超大型储油罐双盘浮顶性能研究及设计建议

论文摘要

我国一直在致力于建立自己的战略石油储备体系。石油战略储备不断扩大使我国原油储罐大型化成为一种必然趋势。储油罐直径不断增大对罐顶的设计提出了更高的要求,在这种情况下,双盘浮顶结构应运而生,并且成为大型原油储罐的首选罐顶形式。但是,国内外对双盘浮顶的研究刚刚起步,行业标准和规范中都没有给出明确的设计理论和公式。我国已经在着手建立和完善石油工业技术规范的标准化,而双盘浮顶研究领域的空白给研究人员提供了新的课题。本文利用现行的大型通用有限元分析软件ANSYS对超大型储油罐双盘浮顶进行了强度、刚度计算与分析。基于以上,本文做了以下几个方面的研究工作:1.建立了国产15万立方米储油罐双盘浮顶有限元模型,并对此模型进行了刚度、强度分析。2.对国产超大型储油罐双盘浮顶进行了抗沉性计算。3.利用ANSYS提供的优化设计模块对15万立方米储油罐双盘浮顶进行优化设计。4.基于对超大型储油罐双盘浮顶的ANSYS有限元建模分析,对双盘浮顶的设计提出了一些建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 我国大型外浮顶储油罐的发展现状及优势
• 1.2.1 我国大型外浮顶储油罐的发展历程及现状
• 1.2.2 大型外浮顶储油罐的优势
• 1.3 双盘浮顶对原油安全储运的重要作用及浮顶事故分析
• 1.3.1 双盘浮顶对原油安全储运的重要作用
• 1.3.2 浮顶储油罐浮盘事故简介
• 1.3.3 外浮顶储油罐沉盘事故主要原因
• 1.4 储油罐浮顶的国内外设计研究现状
• 1.4.1 储油罐浮顶的结构形式及双盘浮顶的优点
• 1.4.2 国内外规范对双盘浮顶的设计要求
• 1.4.3 大型通用有限元软件在浮顶研究中的应用
• 1.5 本文的研究意义
• 1.6 本文的主要研究内容
• 第2章 超大型储油罐双盘浮顶ANSYS模型
• 2.1 引言
• 2.2 超大型储油罐双盘浮顶ANSYS模型的建立
• 2.2.1 双盘浮顶的几何模型介绍
• 2.2.2 双盘浮顶有限元模型的建立
• 2.3 本章小结
• 第3章 双盘浮顶刚度、强度及抗沉性分析
• 3.1 引言
• 3.2 双盘浮顶四周约束条件下的整体刚度分析
• 3.2.1 双盘浮顶四周简支条件下的刚度分析
• 3.2.2 双盘浮顶四周固支条件下的刚度分析
• 3.3 双盘浮顶正常工作条件下的强度分析
• 3.3.1 顶板和底板强度分析
• 3.3.2 环向隔板和径向隔板强度分析
• 3.3.3 加强框架强度分析
• 3.4 减少加强框架对浮顶刚度和强度的影响
• 3.4.1 修改后模型在四周约束条件下的刚度对比分析
• 3.4.2 修改后模型在正常工作条件下的强度分析
• 3.5 双盘浮顶抗沉性计算分析
• 3.5.1 第一准则计算
• 3.5.2 第二准则计算
• 3.6 本章小结
• 第4章 双盘浮顶优化设计及设计建议
• 4.1 引言
• 4.2 基于ANSYS的结构优化设计介绍
• 4.2.1 结构优化设计的基本概念
• 4.2.2 基于ANSYS的结构优化设计简介
• 4.2.3 基于ANSYS有限元优化设计的步骤
• 4.3 基于ANSYS的双盘浮顶优化设计
• 4.3.1 双盘浮顶优化设计参数设置
• 4.3.2 双盘浮顶优化设计结果分析
• 4.4 双盘浮顶的设计建议
• 4.4.1 浮顶顶板、底板的计算
• 4.4.2 浮顶加强框架的布置
• 4.4.3 浮顶加强肋的计算
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢