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随着我国石油战略储备量的增加，立式圆柱形原油储罐正向大型化方向发展。原油属于甲B类易燃液体，原油罐具有火灾爆炸的危险性，火灾事故是大型原油储罐最主要也是最重要的危险因素，也是油罐区最大的安全隐患。
火灾环境中原油储罐的热响应问题的研究，是中国石化股份有限公司科研项目《大型罐区风险分析技术体系的研究与开发》(编号：306005)的研究内容之一。本论文运用数值模拟与试验研究计算并校核了储罐在水压试验与池火灾环境下的强度，分析了火灾环境下原油储罐的热和力学响应。为火灾的预防和救治相关技术研究提供理论指导。
本文对原油储罐水压试验时的应力进行了有限元分析，分析中采用沉降量法建立了计算模型，在ABAQUS平台上，对舟山石油储备基地的10万m3原油储罐水压试验条件下的应力和变形进行了分析，得出了罐壁和底板的整体变形和应力分布，确定了罐体壁板与底板连接处的大角焊缝是储罐的关键部位，并对储罐进行了强度校核，结果表明大型储罐的强度满足JB4732-95的要求。
本文对10万m3储罐钢材SPV490Q的对接焊试板以及SPV490Q-16MnR对接焊试板进行了常温和高温短时拉伸试验，得到了焊接接头在常温与高温下的力学性能，为储罐的常温与高温下的强度校核提供了依据。
本文对原油储罐罐内池火灾环境下的热响应行为进行了分析，采用非预混燃烧的数学模型和概率密度函数方法，利用Fluent软件中的PrePDF前处理模块模拟了燃烧的产物组分和温度场，采用P-1辐射模型和RNG k-ε湍流模型模拟了流场和辐射场。分别对5m、10m、20.2m三种不同液位下的原油储罐罐内池火灾的流场和温度场进行了模拟，并计算了储罐罐壁的温度场，得到了池火灾环境下不同液位高度储罐罐壁的温度分布曲线。
在储罐热响应分析的基础上，本文采用ABAQUS软件综合考虑了储罐受热后温度载荷以及机械载荷的共同作用。分别对5m、10m、20.2m三种不同液位下的原油储罐进行了火灾环境下的热应力分析，得到了各层罐壁与底板的应力强度。研究表明，原油储罐在火灾环境中，各部分应力强度满足JB4732-95分析设计标准的要求，这表明短时间内储罐可以经受住火焰的烘烤，不会坍塌。但若长时间处在高温下，钢材会发生蠕变，最终将导致罐体坍塌，因此一旦火灾发生，应立即采取措施给罐体降温。
针对舟山油库的10万m3油罐，利用Fluent软件对大型油罐进行了池火灾的辐射特性模拟，得到了池火灾辐射的一般规律。并从安全技术角度出发，提出了原油储罐区的安全防护措施。