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LNG储罐的结构形式及特殊要求

201906-2512:42:50

1.LNG储罐的结构形式

LNG通常储存在一162℃,压力为0。1Mpa左右的低温储罐内。LNG储罐的结构形式分类如下:

(1)LNG储罐按容量分类

小型储罐:容量为5~50m3,常用于民用的LNG汽车加注点及民用燃气液化站。

中型储罐:容量为50-100m3,多用于工业燃气液化站。

大型储罐:容量为100-1000m3,适用于小型LNG生产装置。

特大型储槽:容量为40000-200000m3,用于LNG接收站。1995年储槽容量突破200000m3,并且向更大的储槽容量发展。

(2)LNG储罐按形状分类

球形罐:一般多用于中,小容量的储罐(但某些大型企业也采用球形罐)。

大型储槽:容量为10000-40000m3,用于基本负荷型和调峰型液化装置。

(3)LNG储罐按其放置的部位分类

可分为地上型和地下型(a。半地下型b。全地下型c。地下坑型)两大类。

(4)LNG储罐按其建造材料分类

双金属型:内罐及外壳均采用金属材料建造。内罐选用耐低温的不锈钢或铝合金,外壳选用压力容器用钢。

薄膜型:该类储罐的内筒由厚0.8-1.2mm的36Ni钢制造。预应力混凝土型:该类储罐的内筒采用耐低温的金属材料建造,外壳采用预应力混凝土建造方案。本课题主要研究的就是预应力混凝土型。

(5)大型LNG低温储罐按结构分类

可分为单容罐、双容罐、全容罐三种类型。

大型LNG低温储罐罐体呈内、外两层罐体结构。外罐罐壁为预应力混凝土结构,混凝土强度应≥25MPa。外罐顶和罐壁要能承受气体意外泄漏产生的内压力,因此钢筋混凝土要具备足够的抗拉强度。对于大型储罐,为使预应力混凝土罐壁均衡受力,可采用等强不等厚或等厚不等强的设计方法。外罐罐壁上有金属拱顶,拱顶上部分层浇注混凝土。储罐外罐壁内侧有一层防潮板(碳钢材质,通过预埋件贴在外罐壁内侧并进行密封焊接)。内罐罐底由三层钢板及保冷层组成,较下层底板为碳钢防潮板,中、上两层底板为9%Ni钢材质,每两层底板间铺设泡沫玻璃砖保冷层。大型LNG低温储罐内罐壁是低温储罐的主要构件,主要由耐低温、具有较好机械性能的钢板焊接而成,一般选用A5372级、A516Gr.60,Gr18Ni9,ASME的304等特种钢材。顶部有铝合金吊顶,铝合金吊顶通过吊杆与外罐拱顶骨架连接。铝合金顶部有保冷层,内、外两层罐壁间填充珍珠岩保冷材料。罐壁无管口,所有管线都由罐顶开孔与罐内连通降。

2.LNG低温储罐的特殊要求

(1)耐低温

常压下LNG的沸点为-162℃。LNG选择低温常压储存方式,将天然气的温度降到沸点以下,使储罐的压力稍高于常压,与高压常温储存方式相比,可以大大降低罐壁厚度,提高储罐的安全性能。因此,LNG要求储罐罐体具有良好的耐低温性能和优异的保冷性能。

(2)安全要求高

由于罐内储存的是低温液体,储罐一旦出现意外,冷藏的液体会大量挥发,气化量大约是原来冷藏状态下的300倍,在大气中易形成会自动引爆的气团。因此,API和BS等规范都要求储罐采用双层罐壁结构,运用封拦理念,在第 一层罐体泄漏时,第二层罐体可对泄露液体与蒸发气体实现完全封拦,确保储存安全。

(3)材料特殊

内罐壁要求耐低温,一般选用A537CL2,A516Gr.60等材料,外罐壁为预应力钢筋混凝土,一般设计抗拉强度≥20KPa。

(4)保温措施严格

由于罐内、外温差较高可达200℃,要使罐内温度保持在-162℃,罐体就要具有良好的保冷性能,在内罐和外罐之间填充高性能的保冷材料,罐低保冷材料还要有足够的承压性能。

(5)抗震性能好

一般建筑物的抗震要求是在规定的地震载荷下裂而不倒。为确保储罐在意外载荷作用下的安全,储罐必须具有良好的抗震性能。对LNG储罐则要求在规定的地震载荷下不裂也不倒。因此选择的建造场地一般要避开地震断裂带,在施工前要对储罐做抗震实验,分析在动态条件下储罐的结构性能,确保在给定地震烈度下罐体不损坏。

(6)施工要求严格

储罐焊缝必须进行100%磁粉检测(MT)以及100%真空气密检测(VBT)。要严格选择保冷材料,施工中应遵循规定的程序。为防止混凝土出现裂纹,均采用后张拉预应力施工,对罐壁垂直度控制十分严格。混凝土罐顶应具备较高的抗压、抗拉能力,能抵御一般坠落物的击打。由于罐底混凝土较厚,浇注时要控制水化温度,防止因温度应力产生的开裂。


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