大型LNG储罐在温度应力作用下热角保护厚度的计算

首先介绍了储罐隔热层的构造。通过理论推导,给出了隔热层、热角保护及外墙温度分布的计算公式。在此基础上,得出外墙温度应力的计算公式,并给出热保护角厚度设计的控制方程。最后对一工程实例进行分析,应用ADINA有限元软件,建立隔热层及外墙温度场计算模型,并进行热-结构耦合计算外墙温度应力。验证了公式的正确性。结果表明在内罐泄漏状态下,外墙温度应力很大,说明热保护角厚度的设计意义重大。

LNG储罐热角保护不同工况的温度场分析

热角保护是大型LNG储罐绝热设计的重要环节。为了解热角保护(TCP)温度场分布,利用ANSYS软件对热角保护在全年最高、最低温工况和全年最高、最低温伴泄漏工况的温度场进行了有限元模拟分析,结果表明全年最高温伴泄漏工况罐底和罐壁的交汇处形成最大热流;内罐出现泄漏时会在热角保护底端内面一定高度范围内形成很强的低温区域。该结果对LNG储罐设计和工程操作有借鉴意义。

LNG全容罐热角保护结构有限元分析

热角保护结构的设计是大型LNG全容罐设计中的重点和难点。采用热-结构耦合分析方法,对1.6×105m3LNG全容罐的热角保护结构进行有限元计算。通过对泄漏事故工况下的温度场、位移场和应力场进行分析,为热角保护结构的设计提供建议和参考。

低温双层金属全容罐热角保护结构的不必要性

根据热角保护结构的定义、功能,对比国内外金属全容罐和预应力混凝土全容罐对热角保护结构的设置要求,并通过泄漏工况下的差异分析,来说明低温双层金属全容罐热角保护结构的不必要性,给从事低温双层金属全容罐设计工作的设计人员提供参考。

泄露时热保护角对LNG外罐温度场的影响

为研究热保护角在泄露工况下对LNG外罐温度场的影响,以16万m3LNG预应力混凝土全容式储罐为研究对象,借助有限元软件ANSYS下的FLUENT建立了储罐的保温层和外罐壁二维平面模型,考虑储罐内液体动态泄露过程中和泄露完成后超低温液体对混凝土外罐的影响,对储罐的温度场进行模拟分析。分析表明,受热保护角作用的混凝土外罐高度越低,温度变化越缓慢。不同工况受热保护角作用的混凝土外罐温度场在前期差异明显,但是随着时间的推移,受影响混凝土外罐温度场趋于相同。

LNG储罐主容器泄漏时外罐壁的传热特性

以一种LNG储罐为研究对象,利用有限单元法(FEM)分析了在主容器泄漏时的混凝土外罐壁的传热特性,研究了泄漏发生时外罐壁温度随着时间的变化过程,泄漏发展后的外罐壁的温度分布和热流密度,以及热保护边角(TCP)对于外罐壁传热的影响,指出了外罐壁热传导达到稳定后的传热特性。

泄露工况下大型LNG预应力混凝土储罐低温分析

借助于ANSYS有限元软件,对大型LNG预应力混凝土储罐由泄露引起的温度场和内力分布进行了深入研究计算,分析了超低温对预应力混凝土储罐结构的影响。结果表明:超低温作用下LNG储罐温度分布由内而外呈线性分布,罐壁的温度分布比较均匀;为减少罐壁中由低温引起的拉应力,同时避免裂缝的出现应在混凝土外罐中合理配置预应力钢筋和热保护角等保冷结构。

低温作用下大型LNG预应力混凝土储罐力学分析

大型LNG预应力混凝土储罐储存超低温的LNG，对结构的安全性和可靠性提出了更高要求。给出了低温作用下材料的本构模型；借助于ANSYS有限元软件，以16万立方米混凝土储罐为例，对低温下混凝土外罐的温度场和内力分布进行了深入的研究计算，给出了低温作用下混凝土外罐的温度场分布，并针对高低温并存的工作状态下结构内力进行了计算。结果表明：超低温作用下LNG储罐温度分布由内而外呈线性分布，罐壁的温度分布比较均匀；在承台、罐壁以及罐顶的连接部位，为避免由约束作用产生的负弯矩以及低温拉应力产生的裂缝，应在混凝土外罐中合理配置预应力钢筋和热保护角等保冷结构。研究成果对于提高我国大型LNG预应力混凝土储罐的设计水平具有一定的指导意义。

大型LNG预应力混凝土储罐的力学分析

重点介绍LNG混凝土全容罐的主要结构型式、储罐设计中应考虑的静力荷载及其计算方法 ,并以某大型低温LNG预应力混凝土储罐工程为例,采用ANSYS有限元软件分析储罐的静力荷载,计算各静力荷载及其组合下的储罐内力和变形。模拟计算结果显示,距罐壁底端约4.0 m处的内力和变形较大;由于罐顶对罐壁推力的作用,在罐壁和罐顶连接处内力和变形较大。设计中这些部位要采取增强截面刚度的措施,以减少内力。

LNG双金属全容储罐关键技术

近年来,在国家天然气“产供储销”体系建设带动下,国内LNG低温储存技术得到全面发展。双金属全容储罐由于其标准符合度高、成本相对低、建造周期短等优点,在中小型接收站、调峰储配站以及液化工厂中成为建设方的首选罐型。介绍了双金属全容储罐的主体材料选择、地震设计、热角保护设计、绝热设计、主容器锚带结构设计、氮气吹扫系统设计、建造技术等关键技术,为双金属全容储罐的应用推广提供了技术支持。

全包容式LNG储罐无损检测

从全包容式LNG储罐的内罐罐壁、内罐罐底、内罐吊顶及拉杆、二次底、热角保护板、外罐底板、外罐壁板、外罐拱顶板和拱顶梁等储罐的不同部位,阐述LNG储罐的无损检测技术方案,为同类LNG储罐的无损检测实施和应用提供借鉴。

泄漏工况下的LNG外罐温度场仿真研究

为研究LNG储罐泄漏后外罐温度场的变化,以16万m3LNG预应力混凝土全容式储罐为研究对象。借助有限元软件ANSYS下的FLUENT建立了储罐的保温层和外罐壁的二维平面模型。考虑储罐内液体动态泄漏过程中和泄漏完成后超低温液体对混凝土外罐的影响,对储罐的温度场进行了模拟分析。分析表明,泄漏后不同高度外罐壁温度变化与泄漏孔位置和孔洞大小有极大的关联。外罐壁温度先降低,后升高,最后达到平衡。在热保护角的作用下,底部外罐壁温度变化明显减小。在热保护角高度范围内,混凝土外罐壁在高度方向上存在温度梯度,温度从底部向上逐渐减小。