CN103615653B - 模块化液化天然气储罐内罐 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的是一种模块化液化天然气储罐内罐。包括模块单元和端部连接单元；所述模块单元包括外钢板、内钢板和内部复合材料，外钢板的内侧和内钢板的外侧设置有卡件，内部复合材料通过卡件固定于内外钢板之间；所述端部连接单元包括连接钢板和端部复合材料，连接钢板通过螺钉连接于端部复合材料的两端；各模块单元的外钢板和内钢板的纵向端部与端部连接单元的连接钢板焊接构成一层内罐，每层内罐的外钢板和内钢板的横向端部焊接构成内罐体。本发明具有结构稳定，密封性好的优点，还具有一定的保温性能，增加内罐的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种承受一定内压和的容器，具体地说是一种可适用于超低温液化天然气储罐内罐的容器。
背景技术
液化天然气(LNG)是-165°的超低温液体，是一种汽化量大约是其原来冷藏状态下的600倍的清洁高效的能源。LNG储罐一旦出现意外，超低温液体就会大量挥发，就会在大气中形成自动爆炸的气团。这就对LNG储罐有特殊的要求，不仅要耐低温，对其安全性要求高、密封性能好，并对其内罐钢板的焊接施工要求也严格。
LNG储罐储罐主要是由钢板内罐、保温绝热层、混凝土外罐组成，本发明适用于LNG储罐的内罐结构。LNG内罐钢板直接与超低温液体接触，这就要求内罐的材料能够满足低温的要求，能够克服建造温度约30℃，使用温度-165℃，具有约200度温差的冷缩问题，通常采用耐低温的9镍钢作为内罐钢板材料。传统的LNG内罐是由单层钢板组成，内罐直接与超低温液体接触，要求适应超低温环境下的冷缩需求，同时要求具有密封作用，防止液体外泄，起到隔离液体的作用。内罐还要求承受液体内压作用。上述特点造成建造LNG储罐的技术掌握在少数国家和单位手里。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构稳定，密封性好的模块化液化天然气储罐内罐。
本发明的目的是这样实现的：包括模块单元和端部连接单元；所述模块单元包括外钢板、内钢板和内部复合材料，外钢板的内侧和内钢板的外侧设置有卡件，内部复合材料通过卡件固定于内外钢板之间；所述端部连接单元包括连接钢板和端部复合材料，连接钢板通过螺钉连接于端部复合材料的两端；各模块单元的外钢板和内钢板的纵向端部与端部连接单元的连接钢板焊接构成一层内罐，每层内罐的外钢板和内钢板的横向端部焊接构成内罐体。
本发明的模块化液化天然气储罐内罐还可以包括：
1、所述连接钢板呈凸字型，端部复合材料的两端呈与连接钢板相吻合的凸字型。
2、连接钢板的厚度与外钢板或内钢板的厚度相等。
3、外钢板和内钢板与连接钢板之间采用单边V角焊接。
本发明舍弃了传统的LNG单层的钢内罐。提出通过复合材料支撑，连接两层钢板，使LNG储罐内罐变成具有两层钢板的组合结构。本发明具有结构稳定，密封性好的优点。由于中间形成空腔，还具有一定的保温性能，减少了一部分热量的散失；另外，当内罐的内层钢板出现泄漏的情况下，内罐的外层钢板还具有双层保护的功能，增加了内罐的安全性，延长了专业人员采取安全措施的时间。组合结构改善了钢板受力性能，减少了温度应力，提高了结构安全性。
本发明还把复合材料运用到LNG钢内罐中，改变了传统的储罐内罐只采用9％镍钢的现象，提高了结构安全性。最重要的是实现了模块化连接，可以采用工厂化生产，提高施工现场工作效率，能够在使用前对模块进行力学性能检测。
附图说明
图1是本发明的内罐横截面双层钢板组合结构示意图；
图2是本发明的局部构造连接详图；
图3是一个连接模块的细部连接构造图；
图4是LNG储罐内罐立面图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细的描述。
本发明是根据LNG储罐内罐结构的特点,在传统钢内罐焊接的基础上,采用模块化生产，进行本发明的施工工作。在内罐纵向上分若干圈层，上下圈层之间用焊接连接，则横截面内每一圈层按照图1所示进行拼接施焊，模块与模块之间采用图4所示进行焊接，组成LNG储罐内罐，保证内罐的完整性。
在横截面方向，内罐的内外钢板之间用复合材料连接，按照图2细部构造5进行施工安装、焊接。如图2所示，在端部连接单元，把连接钢板做成凸字型，取连接钢板6的厚度与外钢板1或内钢板3的等厚度；把端部复合材料两端也做成凸字型，取顶端凸出的部位亦与外钢板1或内钢板3等厚，使连接钢板与端部复合材料的凹凸部位完全吻合，再进行螺栓7连接。如图3所示，在模块单元内部，采用卡件10与内部复合材料2进行连接，实现模块化，减少连接钢板与复合材料的焊接，提高钢板的整体性，提高了工作效率。把内钢板或外钢板放在端部连接单元的两边凹槽处，使内钢板或外钢板与连接钢板形成平面，然后再进行焊接工作，采用单边V角8焊接，使焊接牢固，连接紧密。
如图4所示，为了减小应力集中现象，在储罐内罐纵向方向上，上下两圈层之间，应错开连接钢板之间的焊接，
本组合结构将传统的单层钢板结构变为双层钢板结构，使其具有空间结构受力特点。同时提出两层钢板之间通过复合材料连接，进而形成空腔4。该空腔具有由于复合材料的传热系数小、隔绝了钢板直接热传导，空腔结构具有的隔热性能好，易于实现LNG内罐的保温隔热性。同时该空腔变形大，便于温度应力释放，使内外层钢板具有较小温度应力，提高了结构的安全性。通过该空腔结构与钢板的连接，使原理单层密封变为双层密封，提高了内罐结构的密封性。本结构符合LNG内罐保温隔热、承受一定内压、密封性能要求高和较高安全性等要求。
本发明提出模块化工厂生产，根据生产和运输要求，可以将多个复合材料连接与钢板连接形成一个模块，如图3所示。端部连接单元的连接钢板与端部复合材料之间采用螺栓连接，模块单元的内外钢板与内部复合材料采用卡件固定，形成工厂化制作。在施工现场进行模块与模块之间的焊接连接，实现了工厂化模块化的双层钢板组合结构加工工序。模块与模块之间采用焊接连接如图4所示，水平面内模块与模块连接形成竖向焊缝13，垂直面内模块与模块连接形成横向焊缝12，模块中通过卡件10连接形成竖向焊缝11。
Claims (5)
1.一种模块化液化天然气储罐内罐，其特征是：包括模块单元和端部连接单元；所述模块单元包括外钢板、内钢板和内部复合材料，外钢板的内侧和内钢板的外侧设置有卡件，内部复合材料通过卡件固定于内外钢板之间；所述端部连接单元包括连接钢板和端部复合材料，连接钢板通过螺钉连接于端部复合材料的两端；各模块单元的外钢板和内钢板的纵向端部与端部连接单元的连接钢板焊接构成一层内罐，每层内罐的外钢板和内钢板的横向端部焊接构成内罐体。
2.根据权利要求1所述的模块化液化天然气储罐内罐，其特征是：所述连接钢板呈凸字型，端部复合材料的两端呈与连接钢板相吻合的凸字型。
3.根据权利要求1或2所述的模块化液化天然气储罐内罐，其特征是：连接钢板的厚度与外钢板或内钢板的厚度相等。
4.根据权利要求1或2所述的模块化液化天然气储罐内罐，其特征是：外钢板和内钢板与连接钢板之间采用单边V角焊接。
5.根据权利要求3所述的模块化液化天然气储罐内罐，其特征是：外钢板和内钢板与连接钢板之间采用单边V角焊接。
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