CN109519697A - 一种地下lng储罐及其建造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地下LNG储罐及其建造方法，包括基坑和储罐，所述基坑的底部设置有承台，所述承台内水平敷设有电伴热；所述储罐放置于所述基坑内的所述承台上，所述储罐的外侧壁完全位于所述基坑内，所述储罐包括外罐壁、9％Ni钢制成的内罐以及罐顶，所述外罐壁沿所述承台的外边缘分布并竖直设置在其上方，所述外罐壁、承台的外周壁与所述基坑的内周壁不接触；所述内罐放置在所述承台和外罐壁围成的空间内，所述罐顶盖合在所述外罐壁和内罐的顶部，在所述内罐的外部、承台的顶壁、外罐壁的内壁以及罐顶的底壁之间设置保冷材料，形成与所述基坑内侧壁不接触的全地下LNG储罐。
Description
技术领域
本发明涉及一种地下LNG储罐及其建造方法，属于液化天然气(LNG)输配技术领域。
背景技术
液化天然气(LNG)是由天然气在常压下冷却至-162℃时制取的以甲烷为主的液烃混合物，其摩尔组成约为C1：80％～90％，C2：3％～10％，C3：0％～5％，C4：0％～3％，C5+微量。一般是在常压下将天然气冷冻到约-162℃使其变为液体，体积约为同量天然气体积的1/600，密度约为450kg/m3。LNG无色，无味，无毒且无腐蚀性，泄露后直接蒸发。由于液化天然气的体积约为其气体(20℃,101.325KPa)体积约1/600，故有利于输送和储存，随着液化天然气运输船及储罐制造技术的进步，液化天然气几乎是目前跨越海洋运输天然气的主要方法。
无论是天然气液化工厂，还是LNG接收终端，LNG储罐的投资均占有较高的比重，尤其是在LNG接收终端中，储罐的投资约占其总投资的30～40％，可见LNG储罐是整个LNG产业链中的一个非常重要组成部分。
自2006年大型LNG接收站投产以来，中国LNG储罐的最长运营时间已经达到11年。目前国内大型LNG储罐的数量已经达到40多个，LNG的累积进口量已超过1亿5千万吨。按照国家能源局的规划，2020年天然气消费比重将提高到10％，2030年天然气消费比重将提高到15％，在此背景下，国内LNG接收终端进入快速建设期。与LNG储罐建设相对应的是储罐核心技术的发展，中国已完全具备LNG储罐的自主设计能力，储罐研究方面，取得了长足的进展，又不断的推动施工的发展，形成了良性循环。
目前所建储罐全部为地上结构，从受力性能来说，地下储罐更具优势。地下罐具有更好的抗震性和安全性，受到空中物体碰撞的可能性小，受风荷载的影响小，泄漏的影响小等特点。
地下LNG储罐目前在国内没有相关研究，更没有应用。因此统筹考虑地下LNG储罐特点，形成一套完整的地下LNG储罐结构技术体系是十分有必要的。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种抗震性能好、受风载影响小的地下LNG储罐及其建造方法，解决地上LNG储罐在高地震力作用下结构受力性能较差的问题，提高储罐结构的安全性，减小储罐泄漏的影响。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种地下LNG储罐，其特征在于，包括：
基坑，所述基坑的底部设置有承台，所述承台内水平敷设有电伴热；
储罐，所述储罐放置于所述基坑内的所述承台上，所述储罐的外侧壁完全位于所述基坑内，所述储罐包括外罐壁、9％Ni钢制成的内罐以及罐顶，所述外罐壁沿所述承台的外边缘分布并竖直设置在其上方，所述外罐壁、承台的外周壁与所述基坑的内周壁不接触；所述内罐放置在所述承台和外罐壁围成的空间内，所述罐顶盖合在所述外罐壁和内罐的顶部，在所述内罐的外部、承台的顶壁、外罐壁的内壁以及罐顶的底壁之间设置保冷材料，形成与所述基坑内侧壁不接触的全地下LNG储罐。
优选地，所述储罐的上半部分伸出所述基坑的顶部，形成与所述基坑内侧壁不接触的半地下LNG储罐。
优选地，所述储罐、承台的外周壁与所述基坑的内周壁呈紧贴设置，在所述外罐壁内竖直敷设电伴热。
优选地，在与所述基坑内侧壁接触的所述外罐壁内竖直敷设电伴热。
优选地，所述罐顶包括盖合在所述外罐壁和内罐顶部的穹顶，在所述穹顶下部设置顶梁框架，在所述顶梁框架的下部设置吊顶，在所述吊顶的底部与所述内罐的顶壁之间设置所述保冷材料。
优选地，所述承台、外罐壁和穹顶采用钢筋混凝土制成，混凝土抗渗等级不低于P8，混凝土抗冻等级不低于F200；所述顶梁框架由型钢和钢板组合搭建而成；所述吊顶采用铝板结构或不锈钢板结构，所述外罐壁的内壁上的钢筋采用耐低温钢筋。
优选地，所述外罐壁厚度为0.5～5m；所述内罐的壁厚小于50mm，所述承台的厚度为0.5m～15m。
优选地，所述储罐罐容在1万方～30万方。
本发明还提供一种基于上述地下LNG储罐的建造方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)开挖基坑，并在基坑的内周壁设置围护结构；
2)在基坑底部施工建造承台，且将电伴热水平敷设在承台内；
3)进行外罐壁施工，
4)在承台的顶部进行保冷材料施工；
5)进行内罐施工；
6)进行顶梁框架的组装，在顶梁框架的下方安装吊顶；
7)将顶梁框架和吊顶升顶，置于外罐壁的上方；
8)进行穹顶施工，
9)通过穹顶上方的开口向外罐壁和内罐壁之间填充保冷材料。
优选地，上述步骤1)的围护结构采用地连墙或钢板桩；上述步骤1)和步骤3)能够同时施工。
本发明采用以上技术方案，其具有如下优点：本发明形成全地下或半地下式LNG储罐，克服现有地上LNG储罐易受到空中物体碰撞、受风荷载大、易泄漏等问题，大大提高LNG储罐的抗震性能，降低风载对LNG储罐的影响。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例2的结构示意图；
图3是本发明实施例3的结构示意图；
图4是本发明实施例4的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
实施例1
如图1所示，本发明提供了一种地下LNG储罐，它包括放置于基坑2内的储罐1，储罐1包括外罐壁4、9％Ni钢制成的内罐6以及罐顶11；基坑2的底部设置有承台3，外罐壁4沿承台3的外边缘分布并竖直设置在其上方，且承台3及外罐壁4的外周壁紧贴于基坑2的内侧壁，内罐6放置在承台3和外罐壁4围成的空间内，罐顶11盖合在外罐壁4以及内罐6的顶部，从而形成与基坑2内侧壁紧贴的全地下LNG储罐；承台3内水平敷设电伴热10，外罐壁4内竖直敷设电伴热10，承台3内的电伴热10及外罐壁4内的电伴热10将内罐6侧壁及底壁包围起来，在内罐6的外部、承台3的顶壁、外罐壁4的内壁以及罐顶11的底壁之间设置保冷材料7。
进一步地，罐顶11包括盖合在外罐壁4和内罐6上方的穹顶5，在穹顶5下部设置顶梁框架9，在顶梁框架9的下部设置吊顶8，在吊顶8的底部与内罐6的顶壁之间设置保冷材料7。
进一步地，顶梁框架9由型钢和钢板组合搭建而成。
进一步地，承台3、外罐壁4、穹顶5采用钢筋混凝土制成，混凝土抗渗等级不低于P8；混凝土抗冻等级不低于F200；外罐壁4的内壁上的钢筋采用耐低温钢筋。
进一步地，外罐壁4厚度为0.5～5m，内罐6壁厚小于50mm，承台3的厚度为0.5m～15m。
进一步地，吊顶8可以采用铝板结构，也可以采用不锈钢结构。
进一步地，地下LNG储罐罐容在1万方～30万方，即内罐6的容积在1万方～30万方。
实施例2
如图2所示，本实施例与实施例1相比，区别在于：储罐1的上半部分伸出基坑2的顶部，形成与基坑2内侧壁紧贴的半地下LNG储罐，在与基坑2内侧壁紧贴的外罐壁4内竖直敷设电伴热10，而其他结构不变。
实施例3
如图3所示，本实施例与实施例1相比，区别在于：储罐1、承台3的外侧壁均与基坑2的内侧壁不接触，外罐壁4内无敷设的电伴热10，其他结构不变。
实施例4
如图4所述，本实施例与实施例2相比，区别在于：位于基坑2内的储罐1的外侧壁、承台3的外侧壁均与基坑2的内侧壁不接触，外罐壁4内无敷设的电伴热10，其他结构不变。
基于上述地下LNG储罐，本发明还提供了一种地下LNG储罐建造方法，其包括以下步骤：
1)开挖基坑2，并在基坑2内壁四周设置围护结构，防止基坑2周围的土体向基坑里面坍塌；
2)在基坑2底部施工建造承台3，且将电伴热10水平敷设在承台3内；
3)进行外罐壁4施工，根据外罐壁4与基坑2的侧壁是否接触而确定外罐壁4内是否敷设电伴热10；
4)在承台3的顶部进行保冷材料施工；
5)进行内罐6施工；
6)进行顶梁框架9的组装；在顶梁框架9的下方安装吊顶8；
7)将顶梁框架9和吊顶8升顶，置于外罐壁4的上方；
8)进行穹顶5施工；
9)通过穹顶5上方的开口向外罐壁4和内罐壁之间填充保冷材料。
进一步地，步骤1)的围护结构可采用地连墙、钢板桩等。
进一步地，地下LNG储罐施工前需要进行基坑2开挖，可以先开挖到底后，施工承台3和外罐壁4，即顺做法施工；也可以边开挖边施工外罐壁4，开挖到底后，施工承台3，即逆作法施工。
本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (10)
1.一种地下LNG储罐，其特征在于，包括：
基坑，所述基坑的底部设置有承台，所述承台内水平敷设有电伴热；
储罐，所述储罐放置于所述基坑内的所述承台上，所述储罐的外侧壁完全位于所述基坑内，所述储罐包括外罐壁、9％Ni钢制成的内罐以及罐顶，所述外罐壁沿所述承台的外边缘分布并竖直设置在其上方，所述外罐壁、承台的外周壁与所述基坑的内周壁不接触；所述内罐放置在所述承台和外罐壁围成的空间内，所述罐顶盖合在所述外罐壁和内罐的顶部，在所述内罐的外部、承台的顶壁、外罐壁的内壁以及罐顶的底壁之间设置保冷材料，形成与所述基坑内侧壁不接触的全地下LNG储罐。
2.如权利要求1所述的一种地下LNG储罐，其特征在于：所述储罐的上半部分伸出所述基坑的顶部，形成与所述基坑内侧壁不接触的半地下LNG储罐。
3.如权利要求1所述的一种地下LNG储罐，其特征在于：所述储罐、承台的外周壁与所述基坑的内周壁呈紧贴设置，在所述外罐壁内竖直敷设电伴热。
4.如权利要求2所述的一种地下LNG储罐，其特征在于：在与所述基坑内侧壁接触的所述外罐壁内竖直敷设电伴热。
5.如权利要求1所述的一种地下LNG储罐，其特征在于：所述罐顶包括盖合在所述外罐壁和内罐顶部的穹顶，在所述穹顶下部设置顶梁框架，在所述顶梁框架的下部设置吊顶，在所述吊顶的底部与所述内罐的顶壁之间设置所述保冷材料。
6.如权利要求5所述的一种地下LNG储罐，其特征在于：所述承台、外罐壁和穹顶采用钢筋混凝土制成，混凝土抗渗等级不低于P8，混凝土抗冻等级不低于F200；所述顶梁框架由型钢和钢板组合搭建而成；所述吊顶采用铝板结构或不锈钢板结构，所述外罐壁的内壁上的钢筋采用耐低温钢筋。
7.如权利要求1至6任一项所述的一种地下LNG储罐，其特征在于：所述外罐壁厚度为0.5～5m；所述内罐的壁厚小于50mm，所述承台的厚度为0.5m～15m。
8.如权利要求1所述的一种地下LNG储罐，其特征在于：所述储罐罐容在1万方～30万方。
9.一种基于权利要求1至8任一项所述的地下LNG储罐的建造方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)开挖基坑，并在基坑的内周壁设置围护结构；
2)在基坑底部施工建造承台，且将电伴热水平敷设在承台内；
3)进行外罐壁施工，
4)在承台的顶部进行保冷材料施工；
5)进行内罐施工；
6)进行顶梁框架的组装，在顶梁框架的下方安装吊顶；
7)将顶梁框架和吊顶升顶，置于外罐壁的上方；
8)进行穹顶施工，
9)通过穹顶上方的开口向外罐壁和内罐壁之间填充保冷材料。
10.如权利要求9所述的一种地下LNG储罐的建造方法，其特征在于：上述步骤1)的围护结构采用地连墙或钢板桩；上述步骤1)和步骤3)能够同时施工。
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