基本介紹
- 中文名：低溫儲罐
- 外文名：cryogenic storage tank
- 實質：立式或臥式雙層真空絕熱儲槽
- 結構：內膽、隔熱層、外罐
- 填充材料：珠光砂或鋁箔、保溫棉
- 相關設備：常壓儲罐、常溫儲罐等
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結構
液態天然氣必須儲存在低溫儲罐中，低溫儲罐通常是由內罐和外罐構成，中間填充隔熱材料。
內罐
內罐又稱“薄膜罐”，是由薄低溫鋼板製成的具有液密性、可撓性的內容器。它必須把液壓頭傳遞給隔熱層。用作薄膜的材料必須具有在低溫條件下不脆化的特性，並具有足夠的韌性與良好的加工性能。通常採用鎳鋼、不鏽鋼或鋁合金。
隔熱層
隔熱層在將液壓頭傳遞給外罐體的同時，還起著減少氣化量、縮小罐體內外壁溫差、減輕由此產生的溫差應力的作用，另外它還有固定“薄膜”的功能。因此要求隔熱層熱導率小，而且具有足夠的強度。能滿足這些條件的材料有硬質泡沫氨基甲酸乙酯、泡沫玻璃、珍珠岩以及硬質泡沫酚醛樹脂等。為了提高隔熱材料的隔熱性能和經濟性，可採用由粉末狀、纖維狀、板狀等隔熱材料混合使用的隔熱法。
液化天然氣注入罐內後，內罐壁就會冷縮；反之液化天然氣完全被排出後，罐內溫度將逐步上升，內罐壁隨之伸張。填充在內外罐中間的粉末狀隔熱材料，由於內罐壁的反覆脹縮變得嚴實。因此在靠近內罐處必須敷設一層伸縮性強的隔熱層，此隔熱層的厚度與內罐壁的脹縮相適應，並在內罐壁脹縮時起緩衝作用，保證儲罐安全運行。
外罐
(又稱罐體)
外罐就是能承受各種負荷的外殼，它必須具有足夠的強度。根據所用材料不同可以分為以下幾種：凍土壁、鋼製壁、鋼筋混凝土壁及預應力混凝土壁。
①凍土壁。凍土壁和隔熱蓋形成氣密性封閉空間作為外罐，又稱為坑儲穴。在建造時，用冷卻管使內罐周圍土壤凍結而成。坑儲穴投產後，低溫液體會使周圍繼續保持冷凍狀態，而且這一凍土層還會逐年擴張，因此蒸發損失也會逐年減少。建造坑儲穴的先決條件是要有一個較高的地下水位，此外，坑儲穴的底應該是最不容易滲透的岩石或黏土層。
②鋼製壁(包括合金及鋁)。它只適用於建造地上低溫儲罐液化天然氣的地上低溫儲罐與一般常溫儲罐不同，必須考慮罐底下的地面因土壤凍結膨脹而鼓起，使儲罐有損壞的危險。所以必須採取措施，防止地面土壤凍結，一般可以將地上儲罐分為落地式和高架式兩種。落地式底部用珍珠岩混凝土隔熱，在預埋的管道中通入熱風或熱水，或在基礎內部預設電加熱器，以防土壤凍結。高架式是用立柱支撐罐體底盤，使其與地面分開，保持儲罐與地面之間空氣暢通，防止液化天然氣吸收地面大量熱量，以避免土壤凍結。
③鋼筋混凝土壁及預應力混凝土壁。這兩種外壁是地下罐外殼的主要材料，具有如下優點：
a．鋼筋混凝土和預應力混凝土是很好的低溫材料，即使薄膜受損，低溫儲液與預應力混凝土壁接觸也不會損壞外壁；
b．耐久性好，不受地下水腐蝕，不變脆；
c．它有很好的液密性，並且具有較好的抗震性能。
基礎形式
低溫儲罐本身的設計定義並無統一的標準。相對英國在這方面的技術標準比較系統全面。其標準《平底立式圓筒形低溫儲罐套用》根據不同的工藝要求和介質儲存方式，將低溫罐定義為單容器罐、雙容器罐和全容器罐等三種罐體形式。單容器罐一般是有一個鋼製內罐加上保溫外殼組成，而雙容器罐和全容器罐則是由一個鋼製內罐和一個鋼製或採用混凝土(一般為預應力混凝土)製成的外罐組成，保溫設在內外罐壁之間，目前較多採用的是雙容罐形式。
在進行低溫罐設計時，由於罐內低溫介質的傳導作用，使得地基土極易產生凍漲並使土體隆起，進而造成基礎破壞，因此為消除這一不利因素，除了在罐底板與基礎底板表面之間設定保溫措施外，還必須對罐基礎採取防凍措施，通常的做法有兩種，一是在基礎底板內採用電或其他加熱系統，即做成帶有循環加熱系統的筏板式基礎，另一種是採用將基礎底板架空，通過架空形成的空氣層將基礎底板與地基土分隔開。前者因加熱系統成本較高，一般不常採用。在國內引進建造的大多數低溫罐中，普遍採用了架空筏板式基礎形式。架空層的淨高，一般除根據工藝管道和設備布置要求確定外，尚需根據罐內儲存介質溫度的高低進行一定的溫度傳導計算後來確定。架空筏板式基礎又可分為單筏板(承台)和雙筏板(承台)架空兩種形式，在地質條件較好的情況下，一般可採用雙筏板基礎形式；但由於低溫儲罐對基礎沉降的要求相對較高，在大多數情況下，特別時地質條件較差的軟土地基上，則多採用單筏板(承台)樁基，有時也有採用雙筏板(承台)樁基。
