密封油对大型储气柜柜体抗震性能的影响分析
根据生产和节能的需求,储气柜作为冶金、化工和城市煤气存储的主要设备,目前正在向大容量、高压力、大型化方向发展。目前我国的大型高压储气柜都为稀油密封气柜。随着气柜容量和压力的增加,密封油的重量也显著增加,如30万衬、储气压力12.SkPa的正多边形稀油气柜的密封油的重量已达160t,圆筒形稀油密封气柜的密封油则在200t以上。在地震时如何考虑这些油的作用,对气柜柜体的抗震性能有何影响,这些问题在对储气柜进行抗震性能研究时是必须加以考虑的。
液体晃动引起能量的耗散,可以起到减小结构动力反应的作用。利用这一减振原理设计的环形液体阻尼器(CLD)对结构的减震作用已引起多方面的探讨,并且利用结构的现有设备作为减震控制装置,具有较好的经济性和实用性。
本文根据气柜的实际结构特点,考虑环形油沟中的密封油在受水平地震作用时发生振荡,将密封油视为气柜结构的环形液体阻尼器(CLD),建立抗震设计的计算模型,与现行的计算模型进
行对比,计算结果表明密封油有明显的减震效果,对气柜柜体抗震性能的影响是有利的。研究结果可以为储气柜的抗震设计、在役气柜的安全评估和相关现行规范的修编提供参考。
稀油密封储气柜分为正多边形和圆筒形(即所谓的POC柜),本文讨论的是正多边形稀油密封储气柜,密封油对这两种气柜在地震作用下的影响,其机理应该是相同的。
正多边形稀油密封储气柜可视为一悬臂的棱柱壳结构,由柜体和内部活塞两大部分组成。其中柜体由柜顶、棱柱壳和柜底组成。活塞结构由活塞析架、活塞底板和混凝土配重块组成(图1)。
活塞的外周与柜体壁板之间设置了油沟,在油沟中始终保持一定数量的密封油以阻止气体泄漏(图2)。正常工作状态下,密封油与活塞一起悬浮于柜体中,随气柜中储气量的变化,沿柜体壁板上下运行。
震作用下,只考虑质点的水平运动,按剪切型模型进行分析计算。
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