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大型LNG贮罐体积大、质量大、结构复杂、安全性要求高并且投资大,目前国内尚无国家标准和规范。本文主要对大型LNG贮罐内罐选材、设计标准和罐体结构进行设计优化与探讨研究。根据LNG介质低温特性,选用Ni9钢作为内罐材料,对国内外Ni9钢的化学成分、力学性能以及生产能力进行介绍,并分析了Ni9钢的焊接性。根据EN14620、APl620/650以及JIS B8501有关大型贮罐方面的设计规范,对内罐壁厚计算方法、罐底边缘板中幅板以及罐顶设计方法进行探讨计算出1.0×104、5.0×104、1.0×105和1.5×105m3大型LNG贮罐罐壁厚度,并利用Orign软件绘制成曲线,通过对比分析,得到EN14620标准设计出来的壁厚最经济,我国可参照此标准制定适合我国要求的规范。利用VC++将三种计算壁厚方法编制成程序,将其模拟结果与计算结果对比,看出误差很小,验证了编程的正确性。由于预应力混凝土结构是大型LNG贮罐发展趋势之一,对外罐混凝土结构进行了研究。对大型LNG贮罐内罐高度和直径进行了优化,确定当D/H=8/3时比较合理。以1.6×105m3大型LNG贮罐为例,利用ANSYS软件对内罐进行结构应力分析和热应力分析,根据分析结果可知罐底大角焊缝处和不同圈壁板连接部位存在应力集中现象,对各圈壁板连接处这一关键部位,进行了结构与参数优化,得出当锥形段长度L=50mm和锥角a=78.667°时结构应力集中系数最小,这对其它大型低温贮罐也适用。本文对大型LNG贮罐国产化设计与研究具有一定的参考价值。