CN214790459U - 一种安装竖向-环向隔板的大型lng储罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种安装竖向‑环向隔板的大型LNG储罐，属于土木工程领域，在现有储罐的基础上增设竖向隔板、环向隔板，且保温层材料采用岩棉板。竖向隔板为“L”型结构，其垂直部分焊接在储罐内罐的侧壁，水平部分焊接在底板上。环向隔板焊接在储罐内罐的侧壁上，并与侧壁的竖向隔板焊接。本实用新型通过在储罐的内罐安装竖向‑环向隔板，能够增加结构刚度，有效降低应力，降低液体晃荡，减小动水压强，大大提高大型LNG储罐结构的整体安全性。该储罐用途广、造价低，易于施工等优点，宜于工业界大力推广应用。

Description

一种安装竖向-环向隔板的大型LNG储罐

技术领域

本实用新型属于土木工程领域，涉及一种安装竖向-环向隔板的大型LNG储罐，适用于工程结构的减振控制。

背景技术

随着LNG使用越来越广泛，LNG储罐作为城市生命线的主要设备也受到越来越多的关注。储罐的建造规模也逐渐增大，咱们国家大型LNG储罐体积已达到20万立方，但随着体积的增大也带来一些安全方面的隐患。尤其在地震作用下，储罐容易发生破坏，并且引发火灾、爆炸和环境污染等次生灾害。因此，LNG储罐的结构安全问题受到人们的高度重视，抗震研究具有重要意义。

LNG储罐的结构的减震技术是指设计一种新的储罐结构形式或者在结构物的某些部位设置耗能(阻尼)装置，来耗散或吸收由外力、地震作用或风荷载等输入结构中的能量，以减小主体结构的地震反应，从而避免结构产生破坏或倒塌，达到减震控制的目的。LNG储罐相比较房屋、桥梁等传统建筑不同的是里面装有大量的液体，涉及到流固耦合的问题，流固耦合问题是现在的一个研究热点和难点。以前，有学者在期刊《大连海事大学学报》发表论文《全容式 LNG储罐基础隔震》，采用基础隔震的方法对大型LNG储罐进行研究。基础隔震虽然可以有效降低倾覆力矩和基底剪力，降低罐壁下部屈曲可能性，但基础隔震会产生更大的晃动波高，导致储罐罐壁上部屈曲、憋顶等。本实用新型从新的视角实用新型一种全新结构形式的LNG储罐，在储罐内部安装竖向-环向隔板，不仅提高了结构的整体安全性，降低了底板提离和下部屈曲的可能性，同时降低了晃动波高，减少了液体对壁板的冲击。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种减震的大型LNG储罐，作为液化天然气接收站和工厂的最重要设备。首先，可以对结构加固，并且不会影响建筑物的内部空间布置和使用；其次，在外荷载作用下，结构整体刚度提高，有效降低应力，减小位移；最后隔板有效降低液体晃荡剧烈，减小不利的液动压强，从而实现大型LNG储罐消能减震的效果，提高储罐的安全。

为了实现上述目的，本实用新型采用技术方案如下：

一种安装竖向-环向隔板的大型LNG储罐，包括预应力混凝土1、保温层2、内罐3、承台4、竖向隔板5、环向隔板6；预应力混凝土1设于储罐最外层，其与内罐3之间通过保温层2进行保温；外罐1、保温层2、内罐3建造在承台 4上面，承台4材料是钢筋混凝土。本实用新型在现有储罐的基础上增设竖向隔板5、环向隔板6。

所述的竖向隔板5为“L”型结构，包括垂直部分和水平部分；所述垂直部分焊接在储罐内罐3的侧壁，水平部分焊接在底板上。所述的环向隔板6设置在储罐内部，焊接在储罐内罐的侧壁上，并与侧壁的竖向隔板5焊接。储罐内增设竖向隔板5、环向隔板6后，能够减小LNG储罐位移，增加结构刚度，同时能够增加液体晃荡时的阻尼，减小动水压强。

以下是竖向隔板5和环向隔板6的技术限定：

若LNG储罐的高度为Lm，LNG储罐罐体底板直径为D m，则：所述环向隔板6高度沿储罐高度方向布置，两两之间间隔0.05L-0.2L m；其中，最下方的环向隔板6距离内罐底板0.05L-0.1L m。所述环向隔板6的圆环宽度为0.03 D-0.08Dm，即圆环宽度与圆环状底板直径的比值是3～8％，实验发现当比值是 3～8％时，结构整体刚度提高，液体晃荡高度降低。所述竖向隔板5的水平部分长度为0.03D-0.08D m。

所述竖向隔板5和环向隔板6的厚度与内罐底部3等厚。所述竖向隔板5垂直部分的高度和内罐等高，沿储罐罐体圆周方向布置，两两之间的弧度为10-50 度。

进一步的，保温层2材料采用新的材料岩棉板，代替原来的膨胀珍珠岩。岩棉相比膨胀珍珠岩而言，隔热性更好，有益于LNG储罐保温；其次，珍珠岩填充保温层过程中不可避免会有空隙产生，由于珍珠岩颗粒小，形状不规则，储罐震动过程中，珍珠岩和内外层相互挤压作用可能致使局部应力过大。但岩棉很密实，和内外罐连接贴合度更高，可以避免上述出现的问题，安全性能更高。内罐材料为9％Ni钢，耐低温性能良好，同时具有良好的焊接性能，对冷裂纹的敏感性较低。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)大型LNG储罐在地震作用下，储罐底部应力很大，液体晃荡剧烈。本实用新型通过在储罐的内罐安装竖向-环向隔板，可以减小大型LNG储罐位移，增加结构刚度，有效降低应力，增加液体晃荡时的阻尼，避免液体晃荡剧烈带来的不利危害，即能够降低液体晃荡剧烈，同时减小动水压强，使得大型LNG 储罐更加安全稳定的运行。

(2)LNG储罐保温层采用新的材料岩棉板，隔热性更好，利于LNG储罐的保温。

(3)本实用新型具有储罐用途广、造价低、易于施工、安装简单、运行稳定等优点，是一种高效耗能的大型LNG储罐。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的正视图；

图3是本实用新型的俯视图；

图4是本实用新型沿图1中A-A剖面图。

图中：1预应力混凝土；2保温层；3内罐；4承台；5竖向隔板；6环向隔板。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型做进一步说明。

对比例

现有大型LNG储罐的直径是600mm，高度是500mm，里面装有液体300mm 高。外罐1内径82m，墙高38.55m，混凝土厚度是0.8m；保温层2厚度是1m；内罐3半径40.2m,高35.43m，底部厚度是24.9mm。

对上述储罐进行振动台实验，施加地震波对结构加载，峰值加速度0.07g，通过传感器分别测到动水压强0.26KPa、波高130.84mm、应变21.22με、位移0.038mm。

本实用新型的实施例

在上述对比例LNG储罐的结构基础上增设竖向隔板5、环向隔板6：竖向隔板5的垂直部分的高度500mm，两两之间的弧度为45度，竖向隔板5的水平部分长度为0.02m。环向隔板6的圆环宽度为0.02m，两两之间间距是0.1m。设置在储罐内部的竖向隔板5固接在储罐内罐的侧壁和底板上，设置在储罐内部环向隔板6固接在储罐内罐的侧壁上，竖向隔板5与环向隔板6之间固接。

采用于对比例相同的实验条件进行振动台试验，施加地震波对结构加载，峰值加速度0.07g。通过传感器分别测到动水压强0.21KPa、波高96.78mm、应变14.85με、位移0.028mm。

通过分析对比例和实施例的试验数据可知：储罐上的竖向隔板5、环向隔板 6大大提高储罐结构的整体安全。在地震作用下，结构整体刚度提高，位移减小，应力降低；同时隔板增大了液体晃荡的阻尼，有效降低液体晃动波高，减小不利的液动压强，不同参数降低幅值10—30％，竖向和环向隔板的减震效果明显，从而达到储罐消能减震的效果。

本实施例能够解决现有大型LNG储罐结构耗能能力不足的问题，即通过竖向和环形隔板使流体势函数不再连续，液体晃荡的阻尼增加，能量耗散，大大提高了耗能减震效果，同时提高结构的整体刚度，提升结构安全。

以上所述实施例仅表达本实用新型的实施方式，但并不能因此而理解为对本实用新型专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种安装竖向-环向隔板的大型LNG储罐，所述的储罐包括预应力混凝土(1)、保温层(2)、内罐(3)、承台(4)、其特征在于，还包括竖向隔板(5)、环向隔板(6)；

所述的竖向隔板(5)为“L”型结构，包括垂直部分和水平部分；所述垂直部分焊接在储罐内罐(3)的侧壁，沿储罐罐体圆周方向均匀布置，水平部分焊接在底板上；所述的环向隔板(6)均匀焊接在储罐内罐的侧壁上，并与侧壁的竖向隔板(5)焊接；所述竖向隔板(5)和环向隔板(6)的厚度与内罐底部等厚；

若LNG储罐的高度为Lm，罐体底板直径为D m，则：相邻两个环向隔板(6)之间的间隔为0.05L-0.2L m；其中，最下方的环向隔板(6)距离内罐底板0.05L-0.1L m；相邻两个竖向隔板(5)之间的弧度为10-50度。

2.根据权利要求1所述的一种安装竖向-环向隔板的大型LNG储罐，其特征在于，所述环向隔板(6)的圆环宽度为0.03D-0.08Dm。

3.根据权利要求1所述的一种安装竖向-环向隔板的大型LNG储罐，其特征在于，所述竖向隔板(5)的水平部分长度为0.03D-0.08D m。

4.根据权利要求1所述的一种安装竖向-环向隔板的大型LNG储罐，其特征在于，所述保温层(2)材料采用岩棉板。

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