CN112942943B - 寒区永久冻土层下lng复合壳智能储罐及施工方法 - Google Patents

寒区永久冻土层下lng复合壳智能储罐及施工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112942943B
CN112942943B CN202110131118.8A CN202110131118A CN112942943B CN 112942943 B CN112942943 B CN 112942943B CN 202110131118 A CN202110131118 A CN 202110131118A CN 112942943 B CN112942943 B CN 112942943B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wall
storage tank
optical fiber
composite
monitoring system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110131118.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112942943A (zh
Inventor
徐艳
刘海水
卢召红
王尊策
李东刚
郭光辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northeast Petroleum University
Original Assignee
Northeast Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northeast Petroleum University filed Critical Northeast Petroleum University
Priority to CN202110131118.8A priority Critical patent/CN112942943B/zh
Publication of CN112942943A publication Critical patent/CN112942943A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112942943B publication Critical patent/CN112942943B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H7/00Construction or assembling of bulk storage containers employing civil engineering techniques in situ or off the site
    • E04H7/02Containers for fluids or gases; Supports therefor
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00Foundations as substructures
    • E02D27/32Foundations for special purposes
    • E02D27/38Foundations for large tanks, e.g. oil tanks
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D31/00Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution
    • E02D31/10Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution against soil pressure or hydraulic pressure
    • E02D31/14Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution against soil pressure or hydraulic pressure against frost heaves in soil

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

寒区永久冻土层下LNG复合壳智能储罐及施工方法。包括监控系统、储罐复合壁以及地基处理系统;储罐复合壁包括外壁、内壁及中间夹层;内壁由若干个含镍9%的四边形拱形钢板拼接组成;中间夹层为相变混凝土,外壁由若干个四边形拱形玻璃钢板拼接组成;监控系统包括光纤网,光纤网与储罐复合壁的内壁用铆钉连接;监控系统的光纤网与内壁之间用铆钉固定,监控系统的光纤网外接有数据线用于将信息传递至工作房;地基处理系统包括插于地基土中的热棒,热棒采用深埋的方式插入所述地基土中;所述热棒为含碳素的无缝钢管,热棒的热量传递方式为由地下向地上单向传播。所述储罐及施工方法可以减小对生态环境的破坏,防止储罐出现冻胀和融沉现象。

Description

寒区永久冻土层下LNG复合壳智能储罐及施工方法
技术领域
本发明涉及一种应用于液化天然气储运领域中的储罐,具体地说是涉及一种寒区永久冻土层下LNG复合壁储罐。
背景技术
随着我国经济的快速发展,能源需求缺口很大,同时国家加大对清洁能源的使用力度,而液化天然气这一能源,以高热能、低污染、易存储、易运输以及安全系数高等优点契合大众的需求,迅速占领能源市场,未来将可能代替石油、煤,成为第一大能源。自从我国进口液化天然气以来,对海外天然气的进口依赖程度增加,因此在我国沿海地区建立了一定数量的LNG储罐。LNG储罐具有质量大、体积大、安全性能好等优点被推广使用,但是这种储罐在寒区的应用却受到了很大限制。目前中俄天然气工程正在兴起,因此在寒区建立一定数量的LNG储罐具有重要的意义。 现阶段国家极力倡导绿色生态环境建立,永久冻土生态环境要求尽可能避免或减小对原状冻土的破坏。寒区地下LNG储罐周围土壤容易受温度的影响,容易发生冻胀现象、融沉,对罐体产生影响。因此如何建立寒区地下下LNG储罐,减小生态环境破坏,有效避免冻胀、融沉现象,是一系列待解决的问题。
发明内容
为了解决背景技术中所提到的技术问题,本发明提供一种寒区永久冻土层下LNG复合壳智能储罐及施工方法,本种储罐建立在永久冻土层下解决了土体冻胀、融沉对储罐结构的影响;采用复合罐壁用于解决储罐结构稳定性差问题;设有施工入口进行地下施工减小了对生态环境的破坏;采用相变混凝土起到了维持储罐内部温度稳定的目的;内壁附有光纤网对储罐各个位置进行实时监控,便于及时发现储罐破损位置并对其进行修复的目的;土体周围采用热棒,达到了在运行工作时保护生态环境且保护储罐的目的。
本发明的技术方案是:该种寒区永久冻土层下LNG复合壳智能储罐,包括地下施工结构,所述地下施工整体采用椭球形结构,在储罐周围设有工作房及施工入口,施工入口到工作房之间用楼梯连接;其独特之处在于:
所述智能储罐还包括监控系统、储罐复合壁以及地基处理系统;
所述储罐复合壁包括外壁、内壁及中间夹层;所述储罐复合壁的内壁由若干个含镍9%的四边形拱形钢板拼接组成;所述储罐复合壁的中间夹层为相变混凝土,所述相变混凝土在内外壁之间进行打压浇筑密实;所述储罐复合壁的外壁由若干个四边形拱形玻璃钢板拼接组成;
所述监控系统包括光纤网,光纤网与储罐复合壁的内壁用铆钉连接;所述监控系统的光纤网格最大尺寸为200mmx200mm,监控系统的光纤网与内壁之间用铆钉固定,监控系统的光纤网外接有数据线用于将信息传递至工作房;
所述地基处理系统包括插于地基土中的热棒,热棒采用深埋的方式插入所述地基土中;所述热棒为含碳素的无缝钢管,热棒的热量传递方式为由地下向地上单向传播,用于维持土体周围温度恒定。
寒区永久冻土层下LNG复合壳智能储罐的施工方法,包括如下步骤:
第一步,建立地下空间,选择好场地后设立大小为2mx2m的施工入口,入口直接深入到冻土层下,在冻土层下建立地下空间,地下空间主要包含LNG储罐、工作房及施工入口,工作厂房与施工入口间设有楼梯,地下空间大小根据所需整体空间大小设定;
第二步,同时制作储罐复合壁的内壁和外壁;所述内壁由四边形拱形钢板组成,单个钢板之间采用螺栓连接,螺栓接缝处用防水胶进行处理;所述外壁由四边形拱形玻璃钢板组成,单个钢板之间采用螺栓连接,螺栓接缝处用防水胶进行处理;内、外壁同时升起,建到预设高度后开展第三步,后期修复中只需要将破损位置钢板拆除即可;
第三步,制作相变混凝土夹层,混凝土夹层是在储罐复合壁的内外壁建立起后,将所需混凝土材料按照配比确定后进行现场浇筑并振捣密实;
第四步,加设光纤网监控系统,将光纤网布置在储罐内壁处,光纤网与工作房之间用数据线连接;
第五步,增设热棒,在储罐周围冻土层上插入热棒,热棒间隔分布。
本发明具有如下有益效果:
1、本发明提出一种寒区永久冻土层下LNG复合壳储罐,储罐埋于地下,受外界环境变化作用小,截面重心低,底部与地面接触紧密,周围土体无明显破坏,受力合理,避免储罐共振的风险,稳定性好,安全性能高,减灾效果显著。
2、储罐整体采用椭球形状,外轮廓采用复合材料玻璃钢制作成曲线流线型截面,相变混凝土夹心配置起防腐、防护及保温作用。外壁采用普通钢材成型价格低廉,混凝土夹心采用喷筑成型,制作方便,工程造价低廉,利用推广应用。
3、本发明一种寒区永久冻土层下LNG复合壳储罐,设有施工入口,避免大开挖,施工简单,使用期间维护检测方便,在油气储存中,尤其寒区油气储藏工程领域,将会得到广泛的应用。
4、智能监控,利用光纤网对储罐整体进行监测,通过对数据的分析可以得到储罐的运行状态,损伤位置及程度。
附图说明:
图1是本发明整体空间正立面图。
图2是本发明整体空间左视图图。
图3是本发明内壁组合拱形钢板示意图。
图4是本发明外壁组合拱形玻璃钢板示意图。
图5是本发明光纤网示意图。
1- LNG储罐 , 2-内壁,3 -玻璃层外壁,4-相变混凝土夹层,5-热棒,6-冻土层,7-光纤网 ,8-施工入口,9-工作室, 10- 普通钢,11-玻璃钢,12 防水胶。
具体实施方式:
下面结合附图对本发明作进一步说明:
由图1至图5所示,所述LNG储罐为复合壳智能储罐,在寒区永久冻土层6下,其包括地下施工结构,复合壁储罐,监控系统,及地基处理系统。所述地下施工整体采用椭球形结构,在储罐周围设有有工作房及施工入口8,施工入口8到工作房9之间用楼梯连接;所述复合罐壁由内壁2、外壁3及中间夹层4组成;所述监控系统由光纤网9组成,光纤网9与罐内壁2用铆钉连接;所述地基处理系统为在地基土中插有热棒5,热棒5采用深埋的方式插入地基中。所述LNG储罐1埋于地下3m位置(可根据冻土层厚度合理设置埋深),整体呈椭球形,使得结构整体受力均匀,可承受较大的压力,在地下直接施工组成,储罐的长径及短径根据所需储存量而定。所述复合罐壁内壁2由单个含镍9%、大小为1000m以下,厚度为2mm的四边形拱形钢板10拼接组成,用于对LNG液体的储存,相邻两块钢板之间用螺栓连接,连接完成后检查是否存在漏连部位,连接面是否光滑,若存在上述问题则重新连接,连接处用防水胶12进行处理保证无漏液现象。所述复合罐壁中间夹层相变混凝土4,其在内外罐壁中间进行打压浇筑密实,其厚度根据保温要求及结构承重要求而定。所述复合罐壁外壁3为单个大小为800m以下,厚度为2mm的四边形拱形玻璃钢板11拼接组成,起稳定、导流、防腐保护层作用。所述监控系统由光纤网7组成,其最大尺寸为200mmx200mm,光纤网7与内壁2之间用铆钉固定,外接有数据线将信息传递至工作室9。所述冻土层地6下结构为椭球形,根据储罐大小来设定,在储罐附近设有工作室9,负责对系统进行维护、监控及维修。所述热棒5是由含碳素的无缝钢管制作,采用埋深的方式置入土体中,在距离储罐较远位置热棒总长为7m,其中地上2m,地下5m;距离储罐较近位置热棒总长5m,其中地上2m,地下3m;热棒间距为2m。其热量传递方式为由地下向地上单向传播,起维持土体周围温度恒定作用,其数量根据工作环境来确定。
施工步骤如下
1)建立地下空间,选择好场地后设立大小为2mx2m的施工入口,入口直接深入到冻土层6下,在冻土层下建立地下空间,其主要包含LNG储罐、工作房(20平方米左右)及施工入口,工作厂房与施工入口间设有楼梯,地下空间大小根据所需整体空间大小设定。
2)制作储罐内壁,储罐内壁由厚度为2mm,大小为1000mm以下的四边形拱形钢板组成,单个钢板之间采用螺栓连接,螺栓接缝处用防水胶进行处理。
3)制作储罐外壁,储罐外壁由厚度为2mm,大小为800mm以下的四边形拱形玻璃钢板组成,单个钢板之间采用螺栓连接,螺栓接缝处用防水胶进行处理。
4)制作相变混凝土夹层,混凝土夹层是在内外罐壁建立起后,将所需混凝土材料配比确定后进行现场浇筑并振捣密实。
注意:内外罐壁同时升起,建到合理高度后进行混凝土浇筑,后期修复中只需要将破损位置钢板拆除即可。
5)加设光纤网监控系统,将光纤网布置在储罐内壁处,最大网格尺寸约为200mmx200mm,光纤网与工作室之间用数据线连接。
6)增设热棒,在储罐周围冻土层上插入热棒,热棒之间的间距为2m,距离储罐较远位置埋入地下5米地上2米;距离储罐较近位置地下3m,地上2米。
综上所述,本发明合理地利用了地理环境,解除了地域环境的限制,施工相对简单,同时具有智能监控系统方便后期处理及维护。

Claims (2)

1.一种寒区永久冻土层下LNG复合壳智能储罐,包括地下施工结构,所述地下施工结构整体采用椭球形结构,在储罐周围设有工作房及施工入口,施工入口到工作房之间用楼梯连接;其特征在于:
所述智能储罐还包括监控系统、储罐复合壁以及地基处理系统;
所述储罐复合壁包括外壁、内壁及中间夹层;所述储罐复合壁的内壁由若干个含镍9%的四边形拱形钢板拼接组成;所述储罐复合壁的中间夹层为相变混凝土,所述相变混凝土在内外壁之间进行打压浇筑密实;所述储罐复合壁的外壁由若干个四边形拱形玻璃钢板拼接组成;
所述监控系统包括光纤网,光纤网与储罐复合壁的内壁用铆钉连接;所述监控系统的光纤网格最大尺寸为200mmx200mm,监控系统的光纤网与内壁之间用铆钉固定,监控系统的光纤网外接有数据线用于将信息传递至工作房;
所述地基处理系统包括插于地基土中的热棒,热棒采用深埋的方式插入所述地基土中;所述热棒为含碳素的无缝钢管,热棒的热量传递方式为由地下向地上单向传播,用于维持土体周围温度恒定。
2.一种寒区永久冻土层下LNG复合壳智能储罐的施工方法,包括如下步骤:
第一步,建立地下空间,选择好场地后设立大小为2mx2m的施工入口,入口直接深入到冻土层(6)下,在冻土层下建立地下空间,地下空间主要包含LNG储罐、工作房及施工入口,工作厂房与施工入口间设有楼梯,地下空间大小根据所需整体空间大小设定;
第二步,同时制作储罐复合壁的内壁和外壁;所述内壁由若干个含镍9%的四边形拱形钢板组成,单个钢板之间采用螺栓连接,螺栓接缝处用防水胶进行处理;所述外壁由四边形拱形玻璃钢板组成,单个钢板之间采用螺栓连接,螺栓接缝处用防水胶进行处理;内、外壁同时升起,建到预设高度后开展第三步,后期修复中只需要将破损位置钢板拆除即可;
第三步,制作相变混凝土夹层,混凝土夹层是在储罐复合壁的内外壁建立起后,将所需混凝土材料按照配比确定后进行现场浇筑并振捣密实;
第四步,加设光纤网监控系统,将光纤网布置在储罐内壁处,光纤网与工作房之间用数据线连接;
第五步,增设热棒,在储罐周围冻土层上插入热棒,热棒间隔分布。
CN202110131118.8A 2021-01-30 2021-01-30 寒区永久冻土层下lng复合壳智能储罐及施工方法 Active CN112942943B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110131118.8A CN112942943B (zh) 2021-01-30 2021-01-30 寒区永久冻土层下lng复合壳智能储罐及施工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110131118.8A CN112942943B (zh) 2021-01-30 2021-01-30 寒区永久冻土层下lng复合壳智能储罐及施工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112942943A CN112942943A (zh) 2021-06-11
CN112942943B true CN112942943B (zh) 2021-09-07

Family

ID=76240426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110131118.8A Active CN112942943B (zh) 2021-01-30 2021-01-30 寒区永久冻土层下lng复合壳智能储罐及施工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112942943B (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100296450B1 (ko) * 1998-12-28 2001-08-07 김주국 철근콘크리트 엘엔지탱크의 구축공법
CN201198666Y (zh) * 2008-05-15 2009-02-25 曾建军 超低温液化天然气地下储气库
CN201722964U (zh) * 2010-06-03 2011-01-26 大庆石油学院 一种液化天然气储罐钢混凝土组合外壳结构
CN110761469A (zh) * 2019-10-29 2020-02-07 中海石油气电集团有限责任公司 Lng储罐阶段保压穹顶混凝土分层分环浇筑控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112942943A (zh) 2021-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20140010594A1 (en) Fluid storage in compressed-gas energy storage and recovery systems
WO2017024916A1 (zh) 一种埋设于预制管桩桩内的传热管及其埋设方法
CN103696376A (zh) 一种冻土区公路无砼基础涵洞
CN112942943B (zh) 寒区永久冻土层下lng复合壳智能储罐及施工方法
CN101737560B (zh) 高温热水管道常态无补偿直埋敷设方法
CN103498470B (zh) 一种六边形预制能量桩及其制作方法
CN107152034A (zh) 一种综合管廊及其施工方法
CN207405616U (zh) 一种装配式能源地下连续墙组装结构
CN212104046U (zh) 一种大直径人工挖孔蓄冷换热空心桩
CN113931171A (zh) 一种预防管桩冻胀破坏的保护装置
CN102619254A (zh) 地热法保温给水井及其建造方法
CN207047836U (zh) 端承能量桩及其系统
CN110630825B (zh) 油气多相流多腔智能化保温管道结构及施工方法
JP3243728U (ja) 冷凍機能付きのプレハブ管継手
CN112962624B (zh) 一种用于超深超大复杂基坑施工的双帷幕冻结槽壁方法
CN110630821B (zh) 大直径长输智能化保温组合管道结构及其施工方法
CN218060427U (zh) 玻璃钢一体化阀井
CN217352609U (zh) 一种用于软土地基的市政检修井防沉降加固结构
CN213625981U (zh) 一种火电厂地上式有盖混凝土保温水池
CN110726040B (zh) 油气多相流平腔保温组合管道结构体系及施工方法
CN219622399U (zh) 一种具有耐腐蚀功能的近海光伏塔架-基础一体化结构
CN214401881U (zh) 一种地下结构多功能挡墙形式
CN109763682B (zh) 一种地下冷库结构及其施工方法
CN114279094B (zh) 一种榫接式保温承重型长周期太阳能跨季节储热水体顶盖及其制造方法
CN202599179U (zh) 一种地埋储热罐

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant