[一]、LNG儲(chǔ)罐的外罐設(shè)計(jì)

天然氣儲(chǔ)罐外罐設(shè)計(jì)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)為API620。單容罐的外罐僅承裝保冷材料及蒸發(fā)氣體，而不需要裝載低溫液體，因此外罐的設(shè)計(jì)要求與普通的常溫儲(chǔ)罐類似。

一、外罐基礎(chǔ)

LNG儲(chǔ)罐下部的土壤溫度過(guò)低、土壤凍結(jié)、土壤中形成冰層(主要針對(duì)鉆土類土壤)以及冰層增厚都會(huì)引起巨大的膨脹力，這些膨脹力產(chǎn)生的抬升力會(huì)危害儲(chǔ)罐及其部件，如泵吸入口接管設(shè)置在罐底的儲(chǔ)罐。為防止此類危害的發(fā)生，儲(chǔ)罐基礎(chǔ)一般采用帶加熱系統(tǒng)的基礎(chǔ)或架空的混凝土承臺(tái)。由于20000m3低溫儲(chǔ)罐的總重較小，天然氣儲(chǔ)罐基礎(chǔ)采用架空的混凝土承臺(tái)，既便于生產(chǎn)操作及維護(hù)，又節(jié)省建設(shè)投資。

二、罐體的設(shè)計(jì)

外罐的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到包括建造、試驗(yàn)、置換預(yù)冷、正常操作及檢修等各個(gè)方面。主要的外加載荷有：

(1)內(nèi)壓和由操作引起的真空分壓；

(2)從空罐到充滿較大氣體壓力的儲(chǔ)罐本體與規(guī)定介質(zhì)的重量；

(3)局部和全部的支撐系統(tǒng)，另要預(yù)計(jì)來(lái)自基礎(chǔ)條件的影響；

(4)平臺(tái)和梯子的支架以及氣候條件變化(如過(guò)量的雪)等產(chǎn)生的附加載荷；

(5)風(fēng)載或規(guī)定的載荷；

(6)管道連接引起的載荷；

(7)所有保冷材料的重量。

[二]、LNG儲(chǔ)罐的保冷設(shè)計(jì)

液化天然氣儲(chǔ)罐保冷設(shè)計(jì)的目的是滿足工藝生產(chǎn)要求，保持和發(fā)揮生產(chǎn)能力，減少冷損，節(jié)約能源，防止儲(chǔ)罐外壁表面凝露，改變工作環(huán)境。低溫儲(chǔ)罐保冷結(jié)構(gòu)先要考慮儲(chǔ)存低溫液體的保冷隔熱性，針對(duì)不同的存儲(chǔ)條件，而相應(yīng)采用不同的結(jié)構(gòu)和保溫材料。

對(duì)于儲(chǔ)罐頂部的保冷設(shè)計(jì)，因保冷材料覆蓋在內(nèi)罐吊頂之上，無(wú)需承受設(shè)備和蒸發(fā)氣體的壓力(僅承受保溫材料自身的重量)，保冷材料應(yīng)具有導(dǎo)熱系數(shù)低、密度小的特點(diǎn)。低溫天然氣儲(chǔ)罐內(nèi)罐頂上部為玻璃棉，保冷厚度為500mm，分5層鋪設(shè)安裝，較上面一層玻璃棉外側(cè)帶鋁箔，以防止膨脹珍珠巖或其他雜質(zhì)通過(guò)縫隙進(jìn)入內(nèi)罐。

內(nèi)外壁夾層選擇膨脹珍珠巖為保冷材料，側(cè)壁保冷因采用膨脹珍珠巖。充注低溫液體的儲(chǔ)罐降溫后，內(nèi)罐收縮會(huì)使得儲(chǔ)罐側(cè)壁上部及邊緣區(qū)域填充的膨脹珍珠巖不足，而低溫儲(chǔ)罐在預(yù)冷后無(wú)法二次充填膨脹珍珠巖。為防止?jié)窨諝膺M(jìn)入，采用在儲(chǔ)罐內(nèi)罐的外壁增加一層彈性保溫玻璃纖維氈的方法，可避免珍珠巖的二次填充，并減小珍珠巖對(duì)內(nèi)罐壁的壓力。

液化天然氣儲(chǔ)罐底部保冷材料和保冷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不但要保證將儲(chǔ)罐的冷損降至較小，而且保冷材料抗壓強(qiáng)度還要能承受內(nèi)罐、低溫液體的總重量和氣相壓力。在20000m3低溫儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)和建造中，根據(jù)儲(chǔ)罐底部各個(gè)部位承受的壓力不同及較大限度降低冷損失率的原則，將底部隔熱保溫結(jié)構(gòu)分成承壓圈和環(huán)兩部分，并采用不同的保冷材料。承壓圈是承受內(nèi)罐重量的主要構(gòu)件，對(duì)其強(qiáng)度要求相對(duì)較高，因此采用混凝土與玻璃磚的復(fù)合結(jié)構(gòu)作為承壓圈保冷材料。對(duì)于底部部分，單獨(dú)使用玻璃磚即可滿足其強(qiáng)度及保冷的設(shè)計(jì)要求。