李昭辉，朱汉华，朱志鹏，门 皓，张 梦

(武汉理工大学 能源与动力工程学院，湖北 武汉 430063)

液化天然气(LNG)一般储存在常压下，温度为111 K，利于储存和运输。液化天然气比同质量的其他气体体积小很多，需要绝热技术,来防止或减小液体的蒸发。如不采取绝热技术会造成大量液化气体的蒸发[1]，甚至发生事故[2]。在国内，李兆慈[3]对储罐进行了三维温度场分析，分别是环境温度、风速、液位高度对其温度场的影响。罗义英[4]研究了LNG储罐底部泡沫玻璃的厚度与蒸发率的关系曲线。范嘉堃[5]通过现场实测储罐表面温度分布情况，发现与理论分析结果有偏差。在国外，Dong[6]对30 000 m3液化天然气储罐进行整体温度场和热应力分布的分析，Zhao利用正交脊波变换和有限元方法相结合，来研究液化天然气储罐液体分层的温度场分析。本文将采用理论分析和数值仿真相结合的方法，对LNG接收站储罐温度场进行模拟分析，揭示了储罐传热特征，并对储罐的设计参数进行优化，提高储罐的保冷性。

1 LNG储罐散热分析

1.1 LNG储罐的结构与相关参数

本文研究对象是罐容积约为8×104m3的LNG全容式双壁金属罐，储罐内直径约为58 m、外直径约为60.0 m、外罐高约36.5 m、内罐高约34.3 m。内壁与外壁之间采用堆积绝热的方式，外界环境温度为296 K，LNG的密度为436.3 kg/m3，LNG的汽化潜热为510 kJ/kg，8×104m3LNG储罐结构示意图见图1，储罐绝热材料参数见表1。

图1 8×104 m3LNG储罐结构示意图

表1 储罐绝热材料参数

1.2 漏热理论分析

1)罐顶漏热量计算。罐顶的漏热主要是由3部分组成，穹顶外壁向内壁的热传导Q11，由内罐穹顶向吊顶上表面的热辐射Q12，吊顶上表面向内罐顶的热传导Q13；……