[發明專利]液化氣儲罐

有效

• 申請號: 00102614.3
• 申請日: 2000-02-24
• 公開（公告）號: CN1100231C
• 公開（公告）日: 2003-01-29
• 發明（設計）人: 凱拉施·C·吉拉提
• 申請（專利權）人: 埃克森美孚石油公司
• 主分類號: F17C3/00
• 分類號: F17C3/00;B65D25/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 孫征

本發明涉及液化氣儲存罐，并在某一個方面著重涉及適于在地震高發地區以低溫常壓條件儲存低溫液化氣(例如液化天然氣LNG)的一種儲罐。

液化天然氣(LNG)通常儲存在雙層壁結構的儲罐或容器中。內層罐體作為液化天然氣(LNG)的第一級盛容體，而外層殼體則用于將絕熱材料固定在正確的位置上，并保護內層罐體和保溫材料免受環境的不利影響。通常外層罐體在內層罐體失效的情況下在設計上往往也可作為LNG及其揮發蒸汽的第二級盛容體。目前盡管容積高達200000立方米的儲罐已經建成或正在建造中，在進氣庫站和輸氣庫站的岸上儲罐的容積一般在50000立方米到100000立方米之間。

在海岸區域，用來儲存LNG的儲罐普遍采用了兩種截然不同結構。其中一種結構包括一個向上直立的平底圓柱形罐體，該罐體一般用含鎳9％的鋼制造內層罐，并用碳鋼、9％的鎳鋼或鋼筋/預應力混凝土來制造外層殼體。第二種罐體是隔板型的結構，在這樣的結構中，在一個圓柱形的混凝土建筑中設置了一塊薄的(例如1.2mm厚)金屬隔板，而混凝土建筑又被建在地表上或地表下。在不銹鋼或鎳鐵的隔板和承受載荷的混凝土圓桶壁及水平地板間設置一層保溫材料。

最近，關于LPG庫站尤其是進氣庫站的建造提出了許多有根本變化的提議。其中的一條建議涉及在近海大陸架海域上建設庫站，在這樣的庫站上，LNG在其通過管道被輸送到岸上進行銷售或使用之前，將在此進行從運輸船上卸下、儲存、泵取和重新氣化的一系列處理過程。這種類型的庫站較有前景希望的一種設計可能是將LNG儲罐及再氣化設備安裝在一個重力沉底的箱形駁船狀基礎結構(GBS)上，該基礎結構類似于現在在墨西哥灣中作為海上采油平臺使用的固定式混凝土重力式海床落座結構。

但遺憾的是，無論是圓桶形的儲罐還是隔板型的儲罐在GBS庫站上用來儲存LNG方面都不被特別看好。圓桶形的儲罐相對于它所儲存的LNG容積而言，占據了GBS上太大的空間，并且在GBS上建造這種儲罐是困難的，成本也很高。此外，這種氣罐的尺寸必須限制在一定范圍內(例如50000立方米)，以使得GBS結構可用容易獲得的制造手段比較經濟地建造出來。這樣為了滿足某一特定的儲存要求，就必須具有多組儲存單元。但這樣做從成本和操作安全性的角度考慮都是不希望的。

而在另一方面，由于隔板型儲罐系統可被建造在GBS的內部，從而可提供相對較大的儲存容積。但是，建造一個隔板型的氣罐卻需要依次順序的構建流程，在這一流程中，在可將保溫材料和隔板件安裝在GBS外部建筑內的空腔中之前，外部結構必須被完全建造完備。這一般需要一個更長的建設周期，而這就會大大增加成本。此外，由于隔板型儲罐是按照一種被稱為“經驗設計”的思路進行設計的，在這種設計模式下，對某一儲罐的理想工作性能和其安全性的保證是建立在以往設計經驗和實驗室研究的基礎上，而不是建立在通過理論分析和定量化研究所獲得的嚴格論證基礎上。在需要新的形狀或尺寸的儲罐時，或當遇到了不同的環境狀況和/或其它的地震載荷條件時，隔板型儲罐在所儲存的LNG液面變化時的工作可靠性是很難得到保證的。

從而，近海LNG儲存站需要一種克服了上述圓桶形儲罐和隔板型儲罐缺點的儲罐系統。這種儲罐是多邊形的箱狀結構，它可安裝在鋼制或混凝土制GBS的內部空間中，并可在低溫條件下儲存大容量的LNG(例如100000立方米或更多體積)。這種罐體應當在可能遇到地表脈動(如地震)的地區不管LNG的液面是多高都能安全地工作，其中所說的地動可能引起液體的涌晃，并在罐體內產生相應的動態載荷。

類似的多邊形箱狀儲罐已經被應用在遠洋運輸船上進行儲存LNG。例如被廣泛稱作為“海螺”(Conch)的儲罐(例如可見美國專利2982441號)，這種儲罐由9％的鎳鋼或鋁合金建造出來。在上述提及的專利提出的最初的設計中，儲罐由是六塊板件構建成的(也就是四個側面、頂板或上板以及罐體的底面地板)，這些板件只用水平的梁、加強桿或類似的元件進行補強或加固。根據發明者的設計，特意省去了垂直方向的加強，以消除或降低熱應力，其中熱應力是由于LNG在罐體中液面變化而在垂直方向出現的溫度梯度而產生的。

在“海螺”(Conch)儲罐中，在側壁垂直接合面的交角處設置了水平的約束桿以加強交角處的強度，和/或以約束桿作為相對側板間的連接以減小壁板的變形。盡管如此，如上述提到的專利中的實施例那樣，仍是水平加強的壁板和二維補強了的地板和頂板提供了罐體基本的結構強度和剛度。最初按照這樣的構思建造的儲罐據報道其容積低于10000立方米。