(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210931069.0 (22)申请日 2022.08.04 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115018386 A (43)申请公布日 2022.09.06 (73)专利权人 深圳市城市公共安全技 术研究院 有限公司 地址 518000 广东省深圳市福田区福田街 道福安社区福华一路1号深圳大中华 国际交易广场10层、 1 1层 (72)发明人 徐大用　蒋会春　沈赣苏　秦宇　 房龄航　习树峰　焦圆圆　张波　 张杰　凌君　(74)专利代理 机构 北京英特普罗知识产权代理 有限公司 1 1015 专利代理师 王勇 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06F 30/23(2020.01) G06T 17/20(2006.01) 审查员 岑誉 (54)发明名称 爆炸环境下的储油罐安全评估方法及装置 (57)摘要 本申请公开了一种爆炸环境下的储油罐安 全评估方法， 包括： 确定爆炸类型和储油罐的自 振周期； 根据爆炸类型确定针对储油罐的爆炸冲 击压力分析方式； 模拟储油罐的迎爆面的超压载 荷以及超压持续时间； 根据自振周期和超压持续 时间确定储油罐的损伤判定标准； 将超压载荷加 载到储油罐的三维有限元分析模 型中， 确定在不 同填充度下储油罐的破坏程度达到预设临界值 的临界时间； 根据临界时间和损伤判定标准， 确 定在不同填充度下的结构破坏临界压力和结构 破坏临界冲量； 根据在不同填充度下的结构破坏 临界压力和结构破坏临界冲量， 确定储油罐的安 全性。 本技术方案提供有针对性和准确的安全评 估。 权利要求书3页 说明书16页 附图2页 CN 115018386 B 2022.10.21 CN 115018386 B 1.一种爆炸环境下的储油罐安全评估方法， 其特 征在于， 包括： 确定爆炸类型和储油罐的自振周期； 根据所述爆炸类型确定针对所述储油罐的爆炸冲击 压力分析 方式； 根据所述爆炸冲击压力分析方式， 模拟所述储油罐的迎爆面的超压载荷以及超压持续 时间； 根据所述自振周期和超压持续时间确定所述储油罐的损伤判定标准； 将所述超压载荷加载到所述储油罐的三维有限元分析模型中， 确定在不同填充度 下所 述储油罐的破坏程度达 到预设临界值的临界时间， 填充度表示所述储油罐中的液位； 根据所述临界时间和所述损伤判定标准， 确定在不同填充度下的结构破坏临界压力和 结构破坏临界冲量； 根据在不同填充度下的结构破坏临界压力和结构破坏临界冲量， 确定所述储油罐的安 全性。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 还 包括： 以不同大小规格为单位， 对所述储油罐的迎爆面分别进行网格划分； 根据预设超压载荷和基于不同大小网格划分得到的多种迎爆面， 确定各自在不同填充 度下的罐壁径向位移； 根据多种迎爆面各自在不同填充度下的罐壁径向位移， 确定数值离 散粗糙程度； 将处于预设粗 糙范围内的数值离 散粗糙程度的对应大小规格， 确定为 参考大小网格； 以所述参考大小网格为基准进行修 正， 得到所述储油罐的迎爆面的目标 大小网格。 3.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述爆炸类型确定针对所述 储油罐的爆炸冲击 压力分析 方式， 包括： 若所述爆炸类型为蒸气云爆炸， 则将数值模拟法作为所述爆炸冲击 压力分析 方式； 若所述爆炸类型为固体爆炸或粉尘爆炸， 则将经验法作为所述爆炸冲击压力分析方 式。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述爆炸冲击压力分析方式， 模 拟所述储油罐的迎爆面的超压载荷以及超压持续时间， 包括： 若所述爆炸冲击压力分析方式为所述数值模拟法， 则数值模拟爆炸过程， 输出爆炸超 压曲线， 所述爆炸超压曲线表示超压载荷和超压持续时间的关系； 若所述爆炸冲击压力分析方式为所述经验法， 则计算爆炸当量距离， 确定双爆源间隔 时间、 角度、 高度， 进 而根据预设状态方程计算爆炸超压曲线。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述将所述超压载荷加载到所述储油罐的 三维有限元分析模型中， 确定在不同填充度下所述储油罐的破坏程度达到预设临界值的临 界时间， 包括： 根据所述储油 罐的结构特征、 材料特征、 锚固特征以及位于所述储油 罐上的抗风结构 特征， 对所述储油罐的几何模型进行离 散化处理， 建立所述 三维有限元分析模型； 将所述超压载荷加载到所述三维有限元分析模型中， 得到所述储油罐在各填充度 下的 破坏程度变化曲线， 破坏程度变化曲线表示破坏程度和持续时间的关系； 根据在各填充度下的破坏程度变化曲线， 确定多个填充度各自对应的临界时间。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115018386 B 2筛选没有达 到所述预设临界值的工况； 模拟所述工况的火灾热辐射 通量和罐壁温度分布； 根据所述储油罐的特征， 选择将火灾热辐射通量或将初始温度分布加载到储油罐外表 面； 根据所述火灾热辐射 通量或将初始温度分布， 计算储油罐内表面的对流换 热系数； 其中， 所述储油 罐外表面的火灾热辐射通量、 初始温度分布和所述储油 罐内表面的对 流换热系数与所述超压载荷一 起被加载到所述 三维有限元分析模型中。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于， 所述根据在不同填充度下的结构破坏临界 压力和结构破坏临界冲量， 确定所述储油罐的安全性， 包括： 根据不同填充度 下的结构破坏临界压力和结构破坏临界冲量， 确定所述储油罐在不同 填充度下的安全变化特 征； 根据所述 安全变化特 征， 确定所述储油罐的安全性的突然跳跃情况； 根据所述 突然跳跃情况， 确定所述储油罐的目标安全填充度； 根据所述目标安全填充度和所述储油罐中的储油量， 确定是否对所述储油罐进行填 充。 8.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 在所述爆炸类型为固体爆炸或粉尘爆炸 时， 还包括： 获取所述储油罐所在区域的3D图像信 息， 所述3D图像信息包括地形数据和地面承载物 数据； 根据所述3D图像信息， 确定所述储油罐和爆炸源之间的目标区域； 对所述目标区域进行网格划分得到多个网格， 所述多个网格包括不同大小的多级网 格， 其中， 各级网格的设置根据网格所在位置与目标坐标的方位而定； 根据各网格中的地面数据和承载物数据， 得到各网格的初始特征值； 其中， 所述地面数 据包括用于标识 地面类型的标签、 属性描述信息； 所述承载物数据包括承载物的类型标签、 所述承载物的属性描述信息， 所述承载物的属性描述信息包括所述承载物形状、 大小、 高 度； 其中， 所述初始特征值通过将所述地面数据中各个信息的归一化值以及所述承载物数 据中各个信息的归一化值输入到训练好的归一化模型中得到， 所述归一化模型用于检测单 个网格的拥塞指数； 根据各网格的初始特征值和对应的级别， 得到各网格的目标特征值； 其中， 每个级别对 应一个不同的权 重， 目标特征值为相应网格的初始特 征值与相应权 重之积； 将各网格的目标 特征值进行拼 合， 得到目标拥塞特 征数组； 将所述目标拥塞特征数组、 爆炸源的点火能量输入到已经训练好的爆轰预测模型中， 得到爆轰 概率。 9.一种爆炸环境下的储油罐安全评估 装置， 其特 征在于， 包括： 第一确定模块， 用于确定爆炸类型和储油罐的自振周期； 第二确定模块， 用于根据所述爆炸类型确定针对所述储油罐的爆炸冲击压力分析方 式； 模拟模块， 用于根据所述爆炸冲击压力分析方式， 模拟所述储油 罐的迎爆面超压载荷 以及超压持续时间；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115018386 B 3