LNG (Liquefied Natural Gas)就是将矿场生产的天然气经过净化、制冷、液化等措施后,在常压、-160℃下成为液态的天然气。LNG是一种多组分混合物,其温度变化会引起压力上升的问题,LNG运输量越大时间越长,储罐泄漏风险就会增大。为了解决这些问题,就需要弄清楚运输过程中LNG储罐内温度场分布、压力和蒸发变化规律,对储罐可能的泄漏及蒸气云扩散危害后果进行研究。针对铁路罐式箱LNG运输振动特殊性,分析了振动条件下,罐内低温液体对流传热系数受到振动振幅和频率的影响;分析了振动条件下,罐内低温液体边界层的起始点受到上下震荡、左右摇晃和前后晃动的影响。对卧式低温储罐振动条件下的无损存储规律进行了研究,结合已有的三分相无损存储模型和边界层研究成果,基于质量守恒和能量守恒原理,建立铁路罐式箱LNG运输振动蒸发规律的新模型,用C语言编写了计算程序,并进行了实例验证。对铁路LNG罐式箱格尔木-拉萨运输试验进行了研究,得出运输过程中LNG罐式箱压力变化值等实验数据,由模型计算得出的LNG存储计算结果与试验数据进行了比较,模拟计算值与试验值吻合的比较好。铁路LNG罐式箱储存大量低温且易燃易爆的LNG, 一旦发生泄漏将对周边人群、财产及大气环境造成极大的危害。选择合适方法对铁路LNG罐式箱可能泄漏及蒸汽云扩散危害后果进行模拟研究具有重要意义。本文综合了大量文献研究成果,结合本研究的特点,制定了 LNG泄漏扩散模型定量评价方法,借助于国外大型LNG泄漏扩散现场实验数据集,对基于PHAST计算模型在铁路LNG罐式箱泄漏扩散模拟上的“有效性”进行定量研究,评价结果表明:PHAST对于铁路LNG罐式箱泄漏扩散行为的模拟具有有效性。构建铁路LNG罐式箱运输条件下安全评估程序。利用铁路罐式箱LNG运输振动蒸发模型分析了各种影响密闭LNG罐式箱的压力和蒸发率的因素,结果显示在计算的压力范围内:密闭LNG罐式箱存在“最佳初始充装率”,当初始充装率小于最佳初始充装率时,储罐的安全存储时间随初始充装率增大而增大;初始充装率大于最佳初始充装率时,储罐的安全存储时间随初始充装率增大而减小;充装率等于最佳初始充装率时密闭LNG储罐的安全存储时间最长。储罐保温层导热系数越大,储罐内压力上升的越快,安全存储时间越短。对铁路LNG罐式箱泄漏实例分析:不同罐内压力泄漏对比、不同风速的泄漏对比、不同大气稳定度泄漏对比、不同破裂泄漏尺寸泄漏对比、不同泄漏角度泄漏对比、不同环境温度下泄漏对比。模拟结果显示,泄漏源强度越大,扩散面积越大;泄漏现场的风速对LNG的消散起比较大的作用,风速越大,LNG消散速度越快,扩散面积越小;大气稳定度对LNG浓度消散起决定性作用,大气越不稳定,LNG消散越快;储罐泄漏口径对LNG泄漏扩散影响巨大,口径越大,LNG扩散距离和面积越大,危害面积越大。对铁路LNG罐式箱和铁路LPG(Liquefied Petroleum Gas)罐式箱泄漏后果进行模拟分析,分析结果显示LNG泄漏影响范围要小于LPG事故影响范围。