שסתומים ניפתחים קריוגניים מונעי פילוט לעומת שסתומי ביטחון ניפתחים ישירים עם קפיץ

סדרת שג'נגה שיאוזהו TOXD – שסתום בטיחות ניפתח קריוגני מונע פילוט (מ-196° צלזיוס עד 80° צלזיוס, דרגת לחץ 150–2500)

1. מכניקת כוח החסימה: לחץ הקופסה העליון לעומת התרחבות הקפיץ

בשסתום ביטחון רגיל בעל קפיץ מכני, הכוח המושך את הדיסק למטה אל המושב נוצר באופן בלעדי על ידי הקפיץ המכווץ: F_net = F_spring - (P_in × A_seat). כאשר הלחץ בתפעול מתקרב ללחץ ההפעלה, הלחץ המגע יורד מתחת לסף הפלסטיות. ב-88%–92% מהלחץ ההפעלה מתחיל דליפה מיקרוסקופית (הבערה חלשה), אשר גורמת לבלאי המושב ואיבוד גז התאדות.

בסדרת TOXD בשסתום הפיילוט, לחץ הכניסה מועבר לחדר הקופה העליון מעל הפיסטון הראשי. מכיוון ששטח פיסטון הקופה A_piston גדול פי 1.28 ~ 1.35 משטח מושב המייצב A_seat: F_net,pilot = P_in × (A_piston - A_seat). ככל שלחץ המערכת עולה, כוח המושב כלפי מטה גדל באופן פרופורציונלי, ומבטיח הדוקות אפסית של בועות לפי API 527 עד 98% מלחץ ההגדרה.

עקרון העבודה בתצוגת חתך: איזון לחץ בקופה מתחת ללחץ ההגדרה לעומת הפעלת הפיילוט

2. מטריצת השוואה הנדסית

לולאת ניתוק תרמי חיצונית ובלוק פיילוט מאוזן בסדרת TOXD

3. ניתוח כלכלי של גז רתיחה (BOG)

על מיכל אחסון LNG בנפח 160,000 מ"ק עם לחץ הקלה מוגדר של 1.0 מגה פסקל (10.0 בר) וקצב הקלה נדרש של 25,000 ק"ג/שעה:

• שסתום קפיץ קונבנציונלי (12% שחרור): מתיישב מחדש ב-0.88 מגה פסקל; משך זמן של 480 שניות; פתחי אוורור: 3,333 ק"ג גז טבעי נוזלי (LNG) = הפסד של 2,166 דולר לאירוע.

• שסתום פיקוד Xiazhao (השתלטות של 6%): נסגר מחדש ב-0.94 MPa; משך של 220 שניות; מפריע ל-1,527 ק״ג של LNG = אובדן של 992 דולר אמריקאי לאירוע.

• חיסכון ישיר: 1,174 דולר אמריקאי חוסכים בכל מחזור שחרור; חיסכון שנתי של יותר מ-9,300 דולר אמריקאי, תוך הסרת פליטות התרחבות עקיפה.