ГОСТ Р 71011-2023 (ИСО 23251:2006) Нефтяная и газовая промышленность. Морские промысловые сооружения. Системы ограничения и сброса давления
6.14 Гидравлическое расширение
6.14.1 Причины возникновения гидравлического расширения
Необходимо учитывать гидравлическое расширение, т.е. увеличение жидкости в объеме, вызванное ростом температуры (см. таблицу 3), которое обуславливается (но не ограничивается) следующими причинами:
- трубопровод или сосуды заполнены холодной жидкостью и отсечены и затем нагреваются при использовании обогревающих трубчатых спутников, по которым прокачивается теплоноситель, или кабелей системы электрообогрева, и/или воздействия внешнего тепла или огня;
- холодная сторона теплообменника отсечена при сохранении потока на горячей стороне;
- трубопровод или сосуды заполнены жидкостью с температурой, близкой к температуре внешней среды, и отсечены, а затем нагреваются под воздействием прямого солнечного излучения.
В установках (например, холодильных контурах) схема технологического процесса, расположение оборудования, а также особенности технологических операций определяют возможность исключения применения устройства сброса давления при гидравлическом расширении, которое, как правило, требуется устанавливать в системе с кожухотрубным теплообменником на стороне холодного флюида. К таким установкам относят установки, состоящие из нескольких теплообменников с запорным клапаном, заблокированным в открытом положении и устанавливаемым по ходу потока холодного флюида для каждого теплообменника, и установки с одним теплообменником, который работает постоянно, кроме случаев останова.
Таблица 3 - Типовые значения коэффициента объемного расширения для жидких углеводородов и воды
Плотность жидкости, кг/м | Коэффициент объемного расширения*, 1/°C |
От 850,4 до 1052,0 | 0,00072 |
От 775,8 до 849,8 | 0,0009 |
От 724,2 до 775,3 | 0,00108 |
От 672,5 до 723,8 | 0,00126 |
От 642,0 до 672,2 | 0,00144 |
От 627,8 до 641,7 | 0,00153 |
От 627,5 или ниже | 0,00162 |
Вода | 0,00018 |
* При 15,6°C. | |
6.14.2 Определение типоразмеров и давления настройки
Как правило, для сброса давления жидкости используют клапан сброса давления с номинальным диаметром DN 2025. При необходимости увеличения типоразмера руководствуются 6.14.3. В случае, если жидкость в процессе сброса образовывает пары или твердые вещества при прохождении через устройство сброса давления, руководствуются 6.21.2.
Давление настройки для приведенных устройств сброса давления следует определять с учетом расчетного номинального значения для всех элементов, включенных в отсекаемый участок системы. Давление настройки устройства сброса давления при тепловом расширении жидкости не должно превышать максимальное давление, допустимое для самого слабого компонента в защищаемой системе. Давление настройки устройства сброса давления должно обеспечить открытие устройства сброса давления только при гидравлическом расширении. При сбросе в случае превышения давления, возникающего при тепловом расширении жидкости и производимого через клапан сброса давления в закрытую систему, необходимо учитывать влияние противодавления.
6.14.3 Особые случаи
Устройства сброса давления номинальным диаметром DN, большим, чем 2025, при тепловом расширении жидкости устанавливают, при необходимости, на трубопроводах большого диаметра и большой протяженности
без тепловой изоляции, сосудах больших объемов или теплообменниках, работающих с полным заполнением жидкостью. Трубопроводы большой протяженности могут быть закупорены при температуре окружающей среды или ниже; воздействие солнечной радиации повышает температуру на расчетную величину. При условии, что общая скорость теплопередачи и коэффициент теплового расширения для жидкости известны, следует рассчитать требуемую скорость сброса давления.
________________