液化天然气储罐结构与建造.docx

液化天然气储罐结构与建造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 16104m3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、全容罐的结构及发展(一一)全容罐的结构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 4-62。表表 4-54-5 9%9%镍钢板镍钢板(ASTM(ASTM A553MA553M TypeType 1)1)化化学成分学成分%CSiMnPSMoNiCuCrAiNbVTiCr+Mo0.130.30.90.010.0050.126100.40.30.20.20.20.20.32表表 4-64-6 9%9%镍钢板镍钢板(ASTM(ASTM A553MA553M TypeType 1)1)机械性能机械性能RP0.2%/MPaRm/MPaL0/%低温韧性/-196K(J)侧膨胀5856908302075min.100ave0.381(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 16104m。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 16104m3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。(二二)全容式储罐的发展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 20104m3的地上全容罐已在建造；另一方面设计和建造技术的发展，储罐建设费用下降，建造周期缩短。(1)储罐内罐材料9%Ni 钢板的制造、焊接、检验技术进步迅速：日本已可制造 50mm 厚度的钢板；焊缝 NDE 检验采用可记录数据的 AUT方法，比现用的 RT 检验在安全性、质量可靠性、缩短检验时间等方面优点明显。(2)预应力外罐材料采用 60MPa 高强度混凝土，是通常混凝土强度的 1.5 倍，减少壁厚 30%左右，从而减少了施工工作量。(3)增加 9%Ni 钢内罐壁板的宽度达到 4.3m，减少圈数，既减少了焊接和检验工作量，也提高了板材整体性能及尺寸度的一致性。(4)混凝土外罐壁应用液压提升装置，滑模施工，提高劳动生产率，缩短工期。(5)采用多参数控制混凝土质量。对原料质量、含水率、搅拌器载荷值等参数实时检测，及时调配。(6)提高预制化程度，对钢结构部分尽可能分块预制，现场拼装以减少现场安装、焊接工作量。二、全容罐的建造二、全容罐的建