16萬方LNG儲罐應力場與溫度場耦合響應分析.pdf

1、對于LNG儲罐，內(nèi)罐泄漏導致的低溫環(huán)境、儲罐自身或臨近設施的火災導致的高溫環(huán)境都會導致罐壁產(chǎn)生較大的溫度梯度，引起分布不均勻的溫度應力，并造成材料力學性能的削弱，甚至導致儲罐的破壞。因此，非常有必要對混凝土外罐在各類工況下的熱響應進行分析，得到其受力機理。
　　本文基于 ANSYS/Workbench有限元分析軟件，針對工程實例建立了精細化的LNG儲罐有限元分析模型，分別針對正常運行工況、內(nèi)罐泄漏工況和臨近火災工況，考慮熱-結(jié)構(gòu)耦

2、合效應，研究其溫度場及應力場的分布情況，結(jié)論如下：
　　1、建立了含穹頂、混凝土外罐壁、各保冷結(jié)構(gòu)的LNG儲罐精細化二維有限元分析模型，對儲罐正常運行時，在夏、冬季兩種固定溫度邊界條件下的溫度場分布情況進行了模擬。結(jié)果表明：保冷材料、承臺邊緣的混凝土環(huán)梁處于較低的溫度環(huán)境中，選材時需要考慮材料的抗凍性、吸水性或采取適當?shù)氖┕ご胧?；熱角保護結(jié)構(gòu)對外罐壁與承臺連接處的薄弱處具有非常好的保護效果。
　　2、基于已建立的有限元分析模

3、型，考慮鋼筋及預應力鋼絞線的影響，模擬LNG儲罐在內(nèi)罐泄漏工況下的溫度場分布情況，通過分析軟件中的熱-結(jié)構(gòu)耦合流程，將溫度場結(jié)果導入應力場分析模型，分析結(jié)構(gòu)的應力分布情況。結(jié)果表明：熱角保護結(jié)構(gòu)以上、泄漏液位以下的罐壁內(nèi)部產(chǎn)生了較大的溫度梯度，其余部分幾乎不受影響；應力場分析得到的鋼筋鋼絞線和罐壁的應力和變形主要集中在罐壁豎向中部的區(qū)域，且滿足規(guī)范規(guī)定的限值。
　　3、根據(jù)現(xiàn)有的規(guī)范及標準的規(guī)定，通過施加熱通量的方式，并考慮其他各