液态天然气储存罐结构设计
摘 要
在天然气产业链中,液化天然气为能源的输送、储存提供了方便和优势。由于液化天然气为深冷液态物质,其储存技术要求较高,储罐由最初阶段的单容罐, 到双容罐发展成技术成熟的全容罐,并且储罐容量也在不断增大,世界上最大单罐容量已达到200000 m3。本论文对液化天然气全容罐的结构和性能进行分析,主要论证以下几个问题: 1.内罐壁厚、底板厚度和加强筋的选择满足BS7777要求 2.外罐预应力筋布置和预加应力满足BS7777要求 3.保温材料性能满足漏热和蒸发气设计小于0.05%要求 4.热角保护及双头螺栓满足各种负荷组合的强度要求 5. PSV和VSV的选择满足压力释放和真空保护的要求。
关键字：天然气；储存罐；结构
目录
第一章 前言 4
第二章 容器的结构设计 6
2.1设计参数的选择 6
2.2圆筒厚度的设计 7
2.3 封头壁厚的设计 7
2.4 筒体和封头的结构设计 8
2.5 人孔的选择 9
2.6 接管，法兰，垫片和螺栓（柱） 10
2.6.1 接管和法兰 10
2.6.2 垫片 11
2.6.3 螺栓（螺柱）的选择 11
2.7 鞍座选型和结构设计 15
2.7.1 鞍座选型 15
2.7.2 鞍座的安装位置 16
2.8 接管工艺的选择 16
2.8.1选择液面计 17
2.8.2 选择压力计 17
第三章 开孔补强设计 19
3.1 补强设计方法判别 19
3.2 有效补强范围 19
3.4 强度计算 20
第四章 储气罐的生产工艺流程 21
4.1 灌板的备料与工艺 21
4.2 主要零部件的加工制造 21
4.2.1储气罐罐体的制造 22
4.2.2 椭圆封头的制造 24
4.2.3 接管的制造 25
4.2.4 底座的制造 26
第五章 储气罐的组装工艺 27
致 谢 32
参考文献 33
第一章 前言
液态天然气储罐是储存液态天然气的常用设备，由于该气体的特殊性（即易燃易爆的特性)，所以在设计时应特别注意与别的储藏罐罐的不同。除此之外，还要注意制造和安装时的安全问题。
储气罐是指专门用来储存气体的设备，同时起稳定系统压力的作用，根据储气罐的承受压力不同可以分为高压储气罐，低压储气罐，常压储气罐。
储气罐的主要荷载是内部气体压力、风荷载及地震作用。在风荷载中应考虑风振系数。高压球形罐的风荷载体型系数一般可取0.30～0.35。湿式罐的水平地震作用包括水槽和各塔节自重所产生的地震力，以及水槽内的水因振动所引起的动水压力。干式罐的水平地震作用包括筒身自重和活塞重量所产生的地震力。计算雪荷载时要考虑雪在罐顶的局部堆积所引起的偏心力矩。
在各种荷载和内压作用下，罐的外壳壁板及顶板按薄壳结构无矩理论分析其内力。低压储气罐的壁板和顶板厚度一般并不由强度决定，而是由构造和防腐要求决定。导柱式储气罐的导柱架承受由导轮传来的塔节上的风力和水平地震力，可按平面桁架分析方法将导轮压力分解到各个平面，求出其杆件内力。螺旋导轨式储气罐塔节上的内立柱、上下圈板和导轨构成空间框架，承受导轮传来的风荷载和地震力的水平分力。干式储气罐的筒体在风荷载、水平地震力和内压作用下要验算其局部和整体稳定。球形罐在内压作用下抗拉能力较强，但在负压下其稳定性很差，因此需要规定最低使用压力，以保证在气温下降而内压随之下降时不致出现负压。
参考文献
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[6] HG/T 20592-2009 《钢制管法兰》
[7] HG/T 20609-2009 《钢制管法兰用金属包覆垫片》
[8] HG/T 20613-2009 《钢制管法兰用紧固件》
[9] HG 20582-1998 《钢制压力容器强度计算规定》
[10] 《过程设备设计》 化学工业出版社 郑津洋等 2005
[11] 《化工容器设计》 化学工业出版社 王志文著 1990
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