接触爆炸作用下特大型LNG储罐的动力响应分析

评估特大型(16×104 m3及以上)液化天然气储罐的安全性至关重要,但国内外未见该类储罐抗爆的详细研究,国外现行规范也不能完全满足其安全评估的要求。为此,以某特大型LNG储罐为原型,根据其特有的结构形式,采用流固耦合ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)算法,对900kg等效TNT炸药在储罐最薄弱处(穹顶中心)爆炸时,爆炸冲击波作用下储罐的动力响应进行了数值模拟分析。由此得到了爆炸冲击波的初始峰值和衰减关系,并通过与经验公式的对比验证了荷载的可靠性;进而得出了接触爆炸作用下储罐结构的破坏情况,以及混凝土、钢筋等的应力分布规律和混凝土单元的位移、加速度响应。结果表明:①等效质量900kg TNT炸药在储罐穹顶顶心处接触爆炸后会在穹顶顶心部位形成一个半径为3m的大变形区;②爆炸对爆心附近25m内的结构影响较大;③900kg TNT炸药等效荷载约为该结构极限承载力。分析结果可为特大型LNG储罐的安全防护对策制定和日常的安全运营提供参考。最后还对储罐的抗爆设计提出了相关建议。     

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.     

基于ANSYS的LNG储罐风载荷效应数值分析

为研究风载荷对大型全容式LNG储罐的影响,以某项目16万m3储罐为模型,借助ANSYS有限元软件,搭建LNG储罐精细化模型。依照《建筑结构荷载规范》,计算储罐墙体和穹顶处风压值,借助APDL工具,为有限元模型单元加载差异化风载荷,仿真分析风载荷效应。数值分析结果表明,风载荷产生的位移和应力相对较小,并非控制工况。分析了结构相对薄弱处的位移和应力规律,可供相关工程和设计人员参考。     

大型LNG储罐穹顶气顶升密封装置的改进

在大型LNG全容式储罐建造施工中,穹顶钢结构的气顶升是储罐建造最关键的工序,其难点在于如何选用合适的工装机具,采用何种密封结构。文章介绍了深圳大鹏和江苏16万m3LNG全容式储罐穹顶气顶升密封装置的结构形式及使用效果。在深圳大鹏LNG储罐穹顶气顶升密封装置结构形式的基础上,江苏LNG储罐穹顶气顶升的密封结构做了三项改进,改进后的密封装置显著提高了对储罐混凝土墙壁的顶紧力,降低了对储罐混凝土墙壁平整度的要求,在气顶升过程中大大减少了风压损失。     

大型LNG全容罐竖向地震作用分析

大型LNG储罐地震作用下的研究至关重要。目前国内外对水平地震作用研究较多,但LNG储罐竖向地震作用下的研究很少。文中首先探讨了LNG混凝土储罐模态分析的理论方法,指出流固耦合模态分析的有效性;其次建立竖向地震流固耦合有限元数值模型,得到了LNG储罐竖向地震作用下特有的穹顶呼吸模态,此模态周期0.143 s,地震力大;最后,研究了在实际工程中的160 dam³LNG储罐的地震反应谱,得到了底板、罐壁和穹顶的受力,且比较了竖向和水平地震的计算结果,竖向地震对穹顶影响较大。指明不能忽视竖向地震作用,为后续储罐结构的力学分析及工程设计打下了基础。     

LNG全容罐穹顶建造工艺

随着LNG行业的发展和需求量的增加,国内外均在大量建设大型液化天然气接收终端和天然气液化厂,而LNG混凝土全容罐作为一种安全性非常高的存储设施被广泛使用。作为LNG全容罐混凝土外罐罐顶浇注和内罐吊顶保温层支承的穹顶结构是LNG储罐建造中的一项重点和难点,本文以天津LNG全容储罐为例介绍穹顶结构的建造工艺。     

16万m^3LNG混凝土外罐施工控制要点

文章结合福建16 万m3LNG混凝土外罐现场施工实例,分别从混凝土承台、墙体、罐穹顶施工以及预应力施工等方面进行了分析和总结,详细介绍了16万m3混凝土外罐施工中的控制要点,为以后混凝土储罐施工提供了参考.     

LNG储罐大跨度叠合穹顶施工要点

16万m3全容式LNG储罐大跨度叠合穹顶是目前国内外LNG接收站储罐的主要结构形式,也是LNG储罐的关键组成部分。本文介绍了采用自主设计、自主编制施工方案并组织实施的大连LNG储罐大跨度叠合穹顶项目的成功经验,可为LNG储罐或类似大型储罐的建设提供参考。     

LNG储罐穹顶施工应力监测和数值模拟对比分析

选取16万立方米LNG储罐穹顶为研究对象,应用光纤光栅监测设备对LNG储罐穹顶施工应力进行监测,同时应用ADINA有限元软件模拟混凝土施工过程,与监测结果进行比较分析。结果表明:应力大致呈现先增加再减小的趋势,测点的最大拉或压应力出现在混凝土浇筑后30～50 h之间,浇筑部位混凝土的径向应力较小。     

大型LNG储罐球形混凝土穹顶施工期间温度场分析

大型LNG储罐球形钢筋混凝土穹顶在施工期间因水泥水化放热而产生大量的热量,导致穹顶混凝土因产生较大温差而产生裂缝,严重影响了储罐的耐久性和安全性。应用ADINA有限元软件建立了山东某大型LNG储罐钢筋混凝土穹顶精细化的有限元模型,模拟了穹顶混凝土分带浇筑的全部过程,获得了穹顶混凝土温度场分布及其规律,并与实测结果进行了对比分析。结果表明,在穹顶混凝土施工期间,各浇筑带温度变化分为升温、降温和趋于稳定三个阶段,且温度变化趋势相同,降温速率明显小于升温速率,温度峰值在混凝土浇筑约1 d后达到,混凝土浇筑11 d后温度趋于环境温度;第1浇筑带温差变化明显大于其他浇筑带。据此结果提出,在穹顶混凝土施工期间,第1浇筑带为混凝土温控的重点部位,设计时应尽量采用小直径、小间距分布的钢筋,加强构造配筋,提高第1浇筑带混凝土强度等级;施工时第1浇筑带混凝土浇筑时应加强振捣,实时监测混凝土温度变化,并加强混凝土养护等。