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    16万m3液化天然气全容罐内罐动力学性能分析.pdf

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    16万m3液化天然气全容罐内罐动力学性能分析.pdf

    第43卷第2期 2014年3月 石油化工设备 PETR_CHEM1CAL EQUIPMENT Vo1.43 No.2 Mar.2014 文章编号10007466201402002204 1 6万m3液化天然气全容罐内罐动力学性能分析 付 丽 ,邓 鑫 ,杜亮坡 ,赵树炳 ,李 敏 ,徐保蕊 1.中国石油天然气管道工程有限公司,河北廊坊065000; 2.东北石油大学机械科学与工程学院,黑龙江大庆 163318 摘要以16万m。液化天然气全容罐内罐为研究对象,应用ANSYS软件建立模型,并运用其模态 分析模块和瞬态动力学分析模块进行模态分析和地震响应分析,分析时考虑了液体与罐壁的液固 耦合现象。结果表明,液化天然气全容罐内罐的自振频率较低并且分布密集,罐壁的固有振型呈环 向多波现象;典型部位的3个代表节点的位移和应力时程响应显示水平地震波对液化天然气全容 罐内罐的位移和应力变化起主导作用。 关键词储罐;液化天然气;内罐;模态分析;地震响应分析 中图分类号TE972;TQo53.2 文献标志码B doi10.3969/j.issn.10007466.2014.02.006 Dynamic Analysis for 16 X 10 m3 Liquefied Nature Gas Tank Inner Tank FU Li ,DENG Xin ,DU Liang-po ,ZHAO Shubing ,LI Min ,XU Bao-rui 1.China Petroleum Pipeline Engineering Corporation,Langfang 065000,China; 2.Mechanical Science and Engineering Institute,Northeast Petroleum University,Daqing 163318,China AbstractAs the researching object to 160 000 m。fullcapacity liquefied nature gasLNGtank inner tank,application of ANSYS set up elements model,and using the modal analysis module and transient dynamics analysis module carry out the model analysis and seismic response analy sis,considering fluidsolid coupling phenomenon.The results show that the nature frequency of liquefied nature gas inner tank is lower and distribute intensively,the natural modes of the tank wall is ring to multiwave phenomenon;seismic response analysis of liquefied nature gas inner tank get its displacement and stress distribution and variation regular pattern.The displacement and stress time history response of three representative node at typical parts show horizontal seis mic waves play a dominate role to the displacement and stress of liquefied nature gas inner tank. Key wordstank;liquefied nature gas;inner tank;model analysis;seismic response analysis 液化天然气Liquefied Nature Gas,LNG全容 罐是因其安全性能高、综合性能好而得到广泛应用 的LNG储罐形式口 ]。LNG全容罐的通常容量为 16万m。,结构形式分为内、外罐两层,内罐为开放 式,与LNG直接接触,材料为9%Ni钢_3 ],其上部 悬挂有开放式的绝热吊顶,吊顶的材料也为9 Ni 钢,吊顶由悬挂在外罐顶的吊杆支撑,外罐与内罐之 间距离为1~2 m,其中填充膨胀珍珠岩等保温材 料。外罐的材料通常为预应力钢筋混凝土,整个储 罐在桩基础的混凝土承台上 ]。笔者以16万m。液 化天然气全容罐内罐为研究对象,应用ANSYS软 件建立模型,通过模态分析和瞬态动力学分析探讨 其动力学性能,以期为16万m。液化天然气全容罐 内罐的设计和运行提供参考。 收稿日期2013-1014 作者简介付丽1979一,女,辽宁锦州人,工程师,从事管道非标设备及压力容器设计工作。 第2期 付丽,等l6万m。液化天然气全容罐内罐动力学性能分析 25 x 由图5可知,罐壁节点的水平位移与竖直位移 都与地震波的水平加速度变化规律一致,LNG内罐 壁的水平位移受地震波水平加速度影响较大。 由图6可以看出,节点的应力变化规律与地震 波水平加速度变化规律相同,所以LNG全容罐内 罐在地震过程中的应力变化主要受地震波的水平加 速度影响。 5 结论 1考虑液固耦合情况下,16万in。LNG全容 罐内罐的振动主要呈环向多波现象,并未出现明显 的梁式振动,LNG内罐的前1O阶固有频率显示,固 有频率较低且分布较密集。 2施加地震响应时,16万1TI。LNG全容罐内 罐罐壁底部、中部和上部典型部位的3个代表节点 的位移和应力时程响应显示,水平地震波对LNG 内罐的位移和应力变化起主导作用。 参考文献 [1]袁中立.LNG低温储罐的设计及建造技术EJ].石油工 程建设,2O1O,33519-22. YUAN Zhongli.LNG Storage Design and Construc tion Techniques[J].Petroleum Engineering Construc tion,2010,33519-22. [2]王冰,陈学东,王国平.大型低温LNG储罐设计与建造 技术的新进展[J].天然气工业,2010,305108 112. WANG Bing,CHEN Xudong,WANG Guoping. Design of Large Low Temperature LNG Storage Tanks and New Progress in Its Construction Technology[J]. Nature Gas Industry,2010,3051081l2. [3]黄淑女.用于大型LNG储罐的低温含镍合金钢国产化 I-J].能源技术,2008,293149150. HUANG ShuniJ.The Domestic for Low Tempera ture Type of Nikel Steel Used in Large LNG Storage Tank[J].Energy Technology,2008,293149一 ]50. [4-1严春妍,李午申,薛振奎,等.LNG储罐用9 Ni钢及 其焊接性[J].焊接学报,2008,2934952. YAN Chun-yan,LI Wu-shen,XUE Zhen-kui,et a1. LNG Storage Tank 9 Ni Steel and Its Weldability fJ].Welding Technology,2008,2934952. [5]柳山.液化天然气LNG全容储罐结构和性能研究 [D].广州华南理工大学,2009. LIU Shan.Study on Structure&Perance of LNG Full Containment Tank[D].GuangzhouSouth China University of Technology,2009. [6]小飒工作室.最经典ANSYS及Workbench教程[M]. 北京电子工业出版社,2004. XIAO Sa Studios.The Most Classic ANSYS and Workbench Course[M].BeijingElectronic Industry Press,2004. [7]沈建民.大型油罐的静强度及动力响应分析[D].杭 州浙江大学,2006. SHEN Jian-min.Study on Static Strength and Dy namic Response of the Large Oil Storage Tank V D-I. HangzhouZhejiang University,2006. [8]徐刚,任文敏,张维,等.储液容器的三维流固耦合动力 特性分析[J].力学学报,2004,363328335. XU Gang,REN Wemmin,ZHANG Wei,et a1.Dy namic Characteristic Analysis of Liquidfilled Tanks as A 3一D Fluid-structure Coupling System[J].Meehan ics Technology,2004,363328335. [9]余伟炜,高炳军,陈洪军,等.ANSYS在机械与化工装 备中的应用[M].北京中国水利水电出版社,2007. YU Weiwei,GAO Bingjun,CHEN Hong jun,et a1. ANSYS Application in the Mechanical and Chemical E quipment[M].BeijingChina Water Power Press, 2007. [1o]张洪信,赵清海.ANSYS有限元分析完全自学手册 [M].北京机械工业出版社,2008. ZHANG Hongxin,ZHAO Qinghai.The Complete ly Self-study Manual of ANSYS Finite Element Analy sis[M].BeijingChina Machine Press,2008. 杜编

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