LNG小型儲罐的強度計算及結構設計

以真空粉末絕熱儲罐為例，應進行容積計算、受壓原件強度計算、絕熱性計算、支撐結構承載能力計算、局部應力計算、   泄放裝置的計算。強度的設計計算可以采用SW6軟件進行。計算時儲罐在設備強度、剛度、   使用的前提下，應特別注意設備的冷損。設備的結構設計力求簡單，要考慮的因素為：減少表面傳熱、降低傳熱系數、傳熱面積；同時因接觸面積的減小，設計上   考慮局部應力過大而引起的變形。
　　內筒的固定形式一般為吊帶式、支撐式、以及吊帶+支撐型式、吊帶+橫拉帶等。結構設計中需要注意的事項有：
　　1.內部結構應滿足設備在制造、運輸、使用、端意外工況等條件下的正常使用；
　　2.結構上要設備的伸縮補償。因為在設備充裝卸車過程中溫差變化較大，內筒的奧氏體不銹鋼在此溫度下每10米有30mm的伸縮量，所以設備不可以處在剛性固定的環境下，否則，溫差應力將導致設備局部應力過大，造成設備損傷，同理、設備的內部管線應具有   撓性和補償特性，可采用“門”形結構或其他的撓性結構管路的自由伸縮。
　　3.內部的管路支撐不能約束管線的自由伸縮，可采用套管型式；
　　4.內筒設計時采用S30408壓力容器鋼板時要注意以下幾種情況：1)采用普通的Rm0.2的鋼板，此時計算出的鋼板厚度   厚。2)采用Rm1.0，即變形量為1.0%時的材料屈服強度，其許用應力由137Mpa提高到170Mpa，鋼板厚度相應減小3)應變材料，因GB150規定的S30408鋼板的許用應力是根據0.2%變形屈服   確定的，由奧氏體不銹鋼的拉伸試驗可知，奧氏體不銹鋼具有較大的強度余量，為充分發揮其力學性能，先對不銹鋼筒體進行應變處理，使其許用應力提高，提高了儲罐的力學性能的同時，內筒質量的減輕，既減小了設備支撐處的局部應力又大程度的節約了成本。目前，經應變的鋼板在工程中了廣泛的應用，這也是未來的發展趨勢。
　　5.設計時還要考慮一個的工況，采用加熱抽真空時，溫度將近300℃，應校核抽真空時的外筒外壓工況，避免設備抽真空失穩。
　　6.立式儲罐臥置運輸要設置運輸支腿，其安裝位置可參考臥式容器鞍座位置的選取原理，即使設備與支點的彎矩值在數值上相等，若儲罐較重時，應該在與運輸支腿相應位置的筒體內部增加剛性支撐。
　　7.為方便設備內筒投套，應增加內部工裝用吊耳、軌道，吊耳以及軌道保留在設備上，以便日后檢修使用。
　　8.在設計結構上應充分考慮避免或減小分層發生；進液管應采用噴淋式進液。內部設備一旦產生泄露將在夾層間產生壓強，外部設備   帶有泄壓裝置，漏熱會使上部液體蒸發造成密度差，形成分層。
　　外部管路系統：管線的布置可借助于SolidWorks三維軟件中routing插件。外部管路的設計應充分考慮設備的   性能、工藝性能、滿足使用。管路應減少折彎，以   節省的路線布管；氣相管線不得出現U形、液相管線不允許出現∩形，避免管道交叉。
　　外筒體常采用Q35R或Q245R鋼板，使用以及焊接等都成熟、采購方便、屈強比適中。外筒設計注意事項主要有：①加強圈的外壓計算長度留有   余量。可方便現場組裝時與設備環縫相碰、對加強圈進行適當的調整；②外部封頭多采用蝶形封頭，因設備的蝶形封頭應力分布好于橢圓形封頭，可以避免外壓失穩；③所有由內部引出的管線與外筒的連接都應采用不銹鋼與其連接，(因與低溫工況接觸)，當接管間距離較緊湊時，可以采用封板的型式。(應注意封板上開孔間距應滿足GB150中兩孔間距要求)④其他開孔建議采用小封頭的結構進行過度，以補償外壓開孔損失的承壓面積，并增加設備的剛性；由于氧、氮、氬儲罐的設計溫度和壓力相近，可采用同一種型式的儲罐。設備在使用前   將內部水、汽等清潔干凈，并進行低溫氮氣吹掃，若水、汽吹不干則容易損壞閥門以及   閥；要特別注意液氧儲罐對設備的表面清潔度要求非常高。因氧氣是強氧化介質，很容易氧化發生爆炸，對于試驗的水、壓縮機等   采取過濾措施，并加以檢驗，同時內筒   進行脫脂處理。