浮式液化天然气液货围护系统的失效模式分析.pdf

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1、第1卷第1期2014年3月海洋工程装备与技术OCEANENGINEERINGEQUIPMENTANDTECHNOLOGYV01．1，No．1Mar．，2014浮式液化天然气液货围护系统的失效模式分析刘婷婷1，阮诗伦1*，尹江洲1，岳前进1，谢彬2(1．大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁大连116024；2．中海油研究总院，北京100027)摘要针对浮式液化天然气生产储卸装置(FI。NG)中液货围护系统因晃荡引起的结构安全问题，以主流舱型GTTN096薄膜型液舱围护系统为对象，分别建立了围护系统截面整体和局部有限元模型。采用有限元数值仿真方法系统地分析了准静

2、力加载下液货围护系统可能的失效模式，得到了不同失效模式下的危险区域及对应的极限荷载，为FLNG液舱围护系统结构安全设计提供参考。结果表明：当前设计中的GTTN096型液舱的主要失效模式是发生在次层木箱顶板与两层木箱加强挡板交叉点处的强度失效，失效载荷为0．38MPa。关键词围护系统；失效模式；浮式液化天然气生产储卸装置；晃荡荷载中图分类号TE88文献标志码A文章编号：2095-7297(2014)01—0050—05FailureModesAnalysisofBoxStructureoftheContainmentSysteminFLNGLIUTing—tin91，RU

3、ANShi—lunl，YINJiang—zhoul，YUEQian—jinl，XIEBin2(1．StateKeyLaboratoryofStructuralAnalysisforIndustrialEquipment，DalianUniversityofTechnology，Dalian，Liaoning116024，China；2．CNOOCResearchInstitute，BeUing100027，China)AbstractTheglobaland10calfiniteelementmodelsofthemainstreamcontainmentsystern

4、GTTN()96ofthefloatingliquidnaturalgasunit

5、ouldprovideareferenceforthedesignofFLNGcontainmentsystem．TheresultssuggestthatthemainfailuremodeofthecurrentdesignofFLNGcontaineriSthestrengthfailureofthecoverplateofthesecondaryinsulationboxattheintersectionbetweenthebulkheadsoftheprimaryandsecondaryboxes。andtheextreme10adiS0．38MPa．Keyw

6、ordscontainmentsystem；failuremode；floatingliquidnaturalgasunit；sloshingload0引言我国海洋天然气资源十分丰富，但以深海气田、边际小气田和低品位天然气资源为主，因此为了节约开采成本、提高天然气开采效率，需要发展浮式液化天然气生产储卸装置(FLNG)。围护系统是FLNG中低温液化天然气(LNG)储存的主要装置。要实现隔绝热传递及防止LNG泄漏的功能，其结构设计关系整个FLNG装备安全与否。FLNG对围护系统的特殊要求包括更大的舱容、可提供足够甲板空间安装液化工艺系统模块以及适应海上长期作业。现有FLN

7、G设计所采用的围护系统是法国Gaztransport&Technigaz(GTT)公司的GTT系列薄膜型液舱以及日本IHI公司的SPB独立型液舱。从国内工程建造和使用经验上看，GTTN096薄膜型液舱围护系统目前仍旧是FLNG国产化设计的最佳选择之一。由于形状和舱壁设计原因，GTT薄膜型液舱内的LNG晃荡荷载非常显著，在晃荡冲击荷载作用下，结构可能发生破坏，使低温LNG液体泄漏，从收稿日期：201402—21基金项目：国家科技重大专项(2011ZX05026—006—06)、工业装备结构分析国家重点实验室自主研究课题(S13207)作者简