文档名：油氢合建站储氢瓶组氢气泄漏扩散行为研究
摘要：为探究油氢合建站储氢瓶组阀体面板失效后引发的氢气泄漏事故及氢气扩散行为的影响因素,根据真实场景构建等比例数值模型,针对不同泄漏源和环境风力条件下的氢气泄漏扩散过程进行了模拟研究,从事故后果角度提出了不同事故场景下的应急处置方式.结果表明,当储氢瓶组发生小孔泄漏时,氢气运动沿中心线形成欠膨胀射流,在泄漏源周围形成氢气云团高浓度分布.随着泄漏口孔径增大,短时间内氢气扩散在距离泄漏源较远区域形成具备爆炸性的混合气云团.氢气泄漏方向的改变直接影响其扩散行为的变化,促使氢气/空气混合气云团分布区域呈现显著差异.对于水平泄漏模式下的氢气扩散行为要着重考虑站内装置和设备的阻挡作用,而竖直向下的泄漏模式会造成范围更广的高浓度氢气聚集.随着环境风力的增强和站内布局复杂化,泄漏氢气在局部区域浓度升高,沿下风向水平范围的扩散半径增大,而在竖向空间的扩散高度下降,爆炸性混合气云呈现朝下风向区域移动的趋势.
Abstract：Thisworkaimstoinvestigatethehydrogenleakageanddispersionprocesscausedbythevalvepanelfailurefromthestoragecylindergroupinanewtypeofoil-hydrogenrefuelingstation,andclearlyunderstandtheeffectsofdifferentinfluencingfactorsonthehydrogendispersionbehavior.Inthiswork,afull-scalemodelofanoil-hydrogenrefuelingstationwasbuiltbasedonrealscenarios,andnumericalsimulationswerecarriedoutinaCFD-basedsimulatortool.Comparedwithvariousnumericalscenarios,hydrogendispersionbehaviorswerediscussedunderdifferentleakagesourcesandambientwindconditions.Meanwhile,theemergencytreatmentplanswithdifferentaccidentalscenariosfromaccidentconsequenceswereproposedinthisworkaccordingly.Thecurrentresultsindicatethattheleakedhydrogenmovementgeneratesanunder-expandedjetalongthecenterlineandformsahigh-concentrationdistributionofexplosivehydrogencloudaroundtheleakagesourcewhenasmallruptureoccursinthehydrogenstoragecylindergroup.Withtheincreasingrupturesizes,thehydrogendispersionformsahydrogen/airmixturecloudinaregionfarawayfromthehydrogenstoragecylindergroupwithinashorttime.Thechangesinleakagedirectionsinthehydrogenstoragecylindergroupimmediatelyaffectedthecharacteristicvariationsofhydrogendispersionbehavior,whichsuggeststhedistributionregionofthehydrogen/airmixturecloudhaschangedsignificantly.Thehydrogendispersionprocessinthehorizontalorientationmainlyconsiderstheobstaclesofdevicesandequipmentintheoil-hydrogenrefuelingstation,whiletheverticaldownwarddispersionmodeleadstoawiderrangeofhigh-concentrationhydrogendispersiondistribution.Withtheenhancementofambientwindandlayoutcomplexityofoil-hydrogenrefuelingstations,theconcentrationofhydrogendispersioninlocalareasrises.Asaresult,thehydrogendispersionradiusofthehorizontalareawiththedownwindincreases,whilehydrogendispersionheightintheverticalareadecreases,andthehydrogen/airmixturecloudtendstomovetowardsthedownwindareaoftheoil-hydrogenrefuelingstation.
作者：汪侃 张思琪 刘晓雷 汪皓 赵亮 时婷婷 周明君 Author：WANGKan ZHANGSiqi LIUXiaolei WANGHao ZHAOLiang SHITingting ZHOUMingjun
作者单位：上海海事大学海洋科学与工程学院,上海201306中国舰船研究设计中心,武汉430064国家电投集团科学技术研究院新能源技术研究所,北京102209
刊名：安全与环境学报 ISTICPKU
Journal：JournalofSafetyandEnvironment
年，卷(期)：2024, 24(5)
分类号：X931
关键词：安全工程 氢能安全 氢气泄漏 扩散行为 油氢合建站
Keywords：safetyengineering hydrogensafety hydrogenleakage dispersionbehavior oil-hydrogenrefuelingstation
机标分类号：X937TQ021.4V471
在线出版日期：2024年6月12日
基金项目：国家自然科学基金，中国交通教育研究会研究课题，上海市软科学重点项目，中央高校基本科研业务费专项油氢合建站储氢瓶组氢气泄漏扩散行为研究[
期刊论文] 安全与环境学报--2024, 24(5)汪侃 张思琪 刘晓雷 汪皓 赵亮 时婷婷 周明君为探究油氢合建站储氢瓶组阀体面板失效后引发的氢气泄漏事故及氢气扩散行为的影响因素,根据真实场景构建等比例数值模型,针对不同泄漏源和环境风力条件下的氢气泄漏扩散过程进行了模拟研究,从事故后果角度提出了不同事...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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