液化天然气储罐结构与建造
2011-02-22 15:05阅读：
由于全容罐具有更高的安全性，在LNG储存越来越大型化并且对储存安全性要求越来越高的今天，全容罐得到更多的采用也是必然的。下面就大型全容罐，特别是近几年来我国沿海新建LNG接收站广泛采用的16×104m3的全容式储罐的结构与建造作一介绍。
一、全容罐的结构及发展
(一) 全容罐的结构
地上式全容罐一般为平底双壁圆柱形。与LNG直接接触的内罐为9%镍钢，外罐为预应力钢筋混凝土，罐顶有悬挂式绝热支撑平台，内外罐之间用膨胀珍珠岩、弹性玻璃纤维或泡沫玻璃砖等材料绝热保温。
1.
设计条件
(1)
内罐
设计温度：-170～+60℃；
设计压力：29kPa(真空1.5kPa)。
(2)
外罐
安全经受6h的外部火灾；
承受地震加速度0.219；
承受风力70m/s；
抗渗性：当发生内罐LNG溢出时，外罐混凝土墙至少要保持10cm厚不开裂并保持2MPa以上的平均压应力。
日最大蒸发率≤0.05%(质量)。
(3)
设计标准
储罐的基本设计规范为BS7777。其他相关规范有API620、ACI318、NFPA59A等。
2.
内罐
(1)
板材
内罐壁板材料为含镍9%的合金钢板，如广东大鹏LNG接收站采用ASTM
A553M Type 1，其化学成分和机械性能见表4-5和表4-6[2]。
表4-5 9%镍钢板(ASTM A553M Type 1)化学成分 %
C
|
Si
|
Mn
|
P
|
S
|
Mo
|
Ni
|
Cu
|
Cr
|
Ai
|
Nb
|
V
|
Ti
|
Cr+Mo
|
≤0.13
|
≤0.3
|
≤0.9
|
≤0.01
|
≤0.005
|
≤0.12
|
6～10
|
≤0.4
|
≤0.3
|
≥0.2
|
≤0.2
|
≤0.2
|
≤0.2
|
≤0.32
|
表4-6 9%镍钢板(ASTM
A553M Type 1)机械性能
RP0.2%/MPa
|
Rm/MPa
|
L0/%
|
低温韧性/-196℃
|
K(J)
|
侧膨胀
|
≤585
|
690～830
|
≤20
|
75min.100ave
|
0.381(m)
|
(2) 罐底
罐底铺设两层9%Ni钢板，厚度为6mm和5mm。底板外圈为环板，两层底板中间为保温层、混凝土层、垫毡层和干沙层。
(3) 罐壁
罐壁分层安装，分层数按板材宽度而定。对于容积16×104m。以上的全容罐一般有10层。最底层壁板厚度24.9mm，最上层壁板厚度12mm。内罐外壁用保温钉固定绝热保温材料。
(4) 罐顶
内罐顶部为悬挂式铝合金吊顶，以支撑罐顶膨胀珍珠岩保温层。
3. 外罐
(1) 罐基础
全容罐的基础应按储罐建造场地的土壤条件，通过工程地质调查研究后确定。一般可以采用坐基式基础或架空形基础。坐基式基础内罐底板直接坐落在基础上，为防止罐内液体的低温使土壤冻胀，坐基式基础需要配置加热系统。架空形基础可以不设加热系统。
(2) 罐墙壁
全容罐的外罐墙用预应力钢筋混凝土制成。容积为16×104m3左右的全容罐外罐内径约80m、墙高约38m。混凝土墙体竖向采用VSL预应力后张束，两端锚固于混凝土墙底和顶部。墙体环向采用同样规格的钢绞线组成的VSL预应力后张束，环向束每束围绕混凝土墙体半圈，分别锚固于布置成900的四根竖向扶壁柱上。墙体内置入预埋件以固定防潮衬板及罐顶承压环。
(3) 罐顶
罐顶盖为钢筋混凝土球面穹顶，支承于预应力钢筋混凝土圆形墙体上。球面穹顶混凝土由H钢梁、顶板及钢筋构成加强结构，顶面上设有工作平台，放置运行控制设备及仪表、阀等。混凝土穹顶内设有碳钢钢板内衬，施工时作为模板，使用时可用以防止气体渗漏。
(二) 全容式储罐的发展
典型的全容式储罐由预应力钢筋混凝土外层罐和9%Ni钢内层罐组成，罐顶为钢筋混凝土制成。随着全容罐需求的不断增加，储罐结构设计和材料应用的不断改进，一方面储罐的容量越来越大，容积达20×104m3
