大型真空粉末絕熱低溫球罐熱-結構耦合分析

楊雯，陳叔平，余鐵浩，張喜寶，金樹峰，趙高逸，賈春旺，付啟亮

（1. 蘭州理工大學石油化工學院，蘭州 730050；2. 杭州杭氧低溫容器有限公司，杭州 311107）

大型真空粉末絕熱低溫球罐采用雙層結構，其絕熱性能優良，發生泄漏時，由于外殼的保護作用，可避免引發罐區的連鎖反應，從而降低損失。球罐內容器中的低溫液體與外界環境存在較大溫差，溫度的變化會使其發生熱變形，該變形受到內、外支撐和不同工況下載荷及約束的限制，使內容器和內支撐產生較大的應力，若該應力超出材料的強度極限，則造成強度失效。因此，研究低溫球罐在熱-結構耦合作用下的受力情況至關重要。

由于本文所研究低溫球罐體積較大，結構復雜，采用數值模擬方法研究其絕熱性能和應力分布是目前較為有效的手段。眾多學者針對球罐和低溫用玻璃鋼支撐在復雜載荷作用下的響應，做過相應研究。T Ohno 等[1]為闡明某球罐管支撐在地震載荷下的破壞機理，對其進行了彈塑性有限元分析，結果表明管支撐交叉點處應力較高，對該部位加設角支撐板可提高其抗震性能。Jun-Qi Chen 等[2]對球罐在內壓、重力、液體晃動和地震作用下的地震反應進行了分析，得出球罐在地震載荷下的響應主要為繞垂直軸的旋轉，并伴隨少量繞水平軸的旋轉。李文琦[3]對超大型球罐進行了風載分析和地震響應分析，提出超大型球罐抗風與抗震的設計方法。王任[4]對儲罐的風壓計算公式進行了推導，提出了風壓及風壓高度系數的計算方法。……