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作者：穆林;赵鑫;杨竹强;尚妍;浦航;东明;
单位：大连理工大学能源与动力学院;海洋能源利用与节能教育部重点实验室;
摘要：在输运过程中，需保证CO_2相态为单一相态液相，由于输运管道存在泄压需求，而在减压泄放过程中CO_2介质会发生剧烈的相态变化，从而引起超低温冷却和干冰冻堵等风险。为了解决上述问题，以某碳捕集、利用和封存(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS)项目管道泄压阀为研究对象，建立泄压阀内泄放过程瞬态数值模型，并分析阀门开度(s)对阀门内部介质压力、温度，速度及相态的影响情况。结果显示：在泄放初期0～0.006 s内，泄压阀内CO_2介质出现先蒸发后冷凝的现象。当阀体内部流动趋于稳定时，泄压阀前端入流管段CO_2介质持液率较高，相态维持在液态，而阀门腔体段和阀门后部出流管段会发生较大强度的蒸发相变。当阀门开度为1 mm、2 mm、4 mm和6 mm时，介质最低温度分别为191.78 K、220.87 K、252.93 K和261.7 K,小阀门开度(s=1 mm、2 mm)相较于大阀门开度(s=4 mm、6 mm)的介质温度降幅更大。当阀门开度为1 mm时，阀体内介质最低温度远低于三相点温度，且会伴随干冰颗粒的生成。适当增大阀门开度以及提升泄压阀出口背压可以有效降低阀门内部的干冰冻堵风险。研究结论可为高压液相CO_2泄放作业提供一定的理论指导。
关键词：安全工程;;液相CO_2;;减压泄放;;相变;;冻堵风险;;泄放特性;;传热
基金资助：辽宁省自然科学基金计划项目(2022-BS-085);; 中央高校基本科研业务费项目(DUT220N202)
