矩形或長方形超大型lng儲罐的設計與制造方法
【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，罐壁受力層由預應力鋼筋混凝土分塊或整體制作，罐壁內設置縱、橫、豎三向預應力鋼筋混凝土梁架，罐頂蓋呈單向弧面形或平頂、或斜坡形，并支承在立柱上，保溫層設為外層，或內層，或內、外層均設保溫層，盛料層為內涂層或內貼層，或內涂層再加內貼層構成，內涂層為防漏、防凍裂、防腐涂料，內貼層為低溫鎳鋼、不銹鋼、陶瓷或耐低溫塑料板，這樣就將高難度的超大型LNG儲罐設計、制作問題轉化為大型常規的預應力鋼筋混凝土建筑設計與制作，這無論在設計、制作上我們都有成功、豐富的經驗，要注意的問題僅僅是超低溫材料的選擇和利用，設計能保證大型20-40萬M3的LNG儲罐內壓可達3mpa。這種設計和制作費用比現有的LNG儲罐要低數倍，受力、穩定性、抗災、承受內壓比現有設計要高出數倍。
【專利說明】矩形或長方形超大型LNG儲罐的設計與制造
所屬【技術領域】
[0001]本發明專利涉及一種矩形或長方形超大型LNG儲罐的設計與制造，屬于石油化工的低溫液化天然氣LNG儲罐領域，廣泛適用于化工低溫液體的儲存。
【背景技術】
[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，內壁襯保溫層，最內層為金屬容器，最外層是預應力鋼筋混凝土罐體。這種結構的優點是: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，使混凝土不會發生收縮裂縫，防止混凝土凍裂。缺點是:超大型的預應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。內筒由于缺少支承，當盛滿低溫液化天然氣時，安全和穩定性都很嚴重。所以這種超大型儲罐，當容積在10萬m3以上時，造價非常高昂。目前國內的設計、制作技術尚處于初期試作階段。同時，上述儲罐都為無壓力儲罐，無法承受任何內部壓力，這樣就要求制冷系統嚴格監測控制，因此制冷系統能耗很高。隨著市場需求的加大，LNG儲罐越來越大，且內部要求要有一定的壓力，故上述設計和制作就很難達到要求。
[0003]因此問題的關鍵就在于如何使設計、制作容易，安全，穩定，造價低。本發明專利的目的就是改變這種結構形態，改圓筒形罐子體為矩形或長方形，筒內可以用網格式梁柱加強，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。其余的設計與制作也作改變。這實際就是一個預應力鋼筋混凝土的大型梁架結構帶外矩形或長方形剪力筒體的建筑，且能承受一定的內部壓力。這樣設計與制作成本可以降低40?60%。整體的安全性可以成數倍提高。同時，保溫層可改變為外層或外層加內層保溫，內層容器也可以改變為涂層、剛性或柔性貼層。
【發明內容】
[0004]為了克服現有超大型LNG圓筒形的預應力鋼筋混凝土設計、制作的困難，增強安全和穩定性，本發明專利將橫截面為圓筒形預應力鋼筋混凝土罐體改為矩形或長方形橫截面的預應力鋼筋混凝土罐體，罐體內增設縱、橫、豎三向預應力鋼筋混凝土梁架，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，改內層保溫為外層保溫或內、外層保溫，改內圓筒容器為內涂層或內貼層，內涂層為防漏、防凍裂、防腐涂料，內貼層為低溫鎳鋼、不銹鋼、陶瓷或耐低溫塑料板，或設計為內涂層再加內貼層。這樣就將高難度的LNG儲罐設計制作問題轉化為大型常規的建筑設計制作，這無論在設計、制作上我們都有成功豐富的經驗。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應力鋼筋混凝土筒體比圓形和球形預應力鋼筋混凝土筒體在設計、制作上要容易數倍，矩形或長方形預應力鋼筋混凝土筒體再加上預應力鋼筋混凝土的梁架結構作內部加強，在強度和穩定性方面要提高數倍，且能承受一定的內部壓力，并且降低了冷卻系統的溫控要求和能耗。[0005]本發明專利解決其技術問題所采用的技術方案是:將現有橫截面呈圓筒形的預應力鋼筋混凝土 LNG罐體改為矩形或長方形橫截面的預應力鋼筋混凝土 LNG罐體，并增設內部預應力鋼筋混凝土梁架，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，改內層保溫為外層保溫或內、外層保溫，改內圓筒容器為內涂層或內貼層，內涂層為防漏、防凍裂、防腐涂料，內貼層為低溫鎳鋼、不銹鋼、陶瓷或耐低溫塑料板，或設計為內涂層再加內貼層，這樣就將高難度的超大型LNG儲罐設計、制作問題轉化為大型常規的預應力鋼筋混凝土建筑設計與制作，這無論在設計、制作上我們都有成功、豐富的經驗，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]下面結合附圖和實施例對本發明專利進一步說明。
[0007]圖1是本發明專利的外層為保溫層、內層為預應力鋼筋混凝土的矩形或長方形LNG儲罐結構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表達。
[0009]圖2是本發明專利的內層為保溫層、外層為預應力鋼筋混凝土的矩形或長方形LNG儲罐結構原理的縱截面剖視圖。
[0010]圖3是本發明專利的外層、內層均為保溫層，中間層為預應力鋼筋混凝土的矩形或長方形LNG儲罐結構原理的縱截面剖視圖。
[0011]圖中:1.盛料層，2.預應力鋼筋混凝土層，3.保溫層，4.預應力鋼筋混凝土梁架，
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，為內涂層或內貼層，內涂層為防漏、防凍裂、防腐涂料，內貼層為低溫鎳鋼、不銹鋼、陶瓷或耐低溫塑料板，也可以為內涂層再加內貼層組成。這種受力層為內層的預應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。受力層的預應力鋼筋混凝土層(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。預應力鋼筋混凝土梁架(4)可以與預應力鋼筋混凝土層(2) —同制作。預應力鋼筋混凝土梁架(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應力鋼筋混凝土層上，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(因結構簡單，不再單獨示圖)。總之，圖1所示的結構無論在設計、制作上都較現有的圓筒形LNG儲罐容易許多，也簡單得多，且安全穩定性要高數倍。這些任何一個設計師都會一看就明白。
[0013]在圖2中，保溫層(3)在內層，這樣最內部的盛料層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)。相應圖2方案的設計、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成內涂層，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構作內部承力，從整體到局部的設計、制作都變得方便、容易，從受力到穩定性，抗地震、抗擊外部災害的能力都明顯提高。同時內部可以承受較高的壓力，按本專利的設計初步計算，20-40萬M3的LNG儲罐內壓可達3mpa。這樣，在使用中，由于液化天然氣的蒸發使用，內壓和溫度的控制就可以大大放寬，罐體內保持超低溫的能耗就可以大大降低。這當然是一項顯著節能的設計與制作。
[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，罐壁受力層由預應力鋼筋混凝土分塊或整體制作，罐壁內設置縱、橫、豎三向預應力鋼筋混凝土梁架，罐頂蓋呈單向弧面形或平頂、或斜坡形，并支承在立柱上，保溫層設為外層，或內層，或內、外層均設保溫層，盛料層為內涂層或內貼層，或內涂層再加內貼層構成，內涂層為防漏、防凍裂、防腐涂料，內貼層為低溫鎳鋼、不銹鋼、陶瓷或耐低溫塑料板，這樣就將高難度的超大型LNG儲罐設計、制作問題轉化為大型常規的預應力鋼筋混凝土建筑設計與制作，這無論在設計、制作上我們都有成功、豐富的經驗，要注意的問題僅僅是超低溫材料的選擇和利用，設計能保證大型20-40萬M3的LNG儲罐內壓可達3mpa。
【權利要求】
1.一種矩形或長方形超大型LNG儲罐的設計與制造，其特征在于:LNG儲罐的罐體橫截面呈矩形或長方形，罐壁受力層由預應力鋼筋混凝土分塊或整體制作，罐壁內設置縱、橫、豎三向預應力鋼筋混凝土梁架，罐頂蓋呈單向弧面形或平頂、或斜坡形，并支承在立柱上，保溫層設為外層，或內層，或內、外層均設保溫層，盛料層為內涂層或內貼層，或內涂層再加內貼層構成，內涂層為防漏、防凍裂、防腐涂料，內貼層為低溫鎳鋼、不銹鋼、陶瓷或耐低溫塑料板，這樣就將高難度的超大型LNG儲罐設計、制作問題轉化為大型常規的預應力鋼筋混凝土建筑設計與制作，要注意的問題僅僅是超低溫材料的選擇和利用，設計能保證大型20-40萬M3的LNG儲罐內壓可達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 優先權日:2012年10月17日
【發明者】羅星健, 羅義銀 申請人:羅星健