LNG储罐内罐泄漏数值模拟研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:you19841231
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双金属全容式LNG储罐的外罐一般由不能承受低温的钢材建造,内罐泄漏会造成储罐绝热结构和外罐的破坏。本文首先根据双金属全容式LNG储罐的结构和LNG的物性,通过MAC算法计算内罐发生泄漏后储罐内部流场,确定了LNG内罐泄漏的模式。针对LNG内罐小孔泄漏模式,设置热边界条件和初始条件,划分内壁和绝热层网格数,计算得到正常工况下绝热层稳态温度场和泄漏工况下的温度场。通过分析泄漏点处的对流换热,建立了二维非稳态渗流方程,计算得到泄漏LNG在绝热层内的流场分布;将求得的速度作为对流扩散项添加到二维非稳态对流换热方程中,通过速度场和温度场的耦合,计算得到基于流场分布的绝热层温度场。模拟结果分析可以发现LNG内罐发生泄漏时,漏液先向储罐底部聚集,靠近泄漏源处的弹性毡绝热层首先降温到泄漏LNG的温度,且此处的温度梯度较大,而后沿罐底逐渐渗透到膨胀珍珠岩绝热层。相同初始条件和泄漏工况下的Fluent模拟结果对比,验证了本模型计算的结果。最后通过对不同泄漏工况计算得到的温度数据分析,得到了内罐发生泄漏时泄漏监测点的分布,并通过拟合函数判断泄漏点的位置。由此为LNG内罐泄漏事故的救援和后期事故分析提供了理论依据,最大限度地减少泄漏事故造成的危害。
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