РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ХРАНИЛИЩА ЖИДКОГО ЭТИЛЕНА ЕМКОСТЬЮ 5000 ТОНН

В данной работе была проведена оценка напряженно-деформированного состояния (НДС) изотермического хранилища (ИХ) жидкого этилена емкостью 5000 тонн.

ИХ жидкого этилена представляет собой сооружение, состоящее из двух резервуаров – внутреннего, где непосредственно хранится жидкий этилен, и наружного. Межстенное пространство между резервуарами заполнено тепловой изоляцией из вспученного перлитового песка. Внутренний и наружный резервуары имеют плоские днища и стационарные купольные крыши (рис. 1).

 

Общий вид изотермического хранилища
Рис. 1. Общий вид ИХ

 

Расчет НДС методом конечных элементов проводился в следующей последовательности.

В системе трехмерного твердотельного и поверхностного проектирования Autodesk Inventor LT была создана поверхностная модель резервуара с учетом реальной геометрии (рис. 2).

 

Поверхностная модель изотермического хранилища
Рис. 2. Поверхностная модель

 

Поверхностная модель была импортирована в универсальную программную систему конечно-элементного анализа ANSYS v.14, где на ее основании была создана конечно-элементная сетка (рис. 3).

 

Пример конечно-элементной сетки изотермического хранилища Пример конечно-элементной сетки изотермического хранилища
Рис. 3. Пример конечно-элементной сетки ИХ

 

Согласно СП 20.13330.2011 к ИХ были приложены следующие расчетные нагрузки:
- собственный вес конструкции,
- внутреннее давление,
- гидростатическое давление,
- температурное воздействие,
- давление перлита,
- ветровая нагрузка,
- снеговая нагрузка.

Для определения наиболее опасных зон при воздействии расчетных нагрузок был произведен расчет НДС.

Результаты расчетов внутреннего, внешнего резервуара и фундамента представлены на рис. 4-6.

 

Карта распределения эквивалентных напряжений внутреннего резервуара
                    а) общий вид                    б) зона максимальных напряжений
Рис. 4. Карта распределения эквивалентных напряжений внутреннего резервуара, [Па]

 

Карта распределения эквивалентных напряжений внешнего резервуара
                    а) общий вид                    б) зона максимальных напряжений
Рис. 5. Карта распределения эквивалентных напряжений внешнего резервуара, [Па]

 

Карта распределения эквивалентных напряжений фундамента
                    а) общий вид                              б) зона максимальных напряжений
Рис. 6. Карта распределения эквивалентных напряжений фундамента, [Па]

 

По результатам расчета были определены максимальные напряжения, действующие в ИХ. Данные напряжения меньше допускаемых, как следствие, необходимые условия прочности выполняются.

 

Выводы

1) Наиболее опасные зоны по результатам расчета НДС:
- для внутреннего резервуара – соединение крыши и штуцера выхода паров к дыхательным клапанам;
- для внешнего резервуара – соединение обечайки и монтажного люка-лаза;
- для фундамента – соединение фундамента со сваями, расположенными в центре.

2) В выявленных зонах наибольшая вероятность возникновения и развития дефектов, как следствие при контроле ИХ рекомендуется обратить особое внимание в эти области.

 

скачать "РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ХРАНИЛИЩА ЖИДКОГО ЭТИЛЕНА ЕМКОСТЬЮ 5000 ТОНН"

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить