16萬方LNG儲罐應(yīng)力場與溫度場耦合響應(yīng)分析.pdf

1、對于LNG儲罐，內(nèi)罐泄漏導(dǎo)致的低溫環(huán)境、儲罐自身或臨近設(shè)施的火災(zāi)導(dǎo)致的高溫環(huán)境都會導(dǎo)致罐壁產(chǎn)生較大的溫度梯度，引起分布不均勻的溫度應(yīng)力，并造成材料力學(xué)性能的削弱，甚至導(dǎo)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(yīng)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(zāi)工況，考慮熱-結(jié)構(gòu)耦

2、合效應(yīng)，研究其溫度場及應(yīng)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(dāng)?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(yù)應(yīng)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(dǎo)入應(yīng)力場分析模型，分析結(jié)構(gòu)的應(yīng)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(yīng)力場分析得到的鋼筋鋼絞線和罐壁的應(yīng)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