一種用於LNG儲存的三壁金屬常壓儲罐的製作方法

2024-03-25 13:32:05

本實用新型涉及LNG儲存設備技術領域，具體涉及一種用於LNG儲存的三壁金屬常壓儲罐。

背景技術：

目前，在大型的LNG儲罐中，分為單容罐、雙容罐、全容罐及薄膜罐。

單容罐需設置圍堰，根據GB/T50183規定，當儲罐操作壓力小於100KPa時，圍堰與儲罐分開設置時，儲罐至圍堰最近邊沿的距離，應為儲罐最高液位高度加上儲罐氣相空間壓力的當量壓頭之和與圍堰高度之差；當罐組內的儲罐已採取了防低溫或火災的影響措施時，圍堰區內的有效容積應不小於儲罐組內一個最大儲罐的容積；當儲罐未採取防低溫和火災的影響措施時，圍堰區內的有效容積應為罐組內儲罐的總容積。雙容罐因考慮LNG液體洩漏時，基礎與液體相接觸無保溫層，需考慮基礎安全的設計，必須設置基礎加熱系統，但目前一部分液化天然氣站受地域的限制，無足夠大的面積製作圍堰；若採用全容罐，按即將出臺的國家標準GB50183《石油天然氣工程設計防火規範》，對於液化天然氣站場區域布置防火間距，採用容罐儲罐比採用單容罐大大節省土地面積。

在LNG廠站工程中，LNG在事故狀態下儲罐可能破裂，為防止LNG的洩露蔓延，大部分的LNG廠站工程中，需按規範為儲罐設置安全圍護設施，即鋼筋砼圍護牆，此圍護牆稱圍堰，圍堰所圍合的區域即為圍堰區。

基於此，研究並開發設計一種用於LNG儲存的三壁金屬常壓儲罐。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是：現有的LNG儲備罐中單容罐受場地限制，單容罐周圍設置圍堰，佔地面積大；採用雙容罐，主次容器之間的環形空間較大；採用全容罐，基礎與液體相接觸無保溫層，LNG液體容易洩露，現提 供一種用於LNG儲存的三壁金屬常壓儲罐，解決了受場地限制無法實現在彈容罐周圍設置圍堰，設置圍堰佔地面積大等技術缺陷。

本實用新型通過下述技術方案實現：

一種用於LNG儲存的三壁金屬常壓儲罐，包括由內罐筒體和內罐底板組成的內罐，由外罐筒體、外罐底板和外罐頂組成的外罐，內罐與外罐之間設有攔蓄層，攔蓄層包括攔蓄層底板和攔蓄層筒體，攔蓄層底板與外罐底板之間設有底部絕熱層，攔蓄層筒體與外罐筒體之間設置內壁絕熱層。

本實用新型針對現有的LNG儲罐進行改進，現有的LNG儲罐一般為單容罐，雙容罐，全容罐及薄膜罐，單容罐一般需要設置圍堰，根據GB/T50183規定，儲罐操作壓力小於100KPa，圍堰與儲罐分開設置，儲罐至圍堰最近邊沿距離，一般為儲罐最高液位高度加上儲罐氣相空間壓力的當量壓頭之和與圍堰高度之差。這種儲罐需要增設圍堰，增加佔地面積。現有的儲罐採取防低溫或火災等影響措施時，設置圍堰區內的有效容積應大於等於儲罐內的有效容積，如未採取防低溫和火災的影響措施時，圍堰區內的有效容積應為罐組的總容積，可見進一步增加了儲罐的佔地面積。

常用的雙容罐，一般不設置圍堰，但雙容罐的主次容器之間的環形空間較大，亦會增加雙容罐的佔地空間。而常用的全容罐，在基礎與液體接觸之間一般無保溫層，而是採用在基礎設置加熱系統，並無足夠大的面積設置圍堰。

發明人針對常用的儲罐結構進行改進，不在儲罐周圍設置圍堰，採用以下方案：

採用在攔蓄層底板與外罐底板之間設置底部絕熱層，底部絕熱層能夠保證內罐底板、攔蓄層底板分別與外罐底板之間均設有足夠厚的底部絕熱層與外界隔開，實現在正常工況下，內罐底板、攔蓄層底板下端有良好的絕熱性能；同 時在洩露狀態，設置在攔蓄層下部的絕熱層，能將洩露在攔蓄層底板的液體有效地與外界隔離，從而底部絕熱層在任何工況下均能與外界充分絕熱，防止基礎表面急劇下降造成的影響。

攔蓄層筒體與外罐筒體之間設置內壁絕熱層，由於攔蓄層筒體與外罐筒體之間充滿來自於內罐BOG，內壁絕熱層的設置，能很好地將內罐產生的熱量進行隔離。尤其是洩露工況下，液體洩漏於內罐筒體與攔蓄層筒體之間的夾層空間時，側壁絕熱層能有效保證攔蓄層筒體側壁的絕熱。

內壁絕熱層、底部絕熱層只要能達到絕熱的效果的具體結構，均在本實用新型的保護範圍內。

通過內部絕熱層、底部絕熱層的設置，確保了不論是正常裝存液體還是漏液條件下，能有效地裝存全部洩露的液體，且能保證儲罐的氣體密封，做到了真正的保能不保氣，確保基礎及儲罐的安全性，避免了常規儲罐需設置圍堰，佔取大量土地的問題。

進一步地，所述底部絕熱層包括負荷分配板、珠光砂圈梁、泡沫玻璃磚和水泥板，攔蓄層底板位於負荷分配板的下端，珠光砂圈梁、泡沫玻璃磚、水泥板位於負荷分配板的下端，且珠光砂圈梁、泡沫玻璃磚、水泥板從靠近攔蓄層底板的一側向靠近外罐底板的一側依次分布。

其中，在底部絕熱層中，攔蓄層底板置於負荷分配板下，泡沫玻璃磚及珠光砂圈梁上，這樣可保證內罐底板、攔蓄層底板下部與外罐底板之間設置有足夠厚的底部絕熱層並與外界隔開，保證內罐在正常使用工況下，內罐底板的下端具有充分的絕熱性能，在洩露狀態下，液體流入攔蓄層底板上，因攔蓄層底板下部有足夠厚的絕熱材料，能將洩漏於底板的液體有效地與外界隔絕；這樣不論是在正常工況下還是洩漏工況下，底部絕熱層均能將內罐與攔蓄層的底部 有效地與外界進行充分的絕熱，防止基礎表面溫度急劇下降的危害。

具體地，負荷分配板均勻分布在攔蓄層底板、泡沫玻璃磚的上面，內罐及其所產生的重力負荷通過負荷分配板均勻傳遞到基礎平臺上。珠光砂圈梁具有良好的隔熱性，一般採用機械充填而成，厚度為1100—1192mm，位於攔蓄層底板與泡沫玻璃磚之間，珠光砂填充結束後，還可在縫隙間通入乾燥氮氣保護，使整個絕熱材料保持乾燥，維持儲罐具有良好的絕熱性。

泡沫玻璃磚是以玻璃細粉為原料，在高溫下經過發泡劑的作用製成的多孔型材料，孔與孔之間彼此孤立，互不連通，泡沫玻璃磚的設置，增加了底部絕熱層的絕熱作用，進而增加整個儲罐的絕熱性能。

進一步地，所述內壁絕熱層，包括設置在內罐筒體外側的筒體彈性毯，設置在筒體彈性毯與外罐筒體之間的膨脹珍珠巖。

其中，筒體彈性毯又稱彈性毯，彈性毯緊貼在攔蓄層筒體上，外側採用膨脹珍珠巖填充；在正常工況下，液體裝存於內罐，內壁絕熱層能有效保證內罐筒體側壁的絕熱；在洩露工況下，液體洩漏至內罐與攔蓄層的夾層空間，內壁絕熱層的設置，能有效保證攔蓄層筒體側壁的絕熱。

膨脹珍珠巖又稱珠光砂，是珍珠巖礦砂經預熱，瞬時高溫焙燒膨脹後製成的一種內部為蜂窩狀結構的白色顆粒狀材料，其原理為：珍珠巖礦石經破碎形成一定粒度的礦砂，經預熱焙燒，急速加熱，礦砂中水分氣化，能很好發揮絕熱作用。

進一步地，所述外罐頂上設有呼吸閥，能有序安全地排放氣體。

進一步地，所述內罐、攔蓄層均為敞口結構。

進一步地，所述內罐、攔蓄層的頂部均採用吊頂固定在外罐頂上。在漏液情況下，吊頂設置在攔蓄層筒體的上端部，攔蓄層包括攔蓄層筒體、攔蓄層底 板，可將攔蓄層筒體頂部敞口部分進行絕熱，實現最大程度的絕熱。

進一步地，所述吊頂上設有吊頂絕熱層，吊頂絕熱層的頂部設有玻璃棉氈，吊頂的邊緣延伸至攔蓄層筒體的上端，攔蓄層筒體與吊頂之間設有筒體彈性毯絕熱。

其中，玻璃棉為玻璃棉施加粘合劑，加溫固化形成的氈狀材料，具有良好的保溫隔熱特點。且設置在攔蓄層筒體與外罐筒體之間筒體彈性毯，在發揮絕熱作用的同時，能夠保證BOG氣體的順利排出，這樣保證攔蓄層與內罐體頂部與外界達到保冷不保氣的作用。正常工況下，液體存於內罐，吊頂絕熱層能有效地將外界與內罐氣體隔開。在洩漏工況下，因吊頂絕熱層頂部及端部均將攔蓄層與外界有效地隔開，進行了有效的隔熱，故當液體洩漏到攔蓄層時，攔蓄層中的LNG不會大量蒸發，低溫BOG也不會進入攔蓄層與外罐的夾層，該處的冷量也不會大量傳入外界，避免外罐出現低溫甚至結霜現象，更不可能出現大量的BOG排放失控現象而危及儲罐的安全。

進一步地，所述內罐、外罐均採用不鏽鋼製成。

進一步地，所述吊頂採用鋁合金或不鏽鋼製成。

本實用新型與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

(1)本技術方案通過在攔蓄層底板與外罐底板之間設置底部絕熱層，保證了儲罐在正常使用工況及洩露狀態下，內罐底部及攔蓄層底部均能充分絕熱，最終儲罐基礎上的溫度變化不大。

(2)本技術方案中採用在攔蓄層筒體與外罐筒體之間設置內壁絕熱層，即在攔蓄層筒體外壁緊貼設置一層彈性彈，攔蓄層筒體與外罐筒體中的夾層採用膨脹珍珠巖進行絕熱，確保了罐體在正常使用工況及洩露狀態下，內罐側壁及攔蓄層側壁均能充分絕熱。

(3)本技術方案所述的儲罐通過對現有的罐體結構進行改進，避免使用圍堰，無需增加佔地面接，採用底部絕熱層和內壁絕熱層，確保儲罐內氣體密封。

(4)本技術方案中通過內壁絕熱層、吊頂絕熱層、底部絕熱層的設置，確保了不論是正常裝存液體還是漏液條件下，均能有效地裝存全部洩露的液體，且能保證儲罐的氣體密封，做到真正的保能不保氣，保證基礎及儲罐的安全性，避免常規儲罐需設置圍堰，佔取大量土地的問題。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本實用新型實施例的限定。在附圖中：

圖1為本實用新型的結構示意圖；

其中：1—外罐，1-1—外罐底板，1-2—外罐筒體，2—內罐，2-1—內罐筒體，2-2—內罐底板，3—攔蓄層，31—攔蓄層筒體，32—攔蓄層底板，4—內壁絕熱層，41—膨脹珍珠巖，42—筒體彈性毯，5—底部絕熱層，5-1—負荷分配板，5-2—珠光砂圈梁，5-3—泡沫玻璃磚，5-4—水泥板，6—吊頂，7—吊頂絕熱層，8—外罐頂。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，本實用新型的示意性實施方式及其說明僅用於解釋本實用新型，並不作為對本實用新型的限定。

實施例1：

如圖1所示，一種用於LNG儲存的三壁金屬常壓儲罐，包括由內罐筒體2-1和內罐底板2-2組成的內罐2，由外罐筒體1-2、外罐底板1-1和外罐頂8組成的外罐1，內罐2與外罐1之間設有攔蓄層3，攔蓄層3包括攔蓄層底板32和攔蓄層筒體31，攔蓄層底板32與外罐底板1-1之間設有底部絕熱層5，所述 攔蓄層筒體31與外罐筒體1-2之間設置內壁絕熱層4。

其中，所述底部絕熱層5包括負荷分配板5-1、珠光砂圈梁5-2、泡沫玻璃磚5-3和水泥板5-4，攔蓄層底板32位於負荷分配板5-1的下端，珠光砂圈梁5-2、泡沫玻璃磚5-3、水泥板5-4位於負荷分配板5-1的下端，且珠光砂圈梁5-2、泡沫玻璃磚5-3、水泥板5-4從靠近攔蓄層底板32的一側向靠近外罐底板1-1的一側依次分布。

其中，所述內壁絕熱層4，包括設置在內罐筒體2-1外側的筒體彈性毯42，設置在筒體彈性毯42與外罐筒體1-2之間的膨脹珍珠巖41。

其中，所述外罐頂8上設有呼吸閥。呼吸閥的結構為本領域的常規使用部件。

其中，所述內罐2、攔蓄層3均為敞口結構。

其中，所述內罐2、攔蓄層3的頂部均採用吊頂6固定在外罐頂8上。內罐2、攔蓄層3可均採用奧氏體不鏽鋼或其他不大於-196℃的低溫鋼。

其中，所述吊頂6上設有吊頂絕熱層7，吊頂絕熱層7的頂部設有玻璃棉氈，吊頂6的邊緣延伸至攔蓄層筒體31的上端，攔蓄層筒體31與吊頂6之間設有筒體彈性毯42絕熱。

其中，所述內罐2、外罐1均採用不鏽鋼製成。

其中，所述吊頂6採用鋁合金或不鏽鋼製成。

本實施例中儲罐，內罐底板2-2，內罐筒體2-1在正常操作狀態下，能保證主容器的液體密封，能有效地裝存全部液體，吊頂6、外罐底板1-1、外罐筒體1-2、外罐頂8能確保儲罐的氣體密封，外罐頂8上設置的呼吸閥能將罐體內的氣體安全有序排出。其中攔蓄層底板32，攔蓄層筒體31能保證內罐容器的液密封，有效地保存全部洩露液體。

在事故狀態下，底板絕熱層5，側壁絕熱層4、吊頂絕熱層7的設置，能有效地將攔蓄層3所存的LNG液體的冷量有效地與外界隔絕，得到能保冷不保氣的效果，保證罐體在洩露狀態下，LNG罐體所揮發的氣體量最小，從而使該種儲罐在洩露狀態下得到最大程度的絕熱，保證儲罐在洩漏狀下將液體安全轉存，避免在罐體周圍設置圍堰，大大節省土地面積。

以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，並不用於限定本實用新型的保護範圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。