為了確保LNG儲罐運行期間的安全性,對爆炸荷載作用下LNG全容罐結構安全性優(yōu)化進行研究。建立了考慮儲罐內(nèi)液體晃動的儲罐爆炸分析有限元模型,采用沖擊和對流彈簧-質(zhì)點模型模擬LNG的晃動形態(tài);對儲罐進行時程分析,確定儲罐結構的動態(tài)響應;采用M-N曲線對儲罐安全性進行分析,并對不滿足安全性要求的情況提出解決方案,對LNG全容罐抗爆能力進行優(yōu)化設計。研究結果表明:在爆炸荷載作用下,LNG全容罐結構響應呈周期性衰減趨勢,爆炸主要影響區(qū)域位于儲罐穹頂與外墻連接處,且對環(huán)向安全性的影響大于徑向;降低爆炸荷載峰值壓力和增加構件配筋,均能有效提高LNG全容罐的安全性。（圖12,表2,參20） 

【文章來源】：油氣儲運. 2020,39(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

LNG儲罐等腰三角形爆炸壓力荷載模型圖

式中：pw為儲罐外墻壓力，k Pa;pr為儲罐穹頂壓力，kPa；θ1為圓周角，（°）；θ2為儲罐穹頂仰角，（°）。在上述爆炸荷載模型中，p、t可以根據(jù)LNG全容罐的QRA(Quantitative Risk Analysis）分析報告確定，通常p=10～30 kPa、t=0.1～0.3 s。

LNG全容罐結構阻尼的大小直接影響儲罐結構響應的持續(xù)時間、達到最大響應的時刻，因此選取合適的阻尼定義非常重要。為此，采用經(jīng)典的Rayleigh阻尼定義結構阻尼，該方法需要定義質(zhì)量阻尼α和剛度阻尼β。通過阻尼比與結構自振頻率，根據(jù)式（7）、式（8）分別確定α、β[19]:式中：ξ為阻尼比，外罐、沖擊、對流質(zhì)點分別取0.05、0.05、0.005。ω1、ω2為結構圓頻率，對于沖擊和對流質(zhì)點可以直接根據(jù)其對應的頻率轉(zhuǎn)換計算；對于外罐，需要提取外罐振動的前兩階頻率，當采用彈簧-質(zhì)點系統(tǒng)模型時，對應于儲罐整體模態(tài)的第7、8階模態(tài)頻率。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于隔震墊技術的超大型液化天然氣儲罐內(nèi)罐設計[J]. 黃歡,張超,陳銳瑩,姜夏雪.  石油化工設備. 2019(06)
[2]改進的蒸氣云爆炸模型在LNG儲罐爆炸模擬中的應用[J]. 伍蒙,許淵,李左,陳慧芳,李博.  工業(yè)安全與環(huán)保. 2019(10)
[3]大型LNG儲罐泄漏擴散研究進展[J]. 周寧,陳力,呂孝飛,李雪,黃維秋,趙會軍,劉晅亞.  油氣儲運. 2019(08)
[4]歐美規(guī)范中LNG儲罐設計荷載組合對比研究[J]. 陳勝森,張超,陳團海.  煤氣與熱力. 2019(05)
[5]障礙物對大型LNG儲罐泄漏蒸氣擴散影響的模擬研究[J]. 秦雅琦,李玉星,韓輝,王武昌,楊潔.  石油與天然氣化工. 2019(02)
[6]LNG儲罐內(nèi)管道與維修梯一體化結構設計[J]. 單彤文,張超,段品佳.  油氣儲運. 2018(10)
[7]基于M-N關系圖的RC偏壓構件強度設計方法[J]. 常柱剛,蔣友寶,曾宙希.  鐵道科學與工程學報. 2017(12)
[8]空中爆炸沖擊波作用的數(shù)值仿真實驗研究[J]. 張如林,程旭東,張艷美,賈娟娟.  實驗技術與管理. 2017(02)
[9]大型LNG全容罐泄放閥火災安全性分析[J]. 張超,陳團海,彭延建.  壓力容器. 2016(12)
[10]LNG儲罐地震響應分析方法[J]. 畢曉星,彭延建,張超,陳團海,李牧.  油氣儲運. 2015(11)

博士論文
[1]老齡平臺結構完整性動態(tài)評估與風險控制[D]. 陳團海.中國石油大學 2011



本文編號：3535282