矩形或長方形超大型lng儲罐的設(shè)計與制造方法
【專利摘要】一種矩形或長方形超大型LNG儲罐的設(shè)計與制造，其特征是：LNG儲罐的罐體橫截面呈矩形或長方形，罐壁受力層由預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土分塊或整體制作，罐壁內(nèi)設(shè)置縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁架，罐頂蓋呈單向弧面形或平頂、或斜坡形，并支承在立柱上，保溫層設(shè)為外層，或內(nèi)層，或內(nèi)、外層均設(shè)保溫層，盛料層為內(nèi)涂層或內(nèi)貼層，或內(nèi)涂層再加內(nèi)貼層構(gòu)成，內(nèi)涂層為防漏、防凍裂、防腐涂料，內(nèi)貼層為低溫鎳鋼、不銹鋼、陶瓷或耐低溫塑料板，這樣就將高難度的超大型LNG儲罐設(shè)計、制作問題轉(zhuǎn)化為大型常規(guī)的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土建筑設(shè)計與制作，這無論在設(shè)計、制作上我們都有成功、豐富的經(jīng)驗，要注意的問題僅僅是超低溫材料的選擇和利用，設(shè)計能保證大型20-40萬M3的LNG儲罐內(nèi)壓可達(dá)3mpa。這種設(shè)計和制作費用比現(xiàn)有的LNG儲罐要低數(shù)倍，受力、穩(wěn)定性、抗災(zāi)、承受內(nèi)壓比現(xiàn)有設(shè)計要高出數(shù)倍。
【專利說明】矩形或長方形超大型LNG儲罐的設(shè)計與制造
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種矩形或長方形超大型LNG儲罐的設(shè)計與制造，屬于石油化工的低溫液化天然氣LNG儲罐領(lǐng)域，廣泛適用于化工低溫液體的儲存。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知石油化工的大型液化天然氣儲罐(LN G)，無論單容式、雙容式、全容式，通常都是呈圓筒形，頂蓋呈球面形，內(nèi)壁襯保溫層，最內(nèi)層為金屬容器，最外層是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土罐體。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是:常溫制作，在_165°C工作時能保證鋼筋受拉，混凝土同時均勻受壓，使混凝土不會發(fā)生收縮裂縫，防止混凝土凍裂。缺點是:超大型的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土圓筒形罐體的制作十分困難，即便是采用三?四塊弧形段組焊制作，也是很困難的；其次球面形頂蓋由于跨度大，制作和受力都十分困難。內(nèi)筒由于缺少支承，當(dāng)盛滿低溫液化天然氣時，安全和穩(wěn)定性都很嚴(yán)重。所以這種超大型儲罐，當(dāng)容積在10萬m3以上時，造價非常高昂。目前國內(nèi)的設(shè)計、制作技術(shù)尚處于初期試作階段。同時，上述儲罐都為無壓力儲罐，無法承受任何內(nèi)部壓力，這樣就要求制冷系統(tǒng)嚴(yán)格監(jiān)測控制，因此制冷系統(tǒng)能耗很高。隨著市場需求的加大，LNG儲罐越來越大，且內(nèi)部要求要有一定的壓力，故上述設(shè)計和制作就很難達(dá)到要求。
[0003]因此問題的關(guān)鍵就在于如何使設(shè)計、制作容易，安全，穩(wěn)定，造價低。本發(fā)明專利的目的就是改變這種結(jié)構(gòu)形態(tài)，改圓筒形罐子體為矩形或長方形，筒內(nèi)可以用網(wǎng)格式梁柱加強(qiáng)，改頂蓋的球面形為單向弧面形或平板或斜坡面，并支承在柱子上。其余的設(shè)計與制作也作改變。這實際就是一個預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的大型梁架結(jié)構(gòu)帶外矩形或長方形剪力筒體的建筑，且能承受一定的內(nèi)部壓力。這樣設(shè)計與制作成本可以降低40?60%。整體的安全性可以成數(shù)倍提高。同時，保溫層可改變?yōu)橥鈱踊蛲鈱蛹觾?nèi)層保溫，內(nèi)層容器也可以改變?yōu)橥繉印傂曰蛉嵝再N層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有超大型LNG圓筒形的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土設(shè)計、制作的困難，增強(qiáng)安全和穩(wěn)定性，本發(fā)明專利將橫截面為圓筒形預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土罐體改為矩形或長方形橫截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土罐體，罐體內(nèi)增設(shè)縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁架，改頂蓋的球面形為單向弧面形或平頂或斜坡形，并支承在立柱上，改內(nèi)層保溫為外層保溫或內(nèi)、外層保溫，改內(nèi)圓筒容器為內(nèi)涂層或內(nèi)貼層，內(nèi)涂層為防漏、防凍裂、防腐涂料，內(nèi)貼層為低溫鎳鋼、不銹鋼、陶瓷或耐低溫塑料板，或設(shè)計為內(nèi)涂層再加內(nèi)貼層。這樣就將高難度的LNG儲罐設(shè)計制作問題轉(zhuǎn)化為大型常規(guī)的建筑設(shè)計制作，這無論在設(shè)計、制作上我們都有成功豐富的經(jīng)驗。要注意的問題僅僅是超低溫材料的選擇和利用。因為矩形或長方形預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土筒體比圓形和球形預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土筒體在設(shè)計、制作上要容易數(shù)倍，矩形或長方形預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土筒體再加上預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的梁架結(jié)構(gòu)作內(nèi)部加強(qiáng)，在強(qiáng)度和穩(wěn)定性方面要提高數(shù)倍，且能承受一定的內(nèi)部壓力，并且降低了冷卻系統(tǒng)的溫控要求和能耗。[0005]本發(fā)明專利解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:將現(xiàn)有橫截面呈圓筒形的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 LNG罐體改為矩形或長方形橫截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 LNG罐體，并增設(shè)內(nèi)部預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁架，改頂蓋的球面形為單向弧面形或平頂或斜坡形，并支承在立柱上，改內(nèi)層保溫為外層保溫或內(nèi)、外層保溫，改內(nèi)圓筒容器為內(nèi)涂層或內(nèi)貼層，內(nèi)涂層為防漏、防凍裂、防腐涂料，內(nèi)貼層為低溫鎳鋼、不銹鋼、陶瓷或耐低溫塑料板，或設(shè)計為內(nèi)涂層再加內(nèi)貼層，這樣就將高難度的超大型LNG儲罐設(shè)計、制作問題轉(zhuǎn)化為大型常規(guī)的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土建筑設(shè)計與制作，這無論在設(shè)計、制作上我們都有成功、豐富的經(jīng)驗，要注意的問題僅僅是超低溫材料的選擇和利用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明專利進(jìn)一步說明。
[0007]圖1是本發(fā)明專利的外層為保溫層、內(nèi)層為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的矩形或長方形LNG儲罐結(jié)構(gòu)原理的縱截面剖視圖。
[0008]圖1a是圖1的橫截面剖視圖，主要表征罐體橫截面為矩形。由于視圖簡單，長方形和其他示例的橫截面圖形狀就不再重復(fù)表達(dá)。
[0009]圖2是本發(fā)明專利的內(nèi)層為保溫層、外層為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的矩形或長方形LNG儲罐結(jié)構(gòu)原理的縱截面剖視圖。
[0010]圖3是本發(fā)明專利的外層、內(nèi)層均為保溫層，中間層為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的矩形或長方形LNG儲罐結(jié)構(gòu)原理的縱截面剖視圖。
[0011]圖中:1.盛料層，2.預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土層，3.保溫層，4.預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁架，
5.底部承力防漏層，6.控溫層。
【具體實施方式】
[0012]在圖1中，盛料層(I)包括底表面一層，為內(nèi)涂層或內(nèi)貼層，內(nèi)涂層為防漏、防凍裂、防腐涂料，內(nèi)貼層為低溫鎳鋼、不銹鋼、陶瓷或耐低溫塑料板，也可以為內(nèi)涂層再加內(nèi)貼層組成。這種受力層為內(nèi)層的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的矩形或長方形LNG罐，采用小塊陶瓷作盛料層(I)為最好。受力層的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土層(2)可以包括底面和豎直四壁均為直板，整體制作加工都非常容易。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁架(4)可以與預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土層(2) —同制作。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁架(4)包括縱、橫、豎三個方向的梁架。底部承力防漏層(5)和控溫層(6)可以單獨作在底部的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土層上，圖中沒有特別表出。最外層為保溫層(3)，這種設(shè)計的外保溫層的制作會十分容易，罐頂為單向弧面形，也可以是平頂或斜坡形頂面(因結(jié)構(gòu)簡單，不再單獨示圖)?？傊?，圖1所示的結(jié)構(gòu)無論在設(shè)計、制作上都較現(xiàn)有的圓筒形LNG儲罐容易許多，也簡單得多，且安全穩(wěn)定性要高數(shù)倍。這些任何一個設(shè)計師都會一看就明白。
[0013]在圖2中，保溫層(3)在內(nèi)層，這樣最內(nèi)部的盛料層⑴的制作較圖1要困難些，因此立柱就沒有到底(當(dāng)然這些立柱也可到底)，以便于底部及四周好制作盛料層(I)。相應(yīng)圖2方案的設(shè)計、制作較圖1的方案要難些。
[0014]圖3所示的實施例是在圖2的基礎(chǔ)上增加一個外保溫層(3)，這樣從保溫、防漏的角度看，圖3方案較圖2的方案更好一些。同樣立柱也沒有到底(當(dāng)然這些立柱也可到底)。[0015]盛料層(I)可采用重油浙青類抗凍性較高的帶織物纖維的油性涂料構(gòu)成內(nèi)涂層，或用抗液化然氣的耐低溫塑料薄膜以及其他柔性或剛性材料。
[0016]相比之下，圖1的實施方案最省，也最好，圖3的方案最保險,最安全。
[0017]所有三個方案由于都采用了矩形或長方形罐體和梁架結(jié)構(gòu)作內(nèi)部承力，從整體到局部的設(shè)計、制作都變得方便、容易，從受力到穩(wěn)定性，抗地震、抗擊外部災(zāi)害的能力都明顯提高。同時內(nèi)部可以承受較高的壓力，按本專利的設(shè)計初步計算，20-40萬M3的LNG儲罐內(nèi)壓可達(dá)3mpa。這樣，在使用中，由于液化天然氣的蒸發(fā)使用，內(nèi)壓和溫度的控制就可以大大放寬，罐體內(nèi)保持超低溫的能耗就可以大大降低。這當(dāng)然是一項顯著節(jié)能的設(shè)計與制作。
[0018]總之，本專利的一種矩形或長方形超大型LNG儲罐的設(shè)計與制造，其特征是:LNG儲罐的罐體橫截面呈矩形或長方形，罐壁受力層由預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土分塊或整體制作，罐壁內(nèi)設(shè)置縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁架，罐頂蓋呈單向弧面形或平頂、或斜坡形，并支承在立柱上，保溫層設(shè)為外層，或內(nèi)層，或內(nèi)、外層均設(shè)保溫層，盛料層為內(nèi)涂層或內(nèi)貼層，或內(nèi)涂層再加內(nèi)貼層構(gòu)成，內(nèi)涂層為防漏、防凍裂、防腐涂料，內(nèi)貼層為低溫鎳鋼、不銹鋼、陶瓷或耐低溫塑料板，這樣就將高難度的超大型LNG儲罐設(shè)計、制作問題轉(zhuǎn)化為大型常規(guī)的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土建筑設(shè)計與制作，這無論在設(shè)計、制作上我們都有成功、豐富的經(jīng)驗，要注意的問題僅僅是超低溫材料的選擇和利用，設(shè)計能保證大型20-40萬M3的LNG儲罐內(nèi)壓可達(dá)3mpa。
【權(quán)利要求】
1.一種矩形或長方形超大型LNG儲罐的設(shè)計與制造，其特征在于:LNG儲罐的罐體橫截面呈矩形或長方形，罐壁受力層由預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土分塊或整體制作，罐壁內(nèi)設(shè)置縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁架，罐頂蓋呈單向弧面形或平頂、或斜坡形，并支承在立柱上，保溫層設(shè)為外層，或內(nèi)層，或內(nèi)、外層均設(shè)保溫層，盛料層為內(nèi)涂層或內(nèi)貼層，或內(nèi)涂層再加內(nèi)貼層構(gòu)成，內(nèi)涂層為防漏、防凍裂、防腐涂料，內(nèi)貼層為低溫鎳鋼、不銹鋼、陶瓷或耐低溫塑料板，這樣就將高難度的超大型LNG儲罐設(shè)計、制作問題轉(zhuǎn)化為大型常規(guī)的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土建筑設(shè)計與制作，要注意的問題僅僅是超低溫材料的選擇和利用，設(shè)計能保證大型20-40萬M3的LNG儲罐內(nèi)壓可達(dá)3mpa。
【文檔編號】E04H7/20GK103741980SQ201210392911
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月17日
【發(fā)明者】羅星健, 羅義銀 申請人:羅星健