一种LNG储罐内外容器套合方法与流程

本发明属于液化天然气lng应用领域，特别涉及一种液化天然气低温储罐内容器套合进外容器的方法。

背景技术：

天然气作为一种清洁能源，不仅燃烧后无污染，而且成本低廉，越来越受到社会的重视，其应用领域逐渐扩大。液化天然气lng多采用双筒型低温储罐进行储运。

lng双筒型低温储罐为外容器套合内容器，内外容器之间为真空绝热夹层结构。在生产过程中，一般情况下，均是将内容器套合进外容器，然后焊封外容器两端的封头。采用如附图1所示的套合方法，将内容器的一端与套合小车固定，在外容器内焊接轨道，套合小车放置在轨道上，由天车或主动小车推动内容器逐渐平移进外容器，实现套合。内容器的八个支撑分别位于靠近两个封头的截面a和截面b上，每个截面圆周上均匀布置4个支撑结构，为了便于内罐体的热胀冷缩，其中一个截面的支撑结构为固定式，如图2所示，另一个截面的支撑结构为滑动式，如图3所示。套合前，先在外容器上相应支撑位置开孔，在内容器与之相对的支撑位置焊接好内容器垫板，对于固定支撑则需要焊接内支撑环，然后套合。套合完成定位后，将玻璃钢支撑从外容器开孔处塞入，扣上外支撑盖，套上外容器加强板，将外支撑盖、外容器加强板与外容器焊封，套合完成。为了增加内容器和外容器之间的绝热性，内容器和外容器之间包裹或填充绝热材料，抽真空形成真空夹层。

在上述的套合生产过程中，外容器的两个封头和八个外支撑的焊接均是单面焊，不满足船级社关于船用lng储罐外容器在无人孔的情况下，仅允许最后一道筒体与封头的环向接头采用带衬环的焊接接头，其余焊缝均要求全熔透焊接的要求。为此，需先双面焊接一个外容器封头，且尽可能减少支撑开孔的数量，这样给套合和支撑设置带来了难题。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：在满足船级社《天然气燃料动力船船舶规范》关于船用lng气罐焊缝要求双面焊全熔透的情况下，提供一种新的套合方法。

本发明采取的技术方案是：

一种lng储罐内外容器套合方法，在外容器一个封头焊接完成、减少一半支撑点开孔的情况下，将内容器整体套合在外容器中，同时安装好固定内容器的固定支撑和滑动支撑，该方法包括以下步骤：

1）外容器准备：外容器封头端a-a支撑截面上均匀布置的支撑结构为滑动支撑，套合入口端b-b支撑截面上均匀布置的支撑结构为固定支撑；在所述a-a、b-b支撑截面的上部支撑点开孔，下部支撑点焊接外容器垫板；在所述a-a支撑截面的下部外容器垫板上焊接外支撑环，所述外支撑环中插入玻璃钢支撑；

2）内容器准备：在内容器的a-a、b-b支撑截面上与外容器支撑点相对应的位置焊接内容器垫板；在所述内容器b-b支撑截面的内容器垫板上焊接内支撑环；在内容器后套合封头的中心部位焊接套合垫板；

3）套合准备：在步骤2所述的套合垫板上固定连接一根钢管，所述钢管的另一端固定连接与内容器同等重量的配重容器；

4）套合：吊起步骤3所述的钢管，使得内容器和配重容器的中心线保持水平，该中心线高于外容器的水平轴线，水平移动内容器套合；当内容器b-b支撑截面的内支撑环到达外容器的套合入口端面时，在玻璃钢支撑内塞入绝热材料，外面套上外支撑环，顶进下部内支撑环中；托住所述外支撑环和玻璃钢支撑与内容器一起套合；当内外容器支撑截面重合时，内容器下落，压实a-a支撑截面已经安装好的玻璃钢支撑和b-b支撑截面送入的玻璃钢支撑，此时内容器和外容器的水平中心线一致；焊接b-b支撑截面下部的外支撑环于外容器垫板上，固定内容器；上部的支撑结构通过开孔塞入已经填满绝热材料的玻璃钢支撑，套上外支撑盖，将外支撑盖、外容器加强板与外容器焊接，套合完成。

本发明取得的技术进步是：

采用上述套合方法，一个封头双面焊，一半支撑不用开孔，保证了外容器的焊缝满足船级社《天然气燃料动力船舶规范》焊缝全熔透的要求。同时减少了外容器的泄漏点，降低了内外容器之间夹层的真空泄漏率，保证了lng储罐的低温性能和真空寿命。

附图说明

图1为内容器常规套合示意图；

图2为b-b支撑截面上部固定支撑结构示意图；

图3为a-a支撑截面上部滑动支撑结构示意图；

图4为b-b支撑截面下部固定支撑结构示意图；

图5为a-a支撑截面下部滑动支撑结构示意图；

图6为套合前外容器结构示意图；

图7为套合前内容器结构示意图；

图8为套合前内容器准备示意图；

图9为套合过程示意图；

其中：1内容器、2外容器、3导轨、4套合小车、5外容器加强板、6外支撑盖、7玻璃钢支撑、8真空夹层、9内支撑环、10内容器垫板、11绝热材料、12封头、13外筒体、14外容器垫板、15外支撑环、16内容器管路、17套合垫板、18钢管、19配重容器。

具体实施方式

本实施例外容器一端封头焊接完成，a-a支撑截面和b-b支撑截面上部四个支撑结构在外容器上开孔，下部四个支撑结构在外容器不开孔，其套合方法如下，具体见附图2-9。

1、外容器准备：如附图6所示，封头12与外筒体13采用双面焊焊接在一起，八个支撑结构的两个支撑截面为靠近封头12的a-a支撑截面和靠近外容器套合入口的b-b支撑截面，其中a-a支撑截面的支撑结构为滑动支撑，图3为a-a支撑截面上部滑动支撑结构示意图，外容器上部两个支撑点开孔；图5为a-a支撑截面下部滑动支撑结构示意图，外容器下部两个支撑点不开孔，焊接外容器垫板14和外支撑环15，在外支撑环15中插入玻璃钢支撑7，在玻璃钢支撑7中塞入玻璃纤维棉绝热材料11。b-b支撑截面的支撑结构为固定支撑。图2为b-b支撑截面上部固定支撑结构示意图，外容器上部两个支撑点开孔，图4为b-b支撑截面下部固定支撑结构示意图；下部两个支撑点焊接外容器垫板14。

2、内容器准备：如附图7所示，内容器焊接完成后，在与外容器配合的a-a支撑截面上的四个支撑点焊接内容器垫板10，在与外容器配合的b-b支撑截面上的四个支撑点焊接内容器垫板10和内支撑环9。将内容器管路15全部弯向后套合的封头端，在内容器的后套合的封头中心部位焊接套合垫板17。

3、套合准备：如附图8所示，在内容器1的套合垫板17上焊接固定连接或螺栓固定连接一根钢管18，钢管18的另一端同样固定连接与内容器1同等重量的配重容器19。

4、套合：如附图9所示，用天车吊起钢管18，内容器1和配重容器19的中心线保持水平，向外容器2靠近，调整内容器1的水平轴线，使之略高于外容器2的水平轴线，然后移动天车套合。当内容器的b-b支撑截面的内支撑环9接近外容器的入口端面时，在玻璃钢支撑7内塞入玻璃纤维棉绝热材料11，外面套上外支撑环15，顶进下部两个内支撑环9中。天车移动继续套合，托好外支撑环15和玻璃钢支撑7与内容器一起套合。当内容器送进深度达到图纸要求时，即到达支撑位置时，内外容器的a-a和b-b支撑截面重合，内容器1缓慢下落，压实a-a支撑截面两个已经安装好的玻璃钢支撑7和b-b支撑截面送入内容器1的两个玻璃钢支撑7，此时内容器和外容器的水平中心线一致。焊接b-b支撑截面下部送入的两个外支撑环15于外容器垫板14上，固定内容器，然后组装上部的四个支撑结构。由于b-b支撑截面距离外筒体13入口较近，可以实现人工焊接操作。上部的四个支撑结构通过开孔塞入已经填满玻璃纤维棉绝热材料11的玻璃钢支撑7，然后扣上外支撑盖6，套上外容器加强板5，将外支撑盖6、外容器加强板5焊接于外容器上，套合完成。

套合完成后，外容器封头的焊接坡口处组焊衬环，对接到外筒体上，氩弧焊打底封焊自动焊盖面，完成外容器的焊封。

采用上述套合方法，一个封头双面焊，一半支撑不用开孔，保证了外容器的焊缝全熔透率，满足了船级社规范要求。同时降低了内外容器之间夹层的真空泄漏率，保证了lng储罐的使用性能和寿命。