[发明专利]一种复合能源管道传输特性分析方法

权利要求书

1.一种复合能源管道传输特性分析方法，其特征在于，包括：

S1：确定复合能源管道结构，从外向内依次包括：保温层、外LNG管道、屏蔽层、绝缘层、高温超导电缆和内LNG管道；

S2：对复合能源管道进行输电分析，建立复合能源管道输电模型，保证复合能源管道无线路损耗；

S3：对复合能源管道进行输气分析，建立复合能源管道输气模型；

S4：通过复合能源管道输气模型计算复合能源管道在输送过程中的压力损耗与冷能损耗，建立复合能源管道冷泵站模型；

S5：通过复合能源管道输电模型、复合能源管道输气模型和复合能源管道冷泵站模型建立复合能源管道能量传输模型，进行复合能源管道传输特性分析。

2.根据权利要求1所述的一种复合能源管道传输特性分析方法，其特征在于，S2具体包括：

S21：根据临界电流值，确定高温超导电缆电流密度，保证高温超导电缆为正常态，计算公式为：

式中，J_e为高温超导电缆电流密度；S_T为高温超导电缆截面积，I_C可由高温超导电缆超导层的临界电流密度J_C与超导体的截面积S_S表示，如式：

I_C＝J_C·S_S

S22：根据管道临界温度T_C建立复合能源管道输电模型：

P_GRID(t)＝α_S·((1-0.014)·P_Supply(t))

式中：P_GRID(t)为管道末端输出电功率；P_Supply(t)为管道输入电功率；α_S为高温超导电缆状态量；T为内LNG管道温度，T_C为临界温度。

3.根据权利要求1所述的一种复合能源管道传输特性分析方法，其特征在于，S3具体包括：

S31复合能源管道传输压力分析，包括：

S311：将外LNG管道和内LNG管道等效为一根LNG管道，通过雷诺数判断LNG形态，包括层流和湍流；

S312：针对LNG形态基于复合能源管道内LNG流量与压力的关系建立复合能源管道压力模型，基于复合能源管道压力模型计算输气过程压力损耗；

S32复合能源管道传输温度分析，包括：

S321：分析LNG输送过程中天然气的温度变化，计算复合能源管道最大允许单位长度冷能损耗量；

S322：计算复合能源管道冷能损耗，判断复合能源管道冷能损耗是否大于复合能源管道最大允许单位长度冷能损耗量，若不大于符合复合能源管道温度要求，否则计算复合能源管道冷泵站需提供的冷量。

4.根据权利要求3所述的一种复合能源管道传输特性分析方法，其特征在于，判断LNG形态计算公式为：

式中，Re表示雷诺数；ρ_n为标准状况下流体的密度；v为LNG流体的流速；μ为LNG流体的粘度系数；d为LNG管道的管径。

5.根据权利要求3所述的一种复合能源管道传输特性分析方法，其特征在于，复合能源管道压力模型为：

式中，l为LNG管道x₁点到x₂点的长度；A为LNG管道横截面积，ρ为LNG流体密度，λ为达西摩擦系数，d为LNG管道的管径；s为LNG流量，p₁,p₂为LNG管道x₁点、x₂点对应的压力值；

压力损耗W_pl为：

W_pl＝s·(p₂-p₁)。