16万m^3lng储罐水压工况下的应力分析

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1、2010年第9卷第5期(总第152期、51科技热点专家谈16万m3LNG储罐水压工况下的应力分析许云凤，李臻，郭江波(西安石油大学机械工程学院，陕西西安710065)摘要：LNG储罐是接收站的重要储存设施，其安全性不仅直接影响接收站LNG的接收和天然气的外输，而且直接影响接收站的投资和运行的经济性，所以本文采用有限元分析方法对16万HiLNG储罐在水压试验工况下进行了分析，得到了储罐各部位的应力分布，并根据应力分析结果对储罐进行了强度校核。关键词：LNG储罐；有限元；应力分析Abstract：LNGtanksaretheimportantstoragefacilitiesinreceivi

2、ngstation，whichnotonlydirectlyinfluencethesafetyofLNGterminalandtransnfissionofgas，butalsodirectlyafectinvestmentofthetemfinalandoperationeficiency，SOFiniteelementsoftwareANSYSwasadoptedtOanalyzethe160，000nlLNGtankinhydrostatictestconditions，andthestressdistributionofalpartsofthetankwasobtained，ac

3、cordingtOthestressanalysisresulttheintensityoftankWaSchecked．Keywords：LNGTank；Finiteelement；Stressanalysis中图分类号：TE972文献标识码：A文章编号：1671—8089(2010)05—0051-04一、引言大型LNG低温罐区的设计和建造，加强对液化天然气储天然气作为一种优质、高效、清洁的能源被广泛应用于罐的研究对推动我国液化天然气工业的发展，解决日益恶化工、居民生活、汽车燃料、发电、热泵、燃料电池等领域。液化的环境问题和能源危机都具有十分重要的现实意义。化天然气以其运输灵活、建设投

4、资少、见效快、安全可靠和随着生产的需要和我国天然气使用量的增加，LNG储冷能利用空间大等优点，液化天然气储罐的研究越来越得罐的体积越来越大，我国投入使用和新建的天然气储罐大到世界各国的重视，在国际上也得到了较快的发展【l1。都采用16万m，大型储罐。国内对该类型天然气储罐的设液化天然气接收终站是LNG重要的工程设施，它承计还没有健全的标准，对于大型低温液体贮罐内罐的设担着接收—储存一蒸发一输送天然气的功能。一般由专用计，最好进行应力分析，特)3Jx~于安全性要求很高的贮罐，码头、LNG卸船装置、输送管道、储罐、气化装备等组成，其应力分析尤为重要【’】。所以，为了全面了解大型天然气储罐设计、

5、建造复杂，技术要求严格，一个液化天然气接收终端的强度特性以及应力分布情况，做好其罐体投用资料整理一般造价在几十亿人民币。以中国海洋石油总公司建设的和技术鉴定，并为大型LNG储罐的国产化打下基础，本文福建莆田储罐为例，在总投资62亿元中，2座16万m的应用ANSYS有限元软件对承受水压工况下的16万in，大低温储罐占整个接收站投资的1／3，所以LNG储罐成为接型LNG储罐进行了分析，得到了储罐罐底以及罐壁的应收站的重要储存设施，其安全性不仅直接影响接收站LNG力分布状况，并且获得了储罐最危险的部位是大角焊缝的接收和天然气的外输，而且直接影响接收站的投资和运处，并根据应力分析结果对储罐进行强度

6、校核。行的经济性。到目前为止我国尚无大型液化天然气贮罐国二、储罐的结构及基本参数家标准，建造的大型液化天然气储罐，也未掌握液化天然LNG地面储罐按其结构可分为球罐、单容式、双容式、气核心技术，国外工程公司索取的技术费用十分昂贵，并全容式与薄壁罐等类型。它们的安全运行记录都比较好，但且往往进行技术封锁，因而获得和开发LNG低温罐区设现在人们更倾向于采用安全可靠性更好的全容式储罐131。计的关键技术，建立完整的设计、建造系列标准，自主进行全容式储罐允许内筒里的LNG和气体向外罐泄漏，但不522010年第9卷第5期(患第152期)能向外界泄漏；为了防止罐顶因气体压力而浮起和地震时本文以某石化公司

7、的一座16万m~LNG全容式储罐储罐倾倒，内罐用锚固钢带穿过底部保温层固定在基础为例分析，内径80m，总高为35．65m。罐壁有11圈不等厚上，外罐用地脚螺栓固定在基础上，储罐连同基础板固定度的壁板对焊而成，罐壁材料与几何参数，如表1所示。在钢管桩上131。储罐内筒一般采用含镍9％合金钢，如图l顶部为吊顶结构，底板由边缘板和中幅板搭接焊而所示。成，罐壁壁板与底板边缘板采用T型焊接结构，壁板外侧8与边缘板外缘之间的距离是5