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低温储罐的设计和基本形式



发布时间:2018-08-01 10:32:38      本页关键词:低温储罐

 低温储罐是用于存放液态氧、氮、氩、二氧化碳等介质的立式或卧式双层真空绝热储槽。内胆选用材料为奥氏体不锈钢;外容器材料根据用户地区不同,按国家规定选用为Q235-B、Q245R或345R,内、外容器夹层充填绝热材料珠光砂或铝箔、保温棉并抽真空。

 低温储罐本身的设计定义并无统一的标准。相对英国在这方面的技术标准比较系统全面。其标准《平底立式圆筒形低温储罐应用》根据不同的工艺要求和介质储存方式,将低温罐定义为单容器罐、双容器罐和全容器罐等三种罐体形式。单容器罐一般是有一个钢制内罐加上保温外壳组成,而双容器罐和全容器罐则是由一个钢制内罐和一个钢制或采用混凝土(一般为预应力混凝土)制成的外罐组成,保温设在内外罐壁之间,目前较多采用的是双容罐形式。


 在进行低温罐设计时,由于罐内低温介质的传导作用,使得地基土极易产生冻涨并使土体隆起,进而造成基础破坏,因此为消除这一不利因素,除了在罐底板与基础底板表面之间设置保温措施外,还必须对罐基础采取防冻措施,通常的做法有两种,一是在基础底板内采用电或其他加热系统,即做成带有循环加热系统的筏板式基础,另一种是采用将基础底板架空,通过架空形成的空气层将基础底板与地基土分隔开。前者因加热系统成本较高,一般不常采用。

 在国内引进建造的大多数低温罐中,普遍采用了架空筏板式基础形式。架空层的净高,一般除根据工艺管道和设备布置要求确定外,尚需根据罐内储存介质温度的高低进行一定的温度传导计算后来确定。架空筏板式基础又可分为单筏板(承台)和双筏板(承台)架空两种形式,在地质条件较好的情况下,一般可采用双筏板基础形式;但由于低温储罐对基础沉降的要求相对较高,在大多数情况下,特别时地质条件较差的软土地基上,则多采用单筏板(承台)桩基,有时也有采用双筏板(承台)桩基。

低温储罐的特殊要求

(1)耐低温。常压下液化天然气的沸点为-160℃。lng选择低温常压储存方式,将天然气的温度降到沸点以下,使储液罐的操作压力稍高于常压,与高压常温储存方式相比,可以大大降低罐壁厚度,提高安全性能。因此,lng要求储液罐体具有良好的耐低温性能和优异的保冷性能。

(2)安全要求高。由于lng低温储罐罐内储存的是低温液体,储罐一旦出现意外,冷藏的液体会大量挥发,气化量大约是原来冷藏状态下的300倍,在大气中形成会自动引爆的气团。因此,api、bs等规范都要求储罐采用双层壁结构,运用封拦理念,在第一层罐体泄漏时,第二层罐体可对泄漏液体与蒸发气实现完全封拦,确保储存安全。

(3)材料特殊。内罐壁要求耐低温,一般选用a537cl2、a516gr.60等材料,外罐壁为预应力钢筋混凝土,一般设计抗拉强度≥20kpa。

(4)保温措施严格。由于罐内外温差最高可达200℃,要使罐内温度保持在-160℃,罐体就要具有良好的保冷性能,在内罐和外罐之间填充高性能的保冷材料。罐底保冷材料还要有足够的承压性能。

(5)抗震性能好。一般建筑物的抗震要求是在规定地震荷载下裂而不倒。为确保储罐在意外荷载作用下的安全,储罐必须具有良好的抗震性能。对lng低温储罐则要求在规定地震荷载下不倒也不裂。因次,选择的建造场地一般要避开地震断裂带,在施工前要对储罐做抗震试验,分析动态条件下储罐的结构性能,确保在给定地震烈度下罐体不损坏。

(6)施工要求严格。储罐焊缝必须进行100%磁粉检测(mt)及100%真空气密检测(vbt)。要严格选择保冷材料,施工中应遵循规定的程序。为防止混凝土出现裂纹,均采用后张拉预应力施工,对罐壁垂直度控制十分严格。混凝土外罐顶应具备较高的抗压、抗拉能力,能抵御一般坠落物的击打;由于罐底混凝土较厚,浇注时要控制水化温度,防止因温度应力产生的开裂。