【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源需求缺口很大,同時(shí)國(guó)家加大對(duì)清潔能源的使用力度,而液化天然氣這一能源,以高熱能、無(wú)污染、易存儲(chǔ)、易運(yùn)輸以及安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)契合大眾的需求,迅速占領(lǐng)能源市場(chǎng),未來(lái)將可能代替石油、煤,成為第一大能源。自從我國(guó)進(jìn)口液化天然氣以來(lái),對(duì)海外天然氣的進(jìn)口依賴程度增加,于沿海地區(qū)建立一批LNG接收站,其中作為主體結(jié)構(gòu)的LNG儲(chǔ)罐的抗震性能至關(guān)重要。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有關(guān)于LNG儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)和抗震的規(guī)范,因此研究LNG儲(chǔ)罐的抗震性能顯得尤為迫切。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:1.以某容積為5萬(wàn)立方米的地上全容式LNG儲(chǔ)罐預(yù)應(yīng)力混凝土外罐為原型,考慮混凝土外罐壁和液體之間的流固耦合相互作用,根據(jù)相似關(guān)系理論,設(shè)計(jì)了長(zhǎng)度相似比1:50的LNG儲(chǔ)罐混凝土外罐的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?.完成振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn),著重從加速度、位移和應(yīng)變?nèi)齻�(gè)因素研究了混凝土外罐壁的地震響應(yīng),得到一些有用的結(jié)論:在空罐、半罐和滿罐三種狀態(tài)下,加速度均是隨著罐壁高度增大而增大,同時(shí)也印證了加速度放大系數(shù)與地震烈度無(wú)關(guān);位移沿外罐壁高度有先增加后減小的趨勢(shì);環(huán)向應(yīng)變和豎向應(yīng)變均沿外罐壁高度增大而增大,環(huán)向應(yīng)變沿高度的變化幅度相比豎向應(yīng)變較大,因此建議適當(dāng)增加環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼筋的配筋量。3.運(yùn)用有限元軟件ABAQUS建立LNG儲(chǔ)罐預(yù)應(yīng)力混凝土外罐的有限元模型,其中使用耦合歐拉-拉格朗日(CEL)技術(shù)真實(shí)地模擬了LNG儲(chǔ)罐預(yù)應(yīng)力混凝土外罐壁和液體的流固耦合效應(yīng);對(duì)LNG儲(chǔ)罐預(yù)應(yīng)力混凝土外罐模型進(jìn)行靜力分析。4.運(yùn)用時(shí)程分析法,對(duì)LNG儲(chǔ)罐預(yù)應(yīng)力混凝土外罐有限元模型施加單向地震作用,重點(diǎn)從位移、環(huán)向應(yīng)力和軸向應(yīng)力三個(gè)因素對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土外罐壁的地震響應(yīng)進(jìn)行分析,結(jié)果顯示:位移變化趨勢(shì)與振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果吻合較好;在外罐壁底部,罐壁高度1/4、1/2和3/4處應(yīng)力較大,建議LNG儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)在以上位置應(yīng)重點(diǎn)考慮。
【圖文】：

中國(guó)經(jīng)濟(jì)正在平穩(wěn)快速發(fā)展，需要大量的能源來(lái)支撐各類產(chǎn)業(yè)，而隨著煤和石油資源的日漸枯竭，以及國(guó)際社會(huì)對(duì)大氣環(huán)境的關(guān)注，天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)、高效、清潔的低碳能源越來(lái)越受到人們的青睞，天然氣的需求正在逐年上漲，預(yù)計(jì)將會(huì)取代煤和石油成為第一能源。隨著《2030 年可持續(xù)發(fā)展議程》在聯(lián)合國(guó)峰會(huì)上通過(guò)并于 2016 年 1 月1 日生效和中國(guó)于 2016 年 9 月 3 日加入《巴黎氣候變化協(xié)定》，迫使我國(guó)加快發(fā)展低碳和清潔能源。隨著我國(guó)加快供給側(cè)改革，油改氣穩(wěn)步推進(jìn)，天然氣行業(yè)如雨后春筍般成長(zhǎng)起來(lái)。液化天然氣（Liquefied Natural Gas，簡(jiǎn)稱 LNG），是通過(guò)將常壓下氣態(tài)的天然氣冷卻至-162℃凝結(jié)成液體，主要成分是甲烷，無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒且無(wú)腐蝕性，，其體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的 1/625，重量?jī)H為同體積水的 45%左右。天然氣液化后，可以大大節(jié)省儲(chǔ)存空間，且儲(chǔ)存壓力低，便于用專門的槽車（見圖 1-1）將 LNG 運(yùn)輸?shù)戒N售地；同時(shí)液化天然氣著火點(diǎn)較高，氣化后密度約為空氣的一半，泄露后會(huì)快速擴(kuò)散，不易燃爆，故更安全可靠。我國(guó)的 LNG 供給主要來(lái)自兩個(gè)途徑，一是由內(nèi)陸 LNG 工廠自己生產(chǎn)，二是由國(guó)外進(jìn)口儲(chǔ)存于沿海 LNG 接收站，接收站中大型 LNG 預(yù)應(yīng)力混凝土儲(chǔ)罐（見圖 1-2）作為承載液化天然氣的容器正在逐漸被大量使用。

中國(guó)經(jīng)濟(jì)正在平穩(wěn)快速發(fā)展，需要大量的能源來(lái)支撐各類產(chǎn)業(yè)，而隨著煤和石油資源的日漸枯竭，以及國(guó)際社會(huì)對(duì)大氣環(huán)境的關(guān)注，天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)、高效、清潔的低碳能源越來(lái)越受到人們的青睞，天然氣的需求正在逐年上漲，預(yù)計(jì)將會(huì)取代煤和石油成為第一能源。隨著《2030 年可持續(xù)發(fā)展議程》在聯(lián)合國(guó)峰會(huì)上通過(guò)并于 2016 年 1 月1 日生效和中國(guó)于 2016 年 9 月 3 日加入《巴黎氣候變化協(xié)定》，迫使我國(guó)加快發(fā)展低碳和清潔能源。隨著我國(guó)加快供給側(cè)改革，油改氣穩(wěn)步推進(jìn)，天然氣行業(yè)如雨后春筍般成長(zhǎng)起來(lái)。液化天然氣（Liquefied Natural Gas，簡(jiǎn)稱 LNG），是通過(guò)將常壓下氣態(tài)的天然氣冷卻至-162℃凝結(jié)成液體，主要成分是甲烷，無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒且無(wú)腐蝕性，其體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的 1/625，重量?jī)H為同體積水的 45%左右。天然氣液化后，可以大大節(jié)省儲(chǔ)存空間，且儲(chǔ)存壓力低，便于用專門的槽車（見圖 1-1）將 LNG 運(yùn)輸?shù)戒N售地；同時(shí)液化天然氣著火點(diǎn)較高，氣化后密度約為空氣的一半，泄露后會(huì)快速擴(kuò)散，不易燃爆，故更安全可靠。我國(guó)的 LNG 供給主要來(lái)自兩個(gè)途徑，一是由內(nèi)陸 LNG 工廠自己生產(chǎn)，二是由國(guó)外進(jìn)口儲(chǔ)存于沿海 LNG 接收站，接收站中大型 LNG 預(yù)應(yīng)力混凝土儲(chǔ)罐（見圖 1-2）作為承載液化天然氣的容器正在逐漸被大量使用。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU378;TU352.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2644679