LNG预应力外罐环向应力有限元分析

由于储罐结构和所施加荷载的对称性,取罐壁的1/4进行建模,考虑到变形的对称性,在边界处施加约束,以消除切向位移。采用ANSYS 9.0进行内力计算和分析,罐壁和穹顶均采用SOLID 45实体单元,基础只作为罐壁底部的固定约束。通过对LNG预应力外罐有限元模型的建立,对5种工况下预应力外罐环向应力的有限元分析,得出LNG预应力外罐环向应力的主要变化规律和各项荷载对罐壁环向应力的影响规律。     

基于罐底接触模拟的大型立式原油储罐有限元分析

应用ANSYS有限元分析软件建立了5×104m3原油储罐的有限元分析模型,其中采用接触单元模拟罐底与地基间的相互作用.通过对该储罐进行水压试验工况下的强度分析,发现最大沉降梯度发生在混凝土环墙附近区域,并在底板边缘附近引起了较大的径向和环向的应力,而罐壁最大环向应力出现在罐壁中下部,并且沿轴向的应力变化和液柱静压力已不存在线性关系.     

地基不均匀沉降下大型储罐变形规律和预测方法研究

近年来地基不均匀沉降频发,由其引起的储罐罐壁变形会导致浮盘卡盘,给储罐安全运行带来重大挑战,如何确定不均匀沉降对储罐结构变形的影响规律是当前工程界的难点之一。通过建立储罐地基沉降数值仿真模型,对不均匀沉降位移进行谐波分解,对谐波沉降条件下等壁厚储罐进行数值仿真,研究储罐敏感参数对储罐变形的影响规律,提出不均匀沉降下储罐罐顶径向位移预测方法。结果表明:高径比、径厚比、抗风环梁相对刚度等敏感参数对谐波沉降条件下储罐罐顶变形具有显著影响,考虑上述敏感参数的罐顶径向位移预测方法,可为大型储罐的完整性评价提供参考。     

LNG储罐外罐罐壁液密性有限元分析

介绍了预应力钢筋混凝土液化天然气(LNG)储罐在内罐泄漏工况下外罐承受的内压、LNG液体压力、预应力荷载、结构及附属材料重力荷载和温度作用,阐述了笔者创建的外罐罐壁液密性分析的有限元模型、采用的计算方法和计算结果提取方法。说明了在内罐泄漏工况下,内压、LNG液体压力和罐内侧低温作用为外罐罐壁液密性的主要影响因素。并提出了合理设置预应力钢绞线、内侧低温钢筋以及采用适当线膨胀系数的混凝土可保证外罐罐壁液密性。     

全容式LNG储罐在外爆炸荷载作用下的计算分析

通过对爆炸波、反射压力和传播过程等爆炸荷载基本特性的描述,总结了全容式LNG储罐在爆炸荷载作用下的动力分析要点.以某16万m3 LNG储罐为例,应用ABAQUS软件建立了三维有限元实体模型,对LNG储罐在两种等效爆炸荷载作用下的动力效应进行了数值模拟.计算结果表明,爆炸荷载对混凝土罐壁和罐顶会产生很大的对截面配筋不利的环向拉力.     

LNG储罐混凝土外罐预应力张拉顺序与罐壁底端加厚研究

LNG储罐预应力混凝土外罐建造技术一直是接收站建设中的一个难题。施工中发现不同的预应力张拉顺序对混凝土裂缝的大小有较大影响。借助于ANSYS有限元软件,对LNG预应力混凝土外罐罐壁在不同预应力张拉顺序下的内力分布进行了深入研究,分析了不同的预应力张拉顺序对预应力混凝土储罐结构的影响。并对罐壁底端的受力情况进行了有限元分析,提出了罐壁底端加厚的改进措施,解决了LNG预应力混凝土外罐罐壁预应力设计施工中的应力过大的问题,有效地控制了罐壁底端裂缝的产生。     

全容式LNG储罐罐体温度场计算及分析

全容式LNG储罐是目前国内LNG接收站普遍采用的罐型,LNG储罐储存低温液体,内外温差大,罐体结构复杂,温度场分布对储罐的结构设计影响大。以国内某LNG接收站的全容式储罐为例,通过对储罐底部、罐壁和顶部结构及传热过程的分析,建立了罐体各部位温度场计算模型,利用ANSYS软件计算得到了LNG储罐罐顶、罐壁、罐底的温度场分布,并分析了计算结果。储罐结构设计时应考虑储罐绝热层与内罐体接触部位热应力影响;同时应优化储罐底部的结构,有效降低罐底漏热量。     

大型LNG储罐混凝土外罐徐变效应分析

大型LNG储罐在运行期间,外罐预应力混凝土徐变效应产生较大的拉应力,从而导致混凝土的开裂,将严重影响储罐的耐久性和安全性。以山东某大型LNG储罐外罐混凝土徐变效应为例,采用ADINA有限元软件建立了LNG储罐混凝土外罐徐变精细化有限元模型,分析了在预应力、内压、自重及混凝土徐变作用下,外罐的应力、应变及裂缝分布规律,获得了外罐罐底应力及应力增量时程曲线。研究结果表明,徐变作用使外罐第一主应力随着时间的推移不断增大,在储罐运行200 d时第一主应力超过了混凝土抗拉强度,外罐混凝土开始产生沿竖向分布的环向裂缝。该研究成果可为LNG储罐结构设计提供一定参考。     

全容式LNG储罐混凝土外罐的预应力方案计算

为确保全容式LNG储罐混凝土外罐的造价经济、受力合理,有必要对混凝土外罐施加预应力。从工程设计的角度出发,以全容式LNG储罐混凝土外罐的受力特性为基础,对混凝土外罐预应力方案的计算要点进行了较全面的分析和总结,提出了简单易行的计算解决方案,并以16万m3LNG储罐为例,给出了详细的计算过程,实践证明提出的计算方案是正确的。     

大型液化天然气储罐混凝土外罐施工期间温度裂缝预测

以160 000 m³大型预应力液化天然气(LNG)全容罐混凝土外罐为研究对象,在利用ANSYS软件建立精细化LNG储罐混凝土外罐有限元模型的基础上,按实际结构施工顺序与时间,模拟了LNG储罐混凝土外罐全部混凝土浇筑过程,获得了在变温条件下,由水化热作用产生的混凝土外罐早期温度场分布;在考虑混凝土收缩和徐变的条件下,采用增量法计算了混凝土外罐的早期温度应力,确定了随时间及配筋率变化的混凝土早期抗拉强度,进而对LNG储罐混凝土外罐施工阶段的裂缝发育特征及分布规律进行了预测。结果表明,混凝土收缩对温度应力影响显著,在150 d的模拟时间段内结构温度应力呈现持续增长状态;第1浇筑段的LNG外罐温度应力明显大于其他浇筑段的温度应力,且该浇筑段的罐壁在模拟期内将产生竖向裂缝,扶壁柱处将产生局部环向裂缝。该结论可为同类工程施工建造开展相应的抗裂措施提供依据。     

基于ANSYS的LNG储罐罐体温度场的数值计算

LNG储罐结构复杂,储罐内部与外界环境存在着巨大温差,罐体温度场的数值模拟结果对于LNG储罐的设计具有参考价值。文章以全容式LNG储罐为例,选取1/12储罐的三维模型作为研究对象,建立了基于ANSYS软件的储罐罐体三维稳态温度场数值计算模型,计算得到罐体、罐底与罐壁连接处和罐顶与罐壁连接处的温度场分布图,并进行了分析。     

国内最大LNG储罐一次升顶成功

<正>2015年3月8日,国内首座20×10~4 m~3 LNG储罐——江苏LNG项目二期工程T-1204储罐一次升顶成功,标志着中国石油大型LNG储罐建造技术取得重大突破。T-1204储罐是江苏LNG二期工程新建储罐,采用落地电伴热式承台,为全容式混凝土储罐,圆筒形外罐直径86.4 m,高44.2m;圆拱形钢质罐顶总重约1 000 t,顶部中心距罐内地面56 m;储罐有效罐容20×10~4 m~3,是目前国内最大的LNG储罐。T-1204储罐升顶采用微正压空气浮升技术,使用大功率鼓风机向罐内输送压缩风产生浮力,将圆拱形钢质罐顶从罐内地面沿混凝土外罐内壁浮升至顶部,提升高度41 m,为国内大型储罐垂直升顶位移最大、穹顶最重。此次升顶通过穹顶顶升位移测量系     

LNG双金属壁单容储罐起顶工艺研究

LNG双金属壁单容储罐在罐顶施工过程中,由于抗压环先于外罐壁板焊接,因此抗压环与承压圈之间可操作空间狭小,外罐行车轨道焊接空间有限。通过理论计算及实践论证,提出了壁板增大空间施工工艺,先焊接一圈外罐壁板增加操作空间,再焊接行车轨道完成起顶工序,其后再补焊抗压环。这种施工工艺不仅减轻了焊工在狭小空间作业的劳动强度,同时也提高了焊缝质量合格率,保证了罐顶起顶的施工进度与质量。通过2台30000m3LNG双金属壁单容储罐按壁板增大空间施工工艺成功起顶,验证了其正确性与可靠性,对以后安全、高效地建成LNG双金属壁单容储罐有重要意义。     

预应力钢筋混凝土LNG储罐隔震设计

基于LNG储罐的抗震设防水准高,底部水平地震剪力大,位于较高设防烈度区的预应力钢筋混凝土LNG储罐,可采用隔震方案。介绍LNG储罐隔震原理,提出适合隔震层方案设计采用的简化计算模型,建立适用于隔震预应力钢筋混凝土LNG储罐外罐抗震动力分析有限元模型,讨论了隔震体系抗震动力分析方法和分析内容,指出隔震支座剪切性能参数确定应当满足的条件,论述了不同场地类别上的LNG储罐采用隔震支座所能取得的隔震效果。     

LNG全容式储罐内珍珠岩侧压力计算

针对珍珠岩颗粒之间以及颗粒与内罐壁之间存在摩擦的情况,采用粉体力学的理论计算了液化天然气（LNG）全容式储罐内珍珠岩侧压力,以目前国内LNG接收站常用的16万m^3LNG混凝土全容式储罐为例,推导出了珍珠岩对内罐壁侧压力的计算公式。     

LNG全容储罐保冷系统及其性能探究

为了探究LNG全容储罐的绝热性能和保冷系统,给出了LNG储罐各部分主要的保冷材料及其性能特征,以及可供参考的保冷系统施工工序和安装方法。分别从罐底、罐壁和罐顶分析漏热量,提出了大型LNG全容储罐漏热量和静态日蒸发率的计算方法。以国外某20×104m3LNG储罐为例给出了漏热量和日蒸发率的计算结果,得出其日蒸发率符合保冷设计要求。分析影响LNG储罐蒸发率的主要因素,得出LNG储罐存在一个"最优直径"和"最优充满率",可通过增大保冷层厚度,选取导热系数小的保冷材料,向LNG储罐内充注氮气等措施来降低储罐的日蒸发率,为LNG储罐的保冷系统设计提供依据。     

大型LNG储罐外罐长期预应力损失分析

由于混凝土收缩徐变及钢筋应力松弛的耦合作用,LNG储罐外罐预应力系统将产生长期预应力损失,严重影响储罐的安全性能。为此,基于按龄期调整的有效模量法及混凝土结构设计规范中的相关模型,以国内某大型LNG储罐外罐为研究对象,应用ABAQUS有限元软件,建立了多组模型分别模拟收缩徐变损失、应力松弛损失及其耦合作用下的损失,分析了混凝土收缩徐变及应力松弛的相互作用对长期预应力损失的影响规律,并讨论了双向设置预应力对长期预应力损失的影响。研究结果表明:(1)环向、竖向预应力筋长期损失终值(50年)最大值分别达到张拉控制应力的10.97%、17.02%;(2)环向、竖向预应力筋在收缩徐变和应力松弛耦合作用下的损失分别为收缩徐变损失与应力松弛损失代数和的83.59%和86.33%;(3)提出相互作用折减系数,当收缩徐变损失和应力松弛损失大小相近时的折减系数最小;(4)竖向预应力对环向预应力筋长期预应力损失的影响较为明显。结论认为,该研究成果有助于提高大型LNG储罐混凝土外罐的安全性。     

浅析全容式LNG储罐干燥置换技术

全容式液化天然气(LNG)储罐一般由预应力混凝土外罐和低温钢制内罐组成,操作温度约为-162℃,内罐用于储存LNG,预应力混凝土外罐能够阻止LNG蒸发气扩散,并能够在内罐出现泄漏时包容泄漏出的LNG。为了防止在储罐充装LNG时液位计或罐内泵等部件发生冻结现象,需要将LNG储罐内部空间干燥到特定露点值。另外,正式投用之前的LNG储罐内部空间的氧含量必须置换到特定水平,以防止在充装LNG过程中形成可燃性环境。需要进行干燥置换的内部空间包括内罐空间、罐顶空间和环形空间(包括罐底保冷层),通过向罐内通入干燥惰性气体,采用爆破置换法或活塞效应置换法,使内部空间水份含量和氧含量都达到LNG安全储存的要求。     

混凝土低温罐与双钢低温罐承压环设计比较

文章通过对双钢全容罐和预应力混凝土全容罐两种结构型式低温储罐承压环的设计和计算方法进行分析对比，指出其异同点及目前所用简化计算方法的不足，对低温储罐承压环，特别是预应力混凝土全容罐承压环的设计提出一些建议。     

立式拱顶储罐抗压环结构与弱顶性能分析

以1台690m3拱顶储罐为研究对象,对GB 50341—2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》和API 650 2005《Welded Steel Tanks for Oil Storage》中规定的4种型式的抗压环建立了拱顶储罐非线性有限元模型,采用罐底和地基材料接触单元的方法替代罐底和地基材料弹性杆单元法模拟罐底和地基材料的接触力,分析了不同抗压环结构的储罐弱顶性能规律,研究结果表明,a型抗压环弱顶系数达到2.096,弱顶效果最好。