一种全容式LNG储罐衬里结构及其防变形施工方法与流程

本发明涉及全容式lng储罐技术领域，具体涉及一种全容式lng储罐衬里结构及其防变形施工方法。

背景技术：

随着“煤改气”等加快清洁能源应用的系列举措推出，lng作为高效清洁优质能源，在冬季发挥的作用已经逐渐由调峰变为我国供气主力，并且已经成为天然气供应的重要来源，在我国天然气供应体系中的重要性日益凸显。而且，进口海外天然气成为天然气供应的重要方式之一。我国进口lng资源主要依靠沿海的lng接收站。lng接收站将中国从海外购买的lng接卸至码头，气化后，将天然气外输至终端用户。

lng储罐作为储存lng的低温常压容器，是接收站的核心设备。目前，按照对气、液的包容性分为单容罐、双容罐、全容罐和薄膜罐，其中全容罐是我国现阶段lng接收站的主要罐型。这种储罐由预应力混凝土外罐、衬里、二次底板和热角保护系统、9％ni钢内罐和各类保冷材料组成，具有交叉专业多、交叉专业关系密切、建造质量要求高等特点。

衬里又叫做衬板、防潮板、隔汽层，是紧贴混凝土外罐内侧安装的金属板，作用是防止渗透bog和水蒸气，对保证储罐的安全至关重要。衬里由底板和壁板组成。现阶段底板和混凝土一次找平层采用分专业独立施工、整体焊接、整体浇筑的方法，即：首先把铺设完成的边缘板、中幅板和异形板全部焊接完毕，再浇筑混凝土一次找平层。其缺点是底板焊缝在焊接过程中，钢板因受热不均而产生焊接变形，在宏观上的表现是底板会出现凹凸变形。底板焊接凹凸变形的控制，一般是通过控制焊接顺序来实现的，通常采用的方法是：从底板中心向边缘焊接，先焊接短焊缝后焊接长焊缝，对于长焊缝采用分段退焊、跳焊的方式。虽然采用上述方法可以在一定程度上降低凹凸变形，但是由于底板面积很大、焊缝数量较多，并且是整体焊接，依然会出现较大的变形面积和变形量，容易造成“开缝”返工，浪费人工、材料，拖延工期，甚至造成窝工。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种减少了底板凹凸变形面积、凹凸变形量，避免了变形超标，提高了施工效率和工程质量的全容式lng储罐衬里结构，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一方面，本发明提供一种全容式lng储罐衬里结构，包括：

底板、壁板和转角板；

所述底板、所述壁板以及所述转角板连接后共同设于混凝土基底上，所述底板上表面设有找平层；

所述底板和所述壁板通过所述转角板连接，所述转角板的竖直侧连接所述壁板，所述转角板的水平侧连接所述底板；

所述底板包括环形边缘板，在所述环形边缘板的内圈沿施工门洞方向设置有多个横向幅板；相邻两个横向幅板的间距相等，且相邻的两个横向幅板间以及位于两端的横向幅板与所述环形边缘板间均连接有多个纵向幅板，相邻的纵向幅板间相互连接；最外侧的纵向幅板与所述环形边缘板间连接有多个异形板，相邻的两个异形板相互连接。

优选的，所述环形边缘板包括外圈边缘板和内圈边缘板；

所述外圈边缘板由多个外圈弧形板单体相互连接组成；

所述内圈边缘板由多个内圈弧形板单体相互连接形成；

所述横向幅板由多个横向幅板单体相互连接形成。

优选的，多个外圈弧形板单体两端依次对接围成所述外圈边缘板，多个内圈弧形板单体两端依次搭接围成所述内圈边缘板。

优选的，相邻的横向幅板单体依次搭接连接，相邻的纵向幅板之间搭接连接，横向幅板与纵向幅板之间为搭接连接。

优选的，所述转角板与环形边缘板连接后形成边缘板区；多个横向幅板单体连接后形成通长板区，多个纵向幅板连接后形成鱼鳞区；横向幅板与纵向幅板之间的搭接焊缝为通长缝；异形板与内圈边缘板之间的搭接焊缝为龟甲缝。

优选的，所述横向幅板、所述纵向幅板、所述异形板、所述环形边缘板以及所述转角板均由16mndr材料制成。

另一方面，本发明还提供一种如上所述的lng储罐衬里结构的防变形施工方法，该方法按照由次施工门洞向主施工门洞的方向进行施工，包括如下步骤：

步骤s110：按照以下顺序铺设底板：外圈边缘板、内圈边缘板、横向幅板、纵向幅板(8)、异形板(9)；

步骤s120：按照以下顺序焊接底板：边缘板区焊缝、鱼鳞区焊缝、通长板区焊缝、通长缝、龟甲缝；

步骤s130：边缘板区的焊缝焊接完成并验收合格后，对转角板与环形边缘板组合而成的区域划分为多个分区，对各分区分别浇筑找平层；

步骤s140：将鱼鳞区划分为多个小区，对每个小区内的纵向幅板采取先二合一、再四合一、后八合一的方式进行组装、焊接，焊接时对焊缝两侧设置临时配重，焊缝焊接完成并验收合格后，对该小区浇筑混凝土一找平层；

步骤s150：重复步骤s140，直至完成鱼鳞区所有小区的找平层浇筑；

步骤s160：将通长板区与相邻的龟甲缝区组成的联合区域划分为多个小区，对每个小区内的通长板区短缝、通长缝、龟甲缝进行焊接；焊缝全部焊接完成并验收合格后，对该小区浇筑找平层；

步骤s170：重复步骤s160，直至完成通长板区与龟甲缝区组成的联合区域的所有小区的找平层浇筑；

步骤s180：完成大门洞坡道区域的混凝土一次找平层浇筑。

优选的，所述的边缘板区、鱼鳞区、通长板区、龟甲缝区域内的混凝土一次找平层全部浇筑完成，并形成一个连续的整体之后，施工结束。

优选的，所述的通长缝、龟甲缝焊接时，借助相邻区域已浇筑完毕的混凝土找平层的重量，将底板下压、紧贴罐底，使其对周边待焊接焊缝一侧或两侧形成“配重”的效果。

优选的，所述的找平层水平度需满足：对接边缘板向内、向外200mm范围内在整个圆周长度范围内任意两点的高差不超过12mm，在10m范围内任意两点的高差不超过6mm。

本发明有益效果：结构施工难度小，还能够减少底板变形面积、变形量，提高了lng储罐安全性能，杜绝了因变形量超标而造成的返工，节约了人工和机具材料的投入，提高了工程质量，缩短了工期，提高了施工效率，降低了施工成本。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述的全容式lng储罐衬里结构俯视安装结构图。

图2为本发明实施例所述的全容式lng储罐衬里结构转角板与底板和壁板连接处的剖视结构图。

图3为本发明实施例所述的全容式lng储罐衬里结构的防变形分区施工示意图。

其中：1-混凝土基底；2-壁板；3-转角板；4-找平层；5-竖直侧；6-水平侧；7-横向幅板单体；8-纵向幅板；9-异形板；10-外圈弧形板单体；11-内圈弧形板单体；12-龟甲缝；13-通长缝。

具体实施方式

下面详细叙述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。

为便于理解本发明，下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步解释说明，且具体实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本领域技术人员应该理解，附图只是实施例的示意图，附图中的部件并不一定是实施本发明所必须的。

实施例1

本实施例1提供一种全容式lng储罐衬里底板及混凝土一次找平层统筹施工方法，解决衬里底板整体焊接完成后产生的超标的凹凸变形造成返工及降低储罐底板施工质量的问题。本实施例的方法，不仅能够减少底板变形面积、变形量，还可以降低施工难度，从而杜绝因变形量超标而造成的返工，节约了人工和机具材料的投入，大大提高了工程质量以及储罐安全性能；而且，由于安装、土建专业交叉施工，还缩短了储罐建造工期。

本实施例1中，全容式lng储罐衬里结构及混凝土一次找平层统筹结构技术方案如下：

全容式lng储罐衬里由底板、壁板2、转角板3组成，转角板3连接底板与壁板2。其中，底板、壁板2和转角板3连接后共同设于混凝土基底1上。所述转角板3的竖直侧5连接所述壁板2，所述转角板3的水平侧6连接所述底板的外圈边缘板。

所述的底板由边缘板(即环形边缘板，包括外圈边缘板和内圈边缘板)、中幅板(包括横向幅板以及纵向幅板)、异形板9组成，边缘板为环形钢板，中幅板为矩形钢板，异形板9为不规则形钢板。

如，异形板9可以为直角三角形，该直角三角形的斜边为与内圈边缘板单体相匹配的弧形；异形板9也可以包括长方形条，该长方形条的与内圈边缘板连接的边为与内圈边缘板的弧度对应的弧形。异形板9目的是填充横向幅板、纵向幅板以及内圈边缘板三者围成的空间。

所述的边缘板由2圈组成，外圈边缘板采用由多个外圈边缘板单体10对接连接，内圈边缘板采用由多个内圈边缘板单体11搭接连接，外、内两圈边缘板采用搭接连接。

所述的中幅板由横向和纵向两种排列方式组合连接而成，横向幅板由横向幅板单体7(矩形钢板)短边端搭接，纵向幅板与纵向幅板之间为矩形钢板长边端搭接，横向幅板与纵向幅板之间为搭接连接。

所述的异形板9采用搭接连接，异形板9与内圈边缘板采用搭接连接，异形板9与中幅板采用搭接连接。

所述的外圈边缘板焊接完成后，再组装、焊接转角板，并完成转角板与外圈边缘板之间的搭接焊缝。

所述的转角板与边缘板连接后形成的区域称为边缘板区。

所述的横向中幅板连接后形成的区域称为通长板区，纵向中幅板连接后形成的区域称为鱼鳞区。

所述的横向中幅板与纵向中幅板之间的搭接焊缝称为通长缝13。

所述的异形板与内圈边缘板之间的搭接焊缝称为龟甲缝12。

所述的找平层4由混凝土浇筑而成，紧贴衬里底板上表面。

全容式lng储罐衬里底板及混凝土一次找平层统筹施工方法，采用以下施工步骤：

第一步，按照以下顺序铺设衬里底板：外圈边缘板、内圈边缘板、横向中幅板、纵向中幅板、异形板。

第二步，按照以下顺序焊接衬里底板：边缘板区焊缝、鱼鳞区焊缝、通长板区焊缝、通长缝、龟甲缝。

第三步，转角板、边缘板区的焊缝焊接完成后，及时完成外观检查、真空箱检查和无损检测。之后，对转角板、边缘板区域划分为若干个分区，对各分区分别浇筑混凝土一次找平层。

第四步，将鱼鳞区划分为若干个小区，对每个小区内的中幅板采取先二合一、再四合一、后八合一的方式进行组装、焊接，焊接时对焊缝两侧设置临时配重。某个小区的焊缝焊接完成后，及时完成外观检查、真空箱检查和无损检测，合格后，对该小区浇筑混凝土一次找平层。

第五步，重复第四步，直至完成鱼鳞区所有小区的找平层浇筑。

第六步，将通长板区与相邻的龟甲缝区组成的联合区域划分为若干小区，对每个小区内的通长板区短缝、通长缝、龟甲缝进行焊接。某个小区的焊缝全部焊接完成后，及时完成外观检查、真空箱检查和无损检测；合格后，对该区浇筑混凝土一次找平层。

第七步，重复第六步，直至完成通长板区与龟甲缝区组成的联合区域的所有小区的找平层浇筑。

第八步，完成大门洞坡道区域的混凝土一次找平层浇筑。

所述的转角板和边缘板区、鱼鳞区、通长板区、龟甲缝区域内的混凝土一次找平层全部浇筑完成，并形成一个连续的整体之后，施工结束。

所述的转角板和边缘板区、鱼鳞区、通长板区、龟甲缝区，根据具体施工实际情况细分为若干小区，各小区按照拟定的施工顺序进行施工。

所述各小区施工时进行编号管理，各小区独立施工，施工完成后独立办理工序交接，各小区间安装专业与土建专业交叉作业，并依次流水开展相应的施工任务。

所述的施工顺序为，由次施工门洞向主施工门洞的方向进行。

所述的通长缝、龟甲缝焊接时，借助相邻区域已浇筑完毕的混凝土找平层的重量，将底板下压、紧贴罐底，使其对周边待焊接焊缝一侧或两侧的钢板形成“配重”的效果，以便在焊接时起到释放焊接应力、控制底板凹凸变形、减少大面积工程返工的作用。

所述的找平层随浇筑随抹平，找平层上表面要保证光滑、平整，找平层水平度应符合要求。

所述的找平层水平度需满足：对接边缘板向内、向外200mm范围内在整个圆周长度范围内任意两点的高差不超过12mm，在10m范围内任意两点的高差不应超过6mm。

本实施例1中，不仅有效减少了底板出现凹凸变形的面积以及凹凸变形量，很好地达到了底板平整度要求，还降低了施工难度，杜绝了因变形量超标而造成的返工，节约了人工和机具材料的投入，提高了工程质量以及储罐安全性能；而且，由于安装、土建专业交叉施工，还缩短了储罐建造工期。

实施例2

如图1至图3所示，本发明实施例2提供的全容式lng储罐衬里结构，衬里由底板、壁板2、转角板3组成，转角板3连接底板与壁板。如图2所示，底板、壁板2以及转角板3连接后共同设于混凝土基底1上。底板由边缘板(环形边缘板，包括内圈和外圈)、中幅板(包括横向幅板和纵向幅板)、异形板9组成，边缘板为环形钢板，中幅板为矩形钢板，异形板9为不规则形钢板。

上述边缘板由2圈组成，外圈边缘板共计22张外圈弧形板单体10组成，材质为16mndr，厚度为8mm，外径为40490mm，内径为38400mm，采用对接连接；内圈边缘板共计22张内圈弧形板单体11组成，材质为16mndr，厚度为5mm，外径为38480mm，内径为36355mm，采用搭接连接，搭接宽度均为30mm，搭接允许偏差为±5mm。外、内两圈边缘板采用搭接连接，连接后径向宽度为4135mm，安装后外侧半径为40490mm，内侧半径为36355mm。

上述中幅板由横向中幅板(横向幅板)和纵向幅板8组合连接而成，材质为16mndr，厚度均为5mm。横向幅板由横向幅板单体7矩形钢板短边端搭接，纵向幅板与纵向幅板之间为矩形钢板长边端搭接，横向幅板与纵向中幅板之间为搭接连接，搭接宽度均为30mm，搭接允许偏差为±5mm。

上述异形板9采用搭接连接，异形板9与内圈边缘板采用搭接连接，异形板9与中幅板采用搭接连接。异形板9材质为16mndr，厚度为5mm，搭接宽度均为30mm，搭接允许偏差为±5mm。

上述外圈边缘板焊接完成后，再组装、焊接转角板3，并完成转角板3与外圈边缘板之间的搭接焊缝。转角板3材质为16mndr，厚度为5mm，与外圈边缘板搭接宽度为90mm。

上述转角板3与外圈边缘板、内圈边缘板连接后形成的区域称为边缘板区。

上述横向幅板单体连接后形成的区域称为通长板区(即横向幅板区域)，纵向幅板连接后形成的区域称为鱼鳞区(即纵向幅板区域)。

上述横向幅板与纵向幅板之间的搭接焊缝称为通长缝13。

上述异形板与内圈边缘板之间的搭接焊缝称为龟甲缝12。

找平层4由混凝土浇筑而成，厚度为90mm，紧贴衬里底板上表面。

本实施例2中的全容式lng储罐衬里结构采用以下施工步骤：

第一步，按照以下顺序铺设衬里底板：外圈边缘板、内圈边缘板、横向中幅板、纵向中幅板、异形板。

第二步，按照以下顺序焊接衬里底板：边缘板区焊缝、鱼鳞区焊缝、通长板区焊缝、通长缝、龟甲缝。

第三步，转角板、边缘板区的焊缝焊接完成后，及时完成外观检查、真空箱检查和无损检测。之后，对转角板与边缘板组合而成的区域划分为个分区，编号分别为a、b、c、d、r。按照上述字母排序，先完成a、b、c、d各分区混凝土一次找平层的浇筑，r区暂时不浇筑。

第四步，将鱼鳞区划分为5个小区，由于鱼鳞区比较分散，为便于施工，对所有鱼鳞区进行编号管理，编号为①、②、③、④、⑤。各个鱼鳞区的焊接遵循以下顺序：①→②→③→④→⑤。首先对①区的竖向中幅板采取先二合一、再四合一、后八合一的方式进行组装、焊接，焊接时对焊缝两侧设置临时配重。①区的焊缝焊接完成后，及时完成外观检查、真空箱检查和无损检测，合格后，对该小区浇筑混凝土一次找平层。

第五步，重复第四步，直至完成②、③、④、⑤区的找平层浇筑。

第六步，将通长板区与相邻的龟甲缝区组成的联合区域划分为5个小区，分别编号为i、ii、iii、iv、v。按照上述编号顺序，首先完成i区内的通长板区短缝、通长缝、龟甲缝的焊接。焊接完成后，及时完成外观检查、真空箱检查和无损检测；合格后，对该区浇筑混凝土一次找平层。

第七步，重复第六步，直至完成ii、iii、iv、v区的找平层浇筑。

第八步，完成大门洞坡道区域r的混凝土一次找平层浇筑。

上述各小区按照由罐中心向罐周、由次施工门洞向主施工门洞的方向进行。各小区独立施工，施工完成后独立办理工序交接，各小区间安装专业与土建专业交叉作业，并依次流水开展相应的施工任务。

上述通长缝、龟甲缝焊接时，借助相邻区域已浇筑完毕的混凝土找平层的重量，将底板下压、紧贴罐底，使其对周边待焊接焊缝一侧或两侧的钢板形成“配重”的效果，以便在焊接时起到释放焊接应力、控制底板凹凸变形、减少大面积工程返工的作用。

第八步结束后，衬里底板及转角板区域的混凝土一次找平层全部浇筑完成，且形成了一个连续的整体，此时施工结束。

综上所述，本发明实施例所述的全容式lng储罐衬里结构及其防变形施工方法，不仅施工难度小，还能够减少底板变形面积、变形量，提高了lng储罐安全性能，按照由罐中心向罐周、由次施工门洞向主施工门洞的施工顺序，对衬里底板划分区域，为每个区域确定施工流水号，按照流水号顺序依次施工，每个区域内，先进行底板焊接和检测，再进行混凝土一次找平层浇筑，杜绝了因变形量超标而造成的返工，节约了人工和机具材料的投入，提高了工程质量，通过安装、土建专业的交叉施工，大大缩短了储罐建造工期，提高了施工效率。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域技术人员在不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形，都应涵盖在本发明的保护范围之内。