新型浮顶储罐地震响应数值模拟分析

发布时间：2019-10-15 07:58

【摘要】：储罐作为当今世界必要的战略能源储备设施,地震作用下极易发生破坏,对储罐减震性能的研究一直是国内外学者们重要的课题。而对于主要用于石油贮藏的立式浮顶储罐而言,储液的剧烈晃动也会增加浮顶卡盘,倾覆及沉盘的风险,如何有效控制晃动波高也成为一个重要的研究方向。本文以15×104m3浮顶储罐为例,提出一种附加悬挂式分隔板装置浮顶储罐,并运用ADINA有限元数值分析软件研究其在水平地震激励下的地震响应。主要研究内容如下:1.采用ADINA有限元数值分析软件,考虑浮顶与罐壁间的接触、储罐与基础间的相互作用以及储液与罐壁间的液-固耦合作用,首先建立浮顶储罐有限元数值分析模型,计算其在水平地震作用下的响应并与已有的实验数据进行对比,从而验证有限元数值分析方法的合理性。结果表明:对应节点误差率均小于5%,数值分析方法可行。2.以浮顶储罐为例,考虑附加悬挂式分隔板装置,进行了不同层间距,不同分隔板半径及分隔板数量对传统抗震条件下浮顶储罐的地震响应的影响对比分析,给定新型浮顶储罐初步设计参数。结果表明:附加悬挂式分隔板装置对晃动波高有明显的抑制作用,当采用单层分隔板,分隔层间距为6.4m,分隔板半径为24.5m情况下对晃动波高的减震率可达33.38%。3.研究不同地基、不同地震烈度工况下附加悬挂式分隔板装置对传统抗震浮顶储罐结构的地震响应的数值模拟分析,结果表明:考虑附加悬挂式分隔板装置能有效的抑制储液波高,对罐底基底剪力及罐壁倾覆力矩影响微小。4.进行了不同地震烈度、不同隔震周期及不同隔震层阻尼比工况下附加悬挂式分隔板装置对基础隔震浮顶储罐结构的地震响应的数值模拟分析。结果表明:附加悬挂式分隔板装置对储液晃动波高影响显著,对罐底基底剪力及罐壁倾覆力矩影响微小。
【图文】：

源于著有“工业血液”之称的石油。着世界经济日益趋向全球一体化，石油的供应量及价格极易受到石油原产地国政治局势的影响，，因而为了满足本国能源供应的需求，世界各国都致力于建设略能源储备库，尤其是全部依赖进口石油的国家。在 1970 年，欧美发达国家进行石油储备以备不时之需，以日本和美国为代表的发达国家对于石油储备已足国内 150 天消耗和 90 天的石油储备量。自从改革开放以来，我国经济得到发展，国内对于石油和天然气等能源的需求在不断地增加，仅从国内开采能源满足国内消耗，为了满足国内经济的正常发展，从国外进口能源且进口量在不。随着我国加入 WTO 组织，经济的发展得到了巨大的变化，石油在国内的经到了非常重要的地位，我国逐渐认识到了石油储备的重要性，我国在 21 世纪化建设了第一批石油储备基地，在大连、青岛、镇海、舟山这四个地区建立了基地[1-4]。如下图 1.1 所示是已经投用的石油储备基地图。通过几年的发展，我储备的体系运营中得到了很大的改善，在 2007 年 12 月 18 日正式成立中国国备中心[5]。在此背景下，如何安全的储备大量石油成为亟待解决的问题，这个为当前石油工业的一个重要研究领域。

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本文编号：2549520