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安全与环境学报2025年第07期:双钢壁LNG储罐外爆破坏行为与抗爆影响因素分析

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作者:芦烨;崔苏杰;王智坚;丁宇奇;吕奇霖;李晓琳;尹青锋;

单位:东北石油大学机械科学与工程学院;中国石化工程建设有限公司;

摘要:双钢壁液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)储罐以建造周期短、投资小等优点备受青睐,但相较混凝土储罐而言,其易在外部爆炸载荷作用下发生破坏。为此,以双钢壁LNG储罐为研究对象,建立包括外罐-保冷材料-内罐-罐内液体的多相耦合有限元模型,分析外部可燃气云爆炸作用下的内外罐、保冷材料及罐内液体之间的相互作用和罐体结构响应,探究不同可燃气云当量下储罐的破坏行为;并分析不同运行状态、不同结构参数下储罐的抗爆性能。结果表明:随着可燃气云当量的增加,储罐依次发生锚带屈服、罐壁屈服以及罐壁和锚带的断裂破坏;随着罐内液位的升高,储罐的抗爆性能有所提升;当罐体的基础壁厚较小时,采用增加壁厚的方案,其最大变形降低13.53%;当罐体的基础壁厚较大时,采用增设加强圈的方案,其最大变形降低34.28%。

关键词:安全工程;;双钢壁LNG储罐;;外爆载荷;;多相耦合;;破坏;;抗爆性能

基金资助:国家自然科学基金项目(51604080);; 中国博士后基金项目(2024M760850);; 黑龙江省自然科学基金项目(LH2022A003);; 黑龙江省博士后科研启动基金项目(LBH-Q20082)