LNG儲罐內(nèi)罐設(shè)計同構(gòu)件特點

 (一)、天然氣儲罐的內(nèi)罐設(shè)計
LNG儲罐內(nèi)罐設(shè)計應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)為API620附錄Q。內(nèi)罐是整臺低溫儲罐的核心，也是設(shè)計的。
一、靜力設(shè)計
液化天然氣儲罐內(nèi)罐筒體的高度應(yīng)考慮滿足儲罐的設(shè)計容積(設(shè)計液位)，同時應(yīng)當(dāng)考慮由于泵吸入口高度造成一部分液態(tài)LNG存留于內(nèi)罐中所占據(jù)的高度，以及針對地震造成液面晃動預(yù)留出的頂部自由空間。
不銹鋼內(nèi)罐壁板設(shè)計的厚度應(yīng)滿足下列要求：
(1)相當(dāng)于液態(tài)LNG設(shè)計液位的液柱壓力；
(2)相當(dāng)于液態(tài)LNG設(shè)計液位的液柱壓力1.25倍的水壓試驗壓力。
由于內(nèi)罐為開口結(jié)構(gòu)，內(nèi)罐兩側(cè)所受到的氣相壓力大小相等，因此在內(nèi)罐壁厚的計算中無需考慮蒸發(fā)氣體壓力。
二、筒體壓縮
筒體底部的較大縱向壓縮力可以根據(jù)API620附錄L5.2計算，結(jié)果需滿足API620附錄L5.3筒體較大縱向壓應(yīng)力要求。
三、抗震設(shè)計
天然氣儲罐內(nèi)罐抗震設(shè)計采取預(yù)埋錨固帶，以抵抗由于地震產(chǎn)生的傾覆力矩。應(yīng)在水壓試驗過程中進(jìn)行內(nèi)罐錨固帶與內(nèi)罐壁板的焊接，而在氣壓試驗過程中完成外罐錨固帶與外罐壁板的焊接工作。
四、抗傾覆計算
儲罐可以由罐體重量和儲存液體的重量來確定殼體底部的抗傾覆力矩，通過比較計算結(jié)果是否滿足API620附錄L4.1及L4.2來判斷儲罐是否需要采用錨固帶解決。對于非錨固帶設(shè)計的儲罐，可以利用殼體下提升基礎(chǔ)底板寬度的這部分介質(zhì)來抗傾覆。
五、液體晃動值計算
由地震造成液體晃動的高度值可以由API620附錄L8計算得出，將該計算結(jié)果加上較小為1英尺的數(shù)值作為內(nèi)罐高度的預(yù)留液體晃動高度值。
六、吊頂設(shè)計
吊頂設(shè)計應(yīng)考慮吊頂自身重量以及覆蓋在吊頂上的保冷材料、接管套筒、壓力平衡孔的重量和施工中的臨時載荷。由于儲罐在常溫狀態(tài)下安裝，因此吊頂上接管開孔與接管應(yīng)當(dāng)偏心布置，以補償由于溫度變化造成的吊頂甲板收縮量，否則可能會由于甲板收縮與接管產(chǎn)生碰撞，造成吊頂甲板或接管變形。
七、接管設(shè)計
接管的設(shè)計除了要滿足工藝要求外，還應(yīng)考慮到在儲罐氣體置換及預(yù)冷過程中需要配置的一些臨時接管。
(二)、LNG低溫儲罐的構(gòu)件特點
1、內(nèi)罐壁
內(nèi)罐壁是天然氣儲罐的主要構(gòu)件，由耐低溫、具有較好機械性能的鋼板焊接而成，一般選用A5372級、A516Gr.60、Gr18Ni9、ASME的304等特種鋼材。如某罐內(nèi)罐底板和環(huán)板選用厚16mm、材質(zhì)為A537CL2的鋼板，其余板則可選用厚6.35mm、材質(zhì)為A537CL1的鋼板。
2、保冷層
罐壁保冷
外罐襯板內(nèi)側(cè)噴涂聚氨酯泡沫，一般要求聚氨酯泡沫導(dǎo)熱系數(shù)≤0.03W/(m·K)，密度40~60kg/m3，厚度150mm左右。
罐頂保冷
內(nèi)罐頂采用懸吊式巖棉保冷層，如某罐罐頂設(shè)置了4層玻璃纖維保冷層，每層厚100mm，玻璃纖維棉的密度為16kg/m3、導(dǎo)熱系數(shù)為0.04W/(m·K)。
罐底保冷
罐底保冷比較復(fù)雜，除了鋼板下噴涂聚氨酯泡沫外，還要設(shè)計防水結(jié)構(gòu)。下圖是某罐罐底的保冷結(jié)構(gòu)，包括65mm厚的墊層，60mm厚的密實混凝土，2mm厚的防水油氈，2層各100mm厚的發(fā)泡玻璃，較后用70mm厚混凝土覆蓋，以保護(hù)外罐混凝土不受過低溫度的影響。
3、混凝土外罐
混凝土外罐壁、外罐頂由預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土及耐低溫鋼襯板構(gòu)成。混凝土強度應(yīng)≥25MPa。外罐頂和罐壁要能承受氣體意外泄漏產(chǎn)生的內(nèi)壓力，因此，鋼筋混凝土要具備足夠的抗拉強度。
對于大型儲罐，為使預(yù)應(yīng)力混凝土罐壁均衡受力，可采用等強不等厚或等厚不等強的設(shè)計方法。