向局部換熱系數影響較小,橫搖周期對其幾乎無影響;橫搖時間、最大傾斜角和周期對圓管與橢圓截面正弦波管周向平均換熱系數均無影響。對比分析表明,橢圓截面的抗晃蕩能力稍遜于圓管,但晃蕩工況下其換熱性能仍高于圓管。本文研究結果對繞管式換熱器的設計與性能優化具有一定參考價值。

發文機構：中國石油大學（華東）儲運與建筑工程學院 山東省油氣儲運安全重點實驗室

關鍵詞：FLNG繞管式換熱器圓管橢圓截面正弦波管換熱系數降膜流動數值模擬橫搖工況FLNGspiral-wound heat exchangercircular tubesinusoidal corrugated tube with elliptical cross sectionheat transfer coefficientfalling film flownumerical simulationrolling conditions

分類號： TE965[石油與天然氣工程—石油機械設備]