20万立方米LNG储罐设计
20万m3超大型浮顶油罐设计关键技术
２
李杰训Ｉ 等 ：２ ０万 ｍ。 超大型浮顶油罐设计关键技术
２ ０ １ ３年 １ １ 月
点 法进 行 计 算 ，多用 于 直 径 不 大 于 ６ ０ ｍ 的储 罐 ；而
Ａ Ｐ Ｉ Ｓ ｔ ｄ ６ ５ ０ －２ ０ ０ ９《 钢制焊接石油储罐 》可采用变 点法进行计 算 ，具有较好 的经济性 ，更适合较大型 储 罐 的设 计 。但 是 ，超 大 型储 罐 在 依 据 ＡＰ Ｉ Ｓ ｔ ｄ ６ ５ ０ ２ ０ ０ ９《 钢 制 焊 接 石 油 储 罐 》进 行设 计 时 ，存 在 两 个 方 面 的 问 题 ：一 是 ，某 些 部 位 的 应 力 计算 结 果 偏
从 当 前 国 际 国 内 大 型 油 库 建 设 的发 展 趋 势 来 看 ，储 罐 的建 设 越 来 越 趋 于 大 型 化 。对 于 建 设 同等 规模 的 油 库 而 言 ，采 用 大 型 化 的储 罐 具 有 储 罐 数 量 少 、工 艺 简 单 、储 库 占地 面 积 小 、建 设 投 资 省 、运 行 成 本 低 的 优 势 ，对 于 经 济 高 效 地 建 设 油 库 、完 善 石 油 战 略 储 备 技 术 具 有 重 要 意 义 。近 年 来 ，国 内大 型储 罐 设 计 建 造技 术 发 展迅 速 ， 相 继 在 仪 征 、大 庆 、 兰州 、 白沙 湾 等 地建 成 １ ５万 ｍ 储 罐约 ３ ０座 ， 其 中， 大 庆 油 田在 南 三 油 库 设 计 建设 的 １ ０座 １ ５万 １ ３ ＂ １ 储 罐 成 为 国 内最 大 的 １ ５万 ｍ 储 罐 群 。随 着 我 国原油 储
１ 罐 总体 应 力分 析
目前 ，２ ０万 ｍ 浮顶 油 罐 是 世 界 上 单 座 容 积最
运事业的发展 ，研究开发 ２ ０万 ｍ 超大型储罐成 为
LNG储罐基本设计参数
LNG储罐基本设计参数LNG（液化天然气）储罐是用于存储液化天然气的大型容器，它是气体工业中的重要设备之一、LNG储罐的基本设计参数包括容量、压力、温度、材质、结构等。
1.容量：LNG储罐的容量是根据需求来确定的，通常以千立方米（m³）或万立方米（10^4m³）为单位。
储罐的容量不仅受到项目规模、天然气需求量以及供应链的要求等因素的影响，还需要根据预计的维持时间来确定。
一般来说，大型LNG储罐的容量可以达到10万立方米以上。
2.压力：LNG储罐通常以低温低压状态下工作，压力一般在0.13至0.26兆帕（MPa）之间。
根据储罐内的LNG液面高度，可以通过气体体积的比例关系，推算出所需的工作压力。
储罐的压力必须在安全范围内，以保证系统的正常运行。
3.温度：由于LNG是通过降低温度至-160°C以下而液化的，因此LNG储罐必须能够保持低温环境。
储罐的设计必须考虑有效的绝热措施，以减少热量传递和热损失。
通常，储罐的外表面会有一层防护层，如聚氨酯泡沫或玻璃棉，来提供保温效果。
4.材质：由于LNG的低温特性，储罐的材质必须能够耐受极低温的环境。
常用的材质包括碳钢、不锈钢、铝合金等。
碳钢通常用于内部容器，而不锈钢或铝合金多用于外部防护层。
此外，材质的选择还要根据设计寿命、可靠性和成本等因素进行考虑。
5.结构：LNG储罐的结构主要包括内罐和外罐。
内罐是LNG液体的主要容器，具有密封性能和耐低温特性，一般由钢制成。
外罐是用于保护内罐和提供绝热作用的层，通常由混凝土或钢结构建造。
储罐的结构设计必须具备足够的强度和稳定性，以抵抗外部压力和温度变化。
6.安全性：综上所述，LNG储罐的基本设计参数包括容量、压力、温度、材质、结构等。
这些参数的确定需要考虑到项目需求、安全性要求和环境要素等因素，以确保储罐的正常运行和可靠性。
20万立方米LNG储罐设计
目录
1
项目简介
2
储罐简介
3标准 规范标准
4
场地反应谱
5
混凝土外罐结构设计
6
9Ni%钢内罐设计
一、项目简介
江苏LNG项目接收站二期工程在一期工程内预留位 置进行扩建，扩建后总规模达到650×104t/a。本工程位 于江苏省如东县西太阳沙洲的人工岛上，西距小洋口港 约 30km、东 南 距 吕泗港约 50km、西南距 如东县城约 32km。
五、混凝土外罐结构设计
外罐结构计算模型
混凝土外罐是由圆形底板、圆柱形预应力罐壁和穹形罐顶组成的超静定 结构，其受力状况比较复杂，既要承受施工阶段荷载、正常操作荷载、风荷 载、预应力和试水试压等正常作用工况，还要承受外部爆炸荷载、飞行物冲 击、地震、外部火灾和内罐泄露等异常作用工况，因此，在对混凝土外罐进行 工程设计时，无法通过简单的分析获得各个工况下的力学特性，从而必须借 助有限元方法来对其进行大量的数值分析。
程勘察报告》，本项目场地抗震设防烈度为7度，设计地震基本加速度为0.10g，
属设计地震第一组，场地土为中软场地土，场地属Ⅲ类建筑场地，设计特征周
期0.45s，其水平地震反应谱为:
[0.45 + T (η2 − 0.45) / 0.1]α max
[ ]
α
=
η2α max η2 (Tg / T )γ α max
0.20
1.10
2.6
γ
αmax(g)
1.2
0.370
1.2
0.610
当阻尼比不等于5%时, 用于OBE和SSE计算的反应谱应进行修正，其修正 系数应按《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010的要求来进行。
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。
20立方米lng储罐标准尺寸
液化天然气（LNG）储罐是用于储存和运输液态天然气的设备，其尺寸和规格通常由国际标准和制造商规定。
20立方米的LNG储罐是一种常见的小型储罐，主要用于家庭、商业和工业用途。
首先，我们需要了解LNG的基本性质。
LNG是在-162摄氏度下的液态天然气，其体积大约是气态时的1/600。
因此，LNG储罐的设计必须考虑到这种低温和高压的特性。
对于20立方米的LNG储罐，其标准尺寸通常包括以下几个方面：
1. 直径：20立方米的LNG储罐的直径通常在
2.5米到3米之间。
这是因为LNG储罐的设计需要考虑到其在低温下的体积膨胀，以及在高温下的压力变化。
2. 高度：LNG储罐的高度通常在4米到6米之间。
这个高度包括了储罐本身的高度，以及必要的安全设备和阀门的高度。
3. 壁厚：LNG储罐的壁厚通常在5厘米到10厘米之间。
这个厚度需要能够承受LNG在低温下的高压，以及在高温下的压力变化。
4. 材质：LNG储罐通常由高强度钢或不锈钢制成，这些材料能够抵抗LNG的腐蚀性，并且能够在低温下保持足够的强度。
除了以上的基本尺寸，20立方米的LNG储罐还需要配备一些必要的设备和系统，包括压力释放阀、温度和压力监测设备、安全阀等。
这些设备和系统能够确保LNG储罐的安全运行，防止发生泄漏或其他事故。
总的来说，20立方米的LNG储罐的标准尺寸是由其设计、制造和使用的需求决定的。
这些尺寸需要考虑到LNG的性质、储罐的安全和效率，以及使用者的需求。
因此，购买和使用LNG储罐时，必须选择符合国际标准和制造商规定的产品，以确保其安全和有效的使用。
20万立方米全容式 LNG 储罐可实施性研究
20万立方米全容式 LNG 储罐可实施性研究王珊珊;高天喜;黄永刚【摘要】从设计、采购、施工、项目管理和开车方面进行论证，依靠自主知识产权和国内施工力量，可以实现20万立方米LNG储罐的建设。
【期刊名称】《化工设计》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P30-34)【关键词】全容式;LNG储罐;可实施性【作者】王珊珊;高天喜;黄永刚【作者单位】中国寰球工程公司北京 100029;中国寰球工程公司北京 100029;中国寰球工程公司北京 100029【正文语种】中文LNG储罐是LNG接收站重要的设备，储罐的安全平稳运行是整个LNG接收站保持正常运转的关键。
根据市场需求和建设条件，合理选择储罐型式和单罐容量对整个接收站工程的技术经济有重大影响，为此世界各国都非常重视大型LNG储罐的设计和建造。
目前国内已建大型LNG储罐均以16万方米为主，结合国内外大型LNG储罐的设计和建造情况，从设计、采购、施工、项目管理和开车方面进行论证，依靠自主知识产权和国内施工力量，可以实现20万立方米LNG储罐的建设。
LNG储罐罐容在不断扩大，20世纪70年代前以6万立方米以下罐容为主，90年代以10万立方米储罐为主，12万立方米储罐占44%[1]。
近年来，随着LNG储罐设计建造技术的不断发展、LNG运输船的大型化以及土地资源的制约，国际上新建、扩建的LNG储罐呈现出单体罐容越来越大型化的趋势。
据调查，已建和在建的18万立方米以上的地上9%镍钢全容罐已超过20座。
目前，20万立方米储罐的建造技术在国外已经完全成熟，具有LNG接收站建设和运行世界先进水平的韩国KOGAS公司，从1997年以来，先后在国内各接收站共建设了50余座不同罐容的大型LNG储罐，其中在建的20万立方米储罐24座、27万立方米储罐3座。
另外，在LNG接收站应用方面同样具有世界先进水平的日本，也已经建成投用了25万立方米储罐。
近年来，我国大型LNG接收站项目建设发展迅速，已建成的LNG储罐均采用的是国际上较大型的16万立方米地上9%镍钢全容罐。
大型LNG储罐施工技术
大型LNG储罐施工技术流程液化天然气(LNG)是通过将常压下气态的天然气冷却至-162℃凝结成液体，天然气液化后可大大节约储运空间和成本，是一种清洁、高效的能源。
储罐D80m，H50m，δ55mm，常压，容量约20万m3。
LNG全容罐的典型结构：储罐为双层构造，其外罐为混凝土罐底及预应力混凝土罐壁（或低合金高强钢Q345），混凝土外罐内壁设置有16Mn钢板焊制的防潮屏蔽层，外罐顶为钢顶及钢筋混凝土灌注复盖的复合拱顶。
内罐为9Ni钢制的自承式开顶罐，内罐上方设置铝合金吊顶和绝热材料。
在内外罐之间设置一定高度的由9Ni钢焊制的壁角保护装置及次级底板，在内罐泄漏时可由此中间罐起保护作用。
内外罐之间用弹性玻璃毡毯及膨胀珍珠岩填充绝热，在内罐底板、次级底板和防潮屏蔽底板之间均分别用泡沫玻璃砖及干砂绝热。
施工流程：预制→外罐→外罐拱顶→内罐底板→内罐壁板→附件→充水试验1.外罐施工工艺LNG低温储罐外罐通常为预应力混凝土结构（或低合金高强钢Q345）。
预应力混凝土结构重点关注：（1）外罐墙体控制混凝土水化热，防止出现温度裂缝。
主要从外墙混凝土配合比设计、分层分段浇筑施工、混凝土洒水覆盖等方面进行控制管理。
（2）外罐的垂直度和表面平整度等，直接影响拱顶气压顶升实施。
外罐墙体模板拼接容易出现模板面弧度、尺寸、垂直度等超标，要求按照图纸制作造型木弧度样板，精确测放出模板位置，用水准仪检查标高。
（3）预应力管道的施工，需要做好成品保护和接头处的密封工作，防止混凝土进入管道内部。
通常采用通球试验保障内部通畅。
2.拱顶施工工艺拱顶施工工艺主要为模块化施工工艺，将拱顶分块预制后组装焊接成整体，采用整体气压顶升工艺将拱顶顶升到安装位置焊接固定。
气压顶升技术是利用拱顶结构与储罐外壁之间形成密闭空间的特点，使用多台鼓风机向密闭空间不断地输送低压空气，从而拱顶钢结构按照预定路径上升至设计高度，并与拱顶承压环连接。
该技术的难点在于控制好整个拱顶的平衡、密封及提升速度，保持穹顶的平稳上升，重点是平衡系统和密封系统，以及风机系统、测量系统、通讯系统。
LNG储罐基本设计参数
设计参数
内罐
外罐
设计压力kpa
29.0/-0.5
工作压力kpa
18
设计温度℃
-168
-31/+50
工作温度℃
-166.64
-23/+38.3
物料名称
LNG
珠光砂+BOG
工作液位mm
21000
最高设计液位mm
21600
腐蚀裕量mm
0
1.0
对接接头系数
1.0
0.85
主要受压元件材料
-163/+50
环境温度
罐内介质
LNG
N2+膨胀珍珠岩
有效容积（m3）
5000
腐蚀裕量（mm）
0
1.5
直径D（mm）
20000
22300
高度（mm）
16000
18300
主要材质
S30408
Q345R
设计风速（m/s）
24
地震设防烈度
8度（麦卡里）
底部保温材料
玻璃砖
夹层保温材料
膨胀珍珠岩
2、10000方
主材材质：X7Ni9/16MnDR/5083-0
最大容积：172928 m3
工作容积：160000 m3
最高设计液位：内罐35311mm/外罐33750mm
允许液位高度：内罐21190mm（淡水）
6、20万方
20万方LNG储罐基本设计参数
部位
项次
参数
单位
内罐
直径
最高设计液位
38.92
m
净容量
200,000
M3
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20万立方米LNG储罐设计
LNG（液化天然气）储罐是用于储存液态天然气的设施，通常是由钢
制或混凝土制成。
它们被广泛应用于天然气供应链的各个环节，包括天然
气开采、运输、储存和分销。
本篇文章将讨论一个20万立方米LNG储罐
的设计。
首先，设计一个20万立方米LNG储罐需要考虑以下几个关键因素：
1.储罐结构：LNG储罐可以采用钢制或混凝土结构。
钢制储罐通常采
用钢板组成圆筒形储罐，具有较高的强度和耐腐蚀性。
混凝土储罐通常具
有较低的成本和更长的使用寿命，但施工周期相对较长。
2.安全性：LNG是高压低温液体，需要采取多种措施来确保储罐的安
全性。
例如，储罐应具有良好的绝热性能，以保持低温状态并减少液化气
体的蒸发。
此外，储罐还应配备安全阀和泄漏探测系统，以应对潜在的危
险情况。
3.储罐容量：20万立方米的LNG储罐可以满足相对大规模的天然气
需求。
储罐的容量应根据供需情况和储存周期进行评估，并确保足够的储
存量供应天然气。
4.环境影响：LNG储罐的设计应考虑其对周围环境的潜在影响。
例如，储罐应位于安全距离内，以减少爆炸风险。
此外，储罐的绝热材料和排放
控制系统应设计为减少温室气体和其他污染物的排放。
5.维护和运营：LNG储罐的设计应兼顾维护和运营的需求。
例如，储
罐应具备易于检查和维修的结构，并配备必要的设备，如泵和阀门等。
针对以上要求，一个20万立方米的LNG储罐设计可以遵循以下步骤：
2.安全性分析：进行安全性分析，评估潜在的风险和威胁，并设计相
应的安全措施。
例如，采用多层绝热材料和防雷设备来降低储罐的温度和
爆炸风险。
3.结构设计：选择合适的储罐结构，并进行结构设计。
对于钢制储罐，需要进行材料选择、焊接和腐蚀保护等方面的设计。
对于混凝土储罐，需
要进行形状设计、混凝土配比和防渗处理等方面的设计。
4.绝热设计：设计合理的绝热系统，以保持LNG的低温状态。
这可以
通过选择合适的绝热材料、设计合理的层次和厚度以及采用外保温措施等
方式实现。
5.辅助设备设计：设计合适的辅助设备，如泵、阀门、传感器和液位
计等，以支持储罐的正常运行和维护。
6.环境影响评估：进行环境影响评估，评估储罐对周围环境的潜在影响，采取相应的控制和减轻措施。
7.编制施工图纸：根据设计结果编制详细的施工图纸，包括平面图、
剖面图和构造图等。
这些图纸将作为施工的指导。
总结起来，设计一个20万立方米LNG储罐是一个复杂而关键的工作。
设计人员需要充分考虑安全性、容量、环境影响等因素，并遵循相关的设
计标准。
通过合理的结构和绝热设计，以及有效的辅助设备和维护措施，
可以确保储罐的安全和可靠性。