大型LNG储罐罐底保冷力学强度校核设计浅析
大型LNG储罐不同预冷方式对比

管埋与维妒清洗世界Cleaning World第37卷第4期2021年4月卸料管道,然后通过卸料管道进入预冷管道。
LNG 储 罐在预冷投用前经过N 2干燥和置换,整个储罐内部充 满N :,预冷前期置换罐内氮气,当储罐放空口检测甲 烧含量大于5% (体积分数),置换完成,停止就地放 空,改为火炬放空,当BOG 温度低于-80 °C 可考虑采 用BOG 直接回收工艺回收预冷过程中产生的BOG 。
单 一 LNG 储罐预冷主要在于操作人员如何控制好预冷速 度、做好气体检测和预冷阀门调节。
LNG 储罐预冷的 时长决定了 LNG 船舶的停靠时间,进而影响LNG 船停 泊费用。
接收站新增LNG 储罐的单一储罐预冷时,需保证 不影响接收站外输和LNG 船舶接卸,储罐预冷LNG 可考虑使用低压LNG 。
根据管道设计(图1),将低压LNG 管道和LNG 储罐预冷管道连通,或者通过码头保冷循环将卸料管道压力升高,这两种方式都可以满足预 冷LNG 压力和流量要求。
预冷过程和接收站投产时单 •储罐预冷相同,但预冷过程中产生的BOG 影响一期1概述液化天然气(LNG )是将天然气在常压下降温至-162 °C 使其液化,LNG 与气态相比体积缩小625倍。
LNG 介质的深冷和易燃易爆特性,对接收站LNG 储罐施工提出了很高要求。
为了防止大量低温液化天然气直 接进入对储罐造成破坏,在液化天然气进入储罐储存前,必须对LNG 储罐进行预冷。
2接收站工艺流程LNG 船舶停靠LNG 码头,通过卸料臂和卸料管道 将LNG 输送至LNG 储罐。
罐内低压泵将LNG 加压,一部分用于LNG 槽车装车,一部分输送至再冷凝器将 蒸发气冷凝,另一部分与来自再冷凝器的LNG 混合输 送至LN G 高压泵。
LNG 经高压泵加压后,高压LNG 进入气化器气化成0°C 以上的天然气,天然气经计量进 入下游天然气管网。
在气态外输量较小时,采用BOG 直接回收工艺直接外输。
大型LNG单容罐保冷结构设计及绝热验算

4 结 束 语
本 文对 L G储罐 的绝热保冷材料 及其保冷 结构 N
李兆 慈,徐烈 ,张洁,等 .L G槽车贮槽绝热结构设计 【 . N J 】
天然气工业 ,2 0 ,2 ()8 .7 0 4 42: 58 .
I s a i n Che k a ns a i n S r c ur s g o r eLNG nk w ih n ul to c nd I ul to t u t e De i n f rLa g Ta t Si l o a nm e t ng ec nt i n
E—— 内罐 罐壁 高 度 ( 括 吊顶保 冷 层及 底 包
部承压环厚度 ) 1 ,1。 1
33 储 罐 日蒸发率计算 . 考虑接管及锚带漏热量 ,则储罐 总漏热 量:
W = . ×( + + + ) 1 9 . W 15 = 8 7 0 9 7 () 5
}
王 际强 .3 5 m L G贮 罐 的设 计 和 制造 [ .深冷 技 术 , 80 N J ]
摘
要:对 大型 液化 天 然气储 罐 的绝 热保 冷 材料 及其 保 冷结 构进行 了详 细的研 究 ,提 出了用 于L G 罐 的 N 储
保冷 材料 所 应 具有 的性 能及 L G 罐保 冷 结构 特 点 ,并 以一 台1 0 L 单容 罐 的保 冷设 计 为例 ,验 N 储 00 0 m NG 证 其 自然漏 热量 和 日蒸发 率 ,为 大型L 储罐 保 冷设 计提供 了依据 。 NG 关键 词:L G 罐 ;保 冷材 料 ;保 冷结 构 ;漏热 ; 日蒸发 率 N 储
具有 的特性 ; ;
—
( )介绍 了大型 L G单容罐的保 冷结构设计 ; 2 N ( )提 出了一种计算 大型 L 3 NG单 容罐 自然漏热 量和 E蒸发率 的工程方法 ,该方法简单易行 ,可应用 t
冲击荷载作用下LNG储罐外罐力学性能数值仿真分析

1.3 模型建立 混凝土单元采用 Johnson-Halmquist- Concrete混凝土模型[10],其属性参数如表 3所示。
表 3 JHC混凝土模型参数 Table3 ParametersofJHCconcretemodel
参 数 数 值
A 0.79
Pc/GPa 0.016
密 度 ρ/(kg·m-3)
NumericalsimulationanalysisofLNG outertank mechanicalpropertiesunderimpactload
CUILifu1,SUNJiangang1,2,ZHOUGuofa2,LIJinguang3,ZOUDelei1,4
(1.CollegeofCivilEngineering,DalianNationalitiesUniversity,Dalian116605,China;2.SchoolofCivilEngineering, LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou730050,China;3.ChinaHuanqiuContracting& Engineering Cooperation,Beijing100028,China;4.InstituteofRoadandBridgeEngineering,DalianMaritime University,Dalian116026,China)
第 25卷 第 4期
自 然 灾 害 学 报
2016年 8月
JOURNALOFNATURALDISASTERS
Vol.25No.4 Aug.2016
文章编号:1004-4574(2016)04-0167-09
DOI牶10.13577/j.jnd.2016.0421
大型立式低温LNG储罐的结构设计和强度研究

大型立式低温LNG储罐的结构设计和强度研究发布时间:2021-01-28T13:53:37.627Z 来源:《科学与技术》2020年第28期作者:王高峰[导读] 文章主要是分析了LNG低温储罐的发展来由,王高峰天圜工程有限公司,湖北武汉 433074摘要:文章主要是分析了LNG低温储罐的发展来由,在此基础上讲解了大型立式低温LNG储罐结构的设计要求最后探讨了大型立式低温LNG储罐结构设计和强度分析,望能为有关人员提供到一定的帮助和参考。
关键字:LNG;立式低温LNG储罐;结构设计 1前言大型立式低温夜华天然气LNG储罐是能够运输和储存LNG的重要设备,其的占地面积较小且投入成本低,已被广泛应用。
低温LNG储罐的结构设计、强度等都会直接影响到储罐的整体性能,为此应当重视到其的结构和强度分析,有关人员在设计的过程中应当考虑的更为全面。
2 LNG低温储罐发展来由当前国内环境污染的问题日益突出、天然气价格改革加快实施和“十三五”规划的临近,大力推进天然气发展。
天然气作为一种低污染、高效、清洁的能源,越来越受到人们的重视。
它可以拯救生命。
未来,天然气的发展将迎来一个历史性转折点,特别是在工业、人口等通常不需要生产的地区。
因此,要解决这种不平衡,不仅要解决运输问题,还要解决经济和仓储问题,当天然气冷却到-162度时会在正常压力下由气体变为液体,称为液化天然气液化气天然气是天然气的600倍。
它具有高效、经济的特点,广泛应用于大型低温设备中仓库。
3大型立式低温LNG储罐结构设计要求 3.1足够大的温度范围液化天然气(LNG)是一种超低温液态天然气,在储存和存储过程中必须保持低温。
输送的天然气的沸点是-160°C,最高室温约为60°C,温度范围储罐的容积应为-170-60°C。
在低温下,压缩LNG体积仅为原始体积的1/625,并且蒸发压力较高,因此,大型立式低温LNG储罐必须能够承受更大的压力,通常都会在1.5至30KPa的范围内。
大型LNG储罐设计及建造技术

设计技术
1、罐体结构设计
大型LNG储罐通常采用多层壁结构,由内向外依次为耐腐蚀层、绝热层、抗拉 层和外防护层。其中,耐腐蚀层用于保护储罐内壁不受腐蚀,绝热层用于减少 LNG的蒸发损失,抗拉层用于增强储罐的抗拉伸性能,外防护层则用于防止外 界因素对储罐的影响。
2、强度设计
大型LNG储罐的强度设计是确保其安全性能的关键因素。在设计过程中,需对 储罐进行全面的应力分析,包括储罐在充装、排放、根部受力和热胀冷缩等情 况下的应力变化。根据分析结果,对储罐的结构进行优化,以使其在各种工况 下都能满足强度要求。
4、抗压性能强:能够承受储罐内的高压,保证储罐的稳定性。
5、使用寿命长:要求绝热材料具有较长的使用寿命,能够保证储罐的长期使 用。
二、大型LNG储罐绝热材料的应 用范围
大型LNG储罐绝热材料主要应用于以下场景:
1、城市燃气储备:城市燃气储备基地需要大量的LNG储罐来存储燃气,为了保 证燃气的恒温和安全存储,需要使用高性能的绝热材料。
建造技术
பைடு நூலகம்
1、施工组织
大型LNG储罐的建造过程需要严谨的施工组织。在施工前,应制定详细的施工 方案,明确各阶段的任务和目标,确保施工顺利进行。同时,建立完善的质量 管理体系,确保每个环节的质量都符合要求。
2、施工工艺
大型LNG储罐的建造涉及到多种工艺,包括钢板焊接、耐腐蚀涂料涂装、绝热 材料填充等。在施工过程中,要严格遵守工艺规程,确保每个环节的施工质量 都达到要求。
四、大型LNG储罐绝热材料的探 讨与建议
针对上述实际应用案例中出现的问题,提出以下几点建议:
1、加强技术研发:继续研究和开发新型的绝热材料,提高其保温性能、耐低 温性能和环保性能,降低生产成本,提高使用寿命。
大型LNG储罐结构及保冷性能研究

二、大型LNG储罐的保冷性能
保冷性能是大型LNG储罐的关键性能之一,直接影响到LNG的储存和运输过程 中的能耗、安全性和可靠性。储罐的保冷性能主要取决于以下几个方面:
1.保冷材料的选择:应选择具有优良低温性能、高保温性能、易于安装和维 护的材料,如聚氨酯、乙烯等。
2.保冷结构设计:应合理设计储罐的保冷结构,包括保冷层的厚度、材料选 择、防潮层设计等,以保证储罐的保温性能。此外,应合理设计储罐底部和内部 的支撑结构,以避免热桥效应和局部过热现象。
一、大型LNG储罐的结构
大型LNG储罐通常由圆柱形或球形主体、支撑结构、密封装置等组成。其中, 圆柱形主体是最常见的结构形式,具有较高的空间利用率和储存容量。球形主体 则具有更好的抗压性能,适用于更高压力的储存环境。
1.设计要点
大型LNG储罐的设计应重点考虑以下因素:
(1)材料选择:应考虑材料的低温性能、强度、耐腐蚀性等因素,以确保 储罐在各种环境下的安全运行。
3.温度控制:应设置相应的温度监测和控制装置,以保持储罐内的温度稳定, 防止温度波动对LNG产生不利影响。
4.气体泄漏控制:应采取有效措施,防止LNG的泄漏。一旦发生泄漏,应及 时处理,以减少对环境和安全的危害。
以某型号双层圆柱形LNG储罐为例,其外层保温材料采用聚氨酯,内层采用 高密度聚乙烯,总厚度达到500毫米以上。同时,储罐还配备了先进的温度监控 系统和气体泄漏检测系统,以确保储罐的保冷性能和安全性。
三、大型LNG储罐的应用前景
随着清洁能源的推广和全球能源结构的转变,大型LNG储罐的需求量将不断 增加。同时,随着技术的不断进步和应用成本的降低,大型LNG储罐的应用范围 也将不断扩大。未来发展方向包括:提高储存容量和安全性、降低成本、提高能 源利用效率等。此外,随着环保意识的提高,LNG作为一种清洁能源,其应用前 景将更加广阔。然而,在扩大应用范围的过程中,也需要注意解决一些潜在问题, 如LNG的生产、运输和使用过程中的安全和环保问题等。
全容式 LNG储罐罐底保冷技术概述

泡沫 玻璃块 铺设 施工 前先 用溶 剂 清 除外罐 壁衬 板表 面油 污, 达到表面干 燥、 无尘 、 无锈 , 以免衬板上的油污 或浮锈等杂物
对保 冷胶粘结性造成影响 。在 T P S垫板处的应将泡沫玻璃砖按 尺寸切割 , 使之与混凝 土找平层垫板外形 吻合 。首先 , 将第一层 泡沫玻璃 砖用专用胶粘在外罐壁衬 板上 ,然后将第二 层泡沫玻 璃砖用专用胶胶粘在 第一层泡沫玻璃 砖上 。同层泡沫 玻璃砖要
R3 9 4 5 0 ~R3 7 1 5 5 。 施 工 法 同上 。
2 0 0 0 7
2
环形边缘 区域保 冷施 工完成后要做好成 品的保护措施 。
3 . 3热角保护 P s ) 保冷技术
热角保 护 ( TP S )保冷 系统采用 8 0 0型厚 7 5 am 泡沫 玻璃 r 砖, 以直立式逐排逐层铺设法 , 铺设二层 , 二层错缝 , 铺设 于外罐 内侧标高 5 m 以下位置 。热角保护保冷 块必须在保 证二次罐底 结构连续性 的基础上 , 尽量减少通过二 次罐底 的漏 热量 , 避免 形 成 热桥 。为此角保冷块必须有足够 的长度 , 根据 计算结果取 5 m 左 右即可满足要求嗍 。
求错缝 1 5 0 mm( 至少 l O O mm) 铺设 , 两层泡沫玻璃 砖之 间接 缝应
错开 , 竖 向错 缝 3 0 5 mm, 横 向错 缝 1 5 0 mm( 最小 l O O mm) , 详 细 T P S保 冷砖排版如 图 6所示 。
第
图 8 罐底 中心 区域泡沫玻璃砖直排排版示意 图 ( 单位 : m m )
罐 内保冷作业 和安装 、 土建 交叉施工 , 作业 面小 , 成 品保护
铺设时一定要注意氮气管线安装位置。
20万m^3大型LNG储罐罐底保冷设计浅析

14 〉〉2019年第5期 上海煤气20万m 3大型LNG 储罐罐底保冷设计浅析上海液化天然气有限责任公司 金 罕 王 春中海石油气电集团有限责任公司 扬 帆摘要:储罐大型化发展成为国内LNG 行业技术发展的趋势,大型LNG 储罐保冷设计为LNG 行业核心技术之一。
保冷的主要作用在于保持蒸发低于特定的限度和保护储罐的非低温部件/材料(主要是储罐外部),使其处于所要求的环境温度下,限制储罐底部的基础/土壤冷却避免因冻胀而损坏,防止和尽可能减少储罐外部表面的水蒸气冷凝和结冰。
相对于罐壁、罐顶的保冷,罐底保冷更为复杂,设计考虑工况也更多,本文以上海某20万m 3大型LNG 储罐结构为例,对储罐罐底保冷设计进行了若干探讨。
关键词:LNG 储罐 20万m 3储罐 罐底 保冷设计随着“煤改气”的进一步推进,国内对清洁能源的需求迅猛增长,2018年初开始,国家发改委先后出台了加快天然气储备基础设施建设、管网互联互通等政策,十三五期间,LNG 接收站新建、扩建项目建设步入空前的快车道。
为应对新形势,储罐大型化成为国内LNG 行业技术发展的趋势。
目前国内已投产及在建的最大LNG 储罐罐容为20万m 3,本文以上海某20万m 3大型LNG 储罐建设为例,对该储罐罐底保冷设计进行相应的分析和探讨。
1 储罐结构该LNG 储罐为全容罐结构,内罐为顶部敞开结构,材料为X7Ni9钢,内罐直径为84 m ,常温下高度为40.82 m 。
内罐顶部吊顶材质为铝合金板,与罐顶拱顶梁通过不锈钢拉杆连接,见图1。
图1 某20万m 3大型LNG 储全容罐结构示意混凝土外罐由钢筋混凝土承台、后张拉式混凝土罐壁、钢筋混凝土罐顶组成,罐底承台与罐壁、罐壁与罐顶均采用刚性连接。
外罐壁内径86 m ,承台中心区域厚度0.8 m ,边缘厚度1.3 m 。
2 储罐保冷设计由于LNG 的低温特性及LNG 储罐保冷材料性能的局限性,外界环境不可避免的会向储罐内漏热,从而引起罐内LNG 内能增加,温度上升,其中的轻组分逐渐挥发出来,成为蒸发气。
大型LNG储罐关键技术

大型LNG储罐关键技术2011-8-26殷劲松马小红陈叔平摘要:论述了大型LNG储罐的建造标准、罐体材料、罐体设计、焊接、绝热、施工。
指出9Ni钢强度、韧性需改进,可尝试细化晶粒、提高纯净度、添加合金元素等方法。
9Ni钢焊接不当易造成电弧磁偏吹、焊接裂纹及焊接接头低温韧性差,可通过选用合适的焊材、减小弧坑、控制焊接线能量来改善。
针对储罐的特殊结构及绝热要求,应进行详细的结构设计及计算,选用合适的绝热材料及施工方案。
为尽快提升我国大型LNG储罐建造水平,制定相关标准十分必要。
关键词:大型储罐;LNG储罐;9Ni铜焊接;低温设备;绝热设备Key Technologies of Large LNG Storage TanksYIN Jinsong,MA Xiaohong,CHEN ShupingAbstract:The manufacturing standard,material,design,welding,insulation, con struction of large LNG storage tanks are described.The strength and toughness of 9Ni steel may be improved by refining the grain,increasing the purity and addi ng alloy elements.The improper welding of 9Ni steel may cause arc magnetic blo w,welding cracks and poor low-temperature toughness of welding joint,which c an be solved by selecting proper welding material,minimizing the arc crater and controlling the welding heat input.For the special structure and insulation of large LNG storage tanks,it is necessary to make a detailed structure design and calcu lation,select appropriate insulation materials and construction scheme.To enhance the construction level as early as possible,it is urgent to make a domestic stand ard of large LNG storage tanks.Key words:large storage tank;LNG storage tank;9Ni steel welding;cryogenic e quipment;adiabatic equipment1 概述随着LNG行业的发展和需求量的增加,LNG低温储罐也在不断地向着大型化发展。
大型LNG储罐罐底保冷层结构优化研究

大型LNG储罐罐底保冷层结构优化研究方江敏;钱瑶虹;柯甜甜【摘要】针对大型LNG储罐罐底漏热量大及基础保冷性能差等问题,对储罐底部保冷结构进行了优化,并对不同储罐底部基础的温度场分布和漏热量进行了数值模拟和现场对比分析.结果表明:储罐冷损失与泡沫玻璃砖厚度呈双曲线函数关系,在内外壁温差为185 K时泡沫玻璃砖保冷层厚度设置为600 mm保冷效果显著,再增加厚度时保冷损失减小缓慢;储罐基础采用夯土基础时保冷性能优于柱桩基础,而夯土基础需在罐底设置加热系统,因此工程上大型LNG储罐需根据实际情况进行选择.%Aiming at the problems of large thermal leakage and poor heat-insulating property at the bottom of large-scale LNG storage tank,the optimization of the tank bottom structure was carried out accompanied with the numerical simulation and field comparison of the temperature distribution and the heat leakage at the bottom of different tanks.It is found that the cold energy loss fitted with the thickness of foam glass block in a hyperbola function.When the temperature difference between the inner and outer tank wall is 185 K,600 mm foam glass block exhibits significant heat-insulating effect.While the cold energy loss decreases slowly as the thickness of foam glass block further increases.The heat insulation of a LNG storage tank with rammed-soil foundation is better than that of the tank with piled foundation.But the latter need to set a heating system at the bottom of the tank,so the type of foundation of the large-scale LNG storage tank should be chosen based on the actual situation.【期刊名称】《低温工程》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】6页(P50-55)【关键词】LNG储罐;冷损失;蒸发量;漏热量;结构优化【作者】方江敏;钱瑶虹;柯甜甜【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院广州 510641;华南理工大学机械与汽车工程学院广州 510641;华南理工大学机械与汽车工程学院广州 510641【正文语种】中文【中图分类】TB658从20世纪60年代开始,天然气开始主要以LNG的方式进行生产、贸易及运输,如今LNG已经成为天然气产业链中相当重要的因素[1-2]。
大型全容式LNG低温储罐罐底保冷施工浅析

大型全容式LNG低温储罐罐底保冷施工浅析发布时间:2022-12-02T02:07:43.662Z 来源:《新型城镇化》2022年22期作者:张泉[导读] 大型全容式LNG低温储罐建造过程是一个复杂的系统工程,施工中会出现各工种交叉作业,罐底保冷层施工过程中伴随着九镍钢内罐安装施工和罐内土建施工,是储罐建设过程中的难点和关键环节之一。
本文简单探讨了立式圆柱形全容式LNG低温储罐罐底保冷施工过程,为类似工程项目建设提供参考。
张泉海洋石油工程股份有限公司天津 300451摘要:大型全容式LNG低温储罐建造过程是一个复杂的系统工程,施工中会出现各工种交叉作业,罐底保冷层施工过程中伴随着九镍钢内罐安装施工和罐内土建施工,是储罐建设过程中的难点和关键环节之一。
本文简单探讨了立式圆柱形全容式LNG低温储罐罐底保冷施工过程,为类似工程项目建设提供参考。
关键词:LNG储罐;罐底保冷;施工前言:我国大型液化天然气接收站的储罐大多采用立式圆柱形全容式储罐,其结构一般由混凝土外罐和九镍钢內罐双层壳体组成。
天然气一般以液态形式(LNG)进行储运。
LNG储罐的工作温度一般为-162℃以下,因而LNG储罐对保冷绝热的要求极为严苛,保冷施工质量直接影响整个罐体的性能。
立式圆柱形全容式LNG储罐保冷施工按作业位置一般划分为罐底环形区、罐底中心区、内外罐壁间环形空间和罐顶铝吊顶区域等几个部分。
LNG储罐罐底保冷系统结构设计复杂,常与罐内土建工程和内罐安装工程交叉作业,施工难度较大,必须严格按照施工程序和技术要求合理划分施工区域,各工种紧密配合,才能顺利完成工程建设目标。
本文仅对立式圆柱形全容式LNG储罐罐底区域保冷施工进行简单介绍。
一、LNG低温储罐罐底保冷系统结构概述大型圆柱形全容式LNG低温储罐的罐底保冷系统主要由罐底衬板上的混凝土垫层、沥青底漆、沥青毡、泡沫玻璃砖、承压环梁、干砂等组成。
具体结构如图一所示。
图二 LNG储罐罐底环形区保冷结构示意图1.2 罐底边缘保冷结构LNG储罐在罐底处外罐壁内侧设有热角保护系统(TCP),TCP系统保冷范围为外罐墙体内衬板内侧5米以下,由两层厚度为75㎜的HLB800型泡沫玻璃砖和TCP壁板及TCP盖板组成(详见图三)。
大型LNG储罐底部泡沫玻璃绝热层保冷性能

Ⅱ类泡 沫玻 璃不 同温 度 的导 热 系 数值 。使 用 温 度 对 泡沫玻 璃 的导 热 系 数 影 响 较 大 , 献 [ 2 借 鉴美 国 文 1] 标准 A T C5 . 0 , S M 5 22 3 推荐用 式 ( ) 0 1 表示 :
t c e . Fo n i sa c hik r ra n t n e.i t e c l n u ain t ik s s r d c d b 3. f h od i s lto h c ne s i e u e y 5 3% .t e c l o sr du e n y h od ls e c so l 7. % o h a i m e in c l o s,whih i n y 3. 2% lr e h n t cu lv l . M e nwh l 99 ft e m x mu d sg o d ls c s o l 8 ag r t a he a t a aue a ie, t al v p r t n rt s0. 5% .whih i n y 0. 2% l r e h n t e a t a a u . Fo he lr e LNG he d i e a o ai ae i 0 y o c s o l 0 a g rt a h cu lv l e rt ag
A = A5+0 0 01: t 5 2 . 0 8 ( 一2 )+32 0 t 5 3 .6X1 一( 一2 )
( ) 1
0 O O 0 O O 0 0 O 0 O
木等
。近 年来 , 由于泡 沫 玻 璃 的发 展 及 其优 良的
大型LNG低温储罐保冷结构设计差异性分析研究

关键词 : B O G蒸发率
一
低温储罐
保 冷结构 保冷材料
液化天然气 NG )
前 言 随着 国 际 、国 内社会 上对 生态 和环 保 的要求 的 提高 ,天然 气 的应 用 将 越 来越 广 泛 。作 为 清 洁 能 源 的 液 化 天 然 气 ( L i q u e f i e d Na t u r a l G a s ,简 称 L NG ) ,由于 其具有 利于跨 海 、长距离储 存 和运输特 点 ,在 能 源结构 中利 用比例 逐步 提高 。L N G是经 过净化 和液 化处 理的液 态天 然 气 ,主 要成 分为 甲烷 ,常压 下 L N G体积约 为标准 状况下 气态体 积的 1 / 6 2 5 ,温 度 在 一 1 6 2 ℃左右 ,通 常被 储 存在 微正 压 L N G低 温储 罐 中 。 由于 L N G与储 罐 外界 环境 之 间温 差高 达 1 4 0 —2 0 0 ℃ ,在 设计 时 必须 考 虑储罐 绝热保 冷性 能 ,以减少外界 环境 与 L N G之 间热量 传递或 储罐 冷 量损 失 , 降 低罐 内 L NG吸热 ,产 生 B O G气 体 ( B o i l — o f G a s ,简称 B O G ), 避免 罐内压 力增加 ,罐 内外壁应 力增 加和 带来 超压 、爆炸 等安
冷
H 【 七舯0 2 层 千 : 砂
2层
H L B 8 0 0 l 层 素混疑土 玻璃棉
弹性毡
MO mm
H L B 匍 0 l 层 干砂
2层
H L B 8 o 0 2 层 干砂
2层
全 风险 。
L N G低 温储 罐绝热 保冷 性能 优劣 直接 影响能 耗 ,在设 计上采 用 良 好 保冷 结构和 保冷 材料 ,并在施 工 中保 证保 冷施 工质 量 ,将有 效 降低 储 罐与 外界 环境之 间传 导 、对 流 、辐射 等热 量传 递 的影 响 ,长 期 稳定 的控 制 B O G蒸发 率 ,保 证储罐 保冷性 能 ,节约能耗 。
碎石堆场LNG储罐基础的受力性能分析

碎石堆场LNG储罐基础的受力性能分析近年来,随着能源需求的日益增长,液化天然气(LNG)的应用和储存已经成为国内外能源领域的热门话题。
LNG储罐作为LNG储存和运输的重要设施,其基础的受力性能分析对于确保储罐安全稳固地运行具有重要意义。
在碎石堆场中建设LNG储罐,是一种常见的储罐基础形式。
本文将对碎石堆场LNG储罐基础的受力性能进行分析。
首先,我们来了解碎石堆场LNG储罐基础的构造。
在储罐基础施工过程中,工程师会先进行场地平整。
在平整后的场地上铺设一层碎石,进而建设一个新的储罐基础。
碎石堆场LNG储罐基础主要由碎石层、基座、垫层和混凝土面层组成。
其中,碎石层是基础的最底部,起到承重和分散荷载的作用。
基座是储罐直接放置的部分,其选材和设计需满足一定的强度和稳定性要求。
垫层主要用于保护基座免受侵蚀和损坏。
混凝土面层则是为了增加基础的承载能力和提高储罐的稳定性。
然后,我们来分析碎石堆场LNG储罐基础的受力性能。
碎石堆场LNG储罐基础主要承受来自储罐自重、LNG负载以及地震等外力的作用。
碎石层作为基础的支撑层,能够通过分散荷载的方式将上层载荷向基座转移。
同时,碎石层的采用也可以有效地减少地震引起的振动传递,起到隔震的作用。
基座作为承受储罐重量和荷载的主要部分,其强度和稳定性需满足一定的要求。
在垫层的保护下,基座能够有效地分散荷载,并通过基础与地面的摩擦力提供一定的支撑。
最后,混凝土面层的加入能够进一步增加基础的承载能力和稳定性。
此外,我们还需要关注碎石堆场LNG储罐基础的安全性能。
为了确保储罐基础的安全稳固,工程师需要充分考虑储罐的设计要求、地质条件以及环境因素等因素。
同时,进行严格的质量控制,确保基础材料的强度和质量符合标准。
定期进行储罐基础的检测和维护也至关重要,以及时发现并处理潜在的安全隐患。
综上所述,碎石堆场LNG储罐基础是一种常见的储罐基础形式。
通过对碎石堆场LNG储罐基础的构造和受力性能的分析,我们可以更好地了解其工作原理和基础设计要求。
大型LNG预应力混凝土储罐的力学分析

大型LNG预应力混凝土储罐的力学分析蒲玉成;苏娟【摘要】The structure, dead load types and calculation method considered in the design of LNG concrete total-volume-tank are mainly introduced. Based on one large low temperature LNG pre-stressed concrete tank project, we analyze the dead load of storage tank by ANSYS finite element software, calculate the internal force and deformation of the storage tank under various dead load combinations. The simulated calculation result shows that the internal force and deformation are larger at approx. 4.0 meters above the tank bottom. Since tank top generates pushing force against tank wall, larger internal force and deformation exist at the joint. We must enhance the stiffness of cross section for key parts in the design so as to reduce the internal force.%重点介绍LNG混凝土全容罐的主要结构型式、储罐设计中应考虑的静力荷载及其计算方法,并以某大型低温LNG 预应力混凝土储罐工程为例.采用ANSYS有限元软件分析储罐的静力荷载,计算各静力荷载及其组合下的储罐内力和变形.模拟计算结果显示,距罐壁底端约4.0 m处的内力和变形较大;由于罐顶对罐壁推力的作用,在罐壁和罐顶连接处内力和变形较大.设计中这些部位要采取增强截面刚度的措施,以减少内力.【期刊名称】《港工技术》【年(卷),期】2012(049)005【总页数】3页(P28-30)【关键词】LNG储罐;预应力混凝土;泄露工况;温度场;热保护角【作者】蒲玉成;苏娟【作者单位】海洋石油工程股份有限公司,天津300452【正文语种】中文【中图分类】TE972.1随着我国经济的快速增长,利用国外天然气资源和进口LNG已成为解决我国能源供需矛盾、保证能源供应安全比较现实的途径之一。
LNG储罐设计技术研究

本科生毕业设计(论文)题目:LNG储罐设计技术研尤姓名:________________________________________________________________ 学号:________________________________________________________________ 学院:____________________________ 化学化工学院_______________________ 专业:_________________________ 过程装备与控制工程_____________________ 年级:________________________________________________________________ 指导教师:_____________________________________________________________2011年5月31日基于应变强化的LNG储罐设计技术研究摘要近年来,随着我国国民经济的迅速发展和低温技术应用的日益普及,液氮、液氧、液氢、液氮、液氨、液化天然气等低温液化气体的应用日趋广泛,奥氏体不锈钢深冷容器的需求量不断增长。
另一方面,在全球气候变暖和能源危机日益严峻的背景下,节能减排已成为当前的重要趋势,为了节约材料,减轻重量,降低制造、运输和安装过程中的能耗,实现安全与经济并重、安全与资源节约并重的绿色制造理念,轻型化设计已经成为压力容器的主导发展方向。
而本课题研究的应变强化的LNG储罐的设讣正符合现在的发展趋势和要求,作为轻型化方法之一的应变强化技术是一种新技术,将应变强化技术应用于LNG储罐的设讣是一种创新。
本课题研究的Ll的就是在保证储罐拥有足够的强度的同时,引进应变强化技术,有效的减少内罐的壁厚从而实现LNG储罐的轻型化设汁、节约资源、减少产品的成本和提高产品的竞争力。
大型LNG储罐底部泡沫玻璃绝热层保冷性能

大型LNG储罐底部泡沫玻璃绝热层保冷性能罗义英;周湘江;梁玉华;赵鹏;王铁钢【摘要】Relationship between the layer thickness of a foam glass cold insulation and cold loss, evaporation capacity, evaporation rate of the tank bottom were obtained by comparing the theoretical analysis and engineering examples calculation. The result shows that the cold insulation layer thickness exhibit hyperbolic function relationship with the cold loss, evaporation capacity and evaporation rate in a certain range. Cold performance of foam glass cold insulation decreases rapidly with the layer thickness at first but tends to be stable. Calculation result shows that the cold insulation thickness widely used in actual project is always too thicker. For an instance, if the cold insulation thickness is reduced by 53. 3% , the cold loss reduces only 7.99% of the maximum design cold loss, which is only 3.82% larger than the actual value. Meanwhile, the daily evaporation rate is 0. 05% , which is only 0. 02% larger than the actual value. For the large LNG tank used in actual project, there is great space in optimizing the bottom insulation thickness.%通过理论分析和工程实例对比计算,得出泡沫玻璃绝热保冷层厚度与储罐底部冷损失、蒸发量、蒸发率关系式和关系曲线,证明在绝热层一定厚度范围内,冷损失、蒸发量、蒸发率均随绝热层厚度呈双曲线关系,降低较快,此后保冷性能趋于稳定.计算表明实际工程中所采用的绝热层普遍偏厚,如实例中绝热层厚度减少53.3%,冷损失仅为最大冷损失的7.58%,仅比实际值增加3.82%;日蒸发率为0.04%,仅比实际值增大0.02%,表明实际工程中大型LNG储罐底部绝热层厚度优化大有空间.【期刊名称】《低温工程》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】6页(P32-36,41)【关键词】大型LNG储罐;底部绝热保冷;泡沫玻璃;保冷性能【作者】罗义英;周湘江;梁玉华;赵鹏;王铁钢【作者单位】嘉兴学院建筑节能研究所,浙江嘉兴,314001;嘉兴学院建筑节能研究所,浙江嘉兴,314001;张家港中集圣达因低温装备有限公司,江苏张家港,215632;嘉兴市燃气有限公司,浙江嘉兴,314000;嘉兴市燃气有限公司,浙江嘉兴,314000【正文语种】中文【中图分类】TB661;TE821天然气的液态储存需将天然气在常压下深冷至-162℃才能液化储存,属于常压深冷。
大型冷库液氨储罐结构强度计算分析与校核

大型冷库液氨储罐结构强度计算分析与校核
王虎强;郑舟斌;刘群芳;温小飞
【期刊名称】《工业安全与环保》
【年(卷),期】2024(50)3
【摘要】针对大型冷库液氨储罐的安全设计问题,应用SolidWorks、ANSYS分别对液氨储罐进行了三维建模和有限元计算,考虑了储罐自重、液货自重和内外压力载荷,进行了储罐整体变形和应力分析,并采用应力线性化方法重点考核了应力集中区域的强度情况。
仿真结果表明:储罐的最大应力集中在鞍座与罐体相连的附件,对应力集中区域进行线性化仿真计算后,一次局部薄膜应力和组合应力均在许用值范围内,满足《钢制压力容器——分析设计标准》(JB4732—1995)要求,为相关压力容器的设计提供了参考。
【总页数】5页(P30-34)
【作者】王虎强;郑舟斌;刘群芳;温小飞
【作者单位】浙江海洋大学船舶与海运学院;舟山市特种设备检测研究院;浙江国际海运职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TE9
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大型LNG预应力混凝土储罐的力学分析

大型LNG预应力混凝土储罐的力学分析摘要:随着LNG储罐需求的增长,研究LNG储罐在各种复杂作业条件下的应力,对储罐结构的优化具有重要的意义。
采用有限元件软件,构建大型LNG预应力混凝土储罐模型,储罐施工完成后,做好气压和水压的实验,分析荷载应力和位移状态,在设计时,必须采取有效的措施提高混凝土储罐截面的刚度,为LNG 储罐的设计优化提供参考。
关键词:大型LNG;预应力混凝土储罐;力学分析中图分类号: TE972.1 文献标识码:A引言天然气是石油的替代能源,也是清洁的能源。
近年来,随着对LNG的需求增加,对储罐的研究也越来越多。
通过分析混凝土储罐力学,调整外罐负荷和预应力,比较负荷状态,得到更合理的LNG储罐结构。
对泄LNG储罐进行了预应力体系的优化,提供了合理的方案,为LNG储罐设计及应用提供参考。
1LNG储罐的概况天然气作为清洁能源,在实际应用中也越来越广泛。
目前,我国还不能独自建造大型LNG储罐。
大型储罐的自主设计具有经济意义,直接关系到能源安全保障。
主要结构是全容量的储罐,通常由含镍冷制钢和混凝土外罐构成。
外罐保护罐子不受影响,起到了液体泄漏保护的作用。
地震一旦破坏储罐,不仅会威胁到天然气的储存,还会影响到生产生活,破坏人们的生活环境。
计算储罐的抗震性是设计的重要部分。
储罐具有与一般结构不同的特性,研究计算模型非常重要。
基于预应力混凝土外罐的结构,确保混凝土外罐能承受大气压力,在火灾时能承受热辐射,保持其良好的承载能力。
在外部爆炸的情况下,保持功能一致性。
在地震时保持结构的完整性,即使储罐发生泄漏,也能保持所需的承载能力,依靠混凝土保持液体密度性,确保液体具有安全转移到特定容器的时间。
2大型LNG预应力混凝土储罐的力学分析2.1一般负荷下的分析由于预应力混凝土基桩和支架的支撑,自重负荷对应力和位移位移的贡献较小,最大应力为槽壁的接合处。
在水平荷载的作用下,罐壁是主要的受力构件,产生较大的纵轴力。
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大型LNG储罐罐底保冷力学强度校核设计浅析作者:陈晖扬帆来源:《中国科技博览》2013年第30期摘要:罐底保冷设计及力学强度校核是大型液化天然气(LNG)储罐设计的核心技术之一。
大型LNG储罐底部保冷层应能承受上部LNG产品及储罐本体重量,所以保温层应具有足够的抗压强度;同时罐底部保冷层可能受到横向作用力,因此设计需对罐底保冷层进行承载能力校核以确保投产后罐底泡沫玻璃砖不被压碎破坏。
本文以国内某已建LNG项目储罐罐底保冷系统基本参数为例,对其在运行工况重量荷载、水压试验、地震等工况作用下进行了力学抗压强度校核设计,结果表明罐底保冷层具有较大安全系数,力学富裕量满足规范要求。
关键词: LNG储罐;罐底;保冷层;力学强度;校核设计【分类号】:TE972Abstract: The design and mechanical strength check of tank bottom insulation is one of the key core technologies. The tank bottom insulation layer should be able to withstand the upper LNG tank body weight. Therefore, the insulation layer should have a sufficient compressive strength. At the same time the insulation layer may be subject to a lateral force, so it is needed to check the carrying capacity and compressive strength, and ensure the bottom of the tank foam glass tiles are not crushed destruction when put into operation. In this paper, using the tank bottom insulation basic parameters of one built tank in domestic LNG projects, checked the mechanical strength of the tank bottom insulation in weight loads of operating conditions, hydrostatic testing, earthquakes and other conditions. The results show that the tank bottom insulation layer has larger safety factor, have enough mechanical wealthy amount to meet the regulatory requirements.Keywords: LNG storage tank, tank bottom, insulation layer, mechanical strength, check design.为了减少LNG低温储罐漏热以及储罐BOG蒸发气体产生,LNG储罐须设置完善的保冷系统[1,2]。
罐底保冷主要作为在于保持蒸发低于特定的限度、保护储罐底部非低温部件/材料,使其处于所要求的环境温度下、限制储罐底部的基础/土壤冷却避免因冻胀而损坏、防止储罐底部表面的水蒸气冷凝和结冰[3]。
LNG全容罐底部保冷材料应能承受上部LNG产品或储罐本体的荷载,保温层应具有足够的抗压强度[4],另外罐底部保冷材料可能受到横向力作用(例如:地震)力,保冷层应具有足够的抗拉强度和剪切性能。
因此设计需对大型LNG储罐罐底保冷层进行承载能力校核以确保罐底泡沫玻璃砖等保冷层不被压碎破坏,校核工况包括内罐以及LNG液体等重量荷载、水压试验、地震等工况荷载作用。
1. LNG储罐罐底保冷结构介绍以国内某已建成16万方LNG储罐(示意图见下图1所示)为例,主要组成及参数为:单罐储存净容积16×104 m3,外罐由钢筋混凝土承台、后张拉式预应力混凝土罐壁、钢筋混凝土罐顶组成,罐底承台与罐壁、罐壁与罐顶均采用刚性连接。
外罐壁高39.5 m、内径82.0 m、外径83.4 m。
承台厚度1.0 m,承台外径89.10 m,承台离地面1.5 m。
储罐基础为高架空桩基础结构,内、外罐环状空间和悬挂内吊顶采用绝热材料进行保冷。
罐底保冷示意图见文中图2所示。
罐底保冷材料采用具有一定承压能力的泡沫玻璃砖结构,边缘为承压强度较高的HLB1600泡沫玻璃砖(抗压强度1.6MPa),中心部位一般为HLB800泡沫玻璃砖(抗压强度0.8MPa)。
泡沫玻璃砖上、下层均铺一层防潮的沥青毡缓冲层。
内罐底部和罐底保冷层之间为一层C20素混凝土,用于减缓内罐壁板重量对罐底的巨大冲击力,内罐壁板正下方保冷层为钢筋混凝土承压环梁,用于承受上部内罐壁板重量以及LNG 液重下对底部的巨大冲击力[3]。
2.基本参数、荷载作用工况2.1 LNG储罐底部结构参数内罐底部素混凝土:C20混凝土(抗压强度20MPa),厚10cm(二层底上、下各一层);泡沫玻璃砖(中心区域):HLB800泡沫玻璃砖(抗压强度0.8MPa);泡沫玻璃砖(边缘区域):HLB1600泡沫玻璃砖(抗压强度1.6MPa);承压环梁:C50混凝土(抗压强度50MPa),B(宽)×H(厚)=830mm×290mm2.2 设计荷载工况荷载工况下,内罐壁板(含加强圈、挂设弹性毡)对底部找平层、承压环梁、玻璃砖等基础作用力沿斜向下45°方向作用延伸。
底部保冷层承载强度校核设计主要考虑以下荷载组合:1)固定荷载(底部保冷层、内罐、找平层、承压环梁、二层底、环形区域弹性毡、珍珠岩粉末)。
2)LNG液压(运行工况、地震工况)。
3)水压试验液压(13.5m)。
4)内罐气压(运行工况29kPa,试验工况36.25 kPa)。
5)在运行基准地震(OBE)、安全停运地震(SSE)内罐及液体对罐底的冲击作用。
罐底保冷层力学安全余量应满足欧洲规范EN14620-4要求,即运行工况、水压试验工况、OBE、SSE工况,抗压强度安全系数分别取3、2.25、2.0、1.5[4、5]。
2.3 设计荷载工况图2中,内罐壁板(含加强圈、挂设弹性毡)对底部找平层、承压环梁、玻璃砖等基础作用力沿斜向下45°方向作用延伸。
宽度A为考虑内罐壁板焊缝对内罐基础的有效作用辐射宽度,84mm。
q1:LNG液重; q2:水压试验压力;q3:内罐底板压力; qo4:罐底试验压力;q5:承压环梁重量; q6:素混凝土重量;q7:第二层素混凝土重量; qo3:罐底设计压力;qo8:侧壁珍珠岩压力 qo12:二次底部钢板重量P1:内罐壁板及加强圈重量; TP:地震下内罐壁板及加强圈作用综合重量。
该LNG项目储罐各荷载组成分布如小表1所示:表1 国内某LNG项目储罐罐底保冷层所受荷载3. 承载能力校核3.1 中心区域泡沫玻璃砖中心区域保冷材料为HLB800等级泡沫玻璃砖,承压强度 0.8 MPa,计算中考虑储罐水压试验与气压试验荷载组合存在,中心区域泡沫玻璃砖压缩应力为:带入参数,各工况荷载下压力及所需材料抗压强度校核如下表2所示。
表2 中心区域泡沫玻璃砖承载能力校核数值即各工况下中心区域泡沫玻璃砖保冷层安全系数均大于储罐设计标准EN14620最低安全系数要求,即罐底HLB800泡沫玻璃砖抗压强度满足承载力要求。
3.2 边缘区域泡沫玻璃砖内罐底部区域泡沫玻璃砖需要承受上部内罐壁板的巨大重量,为较高承载能力的HLB1600泡沫玻璃砖,,承压强度1.6 MPa。
承压环梁宽度为830mm,上部重量通过混凝土承压环梁作用力沿斜向下45°方向作用延伸传递给底部HLB1600泡沫玻璃砖,边缘区域泡沫玻璃砖压缩应力为:带入参数,各工况荷载下压力及所需材料抗压强度校核如下表3所示。
表3 边缘区域泡沫玻璃砖承载能力校核数值保冷层在上述荷载工况作用下安全系数均大于储罐设计标准EN14620最低安全系数要求,罐底HLB1600泡沫玻璃砖抗压强度满足承载力要求。
3.3 素混凝土内罐底部C20素混凝土找平层,边缘区域由于要承受内罐壁板运行工况及地震工况巨大的冲击压力,边缘区域较中心区域远为危险,因此可以只对边缘内罐壁板下部区域找平层进行力学校核;另外下部第二层素混凝土由于受力作用面积较大(45°向下方向作用扩散)因此作用荷载没有上部素混凝土大,因此只需要对上部素混凝土层进行承载能力校核。
图2中,作用A 区域作用应力:带入参数,各工况荷载下压力及所需材料抗压强度校核如下表4所示。
表4 素混凝土找平层承载能力校核数值C20素混凝土在上述荷载工况作用下安全系数均大于储罐设计标准EN14620最低安全系数要求,即承载能力满足承载力要求。
4. 结论本文以国内某已建LNG项目储罐罐底保冷系统基本参数为例,对其在储罐运行工况重量荷载、水压试验、地震等工况作用下进行了力学抗压强度校核设计,结果表明设计所选边缘HLB1600泡沫玻璃砖、中心区域HLB800泡沫玻璃砖、C20混凝土找平层均能够满足储罐各工况下力学承载能力要,罐底保冷层具有较大安全系数,力学富裕量满足储罐主要设计规范规范EN14620要求。
参考文献:[1] 黄群,夏芳. LNG 储罐国产化的可行性[J].天然气工业,2010,30(7):80-82.[2] 扬帆,张超,邓青. 大型LNG储罐内罐稳定性设计方案比选[J].油气储运,2011,12(11):830-832.[3] 李海润,徐嘉爽,李兆慈. 全容式LNG储罐罐体温度场计算及分析[J]. 天然气与石油. 2012(04):15-19.[4] 熊光德,毛云龙. LNG 的储存和运输[J]. 天然气与石油. 2005(03):17-20.[5] 全容式LNG 储罐罐体温度场计算及分析[6] 王冰,王冰??陈学东??王国平. 大型低温LNG储罐设计与建造技术的新进展[J].天然气工业,2010,30(5):108-112.[7] Britain Standard Institute.BS7777 Flat-bottomed,vertical,cylindrical storage tanks for low temperature service[S].London:Britain Standard Institute,1993.[8] European Committee for Standardization.EN14620 Design and manufacture of site built,vertical,cylindrical,flat-bottomed steel tanks for the storage of refrigerated,liquefied gases with operating temperatures between 0 ℃ and -165 ℃[S]. Paris:European Committee for Standardization,2006.。