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更新時(shí)間：2025.03.15
超低溫作用下LNG儲(chǔ)罐外壁變形分析

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當(dāng)LNG儲(chǔ)罐內(nèi)罐泄漏時(shí)低溫液體直接與外罐混凝土接觸,使外罐內(nèi)壁與外壁之間形成明顯的溫差。分析了超低溫作用引起的內(nèi)外溫差對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響,得到了儲(chǔ)罐外壁在超低溫作用下溫度分布規(guī)律及其變形規(guī)律。結(jié)果表明:超低溫作用下LNG儲(chǔ)罐外壁溫度分布由內(nèi)而外呈線性分布,罐壁的溫度分布比較均勻;低溫作用罐壁的變形比理想狀態(tài)增大很多,且隨內(nèi)外溫差的增大變形有所增長(zhǎng)。

超低溫作用下LNG儲(chǔ)罐熱-結(jié)構(gòu)耦合分析

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在內(nèi)罐泄漏等特殊工況下,預(yù)應(yīng)力混凝土罐壁將直接暴露在-162℃的超低溫環(huán)境中,由此產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和變形可能會(huì)對(duì)儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)安全帶來威脅。因此,對(duì)LNG儲(chǔ)罐混凝土外罐進(jìn)行泄漏等低溫條件下的力學(xué)驗(yàn)算和評(píng)估十分重要。本文利用有限元法(FEM)對(duì)內(nèi)罐泄漏工況下的大型LNG預(yù)應(yīng)力混凝土儲(chǔ)罐進(jìn)行熱-結(jié)構(gòu)耦合分析,結(jié)果表明:混凝土罐壁的降溫過程較為緩慢,溫度沿壁厚(0.8m)方向達(dá)到穩(wěn)定需要大概一周的時(shí)間;熱保護(hù)角范圍以外的預(yù)應(yīng)力鋼絞線溫度分別降低至-87℃(夏季)和-102℃(冬季);低溫作用使混凝土罐壁產(chǎn)生較大的內(nèi)力和變形,罐壁內(nèi)外兩側(cè)溫差越大,內(nèi)力、變形越大,在設(shè)計(jì)中可通過設(shè)置熱保護(hù)系統(tǒng)來防止其對(duì)儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)可能造成的破壞。研究成果對(duì)于評(píng)估超低溫對(duì)混凝土外罐結(jié)構(gòu)安全的影響、制定液化天然氣儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)安全規(guī)范具有一定的指導(dǎo)意義。

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