石油储罐是石油石化行业的重要设备,担负着我国战略性石油储备安全的重任。由于大型储罐具有占地面积小、工艺操作简化、总建设投资小、运行成本低等优势,大型化已成为国内外石油储罐发展的一大趋势。目前,国外原油储罐罐容已达20万方。我国虽然在10万方储罐设计建造技术逐渐成熟的基础上,已经建成15万方石油储罐,但尚未掌握20万方储罐储油技术。随着我国“十四五”管道建设计划的开展以及石油战略储备需求的不断提高,设计建造20万方超大型外浮顶石油储罐已成为我国油库建设的必然趋势。20万方超大型外浮顶储罐的设计建造技术是世界石油储备行业的前沿技术,国内尚没有建设先例,国外已建成储罐的相关数据很难获得。在此背景下,本文首先按照美国石油学会标准API650《钢制焊接石油储罐》（第十版）规定中的“变设计点法”对20万方超大型外浮顶石油储罐进行了初步设计,确定了罐壁高度和直径、壁板结构和材料,完成了抗风圈、加强圈的结构设计。然后,基于Fluent软件提出了一种外浮顶储罐绕流流场雷诺时均模拟流程,并结合已有风洞试验数据进行了验证,考察了网格密度、湍流模型对计算精度和稳定性的影响。进一步,通过雷诺时均模拟对所设计20万方储罐绕流流场进行了求解,重点分析了来流风速和罐内液位对绕流旋涡结构、罐壁风压、储罐风载、浮盘风载的影响规律。最后,建立了20万方储罐罐壁实体模型,将计算所得风载施加到罐壁上,采用有限元方法计算了强风作用下罐壁的应力和变形情况。研究了风速、液位对20万方储罐罐壁最大应力、变形的影响规律,考察了抗风圈和加强圈在抵抗储罐风致屈曲中所发挥的作用。本文所得结果可供我国20万方外浮顶石油储罐的设计建造参考,对于实际工况下超大型石油储罐风载计算、风致屈曲的分析和预防具有一定理论价值。