张纾琳，陈晨铭，段化银，余晓明

（上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093）

我国近年来大力推动清洁能源的发展，对天然气的需求不断增加。2018 年，我国天然气的消费量已经超过了2 800 亿立方米，进口液化天然气5 300多万吨[1]。并且随着我国对天然气需求的持续增长，我国的天然气基础设施也在不断完善，用以提高液化天然气的接收能力[2]。低温阀门主要用于石油化工、液化天然气及液氮液氧等装置。由于液化天然气的主要成分为烷烃，一旦发生泄漏，会增加火灾和爆炸等事故发生的几率[3-4]，所以低温阀门对密封性、安全性的要求非常高。

低温阀门一般都有长颈阀盖，可以使其在温度很低的工况下安全稳定地运行[5]。长颈阀盖结构的目的在于保护填料函，通过抬高填料函的位置，提高填料函处的温度分布，防止填料表面结露结冰，即高于低温阀门所在环境的露点温度。一旦填料结冰，就会降低填料的密封性能，容易导致低温介质的渗漏。当阀杆上下移动时，结的冰也会划伤填料，造成更加严重的泄漏[6-7]。另外，低温阀门在夏季运行时，需要包裹一层保冷材料来减少冷量的损失，而长颈阀盖的结构有利于添加更厚的保冷层，加强保冷性能。

1 低温阀门模型

BS 6364 规定了低温阀门中长颈阀盖加长部分的最短长度，本文采用的低温阀门为DN 50 低温球阀，为非冷箱用，阀芯的工作转角为90°，要求阀盖最短长度为250 mm[8]，故设计阀盖的初始长度为251 mm。

1.1 建立物理模型

采用ProE 建立阀门的装配体模型，由于模型存在对称结构，为了提高效率，可将模型简化处理为实体模型的1/2，如图1 所示。……