洪水灾害下卧式储罐可靠性分析与风险评估研究

发布时间：2017-10-19 20:45

  本文关键词：洪水灾害下卧式储罐可靠性分析与风险评估研究

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【摘要】：随着全球气候变暖和海平面上升,近年来极端洪水灾害频发。洪水灾害化工事故作为HILP(high-impact and low-probability)事件,一旦发生,往往导致大于由化工装置失效或人为因素导致的事故后果。本文以历年来洪水灾害化工事故分析为研究起点,通过对国外历年来该类事故数据的统计分析,选择卧式储罐这一典型的化工装置作为研究对象开展风险评估。主要研究:(1)洪水灾害化工事故统计分析及灾害机理研究。引用灾害能量转移理论和灾害链理论对洪水灾害化工事故灾害机理进行研究,以国外权威事故数据库为统计源,对洪水灾害化工事故进行统计分析。(2)洪水波浪荷载下卧式储罐瞬态响应分析。选择线性波理论建立洪水波浪荷载计算模型;采用有限元软件ABAQUS对卧式储罐进行模态分析,评估储罐共振的可能性;通过在储罐上施加不同波浪高度、不同波浪入射角等工况的波浪载荷,研究储罐在动载荷下的瞬态动力响应,确定储罐结构危险区域及需要重点关注的的区域。(3)洪水波浪荷载下卧式储罐可靠性分析。基于卧式储罐瞬态响应分析,确定储罐支座与基础连接螺栓孔处为最易失效点。基于结构可靠性理论,采用蒙特卡洛法通过MATLAB编制计算程序对极限状态方程进行数值计算。通过参数灵敏度分析,确定各变量对结构可靠性的影响。(4)洪水灾害下卧式储罐风险评估方法研究。在洪水灾害风险评估理论的基础上,结合洪水灾害风险评估方法和化工事故风险评估方法,构建以“洪水灾害危险性分析-卧式储罐事故风险评价-风险水平评定”为基本框架的评估流程对洪水灾害下卧式储罐进行风险评估。(5)洪水灾害下卧式储罐风险评估方法应用。基于前文所构建的风险评估方法,选择广东某化工园区A内公称容积为150m3的LNG卧式储罐开展风险评估。假定LNG卧式储罐所在的储罐区遭受50年一遇的洪水灾害,针对LNG储罐在洪水灾害环境中可能发生的事故形式展开风险评估。
【关键词】：洪水灾害 卧式储罐 有限元分析 可靠性分析 风险评估
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE972
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 研究背景及意义12-14
• 1.2 国内外研究现状分析14-17
• 1.2.1 Natech事件研究现状14-15
• 1.2.2 洪水灾害风险评估研究现状15
• 1.2.3 洪水灾害下化工装置风险研究现状15-17
• 1.3 论文主要研究内容和技术路线17-20
• 1.3.1 论文主要研究内容17-19
• 1.3.2 论文研究技术路线19-20
• 第二章 洪水灾害化工事故统计分析及灾害机理研究20-31
• 2.1 引言20
• 2.2 洪水灾害化工事故灾害机理研究20-22
• 2.2.1 洪水灾害化工事故灾害能量转移机理研究20-21
• 2.2.2 洪水灾害化工事故灾害链式反应机理研究21-22
• 2.3 洪水灾害化工事故统计分析22-29
• 2.3.1 洪水灾害化工事故统计方法概述22-23
• 2.3.2 洪水灾害化工事故统计结果分析23-29
• 2.4 洪水灾害化工事故特征分析29-30
• 2.4.1 低频度与群发突发性29
• 2.4.2 强区域与高扩张性29
• 2.4.3 高灾损与致灾复杂性29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 洪水波浪荷载下卧式储罐瞬态响应分析31-49
• 3.1 引言31
• 3.2 洪水波浪荷载计算31-34
• 3.2.1 波浪理论31-32
• 3.2.2 洪水波浪荷载计算原理32-33
• 3.2.3 洪水波浪载荷数值计算33-34
• 3.3 卧式储罐模型有限元分析过程34-37
• 3.3.1 有限元分析流程34-35
• 3.3.2 模型基本信息35-36
• 3.3.3 荷载和约束的定义36-37
• 3.3.4 网格的划分37
• 3.4 卧式储罐结构模态和动力响应分析37-48
• 3.4.1 卧式储罐模态分析37-40
• 3.4.2 卧式储罐瞬态响应分析40-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 洪水波浪荷载下卧式储罐可靠性分析49-60
• 4.1 引言49
• 4.2 结构可靠性分析方法49-51
• 4.3 洪水波浪荷载下卧式储罐结构可靠性分析51-54
• 4.3.1 可靠性分析方法51-52
• 4.3.2 可靠性分析中的随机性52
• 4.3.3 结构的极限状态方程52-54
• 4.4 算例分析54-58
• 4.4.1 结构可靠性分析54-56
• 4.4.2 参数敏感性分析56-58
• 4.5 本章小结58-60
• 第五章 洪水灾害下卧式储罐风险评估方法研究60-78
• 5.1 引言60
• 5.2 洪水灾害作用下卧式储罐风险评估方法构建60-61
• 5.3 洪水灾害危险性分析61-62
• 5.4 事故风险辨识62-63
• 5.5 事故概率分析与计算63-68
• 5.5.1 泄漏概率分析与计算64-65
• 5.5.2 点火概率分析与计算65-68
• 5.6 事故后果分析68-76
• 5.6.1 事故形式分析68-71
• 5.6.2 事故影响范围确定71-72
• 5.6.3 事故损失计算72-76
• 5.7 风险水平判定76-77
• 5.8 本章小结77-78
• 第六章 洪水灾害下卧式储罐风险评估方法应用78-97
• 6.1 引言78
• 6.2 事故情景概述78-81
• 6.2.1 应用卧式储罐概述78-80
• 6.2.2 洪水灾害情景概述80-81
• 6.3 事故风险辨识81-83
• 6.4 事故概率分析与计算83-84
• 6.4.1 泄漏概率分析与计算83-84
• 6.4.2 点火概率分析与计算84
• 6.5 事故后果分析84-94
• 6.5.1 喷射火85-88
• 6.5.2 蒸汽云爆炸88-90
• 6.5.3 沸腾液体膨胀蒸汽爆炸90-94
• 6.6 风险水平判定94-95
• 6.7 风险防控措施95-96
• 6.8 本章小结96-97
• 结论与展望97-99
• 结论97-98
• 展望98-99
• 参考文献99-106
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果106-107
• 致谢107-108
• 附件108

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8 记者 吴佳s，

本文编号：1063249