储罐结构系统介绍

2.2 LNG储罐（T-0201A/B/C）

根据LNG储罐的国际规范BS7777，LNG储罐的形式可分为：单容罐、双容罐和全容罐。全容罐的罐体分为内罐和外罐，按照规范要求，全容罐的内罐和外罐应具备独立盛装低温液体的能力，且内罐和外罐的间距应为1米到2米。正常操作条件下，内罐储存低温LNG 液体；外罐顶由外罐壁支撑；外罐应具备既能储存低温LNG液体，又能控制从内罐泄漏出的LNG气化后产生的大量气体的排放。ZJLNG采用的是全容储罐，其总体布置见图1、图2、图3所示。

图1：储罐总体布置一

2.2.1 ZJLNG全容储罐的主要特点及结构

∙混凝土外罐由钢筋混凝土罐底承台、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。罐底承台采用架高设计，不需加热系统。

∙外罐的内表面全部内衬碳钢，起到阻止气体泄漏的作用。罐顶内衬可作为罐顶混凝土的支模，同时可作为钢筋混凝土罐顶结构的组成部分。

∙内罐为顶部开放式的9%镍钢内罐。

图2：储罐总体布置二

图3：储罐总体布置三

∙罐底的热角保护结构由9%镍钢二层底、壁，以及保温材料组成，它能保证在内罐泄漏的情况下保护罐底和混凝土底层的外壁，保证罐体不失效。热角保护的顶部被锚固到混凝土外壁中，同时顶部应至少高于罐底承台5米。

∙内罐的顶部有一吊顶，由罐顶的吊杆支撑，其材质为铝合金、不锈钢或9%镍钢。

∙储罐的保温系统包括内罐底以下的保温层、内罐壁和混凝土外壁之间的保温层，吊顶以上的保温层、罐顶开孔处以及内部配管的保温层。

∙储罐还应包括一系列的管嘴开孔及相关的内部管线，包括罐内泵的泵井、吹扫管线、冷却管线、进液管线等。

∙储罐还包括内部的通道和结构，如从罐顶人孔到吊顶以及从吊顶到内罐底的笼梯、吊顶上面的人行道、轨道等。

∙储罐还包括外部的通道和结构，包括泵平台及其外溢保护系统、从地面到罐顶和泵平台的旋梯、外围通道、紧急逃生梯、仪表平台、护栏等等。

∙储罐的管线从罐顶沿罐壁向下，直到与地面水平管线连接的弯头的顶部。管架在罐顶和罐壁处，管线和管架都需要保温。

∙储罐还需要安装相关的在线阀门和仪表，及配线、电缆、接线箱等。储罐仪表主要包括液位、压力、温度仪表，泄漏检测仪表，以及冷却探头等等。

∙储罐上还应装有压力安全阀和真空安全阀，以及与其互锁的阀和尾管。

∙储罐外罐需装有沉降监测系统。

∙电气设备包括照明系统、航路信标、接地系统、防雷系统，以及相应的配线、电缆等。

∙储罐的罐内泵除泵体外还包括泵顶设施、提升缆、电缆及接线箱。

∙储罐的罐内泵还需配置泵体的提升装置，以便维修。

∙储罐还应配备火气探测系统、消防系统，另外还需涂漆。

2.2.2 储罐主要设计规范和参数

根据储罐设计图纸和文件，ZJLNG储罐各组成部分设计规范和参数如下：

①基础：钻孔灌注桩，每个罐376根，直径1.5米。已由国内施工单位施工，全部采用国产材料。

②混凝土部分

a)罐底承台

罐壁施工期间，在承台上定位罐壁临时施工开口可能会造成承台和罐壁的位移和沉降，如果发生了，要在开口封闭后进行罐壁张力调整。

罐底承台主要参数：直径88.3米、离地面距离1.5米。

b)罐壁

罐壁要与承台紧密完整连接，同时也要与罐顶整体连接。罐壁为钢筋混凝土，预应力设备包括钢绞线、套筒和卡锚具。预应力混凝土墙要能在设计环境下保证正常操作和卸料操作时符合设计要求。承包商提供低温加强筋在罐壁内侧。

罐壁主要参数：高39米、内径82米，外径83.4米。内埋设后张拉预应力钢绞线及配件为拟定进口材料。

c)罐顶

球形钢筋混凝土罐顶浇筑在内罐碳钢顶上，内罐碳钢顶作为混凝土模具。罐顶混凝土分为1或2次浇筑。钢罐顶包括压缩环都要浇筑混凝土。

罐顶主要参数：分两次浇筑在钢罐顶上，罐顶中心厚度0.4米。

d)混凝土承压支撑环

混凝土环梁安装在内罐底，可以是不连续的，如果地震设计结果提高了内罐圈板厚度，环梁就要是连续的。混凝土环梁被平均铺设在内罐底和第二层罐底下，底部保温材料以上。环梁设计要考虑所有设计条件下能够承受罐底圈板的运动载荷。混泥土加强筋采用低温碳钢筋。

③金属材料部分

a)内罐

内罐最大允许压力和最小板厚均遵循BS 7777, 壁和底环形圈板要求内圈对接焊，接口双层角焊。内罐罐底必须是搭接焊。在内罐底和壁要直接焊接同等材料的9%Ni钢加强筋。内罐的所有板材均应为四型或五型9%镍钢，其中硫含量要求最大不超过0.005％，磷含量最大不超过0.010％，钢板需经过淬火和回火处理。9%镍钢的供应商必须是有经验的生产商，并且曾经为类似的储罐或压力容器生产过9%镍钢。钢板厚度大于等于10mm时，需对钢板进行超声波检验。钢板离厂前需使用高斯仪对9%镍钢的四面进行检验，余磁不得超过50高斯。

9%镍钢冲击试验的要求：9%镍钢的冲击试验应采用却贝V型坡口冲击试验。四型9%镍钢在－196o C条件下，对10×10 mm 的试样在纵向的冲击力要达到平均70焦耳；五型9%

镍钢在－196o C条件下，对10×10 mm 的试样在纵向的冲击力要达到平均100焦耳。一块母板要选取6个试样，一边3个。

内罐的主要参数：内罐由罐底和罐壁组成，直径80米，常温下高度36.1米。内罐底分为边缘圈板和中心底板，边缘圈板和中心底板分别用为3296×16.67 × 11476和2800 × 6 ×29275mm，9%Ni钢板现场切割焊接而成。内罐壁共分11圈，每圈3.241米。第一圈至第八圈钢板厚度从26mm递减至12mm，八圈以上都为12mm厚。

b)吊顶

吊顶应为铝合金钢5083-0或不锈钢或9%镍钢。吊杆应为304不锈钢或等同的材料。最小设计温度是-165o C。吊顶板边缘要密封，以防止珍珠岩粉末。吊顶上要开通气孔，以保证吊顶上下空间压力差小于5mbarg。吊顶边缘靠近内罐壁要有珍珠岩粉末挡板，挡板即要允许储存足够得珍珠岩粉末，又要防止粉末流到吊顶上。平整吊顶板最小厚度3.5mm。

吊顶主要参数： 4.76mm厚不锈钢板，与内罐焊接并用吊棒与罐顶连接。上铺设1000mm 的膨胀玻璃棉保温层，用于罐顶保温。大部分采用2200x4.76x8707mm不锈钢板焊接拼接而成。

c)热拐角保护（TCP）

热角保护系统由二层底、壁、闭合环梁、预埋件组成，焊接材料与内罐的材料相同，预埋件锚栓要根据设计情况选择。第二层底为最小厚度5mm 9%Ni钢底板和圈板组成，底板搭接焊、圈板拼接焊。二层底板放在底层保温材料以上，其上还要铺设一层保温材料。TCP 最小厚度5mm，与二层底板连接点到嵌入档板的TCP高度最少5m。嵌入档板镶入外罐混凝土壁内以阻挡内罐事故状态下LNG泄漏。

其主要参数：第二层罐底分为边缘圈板和中心底板，边缘圈板和中心底板分别用为2580 ×6×11700和2700×5×28283mm，9%Ni钢板现场切割焊接而成。TCP竖段由2173×6×10705mm9%Ni钢板现场切割焊接而成，并配有加强筋，高度5米。嵌入档板由2616×8×10774mm9%Ni钢板现场切割焊接而成。

d)碳钢防蒸气渗透层

碳钢防蒸气渗透层应包括底层罐底、外罐内壁和钢罐顶等方面。罐底、罐壁内衬钢板及其锚固件，罐顶内衬钢板及其锚固件和罐顶钢结构均应为稳定碳钢。测试温度应取－20oC 或低于最低日平均温度100C中的较低值。在测试温度下，却贝试验应最小平均达到27焦。碳钢的防蒸气渗透层在混凝土外罐内侧。底层罐底设计计算时要考虑压力、张力和热应力。最小厚度5mm，必须搭接焊。外罐内壁的防蒸气渗透层要从底层罐底、TCP嵌入档板和钢罐