基于弹性地基梁法的LNG储罐环向预应力方案设计
2021-03-02王志超孙长军张志红
石油工程建设 2021年1期
王志超,孙长军,张志红,沈 殷
1.柳州欧维姆机械股份有限公司,广西柳州 545006
2.同济大学,上海 200092
近年来国内外天然气市场需求旺盛,因此对于天然气的存储需求也逐渐增多,许多地区纷纷规划建设液化天然气接收站[1]。无论是LNG的液化站还是接收站,都需要格外关注其安全问题,通常做法是将LNG封存于一个密闭的安全容器中,以保证天然气不会泄漏或泄漏后事态可控。一般大型LNG储罐按照结构形式可分为单容罐、双容罐、薄膜罐及全容罐,由于全容罐可以承受内罐泄漏的LNG及其气体,不至于进一步扩散至外界,安全性较高,因此全容罐已成为目前LNG储罐的主流形式[2]。
本文以弹性地基梁理论为基础,对LNG全容罐的力学模型进行简要分析,给出了基于弹性地基梁的LNG储罐罐壁内力计算公式,可为储罐的环向预应力方案设计提供理论参考。
1 计算理论
1.1 LNG储罐外罐受力特性
典型的LNG储罐外罐结构形式如图1所示,由刚性底板、储罐罐壁及拱形穹顶三部分组成。罐壁与底板通常现浇为一个整体,穹顶与罐壁通常分别浇筑后连接在一起。穹顶结构承受自重、罐顶活荷载(风、雪、人等)以及内部气压荷载,在上述荷载的组合下,穹顶结构受力并不大,因此仅在穹顶内布置普通钢筋就可以满足混凝土抗裂要求。罐壁结构在正常工作时,承受罐顶传递的荷载、罐壁自重;在发生泄漏工况时,液体会对罐壁产生静水压力和泄漏的气体气压,同时也会受到温度荷载的作用。……
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