矩形或长方形超大型lng储罐的设计与制造方法
【专利摘要】一种矩形或长方形超大型LNG储罐的设计与制造，其特征是：LNG储罐的罐体横截面呈矩形或长方形，罐壁受力层由预应力钢筋混凝土分块或整体制作，罐壁内设置纵、横、竖三向预应力钢筋混凝土梁架，罐顶盖呈单向弧面形或平顶、或斜坡形，并支承在立柱上，保温层设为外层，或内层，或内、外层均设保温层，盛料层为内涂层或内贴层，或内涂层再加内贴层构成，内涂层为防漏、防冻裂、防腐涂料，内贴层为低温镍钢、不锈钢、陶瓷或耐低温塑料板，这样就将高难度的超大型LNG储罐设计、制作问题转化为大型常规的预应力钢筋混凝土建筑设计与制作，这无论在设计、制作上我们都有成功、丰富的经验，要注意的问题仅仅是超低温材料的选择和利用，设计能保证大型20-40万M3的LNG储罐内压可达3mpa。这种设计和制作费用比现有的LNG储罐要低数倍，受力、稳定性、抗灾、承受内压比现有设计要高出数倍。
【专利说明】矩形或长方形超大型LNG储罐的设计与制造
所属【技术领域】
[0001]本发明专利涉及一种矩形或长方形超大型LNG储罐的设计与制造，属于石油化工的低温液化天然气LNG储罐领域，广泛适用于化工低温液体的储存。
【背景技术】
[0002]目前，公知石油化工的大型液化天然气储罐(LN G)，无论单容式、双容式、全容式，通常都是呈圆筒形，顶盖呈球面形，内壁衬保温层，最内层为金属容器，最外层是预应力钢筋混凝土罐体。这种结构的优点是:常温制作，在_165°C工作时能保证钢筋受拉，混凝土同时均匀受压，使混凝土不会发生收缩裂缝，防止混凝土冻裂。缺点是:超大型的预应力钢筋混凝土圆筒形罐体的制作十分困难，即便是采用三?四块弧形段组焊制作，也是很困难的；其次球面形顶盖由于跨度大，制作和受力都十分困难。内筒由于缺少支承，当盛满低温液化天然气时，安全和稳定性都很严重。所以这种超大型储罐，当容积在10万m3以上时，造价非常高昂。目前国内的设计、制作技术尚处于初期试作阶段。同时，上述储罐都为无压力储罐，无法承受任何内部压力，这样就要求制冷系统严格监测控制，因此制冷系统能耗很高。随着市场需求的加大，LNG储罐越来越大，且内部要求要有一定的压力，故上述设计和制作就很难达到要求。
[0003]因此问题的关键就在于如何使设计、制作容易，安全，稳定，造价低。本发明专利的目的就是改变这种结构形态，改圆筒形罐子体为矩形或长方形，筒内可以用网格式梁柱加强，改顶盖的球面形为单向弧面形或平板或斜坡面，并支承在柱子上。其余的设计与制作也作改变。这实际就是一个预应力钢筋混凝土的大型梁架结构带外矩形或长方形剪力筒体的建筑，且能承受一定的内部压力。这样设计与制作成本可以降低40?60%。整体的安全性可以成数倍提高。同时，保温层可改变为外层或外层加内层保温，内层容器也可以改变为涂层、刚性或柔性贴层。
【发明内容】
[0004]为了克服现有超大型LNG圆筒形的预应力钢筋混凝土设计、制作的困难，增强安全和稳定性，本发明专利将横截面为圆筒形预应力钢筋混凝土罐体改为矩形或长方形横截面的预应力钢筋混凝土罐体，罐体内增设纵、横、竖三向预应力钢筋混凝土梁架，改顶盖的球面形为单向弧面形或平顶或斜坡形，并支承在立柱上，改内层保温为外层保温或内、外层保温，改内圆筒容器为内涂层或内贴层，内涂层为防漏、防冻裂、防腐涂料，内贴层为低温镍钢、不锈钢、陶瓷或耐低温塑料板，或设计为内涂层再加内贴层。这样就将高难度的LNG储罐设计制作问题转化为大型常规的建筑设计制作，这无论在设计、制作上我们都有成功丰富的经验。要注意的问题仅仅是超低温材料的选择和利用。因为矩形或长方形预应力钢筋混凝土筒体比圆形和球形预应力钢筋混凝土筒体在设计、制作上要容易数倍，矩形或长方形预应力钢筋混凝土筒体再加上预应力钢筋混凝土的梁架结构作内部加强，在强度和稳定性方面要提高数倍，且能承受一定的内部压力，并且降低了冷却系统的温控要求和能耗。[0005]本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是:将现有横截面呈圆筒形的预应力钢筋混凝土 LNG罐体改为矩形或长方形横截面的预应力钢筋混凝土 LNG罐体，并增设内部预应力钢筋混凝土梁架，改顶盖的球面形为单向弧面形或平顶或斜坡形，并支承在立柱上，改内层保温为外层保温或内、外层保温，改内圆筒容器为内涂层或内贴层，内涂层为防漏、防冻裂、防腐涂料，内贴层为低温镍钢、不锈钢、陶瓷或耐低温塑料板，或设计为内涂层再加内贴层，这样就将高难度的超大型LNG储罐设计、制作问题转化为大型常规的预应力钢筋混凝土建筑设计与制作，这无论在设计、制作上我们都有成功、丰富的经验，要注意的问题仅仅是超低温材料的选择和利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。
[0007]图1是本发明专利的外层为保温层、内层为预应力钢筋混凝土的矩形或长方形LNG储罐结构原理的纵截面剖视图。
[0008]图1a是图1的横截面剖视图，主要表征罐体横截面为矩形。由于视图简单，长方形和其他示例的横截面图形状就不再重复表达。
[0009]图2是本发明专利的内层为保温层、外层为预应力钢筋混凝土的矩形或长方形LNG储罐结构原理的纵截面剖视图。
[0010]图3是本发明专利的外层、内层均为保温层，中间层为预应力钢筋混凝土的矩形或长方形LNG储罐结构原理的纵截面剖视图。
[0011]图中:1.盛料层，2.预应力钢筋混凝土层，3.保温层，4.预应力钢筋混凝土梁架，
5.底部承力防漏层，6.控温层。
【具体实施方式】
[0012]在图1中，盛料层(I)包括底表面一层，为内涂层或内贴层，内涂层为防漏、防冻裂、防腐涂料，内贴层为低温镍钢、不锈钢、陶瓷或耐低温塑料板，也可以为内涂层再加内贴层组成。这种受力层为内层的预应力钢筋混凝土的矩形或长方形LNG罐，采用小块陶瓷作盛料层(I)为最好。受力层的预应力钢筋混凝土层(2)可以包括底面和竖直四壁均为直板，整体制作加工都非常容易。预应力钢筋混凝土梁架(4)可以与预应力钢筋混凝土层(2) —同制作。预应力钢筋混凝土梁架(4)包括纵、横、竖三个方向的梁架。底部承力防漏层(5)和控温层(6)可以单独作在底部的预应力钢筋混凝土层上，图中没有特别表出。最外层为保温层(3)，这种设计的外保温层的制作会十分容易，罐顶为单向弧面形，也可以是平顶或斜坡形顶面(因结构简单，不再单独示图)。总之，图1所示的结构无论在设计、制作上都较现有的圆筒形LNG储罐容易许多，也简单得多，且安全稳定性要高数倍。这些任何一个设计师都会一看就明白。
[0013]在图2中，保温层(3)在内层，这样最内部的盛料层⑴的制作较图1要困难些，因此立柱就没有到底(当然这些立柱也可到底)，以便于底部及四周好制作盛料层(I)。相应图2方案的设计、制作较图1的方案要难些。
[0014]图3所示的实施例是在图2的基础上增加一个外保温层(3)，这样从保温、防漏的角度看，图3方案较图2的方案更好一些。同样立柱也没有到底(当然这些立柱也可到底)。[0015]盛料层(I)可采用重油浙青类抗冻性较高的带织物纤维的油性涂料构成内涂层，或用抗液化然气的耐低温塑料薄膜以及其他柔性或刚性材料。
[0016]相比之下，图1的实施方案最省，也最好，图3的方案最保险,最安全。
[0017]所有三个方案由于都采用了矩形或长方形罐体和梁架结构作内部承力，从整体到局部的设计、制作都变得方便、容易，从受力到稳定性，抗地震、抗击外部灾害的能力都明显提高。同时内部可以承受较高的压力，按本专利的设计初步计算，20-40万M3的LNG储罐内压可达3mpa。这样，在使用中，由于液化天然气的蒸发使用，内压和温度的控制就可以大大放宽，罐体内保持超低温的能耗就可以大大降低。这当然是一项显著节能的设计与制作。
[0018]总之，本专利的一种矩形或长方形超大型LNG储罐的设计与制造，其特征是:LNG储罐的罐体横截面呈矩形或长方形，罐壁受力层由预应力钢筋混凝土分块或整体制作，罐壁内设置纵、横、竖三向预应力钢筋混凝土梁架，罐顶盖呈单向弧面形或平顶、或斜坡形，并支承在立柱上，保温层设为外层，或内层，或内、外层均设保温层，盛料层为内涂层或内贴层，或内涂层再加内贴层构成，内涂层为防漏、防冻裂、防腐涂料，内贴层为低温镍钢、不锈钢、陶瓷或耐低温塑料板，这样就将高难度的超大型LNG储罐设计、制作问题转化为大型常规的预应力钢筋混凝土建筑设计与制作，这无论在设计、制作上我们都有成功、丰富的经验，要注意的问题仅仅是超低温材料的选择和利用，设计能保证大型20-40万M3的LNG储罐内压可达3mpa。
【权利要求】
1.一种矩形或长方形超大型LNG储罐的设计与制造，其特征在于:LNG储罐的罐体横截面呈矩形或长方形，罐壁受力层由预应力钢筋混凝土分块或整体制作，罐壁内设置纵、横、竖三向预应力钢筋混凝土梁架，罐顶盖呈单向弧面形或平顶、或斜坡形，并支承在立柱上，保温层设为外层，或内层，或内、外层均设保温层，盛料层为内涂层或内贴层，或内涂层再加内贴层构成，内涂层为防漏、防冻裂、防腐涂料，内贴层为低温镍钢、不锈钢、陶瓷或耐低温塑料板，这样就将高难度的超大型LNG储罐设计、制作问题转化为大型常规的预应力钢筋混凝土建筑设计与制作，要注意的问题仅仅是超低温材料的选择和利用，设计能保证大型20-40万M3的LNG储罐内压可达3mpa。
【文档编号】E04H7/20GK103741980SQ201210392911
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年10月17日 优先权日:2012年10月17日
【发明者】罗星健, 罗义银 申请人:罗星健