大型LNG儲(chǔ)罐整體溫度場(chǎng)分析的參數(shù)化建模和計(jì)算

萬里平，武銅柱，李曉琳

(中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司，北京 100101)

作為一種綠色清潔能源，液化天然氣的工業(yè)應(yīng)用日益廣泛。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于天然氣的需求增長(zhǎng)迅速，正進(jìn)行大批LNG 接收站的設(shè)計(jì)和建設(shè)。

LNG接收站主要儲(chǔ)存設(shè)備為大型低溫LNG儲(chǔ)罐。由于儲(chǔ)罐存儲(chǔ)介質(zhì)溫度極低，約為-165 ℃，與罐體外部環(huán)境溫度相差巨大，因此，儲(chǔ)罐罐體的保冷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尤為重要。通常情況下，罐體的保冷結(jié)構(gòu)主要由罐底保冷、內(nèi)外罐之間保冷、儲(chǔ)罐吊頂保冷等幾部分組成，各部分因考慮不同的溫差和相應(yīng)的強(qiáng)度需求，需設(shè)置不同的保冷材料。前人在儲(chǔ)罐溫度場(chǎng)分析方面做了大量工作，朱鴻梅等【1】研究了LNG儲(chǔ)罐角部絕熱保冷結(jié)構(gòu)的重要性；王明伍等【2】研究了不同環(huán)境溫度和不同泄漏工況下，熱角保護(hù)處的溫度場(chǎng)；李兆慈等【3】計(jì)算了穩(wěn)態(tài)工況下儲(chǔ)罐的溫度場(chǎng)，分析了不同環(huán)境溫度、液位高度和對(duì)流換熱系數(shù)對(duì)儲(chǔ)罐溫度場(chǎng)分布的影響。

LNG儲(chǔ)罐的大型化是大勢(shì)所趨，溫度場(chǎng)計(jì)算是儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一，為避免重復(fù)建模，并提高工程技術(shù)人員的計(jì)算效率，本文介紹了儲(chǔ)罐整體溫度場(chǎng)參數(shù)化建模計(jì)算，分析了不同環(huán)境溫度下儲(chǔ)罐的溫度場(chǎng)分布情況，研究了介質(zhì)發(fā)生泄漏的異常工況下儲(chǔ)罐的溫度場(chǎng)情況。

1 模型介紹

外罐為預(yù)應(yīng)力混凝土罐的低溫儲(chǔ)罐保溫結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其保溫結(jié)構(gòu)主要由以下幾部分組成：

1) 罐底保冷，由混凝土或珍珠巖混凝土圈梁、素混凝土層、泡沫玻璃磚及高強(qiáng)度泡沫玻璃磚等組成；……