基于ANSYS大型LNG储罐静力场和温度场模拟研究

发布时间：2020-06-17 00:50

【摘要】：LNG储罐是储存和运输LNG的重要设备,随着LNG行业的发展和需求量的增加,LNG储罐往大型化发展正在成为一种发展趋势,大型LNG储罐属于大型常压低温储罐,具有存储效率高、投资少、便于操作、管理和储存规模大型化等优点。本文以容量为1.6×10~5m~3的LNG储罐为研究对象,通过几种LNG内罐常用建造材料性能的对比,选取9%Ni钢作为内罐材料,根据其尺寸参数计算了罐壁、罐底及罐顶各部位的设计厚度并选择设计合理的罐底排版结构、罐顶结构和接管结构。同时根据对保冷结构的设计,分别进行LNG储罐罐底漏热、罐壁漏热及罐顶漏热计算,通过对比三个部位的漏热计算结果得出LNG储罐的罐顶是主要的漏热部位;此外通过储罐的日蒸发率及许用漏热量的计算可知其保冷结构符合设计要求。采用ANSYS Workbench模拟软件对储罐罐顶、罐壁和罐底进行内罐壁静力场模拟以及温度场模拟,得到了内罐壁在空罐、半罐、满罐和自重作用下的应力场分布以及罐底、罐壁和罐顶温度场分布,由静力场模拟结果可知,在空罐、半罐、满罐液压和自重作用的情况下,LNG内罐罐壁的应力变化随液压增大而逐渐增大;就内罐应变而言,由于储罐地基的固定约束作用,其第一层罐壁钢板变形量基本为零。并且由于其罐内液柱静压力对罐壁有侧向作用,罐壁钢板开始从下往上、由内到外发生变形,其最大变形量位于底部往上几层罐壁钢板。罐壁钢板最上面几层由于液柱静压力逐渐减小,其变形量也逐渐减小,直到最顶部无液柱静压力,变形量又为零。由温度场模拟分析结果可知LNG储罐的罐顶漏热量最大,其绝热保冷性能最次。不同外界环境温度对储罐各个主要部位的保冷性能有一定的影响,其中由沿厚度变化的温度曲线可知,环境温度对储罐罐顶有较大影响。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE972
【图文】：

1-混凝土 2-底部绝热层 3-侧面绝热层 4-侧墙 5-储罐罐顶图 1-1 地下式 LNG 储罐Fig.1-1 Underground LNG tank上式储罐指的是罐体和相关的辅助设施都安装在地面上的储罐。通用的储罐都是地上式储罐。地上式储罐根据其结构主要分为单容式储罐和全容式储罐[8]。LNG 单容罐如图 1-2 所示。

1-混凝土 2-底部绝热层 3-侧面绝热层 4-侧墙 5-储罐罐顶图 1-1 地下式 LNG 储罐Fig.1-1 Underground LNG tank地上式储罐指的是罐体和相关的辅助设施都安装在地面上的储罐。通常使用的储罐都是地上式储罐。地上式储罐根据其结构主要分为单容式储式储罐和全容式储罐[8]。LNG 单容罐如图 1-2 所示。

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本文编号：2716834