發(fā)布時間：2020-05-12 08:55

【摘要】：隨著國內(nèi)LNG儲罐項目的大量落地,LNG泄漏對儲罐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的安全風險不可忽視。目前國內(nèi)外學者對于泄漏工況的研究多以有限元分析為主,試驗研究很少。為充分了解超低溫沖擊下儲罐結(jié)構(gòu)的溫度分布和變形并為有限元提供指導(dǎo),本文對混凝土和鋼結(jié)構(gòu)LNG儲罐泄漏工況進行模擬試驗研究。同時,借助ABAQUS軟件對上述試驗進行相關(guān)的有限元模擬分析。本文的主要工作為:根據(jù)試驗要求,自主研制了用于模擬泄漏的儲液降溫裝置,設(shè)計了模擬泄漏試驗研究的整套方案。實施了混凝土儲罐模擬泄漏試驗,對不同凍融循環(huán)次數(shù)、有無鋼內(nèi)襯構(gòu)造及不同泄漏孔徑下試件的溫度分布、應(yīng)變和位移進行測量和對比分析。實施了鋼結(jié)構(gòu)儲罐模擬泄漏試驗,對不同二次底板長度、內(nèi)壁板高度及熱角保護板厚度等參數(shù)下,試件各板件交界處的溫度、應(yīng)變,二次底板、頂板的水平位移進行測量和對比分析。另外,建立了相應(yīng)的有限元模型對試驗進行模擬,并對有限元的結(jié)果與試驗進行對比分析。通過以上試驗和有限元分析,得到以下結(jié)論:三次凍融循環(huán)對于混凝土導(dǎo)熱性質(zhì)的影響較小。泄漏時無鋼內(nèi)襯試件內(nèi)部的降溫速度相比有鋼內(nèi)襯試件更快,變形更大,根本原因是兩者的邊界條件不同。泄漏孔徑越大,混凝土內(nèi)部溫度變化量和變形均更大,且冷源邊緣處受拉越大。泄漏后鋼結(jié)構(gòu)試件二次底板的溫度迅速降低至恒定值,二次底板的最終水平位移與其長度成正比。頂板的位移包含平動、收縮和彎曲,與二次底板的長度和內(nèi)壁板的高度有關(guān)。熱角保護結(jié)構(gòu)的二次底板長度越長,內(nèi)壁板高度越高,對于外罐壁的影響越大。對LNG儲罐泄漏工況進行有限元分析時,建議考慮材料參數(shù)在低溫下的變化,并在建模時考慮鋼內(nèi)襯構(gòu)造,冷源與混凝土接觸采用第三類邊界條件,混凝土與鋼內(nèi)襯之間采用熱接觸條件。變形分析時建議考慮保溫材料對壁板變形的阻礙作用。
【圖文】：

圖 1-1 全容式 LNG 混凝土儲罐示意圖儲罐作為一種復(fù)雜的特種結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)的安全非常重要。在儲罐設(shè)計時，，它的設(shè)計工況和荷載工況都十分復(fù)雜，除施工、冷卻、運行、維修等基本工況外，還包括了水壓試驗、地震、火災(zāi)、泄漏、沖擊等偶然工況。其中，泄漏是 LNG 儲罐危害很大的一種偶然工況。LNG 發(fā)生泄漏后會進入環(huán)形空間的絕熱層，對外

罐裝液氮在混凝土試驗中，保溫箱的作用是保證液氮持續(xù)接觸混凝土試件
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE88

【參考文獻】

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本文編號：2659969