LNG儲罐地震動響應(yīng)分析.pdf

1、天然氣作為一種高效，清潔的能源，受到了世界各國的青睞，近年來隨著世界經(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。其中，液化天然氣（Liquefied Natural Gas，簡稱LNG）為超低溫液體，LNG儲罐，作為LNG接收站的重要設(shè)備，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中起到核心作用，而且儲罐的安全運(yùn)行是保證天然氣正常運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵。面對高速的發(fā)展的LNG產(chǎn)業(yè)，大型LNG儲罐的建造成本卻居高不下，其原因在于缺少自主設(shè)計建造的技術(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，對于 LNG儲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。我國在LNG儲罐系統(tǒng)分析與設(shè)計方面還是空白，對大型LNG儲罐外罐結(jié)構(gòu)的分析和計算，可以為儲罐的設(shè)計提供可靠的理論依據(jù)，對我國 LNG儲罐設(shè)計的國產(chǎn)化具有重要意義。
　　基于這樣的背景，本文以容積量為16萬立方米大型LNG儲罐工程實例為例，采用相關(guān)儲液罐地震響應(yīng)分析理論對其內(nèi)罐進(jìn)行液動壓力，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)行對比，綜合評價LNG儲罐的抗震性能。
　　首先，根據(jù) LNG儲罐較為流行的規(guī)范即《歐洲鋼制常壓立式圓筒形儲罐抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（BS EN1998-4：2006），對儲罐的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并對其液動壓力的每一部分進(jìn)行求解計算。得到其脈沖壓力分布，脈沖剪力及基底剪力彎矩，對流壓力的分布，對流剪力和基底彎矩等。計算其對流波浪高度以及儲罐罐壁的慣性影響等。
　　然后，根據(jù)具

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