基于ANSYS的船用双层C型LNG储罐结构设计研究

发布时间：2020-09-02 17:27

　　 社会的高速发展和能源需求的提高,对绿色环保提出了新的要求。推动低碳生活,寻求清洁能源,优化能源结构已是刻不容缓。液态天然气LNG是一种热值和经济性较高的清洁能源,对环境污染很小。LNG动力船舶的使用大大降低了河流区域的水污染和空气污染,降低了燃料成本,具有很强的发展潜力。因此,对船用双层C型LNG储罐的分析研究具有重要价值。基于相关设计规范,对LNG储罐内主要结构和附件进行了设计、选取。建立储罐三维模型,在四种船舶航行工况下,利用有限元方法对储罐内罐体、外罐体、支撑结构和鞍座等主要部件进行了强度分析,确定了模型的危险区域,研究了内压和介质惯性力对各部件的影响。然后基于船级社相关规范,给出疲劳累积损伤的计算流程,通过公式计算和有限元分析得出各主要部件的疲劳累积损伤度,验证了LNG储罐主要部件的安全性。最后通过有限元软件ANSYS的CFX模块对液体介质晃动情况进行晃动模拟,研究船舶遭受向上颠簸工况时内罐气液分布情况和前封头处静压力变化情况,为储罐安全设计提供参考。以安全为目标的船用双层C型LNG储罐的研究,对主要部件进行了设计,为LNG动力船舶的广泛使用提供了理论支持。另外,多工况下的数值计算结果对其他LNG储罐的设计也有一定的参考价值,在天然气储运安全方面有其实用意义,为我国天然气领域的进一步拓展贡献了力量。
【学位单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TE972
【部分图文】：

图３邋５ｍ３ＬＮＧ燃料罐逡逑Ｆｉ．邋３邋５ｍ３邋ＬＮＧ邋ｆｕｅｌ邋ｔａｎｋ逡逑

图４邋ＬＮＧ储罐主要结构逡逑

均匀分布四个支撑块。为避免ＬＮＧ储罐的内罐发生热变形，需在设置八个支撑块逡逑的基础上，对其支撑方式进行设计，特将支撑结构采用一端固定、一端自由的设计逡逑方法，可降低内罐相关管线因充装介质收缩造成的被拉断的风险。其结构图如图５逡逑所示。在固定端上，环氧玻璃钢是通过焊接固定在ＬＮＧ储罐内罐上；在自由端上，逡逑环氧玻璃钢与ＬＮＧ储罐外罐的管帽留有一定间隙，进行装配配合。而八点支撑结逡逑构的布置方式通常有两种，即上部支撑块与竖直方向呈４５度夹角、下部支撑块与竖逡逑直方向呈３０度夹角和上下部支撑块均与竖直方向呈４５度夹角。本文选取第一种支逡逑撑结构布置方式。逡逑２１逡逑

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本文编号：2810892