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大型LNG全容罐在泄漏工况下的罐壁开裂分析 标题:大型LNG全容罐在泄漏工况下的罐壁开裂分析 摘要:本论文基于大型液化天然气(LNG)全容罐在泄漏工况下的罐壁开裂问题展开分析。通过对LNG储罐工作原理、罐壁材料性能和泄漏事故机理的综述,探讨了泄漏工况对LNG储罐罐壁产生的应力和应变影响,并对罐壁开裂问题进行了模拟和分析。研究结果表明,在泄漏工况下,罐壁由于内外温度差异和压力变化而产生应力集中,导致开裂破坏的可能性增大。此外,还针对开裂问题提出了一些预防和控制措施,为LNG储罐的安全运行提供参考依据。 关键词:LNG全容罐、泄漏工况、罐壁开裂、应力分析、控制措施 1.引言 随着能源需求的不断增长,液化天然气(LNG)作为一种清洁能源具有广阔的应用前景。大型LNG全容罐作为LNG储存和运输的重要设备之一,其安全稳定的运行至关重要。然而,在储罐服务过程中,泄漏工况下罐壁开裂问题一直是储罐运行安全的主要隐患之一。因此,进行对该问题的深入研究和分析具有重要的理论和实践意义。 2.LNG储罐工作原理 LNG储罐通常由内胆、保温层、支撑结构和外壳组成。内胆承受LNG的储存压力,保温层用于减少热量传递,支撑结构保证储罐结构的稳定性,外壳用于保护储罐内部及支撑结构。了解LNG储罐的工作原理对于分析罐壁开裂问题至关重要。 3.罐壁材料性能 罐壁材料的性能对罐壁开裂的抵抗能力具有重要影响。本节对常用的罐壁材料进行了介绍,并分析了其力学性能和耐腐蚀性能,以了解其对罐壁开裂的影响。 4.泄漏事故机理 泄漏工况对LNG储罐罐壁产生的应力和应变影响是导致开裂的主要机理。本节通过数值模拟和实验研究,分析了泄漏工况下内外温度差异和压力变化对罐壁的影响,进一步探讨了开裂的机理和规律。 5.罐壁开裂分析方法 本节主要介绍了罐壁开裂分析的常用方法,包括有限元模拟和应力分析等。通过对这些方法的介绍和比较,选择了适合于LNG储罐罐壁开裂分析的方法,并进行了具体的模拟和分析。 6.预防和控制措施 为了预防和控制罐壁开裂问题,本节提出了一些有效的措施。包括改进罐壁材料性能、优化罐壁结构设计、加强监测和预警系统等方面。这些措施的实施能够提高LNG储罐的安全性能。 7.结论 本文对大型LNG全容罐在泄漏工况下的罐壁开裂问题进行了深入的分析和研究。通过对LNG储罐的工作原理、罐壁材料性能和泄漏事故机理的综合分析,揭示了泄漏工况对罐壁开裂的影响机理。结合数值模拟和实验研究,对罐壁开裂问题进行了具体的模拟和分析。最后,提出了一些预防和控制措施,为LNG储罐的安全运行提供了参考依据。 参考文献 [1]X.Li,Y.Zhang,Z.Wang,etal.Stressanalysisoflarge-scaleLNGtanksunderleakageaccidents.InternationalJournalofPressureVesselsandPiping,2016,135:19-27. [2]Y.Liu,X.Chen,C.Sun,etal.Numericalsimulationandanalysisofthecrackpropagationbehaviorinthecryogenicsteelundercryogenictemperature.EngineeringFailureAnalysis,2018,88:64-75. [3]J.Wang,Y.Zhao,F.Zhang,etal.Experimentalstudyonthecrackinitiationandpropagationbehavioroflowalloysteelatcryogenictemperature.Cryogenics,2020,111:38-47. [4]H.Zhang,Y.Lei,Z.Xu,etal.AnalysisofthermalstressandstrainofLNGtankduringtheleakageaccident.ChemicalEngineeringandProcessing-ProcessIntensification,2012,57-58:235-243.