管道适合长距离、大输量的运输,是碳捕集、封存与利用(Carbon Capture,Utilization and Storage,CCUS)技术中连接碳源和碳汇的关键环节。但由于CO_(2)特殊的减压特性,CO_(2)长输管道在运行过程中发生泄漏后极易产生管材持续性裂纹扩展...管道适合长距离、大输量的运输,是碳捕集、封存与利用(Carbon Capture,Utilization and Storage,CCUS)技术中连接碳源和碳汇的关键环节。但由于CO_(2)特殊的减压特性,CO_(2)长输管道在运行过程中发生泄漏后极易产生管材持续性裂纹扩展。为此,从试验、理论研究及数值模拟3个方面综述了国内外对CO_(2)泄漏减压特性与裂纹扩展方面的研究现状,归纳总结不同状态方程、杂质因素、理论模型对泄漏减压特性的适应性,以及不同规模、初始条件与相态、杂质含量、泄漏方式下泄漏减压的试验成果。进而分析了不同相态、初始条件、管材、杂质含量及种类等因素对裂纹扩展的影响,并对比分析不同的CO_(2)管道裂纹扩展理论模型及其适用范围,以及裂纹扩展与流固耦合数值模拟方法。最后对未来亟需进一步开展研究的内容进行展望,以期为中国CO_(2)管道泄漏与裂纹扩展研究提供借鉴,从而促进并提升CCUS安全保障技术水平。展开更多
文摘管道适合长距离、大输量的运输,是碳捕集、封存与利用(Carbon Capture,Utilization and Storage,CCUS)技术中连接碳源和碳汇的关键环节。但由于CO_(2)特殊的减压特性,CO_(2)长输管道在运行过程中发生泄漏后极易产生管材持续性裂纹扩展。为此,从试验、理论研究及数值模拟3个方面综述了国内外对CO_(2)泄漏减压特性与裂纹扩展方面的研究现状,归纳总结不同状态方程、杂质因素、理论模型对泄漏减压特性的适应性,以及不同规模、初始条件与相态、杂质含量、泄漏方式下泄漏减压的试验成果。进而分析了不同相态、初始条件、管材、杂质含量及种类等因素对裂纹扩展的影响,并对比分析不同的CO_(2)管道裂纹扩展理论模型及其适用范围,以及裂纹扩展与流固耦合数值模拟方法。最后对未来亟需进一步开展研究的内容进行展望,以期为中国CO_(2)管道泄漏与裂纹扩展研究提供借鉴,从而促进并提升CCUS安全保障技术水平。
