LNG储罐结构形式分析
LNG储存技术大全
自立式耐用低温钢（9%镍钢），外壁材 料为碳钢，内外壁之间填充保温材料。 在金属罐外加有混凝土围堰，用于防止 在主容器发生事故时LNG外溢扩散，围 堰的高度取决于罐容的大小和围堰距罐 壁的距离等。该型式储罐造价最低，但 安全性稍差，占地较大。
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第二节 LNG储罐（槽）
LNG
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第二节 LNG储罐（槽）
球形LNG储罐
球罐的使用范围为200～1500m3，工 作压力0.2～1.0MPa。
容积超过1500m3，外罐的壁厚太厚， 制造的最大困难是外罐。
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第二节 LNG储罐（槽）
球形储罐的优缺点
优点
缺点
在相同容积条件下，球体具有最小的表面积，设 加工成形需要专用加工工具，加工精度难以保
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第二节 LNG储罐（槽）
（2）双容罐
双容罐就好比是单容罐主要缺点的一种补救，一旦内罐发生泄漏，将是完全损失。正 因如此，需要设计二次容器储存液体。 优点： ①一旦内罐发生泄漏，安全程度增加了； ②对外界危害安全程度增加了，尤其是混凝土或土壤覆盖罐壁的情况； ③终端的设计更为紧凑。 缺点： ①费用比单容罐稍高； ②交货时间较单容罐更长； ③与单容罐同样的低操作压力限制； ④除了罐壁被混凝土或土壤覆盖外，拱顶仍是金属的，因此易受外部危险的伤害。 ⑤和单罐一样需要对外部进行抗腐蚀保护，不过由于有次级罐，它的实现要比单罐复杂。
2）拱顶上的喷嘴
规范允许经过壳体安装旁喷嘴甚至底部喷嘴，过去许多储罐上都安装有。然而，特别 是大型储罐上，喷嘴被认为是虚弱点，有可能是失效的根源。浸没于罐内的泵已得到发展， 现在已完全可靠，允许跨越拱顶的所有连接点。
LNG(液化天然气)接收站储罐选型方案分析
Ｌ ＮＧ （ 液 化 天 然 气 ）接 收 站 储 罐 选 型 方 案 分 析
王 玲 （ 中国 石油天然气管道工程有限 公司， 广东 珠海５ １ ９ ０ １ ５ ）
衍 东 杰 （ 中国 石油天然气管道局国际 事业部， 河北 廊坊 ｏ ６ ５ ０ ０ ０ ） 陶 志 刚 （ 中石油北京天然气管道有限 公司， 北京１ ０ ０ １ ０ １ ）
石油天然气 学报 （ 江 汉 石 油 学 院 学 报 ）２ ０ １ ３ 年８ 月第３ ５ 卷 第８ 期
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｏ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ Ｇ ａ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｊ ． Ｊ Ｐ Ｉ ）Ａ ｕ ｇ ． ２ ０ １ ３ Ｖ ｏ １ ． ３ ５ Ｎ ｏ ． ８
天然 气在 当今 世 界能 源供 应领 域 中 占有 重要 的地位 。天 然气 的液 态储 运 ，促进 了全 球天然 气 贸易 的
发 展 ，４ Ｏ年 间全 球 Ｌ ＮＧ （ 液 化天 然 气） 的 年 均 增长 率 为 ２ ０ ． ３ ４ ＿ １ ］ ，我 国对 天 然气 的需 求估 计 也 保持
大型立式低温LNG储罐的结构设计和强度研究
大型立式低温LNG储罐的结构设计和强度研究发布时间：2021-01-28T13:53:37.627Z 来源：《科学与技术》2020年第28期作者：王高峰[导读] 文章主要是分析了LNG低温储罐的发展来由，王高峰天圜工程有限公司，湖北武汉 433074摘要：文章主要是分析了LNG低温储罐的发展来由，在此基础上讲解了大型立式低温LNG储罐结构的设计要求最后探讨了大型立式低温LNG储罐结构设计和强度分析，望能为有关人员提供到一定的帮助和参考。
关键字：LNG；立式低温LNG储罐；结构设计 1前言大型立式低温夜华天然气LNG储罐是能够运输和储存LNG的重要设备，其的占地面积较小且投入成本低，已被广泛应用。
低温LNG储罐的结构设计、强度等都会直接影响到储罐的整体性能，为此应当重视到其的结构和强度分析，有关人员在设计的过程中应当考虑的更为全面。
2 LNG低温储罐发展来由当前国内环境污染的问题日益突出、天然气价格改革加快实施和“十三五”规划的临近，大力推进天然气发展。
天然气作为一种低污染、高效、清洁的能源，越来越受到人们的重视。
它可以拯救生命。
未来，天然气的发展将迎来一个历史性转折点，特别是在工业、人口等通常不需要生产的地区。
因此，要解决这种不平衡，不仅要解决运输问题，还要解决经济和仓储问题，当天然气冷却到-162度时会在正常压力下由气体变为液体，称为液化天然气液化气天然气是天然气的600倍。
它具有高效、经济的特点，广泛应用于大型低温设备中仓库。
3大型立式低温LNG储罐结构设计要求 3.1足够大的温度范围液化天然气（LNG）是一种超低温液态天然气，在储存和存储过程中必须保持低温。
输送的天然气的沸点是-160°C，最高室温约为60°C，温度范围储罐的容积应为-170-60°C。
在低温下，压缩LNG体积仅为原始体积的1/625，并且蒸发压力较高，因此，大型立式低温LNG储罐必须能够承受更大的压力，通常都会在1.5至30KPa的范围内。
大型LNG储罐设计及建造技术
设计技术
1、罐体结构设计
大型LNG储罐通常采用多层壁结构，由内向外依次为耐腐蚀层、绝热层、抗拉 层和外防护层。其中，耐腐蚀层用于保护储罐内壁不受腐蚀，绝热层用于减少 LNG的蒸发损失，抗拉层用于增强储罐的抗拉伸性能，外防护层则用于防止外 界因素对储罐的影响。
2、强度设计
大型LNG储罐的强度设计是确保其安全性能的关键因素。在设计过程中，需对 储罐进行全面的应力分析，包括储罐在充装、排放、根部受力和热胀冷缩等情 况下的应力变化。根据分析结果，对储罐的结构进行优化，以使其在各种工况 下都能满足强度要求。
4、抗压性能强：能够承受储罐内的高压，保证储罐的稳定性。
5、使用寿命长：要求绝热材料具有较长的使用寿命，能够保证储罐的长期使 用。
二、大型LNG储罐绝热材料的应 用范围
大型LNG储罐绝热材料主要应用于以下场景：
1、城市燃气储备：城市燃气储备基地需要大量的LNG储罐来存储燃气，为了保 证燃气的恒温和安全存储，需要使用高性能的绝热材料。
建造技术
பைடு நூலகம்
1、施工组织
大型LNG储罐的建造过程需要严谨的施工组织。在施工前，应制定详细的施工 方案，明确各阶段的任务和目标，确保施工顺利进行。同时，建立完善的质量 管理体系，确保每个环节的质量都符合要求。
2、施工工艺
大型LNG储罐的建造涉及到多种工艺，包括钢板焊接、耐腐蚀涂料涂装、绝热 材料填充等。在施工过程中，要严格遵守工艺规程，确保每个环节的施工质量 都达到要求。
四、大型LNG储罐绝热材料的探 讨与建议
针对上述实际应用案例中出现的问题，提出以下几点建议：
1、加强技术研发：继续研究和开发新型的绝热材料，提高其保温性能、耐低 温性能和环保性能，降低生产成本，提高使用寿命。
LNG低温储罐介绍
1、LNG低温储罐结构LNG低温储罐一般分为立式储罐和卧式储罐，其原理结构基本一致，现我以卧式储罐为例给大家讲解下其结构以及使用常识。
低温储罐为双层结构，内胆储存低温液体，承受介质的压力和低温，内胆的材料采用耐低温奥氏体不锈钢板材（0Cr18Ni9）；外壳为内胆的保护层，与内胆之间保持一定间距，形成绝热空间，承受内胆和介质的重力负载以及绝热层的真空负压。
外壳不接触低温，采用容器钢制作。
绝热层大多填充珠光砂，抽高真空。
低温储罐蒸发量一般不高于百分之零点二。
内容器在气相管路上设计有安全阀在超压时起到保护储罐的作用。
在超压情况下，安全阀打开，其作用是放散由绝热层和支撑正常的漏热损失导致的压力上升或真空遭破坏后以及在失火条件下的加速漏热导致的压力上升。
外壳在超压条件下的保护是通过爆破装置来实现的。
如果内胆发生泄漏（导致夹套压力超高），爆破装置将打开泄压。
万一爆破装置发生泄漏将导致真空破坏，这时可以发现储罐外壳出现“发汗”和结霜现象。
当然，在与罐体连接的管道末端出现的结霜或凝水现象是正常的。
另外储罐所有的管阀件都设置在储罐的一端。
LNG低温储罐管路一般有：上进液管路（上进液管路在储罐内部并不是一根单一的管口而是像淋浴一样的花洒分布，这样设计有助于卸车时及时将储罐内部产生的B O G 液化使储罐压力降低以及保证储罐内部均匀预冷）、下进液管路、出液管路、气相管路（气相管路又分为B O G管路和E A G放空管路）、溢流口管路、上液位管（连接储罐液位计H端以及储罐压力表入口端）、下液位管（连接储罐液位计L端）。
2、储罐增压原理1、储罐增压：低温储罐的出液以储罐的静压差以及气相压力为动力。
在储罐液位下降速度较快的时候，储罐内部气相空间增压，导致储罐内部压力下降。
因此此时需向储罐内部补充气体，以维持储罐内部压力不变，才能满足其工艺需求。
储罐增压所需设备有：储罐增压器（空温式汽化器）、管路、阀门（阀门可安装紧急切断阀通过PLC程序控制自动开关也可安装降压调节阀待储罐压力低于设定值时自动打开，高于设定值时自动关闭）。
LNG储罐材料及CNG储罐材料简述
天然气储罐材料简述
一、LNG储罐
由于大型LNG储罐工作温度主要在-160℃左右，所以其选有材料很特殊，其主体结构为內罐、外罐、吊顶，內罐是存储液化气的部位，按照国内外设计工艺，其材料选用超低温容器低合金板06Ni9DR，焊接采用德国进口焊条ENiCrMo-6，外壁选用低温容器板16MnDR，吊顶多采用铝合金5052-O材料，内部接管采用304不锈钢，法兰由由对应的不锈钢材料制成，外部管道多采用石油天然气管线管X52制作，经过对现行市场了解，其价格区间基本在下表显示范围：
序号材料名称使用部位材质单位单价（元）备注
1 钢板内罐06Ni9DR T 34000~35000 舞钢
2 钢板外罐16MnDR T 4200~4500
3 铝合金吊顶5052-O T 40000
4 玻璃纤维保温层m³2000
5 管线管管道X52 T 5600~6200
6 钢管管道304 T 23000~38000
7 法兰管接口304 T 40000~45000
9 焊条ENiCrMo-6 Kg 220-320
二、CNG高压储罐
CNG高压储罐工作压力可达25MPa，设计压力在27MPa，主体结构材料为耐高温高压锅炉板19Mn6，管件连接法兰采用16Mn锻件，材料价格表如下：
序号材料名称使用部位材质单位单价（元）备注
1 钢板罐壁19Mn6 T 4700~5000 舞钢
2 法兰管接口16MnⅡT 20000~22000。
lng储罐结构及原理
lng储罐结构及原理
LNG（液化天然气）储罐是其中一种常见的储存液化天然气
的结构。
LNG储罐主要由外壳、保温层、内壁、支撑系统、
压力释放系统等组成。
1. 外壳：LNG储罐外部通常由钢材制成，它起到保护内部液
化天然气免受外部环境因素的影响，如温度变化和物理冲击等。
2. 保温层：为了保持LNG的低温状态，储罐表面会添加保温层。
保温层通常由保温材料制成，如聚氨酯泡沫或玻璃纤维。
3. 内壁：LNG储罐的内壁主要由不锈钢或铝合金制成，以保
证储存LNG的完整性和密封性。
4. 支撑系统：支撑系统用于支持储罐的外壳和保温层。
通常，储罐底部有一个支撑结构，可以承受液体的重量。
5. 压力释放系统：由于LNG在很低的温度下会产生气体，储
罐内的压力会增加。
为了防止储罐爆炸或损坏，储罐内部设有压力释放系统，用于释放过多的气体。
LNG储罐的工作原理是通过液化天然气的特性实现的。
液化
天然气需要在极低的温度下（-162°C）和适当的压力下才能变成液态。
LNG储罐提供了一个密封和绝热的环境，在这个环
境下，液化天然气可以保持稳定的低温状态。
当需要使用
LNG时，通过控制储罐内部的压力和温度，可以使液态天然
气重新转化为气体，供应给需要的设备或系统使用。
lng球形储罐设计浅谈
工程技术・187・LNG球形储罐设计浅谈赵亮赖华宴中国石油天然气第一建设有限公司河南洛阳471023摘要本文就LNG球形储罐的结构、管线的设置、耐压试验和泄漏试验进行了阐述，对刚度强度计算进行了深入探讨,并为合理化设计给出了几点建议。
关键词内外双球真空管+套管封液喷淋进液中图分类号:TE821文献标识码:B文章编号：1672-9323（2019）02-0187-02天然气作为一种经济、清洁的能源，在电力行业、城镇居民燃气等领域的应用越来越广泛，天然气主要以液化形态（即LNG）进行储存，由于LNG的特点，存储温度约在-162P~-140T之间，一般采用双层结构，常用的LNG储存设备主要有真空绝热储罐、子母罐、LNG球形储罐和立式圆筒形储罐四类，从制造成本、运行成本及占地面积等方面综合评价得知，真空绝热储罐和子母罐适用于500n?以下的LNG存储，立式圆筒形储罐适用于5000m3以上的LNG存储，对于容积为500m3~5000m3的LNG存储丄NG球形储罐则更显优势。
1LNG球形储罐的结构LNG球形储罐主要由内外罐、隔热层及柱腿等组成，内罐为奥氏体不锈钢球罐，用来储存LNG,外罐为普通碳钢球罐,起保护隔热材料作用,外罐和内罐之间填充绝热材料。
1.1内外双球LNG球形储罐一般采用内外双球结构,即内罐、外罐均为球罐，内罐由球壳、支柱组件及接管等组成,外罐与内罐同心，整体通过与支柱焊接而固定。
内罐的直径由LNG储存容积需求来确定,外罐的直径由内罐的直径及绝热层的厚度来确定，同时还应兼顾组焊、安装与检验空间的需要,外罐与内罐的半径差不宜小于lm o1.2绝热方式LNG球形储罐的内罐、外罐夹层之间需采用绝热结构以维持充装介质处于低温状态，常用的夹层绝热结构有两种:一种是珠光砂+氮气绝热,另一种是高真空多层绝热。
与高真空多层绝热结构相比，珠光砂+氮气的绝热结构施工难度小、使用过程中不需要定期抽真空、维护费用低，从经济性和操作可靠性等角度综合考虑,LNG球形储罐宜采用珠光砂+氮气的绝热方式。
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LNG储罐结构形式分析
摘要：目前国内天然气的需求量逐年递增，受上游管道天然气供应量的限制，
全国多数地方发生“气荒”，LNG作为有效补充气源发展迅猛，LNG储罐得到迅速
发展。
目前国内沿海接收站LNG储罐大多采用预应力钢筋混凝土结构，内地LNG
工厂及城市燃气企业大多数LNG储罐采用金属储罐。
本文主要介绍LNG储罐的结构及选型要求。
关键词：LNG储罐类型；结构；分析
1 储罐典型结构及特点
1.1单容罐
1.1.1单容罐由主容器和外罐组成。
采用吊顶式结构，主容器与外罐的气相空间连通，由外罐承压，但外罐不能承纳低温液体。
单容罐应设置围堰，应能容纳主容器可能泄漏的全容积液体。
单容罐因液体可能泄漏至罐外，因此比较适合人口稀少、建筑物较少的地区，与周围建筑物、设施以及铁路、高速公路等应有较大的安全距离。
1.2 双容罐
双容罐由主容器和次容器组成，主容器可同时密封液体和蒸汽。
当主容器发
生泄漏时，次容器应可盛装主容器内的所有液体，可采用钢制结构或混凝土结构。
次级容器顶部为开放式，因此无法防止产品蒸汽的逃逸。
双容罐安全性能较高，无需围堰，适合建造于有一定人口密度的区域。
双容罐目前在国内还没有得到应用，国外尚未见双容罐的相关资料。
双容罐的典型结构见下图
1.3 全容罐
全容罐由主容器和次容器组成。
主容器是一个储存液体产品的自支撑式、钢制单壁罐，可采用顶部开口结构
不储存蒸发气，或者配备拱顶以便产品蒸发气。
次容器为配备拱顶的自支承式钢质罐或混凝土罐，当储罐正常工作时为储罐
提供主要蒸汽密封，当主容器发生泄漏时，盛装所有液体产品并维持结构的蒸汽
密封性能。
全容罐安全性能高，特别适合建在人口密集的地区。
LNG预应力钢筋混凝土储罐具还具有良好的抗击外部冲击和热辐射的能力
1.4 薄膜罐
薄膜罐由钢制主容器（薄膜）、绝热层和混凝土罐组成。
作用在薄膜上的全
部液体
静压力荷载及其它荷载均承载绝热层转移至混凝土罐上。
产品蒸发气储存的
储罐顶部薄膜罐因其安装难度较大，质量不易控制，陆地上未得到广泛应用。
2 储罐类型优缺点比较
2.1 单容罐优缺点
单容罐结构简单，具有以下优势：
1）建造周期在各种LNG罐型中最短；
2）每立方米LNG的储存成本最低；
3）对小型单容罐，储罐接管可开在罐壁上，可简化罐顶操作平台和配管设计。
单容罐因结构原因，存在以下缺点：
1）当内容器泄漏时，碳钢外罐不能抵御LNG的低温破坏，LNG将泄漏到罐外，并在大气中扩散，存在遇明火爆炸的潜在危险；
2）需要在储罐周围设置防火堤，并保证与周边设施安全需要的足够距离，防火堤面积较大；
3）当外界发生火灾时，产生的热量影响外罐强度；
4）碳钢外罐需定期防腐维护，防火堤内的雨水和积雪需及时清理；
5）抗外界各类飞行物的打击破坏能力较差，抗破坏的安全性能不好。
2.2 双容罐优缺点
双容罐具有以下优势：
1）建造周期和每立方米LNG的储存成本介于单容罐和全容罐之间；
2）由于建造了预应力钢筋混凝土或钢制围筒防护墙，因此不需要防火堤；
3)当采用钢筋混凝土外罐时，罐侧面抗外力破坏的能力大为提升。
双容罐存在以下缺点：
1）当外罐发生泄漏时，外罐虽能抵御LNG的低温破坏，但LNG将泄放至顶部的空间，汽化的LNG将扩散到大气中，存在遇明火爆炸的潜在危险；
2）支撑保冷层的碳钢外罐需定期防腐保护；
3）维修人员进入外罐防护墙与外罐间的环形空间时，必须提供安全保护措施，维修性能较差；
2.3 全容罐优缺点
全容罐具有以下优点：
1）全容罐的安全设计完整性最高；
2）能够完全防止内容器泄漏时LNG外泄；
3）所有管线由顶部引出，可以避免管道损坏产生的LNG泄漏；
4）无需防火堤，占地面积小；
5）当外部发生火灾时，外部热量对储罐的影响很小；
6）预应力全容罐具有很强的抗外部冲击能力（如飞行物等）；
7）预应力全容罐无需外部防腐维护。
全容罐有以下劣势：
1）每立方米LNG的储存量建造成本最高，尤其是预应力全容罐；
2）预应力混凝土全容罐建造周期最长；
3）预应力储罐的基础平台要求较高。
2.4 薄膜罐优缺点
由于薄膜采用了不锈钢薄膜和混凝土外罐，对防火与安全距离的要求与全容罐相同。
薄膜罐有足够的柔性，抗温差应力强。
薄膜罐适合地下建造，适合地震频发地区。
但薄膜罐投资高，周期长，质量控制较难，薄膜本身存在微量泄漏的风险。
3 储罐类型的选择
3.1一般要求
LNG储罐的选择应考虑安全可靠、投资合理、建造周期和操作维护等各种因素。
LNG 储罐类型选择，不仅应针对储罐的正常运行阶段，还应针对储罐设计寿命内的所有其他阶段，包括设计、建造、冷却、停运，甚至可能报废。
3.2 LNG储罐的危害识别
3.2.1 外在威胁
对储罐整体性构成外在威胁的因素有：
1）自然条件：雨雪、地震、风载、高温等；
2）基础设施：无人机，不明飞行物，周围设施的冲击、火灾等；
3）操作失误等。
3.2.2 内在威胁
对储罐整体性构成外在威胁的因素有：
1）机械故障：热辐射、腐蚀、基础冻胀、泄漏等；
2）设备故障：放空装置、呼吸阀、液位计、低温泵等；
3）操作和维护不当：LNG翻滚、控制系统失控等。
3.3 储罐的安全性和建造技术成熟程度
根据储罐结构形式和特点，对各类型储罐的安全度进行定性分析，其安全性和建造技术成熟程度见下表。
4 结论
4.1在人口和建筑物偏远地区，且储罐容积相对较小时，可选用单容罐。
4.2在人口和建筑物密集地区，及宜预应力钢筋混凝土储罐。
对容积特别大（如≥100000m3）的储罐也以选用预应力钢筋混凝土储罐为宜。
4.3 LNG双容罐与薄膜罐，在国内尚未得到成熟应用，且在安全性和建造成本等方面并无优势，故很少选用。