大型LNG儲罐的熱應(yīng)力分析.pdf

1、隨著世界能源的不斷增長,環(huán)境保護的日益加強,LNG(liquefied natural gas)的需求量也在不斷增大。大型LNG儲罐具有容量大、安全性能高等優(yōu)點,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)達國家,而我國還未掌握LNG儲罐的核心技術(shù)。
　　適應(yīng)我國LNG工業(yè)的發(fā)展,本文以16萬立方米LNG儲罐為研究對象,通過理論分析和ANSYS軟件數(shù)值模擬,從溫度場和熱應(yīng)力場兩方面開展了詳細地分析。在國內(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,通過理論計算和有限元數(shù)值模擬對LNG儲罐平面結(jié)構(gòu)的三層圓環(huán)的溫度場進行了研究。在給定溫度場的基礎(chǔ)上,對三層圓環(huán)的熱應(yīng)力場進行了有限元模擬和理論分析,得出了溫度場與熱應(yīng)力場的關(guān)系。
　　(2)基于LNG儲罐的結(jié)構(gòu)參數(shù),給出其力學(xué)模型,建立了16萬立方米的大型LNG儲罐的有限元模型。通過設(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、度場分布,分析出了儲罐中溫度梯度最大的位置,給儲罐的溫度應(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,對該儲罐進行了熱應(yīng)力的有限元分析。研究在不同的工況下,LNG儲罐關(guān)鍵部位—儲罐罐頂、罐壁和罐底的熱應(yīng)力場及位移場,并建立溫度場分布和各層熱應(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,為儲罐的設(shè)計安全提供了一定的依據(jù)。
　　本文的研究工作對我國LNG儲罐發(fā)展,及其溫度場和熱應(yīng)力場的相關(guān)研究具有一定的參考