LNG儲罐結(jié)構(gòu)溫度場及溫度應(yīng)力分析.pdf

1、液化天然氣（liquefied Natural Gas，即LNG）作為一種新型的清潔能源，相比起傳統(tǒng)能源，具有經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定、污染小等優(yōu)勢，因而受到了世界各國的廣泛關(guān)注和大力發(fā)展。LNG屬于超低溫、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，于是對LNG儲罐的力學(xué)性能研究具有重要的意義。
　　本文以存儲量為16萬立方米大型LNG全容罐為例，采用有限元軟件ANSYS，對其混凝土外罐在正常使用情況和低溫液體泄漏情況下進(jìn)行了

2、溫度場和應(yīng)力場分析，具體的研究內(nèi)容如下：
　　首先，依據(jù)熱應(yīng)力理論知識，對傳熱基本理論和熱應(yīng)力基本問題進(jìn)行討論分析，可得LNG儲罐在不同工況條件下溫度場和應(yīng)力場的理論值。
　　其次，建立罐壁有限元分析模型，可得出罐壁在不同工況條件下溫度場和應(yīng)力場的ANSYS數(shù)值模擬結(jié)果，將其與理論解進(jìn)行對比分析可以確定數(shù)值模擬結(jié)果與理論值相吻合。同時通過罐壁溫度和熱應(yīng)力分布情況，可以知道熱保護(hù)角（Thermal Corner Protect

3、ion，即TCP）對儲罐熱屏蔽的重要性。
　　接著，采用ANSYS瞬態(tài)分析方式對罐壁的有限元模型進(jìn)行時程分析，可以得到罐壁溫度隨時間的變化特征。在有TCP保護(hù)和無TCP保護(hù)不同工況下，采用第三類邊界條件對罐壁分別建模分析，可以得到無 TCP保護(hù)情況下罐壁溫度大概需要一周時間達(dá)到穩(wěn)定，有TCP保護(hù)情況下罐壁溫度大概需要兩周時間達(dá)到穩(wěn)定。
　　最后，通過對LNG儲罐外罐三維模型進(jìn)行有限元分析，得到預(yù)應(yīng)力混凝土外罐在正常使用情況下