一種適用于新型lng儲(chǔ)罐的罐壁保溫系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種適用于新型LNG儲(chǔ)罐的罐壁保溫系統(tǒng)。所述LNG儲(chǔ)罐包括預(yù)應(yīng)力混凝土外罐和套設(shè)于所述預(yù)應(yīng)力混凝土外罐內(nèi)的復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐；所述罐壁保溫系統(tǒng)設(shè)于所述預(yù)應(yīng)力混凝土外罐與所述復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐的環(huán)腔中；由所述復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐至所述預(yù)應(yīng)力混凝土外罐，所述罐壁保溫系統(tǒng)包括內(nèi)側(cè)保溫層、中間保溫層和外側(cè)保溫層，所述內(nèi)側(cè)保溫層為PIR塊，所述中間保溫層為彈性氈，所述外側(cè)保溫層為膨脹珍珠巖。本實(shí)用新型罐壁保溫方案系統(tǒng)適用于新型自支撐式LNG儲(chǔ)罐復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐外肋片結(jié)構(gòu)下的罐壁保溫。本實(shí)用新型涉及的罐壁保溫方案，適用于復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐的保溫，有利于推廣該種新型儲(chǔ)罐技術(shù)工程推廣。
【專利說(shuō)明】一種適用于新型LNG儲(chǔ)罐的罐壁保溫系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種適用于新型LNG儲(chǔ)罐的罐壁保溫系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)論是天然氣液化工廠，還是LNG接收終端，LNG儲(chǔ)罐的投資均占有較高的比重，尤其是在LNG接收終端中，儲(chǔ)罐的投資約占其總投資的30?40 %，可見(jiàn)LNG儲(chǔ)罐是整個(gè)LNG產(chǎn)業(yè)鏈中的一個(gè)非常重要組成部分。
[0003]中國(guó)專利(ZL 201320124687.0)公開(kāi)的一種自支撐式LNG儲(chǔ)罐，是一種新型大型LNG儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)型式，該新型儲(chǔ)罐內(nèi)罐壁板上到下通過(guò)加密肋片和加強(qiáng)環(huán)結(jié)構(gòu)達(dá)到能夠承受不同高度液壓的目的，壁板結(jié)構(gòu)較薄，因此本實(shí)用新型將突破內(nèi)罐壁厚、焊接難等方面限制，為超大型儲(chǔ)罐研發(fā)提出了新的思路。
[0004]上述儲(chǔ)罐內(nèi)罐復(fù)合結(jié)構(gòu)提高了材料力學(xué)利用效率，較大程度的減少了儲(chǔ)罐投資成本；內(nèi)罐結(jié)構(gòu)可在車間或施工現(xiàn)場(chǎng)提前完成大多數(shù)預(yù)制安裝工作，減少了高空焊接安裝量，縮短了儲(chǔ)罐施工周期。
[0005]LNG儲(chǔ)罐用來(lái)儲(chǔ)存-162°C的超低溫LNG(液化天然氣)液體，為了使得儲(chǔ)罐內(nèi)液體處于超低溫狀態(tài)，儲(chǔ)罐罐壁、罐底、罐頂均要安裝布置保溫材料。由于新型自支撐式LNG儲(chǔ)罐復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐的外肋片結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的內(nèi)側(cè)彈性氈、外側(cè)膨脹珍珠巖罐壁保溫方案已經(jīng)不再適合該種新型儲(chǔ)罐的罐壁保溫，為了使得該類型新型儲(chǔ)罐技術(shù)推廣，本實(shí)用新型提出了一種適用于該新型儲(chǔ)罐的罐壁保溫系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種適用于新型LNG儲(chǔ)罐的罐壁保溫系統(tǒng)，其使LNG儲(chǔ)罐具有良好的保冷效果，有利于推廣該種新型儲(chǔ)罐技術(shù)工程推廣。
[0007]本實(shí)用新型所提供的適用于新型LNG儲(chǔ)罐的罐壁保溫系統(tǒng)，所述LNG儲(chǔ)罐包括預(yù)應(yīng)力混凝土外罐和套設(shè)于所述預(yù)應(yīng)力混凝土外罐內(nèi)的復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐；所述罐壁保溫系統(tǒng)設(shè)于所述預(yù)應(yīng)力混凝土外罐與所述復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐的環(huán)腔中；
[0008]由所述復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐至所述預(yù)應(yīng)力混凝土外罐，所述罐壁保溫系統(tǒng)包括內(nèi)側(cè)保溫層、中間保溫層和外側(cè)保溫層，所述內(nèi)側(cè)保溫層為PIR塊，所述中間保溫層為彈性氈，所述外側(cè)保溫層為膨脹珍珠巖。
[0009]所述的罐壁保溫系統(tǒng)中，所述PIR塊表面包裹有柔性玻璃棉，所述PIR塊指的是聚異氰脲酸酯泡沫塑料發(fā)泡制成的塊狀物。
[0010]所述的罐壁保溫系統(tǒng)中，所述內(nèi)側(cè)保溫層設(shè)于所述復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐的壁板上連接的外側(cè)肋片之間的空間內(nèi)；所述柔性玻璃棉填充所述PIR塊與所述外側(cè)肋片之間的空隙，通過(guò)填充所述柔性玻璃棉，可使所述PIR塊與所述外側(cè)肋片之間填充更緊密。
[0011]所述的罐壁保溫系統(tǒng)中，所述內(nèi)側(cè)保溫層、所述中間保溫層與所述外側(cè)保溫層之間為過(guò)盈配合，以盡量減少空虛空間，進(jìn)而減少對(duì)流換熱作用，較大程度的提高了罐壁保溫效果。
[0012]所述的罐壁保溫系統(tǒng)中，所述外側(cè)肋片包括環(huán)向和縱向設(shè)置的豎向肋片和環(huán)向肋片(所述豎向肋片與所述環(huán)向肋片交叉形成的空間內(nèi)塞入所述PIR塊)，所述外側(cè)肋片避免傾斜方向布置，否則運(yùn)行時(shí)會(huì)造成內(nèi)罐低溫收縮局部應(yīng)力過(guò)大而損壞內(nèi)罐。
[0013]所述的罐壁保溫系統(tǒng)中，所述外側(cè)肋片為等間距設(shè)置。
[0014]所述的罐壁保溫系統(tǒng)中，所述外側(cè)肋片為9% Ni鋼板，因此其與所述PIR塊在低溫下收縮量不一致，所以設(shè)計(jì)內(nèi)側(cè)保溫層時(shí)需要考慮內(nèi)罐壁板外側(cè)肋片和PIR塊低溫下的收縮不一致型，安裝時(shí)包裹PIR外表面的玻璃棉需考慮一定的壓實(shí)系數(shù)。
[0015]本實(shí)用新型罐壁保溫系統(tǒng)中，所述內(nèi)側(cè)保溫層(PIR塊包裹柔性玻璃棉)可以在地面或者車間完成預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)安裝即可，可以較大程度的節(jié)省安裝工期和成本。
[0016]本實(shí)用新型罐壁保溫系統(tǒng)中，所述中間保溫層采用彈性氈，可用來(lái)吸收部分外側(cè)膨脹珍珠巖粉末在內(nèi)罐空罐(或低液位下)給予復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐的巨大擠壓力。
[0017]本實(shí)用新型罐壁保溫系統(tǒng)中，所述外側(cè)保溫層采用膨脹珍珠巖粉，可采用現(xiàn)場(chǎng)珍珠巖礦石膨脹后填充。
[0018]現(xiàn)有的大型LNG全容儲(chǔ)罐罐壁保冷系統(tǒng)為內(nèi)側(cè)彈性氈、外側(cè)膨脹珍珠巖罐壁保溫方案，由于新型自支撐式LNG儲(chǔ)罐復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐的外肋片結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)罐壁保溫系統(tǒng)方法已經(jīng)不再適合該種新型儲(chǔ)罐的罐壁保溫。本實(shí)用新型提出由內(nèi)側(cè)PIR塊包裹柔性玻璃棉(塞入新型內(nèi)罐外肋結(jié)構(gòu)中)、中間彈性氈層和外側(cè)膨脹珍珠巖三層保溫層組成的罐壁保溫方案適用于該新型自支撐式LNG儲(chǔ)罐，本實(shí)用新型具體效果表現(xiàn)在:
[0019]I)構(gòu)成結(jié)構(gòu):傳統(tǒng)大型LNG儲(chǔ)罐罐壁保溫由內(nèi)側(cè)彈性氈、外側(cè)膨脹珍珠巖組成；本實(shí)用新型由內(nèi)側(cè)PIR塊包裹柔性玻璃棉(塞入新型內(nèi)罐外肋結(jié)構(gòu)中)、中間彈性氈層、外側(cè)膨脹珍珠巖三層保溫層組成。
[0020]2)適用性:傳統(tǒng)罐壁保溫方案適用于傳統(tǒng)大型LNG全容儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)罐壁保溫；而本實(shí)用新型罐壁保溫方案系統(tǒng)適用于新型自支撐式LNG儲(chǔ)罐復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐外肋片結(jié)構(gòu)下的罐壁保溫。
[0021]3)應(yīng)用效果:本實(shí)用新型涉及的罐壁保溫方案，適用于復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐的保溫，有利于推廣該種新型儲(chǔ)罐技術(shù)工程推廣。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為適用于本實(shí)用新型保溫系統(tǒng)的自支撐LNG儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中各標(biāo)記如下:1樁基礎(chǔ)、2預(yù)應(yīng)力混凝土外罐、3新型復(fù)合內(nèi)罐結(jié)構(gòu)、4吊頂結(jié)構(gòu)、5罐底保溫層、6罐壁保溫層、7熱角保護(hù)系統(tǒng)、8集中式管線、梯子一體化結(jié)構(gòu)、9進(jìn)料系統(tǒng)、10泵外輸系統(tǒng)、11B0G處理系統(tǒng)、12壓力安全閥(PSV)、13真空安全閥(VSV)。
[0024]圖2為圖1中自支撐LNG儲(chǔ)罐的復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐(部件3)的示意圖。
[0025]圖3為圖2中復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐的壁板(9% Ni鋼材質(zhì))的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中各標(biāo)記如下:3-1內(nèi)罐壁板主板、3-2內(nèi)罐壁板外側(cè)肋片、3-3內(nèi)罐壁板內(nèi)側(cè)肋片。
[0027]圖4為本實(shí)用新型罐壁保溫系統(tǒng)的示意圖。
[0028]圖中各標(biāo)記如下:2預(yù)應(yīng)力混凝土外罐、3-1內(nèi)罐壁板主板、3-2內(nèi)罐壁板外側(cè)肋片、3-3內(nèi)罐壁板內(nèi)側(cè)肋片、6-1內(nèi)側(cè)PIR保溫塊、6-2彈性氈保冷層(中間層)、6_3膨脹珍珠巖保溫層、6-4柔性玻璃棉。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明，但本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。
[0030]如圖1所示，為使用于本實(shí)用新型罐壁保溫系統(tǒng)的自支撐LNG儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)示意圖，是一種現(xiàn)場(chǎng)組裝的立式圓筒平底式液化天然氣儲(chǔ)罐，主體結(jié)構(gòu)由下面8個(gè)部分組成:樁承臺(tái)基礎(chǔ)I ;預(yù)應(yīng)力混凝土外罐2 ;復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐3 ;鋁吊頂結(jié)構(gòu)(含吊頂保溫層)4 ;罐底保溫層5 ;罐壁保溫層6 ;熱角保護(hù)系統(tǒng)(TCP) 7 ;罐內(nèi)集中式管線、梯子一體化結(jié)構(gòu)8 ;進(jìn)料系統(tǒng)9 ;泵外輸系統(tǒng)10 ；B0G處理系統(tǒng)11 ;壓力安全閥泄放系統(tǒng)(PSV) 12 ;真空安全閥補(bǔ)氣系統(tǒng)(VSV) 13。圖2所示結(jié)構(gòu)為上述自支撐LNG儲(chǔ)罐的復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐的示意圖，圖3為復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐的壁板(9% Ni鋼材質(zhì))的示意圖，復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐壁板由下面3個(gè)部分組成:內(nèi)罐壁板主板3-1、內(nèi)罐壁板外側(cè)肋片3-2和內(nèi)罐壁板內(nèi)側(cè)肋片3-3。
[0031]如圖4所示，為本實(shí)用新型提供的罐壁保溫系統(tǒng)，其包括內(nèi)側(cè)PIR塊包裹柔性玻璃棉(塞入新型內(nèi)罐外肋結(jié)構(gòu)中)、中間彈性氈層和外側(cè)膨脹珍珠巖3層保溫層。
[0032]為了得到好的保溫效果，罐壁保溫層各層之間必須緊密貼緊，盡量減少空虛空間(減少對(duì)流換熱作用)。因此內(nèi)側(cè)靠近內(nèi)罐壁板外側(cè)肋片的保溫層為PIR(聚異氰脲酸酯泡沫塑料)塊，塞入到外側(cè)肋片構(gòu)成的0.5mX 0.5m，深度0.1m的空間內(nèi)，PIR塊和肋片空隙內(nèi)(l-2cm左右)塞入柔性玻璃棉使兩者填充緊密；中間層為0.3m的彈性氈保溫層，彈性氈用來(lái)吸收部分外側(cè)膨脹珍珠巖粉末在內(nèi)罐空罐(或低液位下)給予復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐的巨大擠壓力；罐壁外側(cè)保溫層(緊貼混凝土外罐)為膨脹珍珠巖粉末，采用現(xiàn)場(chǎng)珍珠巖礦石膨脹后填充。
[0033]I)罐壁的內(nèi)側(cè)保溫層
[0034]內(nèi)側(cè)緊貼復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐壁板外側(cè)肋板的為PIR保溫塊(0.49mX0.49mX0.1m深)，塞入到外側(cè)肋片構(gòu)成的0.5mX0.5m，深度0.1m的空間內(nèi)。PIR和外側(cè)肋片空隙內(nèi)(常溫下Icm間隙，低溫下由于PIR收縮較大，增大為2cm間隙)塞入柔性玻璃棉使二者填充緊密，如圖4所示。
[0035]儲(chǔ)罐運(yùn)行工況，由于儲(chǔ)存液體LNG為超低溫液體，內(nèi)罐浸泡在-162°C的超低溫環(huán)境，由于內(nèi)罐9% Ni鋼板和PIR保溫塊低溫下收縮量不一致(PIR線性膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于9%Ni鋼線性膨脹系數(shù))。
[0036]低溫-162°C下，長(zhǎng)度0.5m的9% Ni鋼肋片低溫收縮0.1cm(低溫收縮量=線性膨脹系數(shù)X變化溫度X材料原來(lái)長(zhǎng)度)，長(zhǎng)度0.5m的PIR保溫塊低溫收縮1.0cm左右。因此低溫下，PIT保溫塊和內(nèi)罐外肋邊緣距離空隙變大，由常溫Icm增大到1.9cm。因此在邊緣間隙塞入玻璃棉時(shí)需考慮預(yù)壓縮安裝，玻璃棉安裝時(shí)壓實(shí)系數(shù)為50% (即兩倍體積的玻璃棉壓緊成一倍體積安裝)。
[0037]2)罐壁的中間層保溫層
[0038]罐壁中間層保溫層為0.3m(珍珠巖擠壓后厚度)的彈性氈保溫層，彈性氈用來(lái)吸收部分外側(cè)膨脹珍珠巖粉末在內(nèi)罐空罐(或低液位下)給予復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐的巨大擠壓力。
[0039]3)罐壁的外側(cè)(緊貼混凝土外罐)保溫層
[0040]罐壁外側(cè)保溫層(緊貼混凝土外罐)為膨脹珍珠巖粉末，采用現(xiàn)場(chǎng)珍珠巖礦石膨脹后填充。
[0041]由于常規(guī)LNG全容罐大型LNG罐壁保冷采用內(nèi)側(cè)彈性氈(低溫運(yùn)行工況導(dǎo)熱系數(shù)為0.027ff/m.K)、外側(cè)膨脹珍珠巖(導(dǎo)熱系數(shù)為0.035ff/m.K)罐壁保溫方案；而本實(shí)用新型中，罐壁保冷層包括內(nèi)側(cè)PIR(運(yùn)行下低溫導(dǎo)熱系數(shù)為0.0152ff/m.K)、中層彈性氈(0.027W/m.K)和外側(cè)膨脹珍珠巖(導(dǎo)熱系數(shù)為0.035ff/m.K);因此，由于內(nèi)側(cè)PIR導(dǎo)熱系數(shù)小于傳統(tǒng)替代厚度層的玻璃棉，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以確定本實(shí)用新型系統(tǒng)組合保溫效果更優(yōu)。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于新型LNG儲(chǔ)罐的罐壁保溫系統(tǒng)，所述LNG儲(chǔ)罐包括預(yù)應(yīng)力混凝土外罐和套設(shè)于所述預(yù)應(yīng)力混凝土外罐內(nèi)的復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐；其特征在于:所述罐壁保溫系統(tǒng)設(shè)于所述預(yù)應(yīng)力混凝土外罐與所述復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐的環(huán)腔中； 由所述復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐至所述預(yù)應(yīng)力混凝土外罐，所述罐壁保溫系統(tǒng)包括內(nèi)側(cè)保溫層、中間保溫層和外側(cè)保溫層，所述內(nèi)側(cè)保溫層為PIR塊，所述中間保溫層為彈性氈，所述外側(cè)保溫層為膨脹珍珠巖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的罐壁保溫系統(tǒng)，其特征在于:所述PIR塊表面包裹有柔性玻璃棉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的罐壁保溫系統(tǒng)，其特征在于:所述內(nèi)側(cè)保溫層設(shè)于所述復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)罐的壁板上連接的外側(cè)肋片之間的空間內(nèi)；所述柔性玻璃棉填充所述PIR塊與所述外側(cè)肋片之間的空隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的罐壁保溫系統(tǒng)，其特征在于:所述內(nèi)側(cè)保溫層、所述中間保溫層與所述外側(cè)保溫層之間為過(guò)盈配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的罐壁保溫系統(tǒng)，其特征在于:所述外側(cè)肋片包括環(huán)向和縱向設(shè)置的豎向肋片和環(huán)向肋片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的罐壁保溫系統(tǒng)，其特征在于:所述外側(cè)肋片為等間距設(shè)置。
【文檔編號(hào)】F17C13/00GK204127645SQ201420573694
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】屈長(zhǎng)龍, 揚(yáng)帆, 張超, 陳團(tuán)海, 黃歡, 張博超 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司