大型LNG常压高热角型式全容储罐设计要点

大型LNG常压高热角型式全容储罐设计要点
以山西国新能源某项目10000立方LNG全容储罐设计实例介绍项目全容储罐设计标准及结构特点，分析高热角型式全容储罐的设计理念及设计要点。

标签：LNG 全容储罐;高热角;设计要点
0 引言
山西国新能源运城液化工厂50万方/d天然气液化项目采用10000立方高热角型式LNG全包容储罐，此种高热角、全包容的储罐结构型式在当时为全国首创。

其主要设计标准为SY/T 0608-2014《大型焊接低压储罐设计与建造》（以下简称SY/T 0608-2014）及GB/T 26978.1～5-2011《現场组装立式圆筒平底钢质液化天燃气储罐的设计与建造》（以下简称GB/T 26978-2011），这两个标准主要从材料选择，强度计算，建造检验等框架设计给出了基本的规定，但对一些细节性但又很关键的部位，如热角保护层的设计，底部绝热层设计等没有做出具体规定。

本文以此项目的工程设计实例对高热角型式全容储罐一些设计要点进行简要介绍。

1 设计标准及设计理念
目前国内大型LNG常压储罐主要设计规范为SY/T 0608-2014与GB/T 26978-2011，因国内大型LNG常压储罐研发及建设进程比国外要晚，因此在标准研究方面均借鉴国外标准，其中SY/T 0608-2014为石化标准，主要借鉴美国API620系列标准，GB/T 26978-2011为国标，主要借鉴欧盟EN14620标准，标准API620与EN14620为国际主流较为成熟的两大低温常压储罐设计标准。

SY/T 0608-2014主要采用了应力分析法来对储罐的强度进行计算和分析，而GB/T 26978-2011采用了极限状态理论与应力分析法相结合的思路进行设计。

因极限状态理论在实际工程建设中应用极少，对软件模拟要求极高，因此在设计时以SY/T 0608-2014为主，以GB/T 26978-2011设计为辅。

2 热角保护层设计
热角保护层又叫防低温冲击系统（TPS），主要作用是在内罐发生泄漏的情况下可以降低低温液体对储罐的冲击，储存泄漏的LNG，同时不引起外罐结构发生变形。

热角保护层的结构示意见图1，热角保护层分为底板、筒体、盖板、防低温冲击等四个部分。

其中防低温冲击部分创新性的采用了弧形板设计，因弧形受力较好，在受低温冲击时应力集中情况不太明显。

另外，热角保护层钢板均采用S30408不锈钢钢板，其厚度尽量薄，在受到低温冲击时可避免冷收缩造成钢板的撕裂。

热角保护层高度一般设置为5米或按满液位泄漏折算，本项目中热角保护高度按满液位泄漏折算，高度为18米。

考虑到其高度较高且板较薄且壁板直径较
大，需考虑壁板刚度的稳定性，故采用了环形泡沫玻璃砖作为支撑，同时起到了绝热和支撑的作用。

3 底部绝热层设计
因高热角型式LNG全容储罐比常规LNG储罐多了热角保护层，因此在底部保温设计时需考虑热角保护层的影响。

通常，在底部采用泡沫玻璃砖+找平层的设计思路，而在底部绝热层设计时需考虑热角保护层对内罐整体的强度支撑及保温。

因底部绝热层具有强度支撑和绝热两种功能，因此在选择材料时需同时兼顾这两种功能。

在强度方面，因内罐筒体下方处保温层承压较为集中，因此采用高强度泡沫玻璃砖+珍珠岩混凝土圈梁的保温形式。

其余部分采用普通强度泡沫玻璃砖，其抗压性能经过计算，均有3-5倍的裕量。

为保证底部绝热层均匀受力，在热角保护底板上和下、外罐底板上、内罐底板下均设置有混凝土找平层，混凝土找平层采用的是耐低温混凝土。

底部绝热层材料在绝热方面，选用的珍珠岩混凝土圈梁及泡沫玻璃砖均有良好的保温性能。

而为了减少冷气向下传导，每一层泡沫玻璃砖之间均铺设有SBS 防水沥青毡，兼有绝热和隔绝作用。

4 总结
大型LNG常压高热角型式全容储罐在储罐结构设计上大胆创新，结合科学的理论计算及分析，使得全容储罐在兼顾安全性、经济性上性能优化，带给客户完美的使用体验。

本文结合实际工程设计实例，希望对大型LNG常压全容储罐设计提供更多的思路。

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