LNG儲(chǔ)罐地震動(dòng)響應(yīng)分析.pdf_第1頁(yè)
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1、天然氣作為一種高效,清潔的能源,受到了世界各國(guó)的青睞,近年來(lái)隨著世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人口數(shù)量劇增,世界能源需求量也在日益增長(zhǎng)。其中,液化天然氣(Liquefied Natural Gas,簡(jiǎn)稱LNG)為超低溫液體,LNG儲(chǔ)罐,作為L(zhǎng)NG接收站的重要設(shè)備,在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中起到核心作用,而且儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行是保證天然氣正常運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵。面對(duì)高速的發(fā)展的LNG產(chǎn)業(yè),大型LNG儲(chǔ)罐的建造成本卻居高不下,其原因在于缺少自主設(shè)計(jì)建造的技術(shù)。另一方面,LNG屬

2、于超低溫、易燃、易爆物質(zhì),一旦發(fā)生泄漏,將產(chǎn)生嚴(yán)重的次生災(zāi)害。因此,對(duì)于 LNG儲(chǔ)罐抗震性能的研究就顯得尤為重要,尤其是抗震,抗風(fēng)性能等。我國(guó)在LNG儲(chǔ)罐系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方面還是空白,對(duì)大型LNG儲(chǔ)罐外罐結(jié)構(gòu)的分析和計(jì)算,可以為儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)提供可靠的理論依據(jù),對(duì)我國(guó) LNG儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的國(guó)產(chǎn)化具有重要意義。
  基于這樣的背景,本文以容積量為16萬(wàn)立方米大型LNG儲(chǔ)罐工程實(shí)例為例,采用相關(guān)儲(chǔ)液罐地震響應(yīng)分析理論對(duì)其內(nèi)罐進(jìn)行液動(dòng)壓力,底部剪

3、力以及傾覆彎矩等分析,并與有限元軟件ABAQUS分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,綜合評(píng)價(jià)LNG儲(chǔ)罐的抗震性能。
  首先,根據(jù) LNG儲(chǔ)罐較為流行的規(guī)范即《歐洲鋼制常壓立式圓筒形儲(chǔ)罐抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(BS EN1998-4:2006),對(duì)儲(chǔ)罐的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,并對(duì)其液動(dòng)壓力的每一部分進(jìn)行求解計(jì)算。得到其脈沖壓力分布,脈沖剪力及基底剪力彎矩,對(duì)流壓力的分布,對(duì)流剪力和基底彎矩等。計(jì)算其對(duì)流波浪高度以及儲(chǔ)罐罐壁的慣性影響等。
  然后,根據(jù)具

4、體的LNG儲(chǔ)罐內(nèi)罐的工程實(shí)例,具體的計(jì)算其液動(dòng)壓力,剪力,基底彎矩等各項(xiàng)的分布。并且分成剛性壁和彈性壁兩種情況進(jìn)行計(jì)算分析。
  最后,采用有限元分析軟件ABAQUS對(duì)LNG儲(chǔ)罐進(jìn)行地震時(shí)程分析,考慮到傳統(tǒng)的數(shù)值模擬流固耦合作用計(jì)算效率很低,本文結(jié)合前述理論分析根據(jù)集中質(zhì)量法,即將地震作用下儲(chǔ)液簡(jiǎn)化成質(zhì)量點(diǎn),均勻分布在儲(chǔ)罐內(nèi)罐的中心線上,并以彈簧來(lái)連接每一個(gè)質(zhì)量點(diǎn)和儲(chǔ)罐的罐壁。對(duì)LNG儲(chǔ)罐的內(nèi)罐模型進(jìn)行分析,計(jì)算儲(chǔ)罐在8度多遇地震

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