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LNG储罐研究进展及未来发展趋势

201911-1810:15:33

超大型LNG储罐研究进展及未来发展趋势

有关大型储罐和超大型储罐的罐容,目前没有一个明确的规定。由于目前可利用的岸线减少,优良站址稀缺,土地审批手续复杂,新建LNG接收站的占地面积被进一步压缩,这就要求陆上LNG接收站折合成单位面积的存储量必须增加,从而使得LNG储罐向大型化发展。但在超大型储罐的研究方面,尚没有太多的进展。从本质上,如果采用全容储罐的罐型,超大型储罐和一般储罐没有大的区别,相关研究的发展趋势与全容储罐基本一致,即向精细化和集成化建模计算发展。伴随着罐容的增大,全容储罐在外形尺寸、外罐截面尺寸、内罐壁厚、锚固形式、不均匀沉降、预应力损失等方面将面临诸多挑战,因此全容罐的罐容不可能无限制地增大。

薄膜罐和地下罐也是常用的储罐结构,由于结构体系的优势,理论上来讲罐容可以超过全容罐,但目前对于薄膜罐和地下罐的研究还比较少,也仅是在可行性及技术经济性上与全容罐进行的对比介绍,现阶段在国内尚无应用实例。从短期来看,薄膜罐和地下罐只能算作是一个研究方向,很难成为发展的趋势,即使国内研发机构在掌握了全容储罐的核心技术并满足企业自身需要之后,也很难在薄膜罐和地下罐研究方面持续地投入时间和精力;但从长期来看,在世界范围内薄膜罐和地下罐还是有很广阔的应用前景。

秒速飞艇微信群新型LNG储罐研究进展及未来发展趋势

新型LNG储罐主要分为3种:自支撑式LNG储罐、全混凝土LNG储罐和海上LNG储罐。国内己有少量机构正在开展新型LNG储罐的研究,新型LNG储罐的研究在世界范围内也是一个比较的研究方向。

1自支撑式LNG储罐

自支撑式LNG储罐采用的是复合结构内罐,在受力方面远优于一般的壁板结构,因而不再受9%Ni钢壁厚规范上限50mm、厚板焊接难等方面限制。一方面,复合式肋片壁板可以提前预制,可节约40%以上的工期;另一方面,壁板薄,高空焊接量少,施工周期缩短。壁板厚度为等厚板,肋片及加强环结构均为小尺寸板材,材料成品要求不高,且复合内罐提高了材料力学利用率,内罐节约成本预计10%以上。可见,自支撑式储罐对于LNG储罐而言是非常好的内罐改进思路。

2全混凝土LNG储罐

全混凝土LNG储罐是将全容储罐内罐材料由9%Ni钢改为混凝土,内外罐均为混凝土结构。但目前国内对此类储罐的研究还较少。全混凝土储罐的造价低,可节约20%的成本,且全混凝土储罐内外罐可以同时建造,可大大缩短LNG储罐的建设工期。

全混凝土LNG储罐值得今后在国内大力推广,但在相关研究方面还要从基础做起,包括混凝土低温力学性能试验、全混凝土储罐在地震作用下的动力响应、混凝土内罐开裂研究等。

3海上LNG储罐

海上LNG储罐在可使用面积、稳定性、存储能力、建设周期等方面具有很大的优越性,不少国家己经把建设海上LNG终端定为大力发展的目标。从目前的研究成果来看,工程化的时机己经成熟,适合大力推广。目前我国LNG接收站选址变得越来越困难,浮式储存再气化装置(FSRU)的应用也存在诸多挑战,因此开发一种经济、灵活、实施快速、便于快速推广的海上(水上)中小型LNG接收终端技术是适应市场、应对竞争的迫切需要。

在海上LNG储罐研究方面,对混凝土结构LNG海上接收终端的发展情况进行了阐述,对不同形状的附属结构以及存储结构的受力模式及特点进行了分析,总结了设计和建设过程中需要考虑的主要因素;对重力式基础结构(UBS)接收终端和海上接收模块与陆上接收终端进行了对比,从结构的受力、基础型式、施工周期、造价和技术风险等方面进行了分析;国内相关研究机构对海上LNG储罐运输系统、通风系统、抗冰系统等方面也逐步开展了部分研究。

总之,对于自支撑式LNG储罐、全混凝土LNG储罐及海上LNG储罐,由于它们的结构形式及施工方式与常规LNG储罐均不相同,需要开展更深入的基础研究,在未来研究中应重点论证结构的受力合理性和施工的可行性。

4结论

1)常规LNG储罐在全模型建模分析、地震响应分析、隔震研究、局部构件计算、其他偶然作用研究等方面己开展了大量的研究工作,模型趋于精细化和集成化,充分考虑了模型的整体性和局部细节,各个子结构之间的祸合作用也越来越多地应用到模型之中。未来尚需进一步研究的关键问题有:保冷材料建模计算、预应力钢筋建模计算、桩土祸合计算、地震时程分析时边界条件处理、隔震垫的耐久性及更换方法等。另外,还需要在试验研究、理论计算、实际监测分析等方面开展相应的工作,以辅助验证数值模拟计算结果的准确性。

2)目前有关超大型LNG储罐研究的公开发表成果还不多,但相关的能源企业也己掌握超大型储罐的核心技术,如有合适的时机可随时落地。超大型的薄膜罐和地下罐适用性更广,但受制于薄膜技术和目前国内市场的需求,现阶段研究和落地的成果较少,因此从长远来看薄膜罐和地下罐的应用前景广阔,应当开展更加深入的研究。

3)新型LNG储罐方面,自支撑储罐是对内罐设计改进的很好补充思路;全混凝土储罐在国内的研究和发展尚未引起足够的重视,应开展阶段性的基础研究,使全混凝土储罐的优势逐渐体现出来,以求早日应用;海上LNG储罐在国内外均有一定的研究成果,更适用于中小型的LNG接收终端,目前己经具备工程化的条件,但在可移动性和模块化生产方面,还需要进一步细化研究。


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