大型LNG儲(chǔ)罐的熱應(yīng)力分析.pdf

1、隨著世界能源的不斷增長(zhǎng),環(huán)境保護(hù)的日益加強(qiáng),LNG(liquefied natural gas)的需求量也在不斷增大。大型LNG儲(chǔ)罐具有容量大、安全性能高等優(yōu)點(diǎn),因此得到世界范圍內(nèi)廣泛關(guān)注。目前,LNG關(guān)鍵技術(shù)掌握在西方發(fā)達(dá)國(guó)家,而我國(guó)還未掌握LNG儲(chǔ)罐的核心技術(shù)。
　　適應(yīng)我國(guó)LNG工業(yè)的發(fā)展,本文以16萬(wàn)立方米LNG儲(chǔ)罐為研究對(duì)象,通過(guò)理論分析和ANSYS軟件數(shù)值模擬,從溫度場(chǎng)和熱應(yīng)力場(chǎng)兩方面開(kāi)展了詳細(xì)地分析。在國(guó)內(nèi)外研究的基

2、礎(chǔ)上,主要完成以下工作:
　　(1)基于熱應(yīng)力的基本理論,通過(guò)理論計(jì)算和有限元數(shù)值模擬對(duì)LNG儲(chǔ)罐平面結(jié)構(gòu)的三層圓環(huán)的溫度場(chǎng)進(jìn)行了研究。在給定溫度場(chǎng)的基礎(chǔ)上,對(duì)三層圓環(huán)的熱應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了有限元模擬和理論分析,得出了溫度場(chǎng)與熱應(yīng)力場(chǎng)的關(guān)系。
　　(2)基于LNG儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)參數(shù),給出其力學(xué)模型,建立了16萬(wàn)立方米的大型LNG儲(chǔ)罐的有限元模型。通過(guò)設(shè)定不同的環(huán)境溫度和液位高度參數(shù),給出了LNG關(guān)鍵部位—罐頂、罐壁和罐底沿厚度方向的溫

3、度場(chǎng)分布,分析出了儲(chǔ)罐中溫度梯度最大的位置,給儲(chǔ)罐的溫度應(yīng)力分析提供了基礎(chǔ)數(shù)值和依據(jù)。
　　(3)在上述研究的基礎(chǔ)上,對(duì)該儲(chǔ)罐進(jìn)行了熱應(yīng)力的有限元分析。研究在不同的工況下,LNG儲(chǔ)罐關(guān)鍵部位—儲(chǔ)罐罐頂、罐壁和罐底的熱應(yīng)力場(chǎng)及位移場(chǎng),并建立溫度場(chǎng)分布和各層熱應(yīng)力的關(guān)系和相互作用,給出了熱應(yīng)力較集中的關(guān)鍵位置,為儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)安全提供了一定的依據(jù)。
　　本文的研究工作對(duì)我國(guó)LNG儲(chǔ)罐發(fā)展,及其溫度場(chǎng)和熱應(yīng)力場(chǎng)的相關(guān)研究具有一定的參考