大型LNG低温储罐设计理论与方法研究

论文摘要

近年来,随着各国的天然气消费量迅速增长,使天然气消费量在全球能源消费结构中所(?)份额逐步增加。同时国内天然气新增探明储量的不断增长,政府也日益重视天然气的开发利用及其低温储存设备的设计和建造。作为存储、运输液化天然气的装置,液化天然气储罐属于低温压力容器。与管道运输和压缩天然气储运形式相比,液化天然气储运具有体积小,储存运输方便,安全性能高等优点。大型储罐具有节省钢材、占地少、投资小及便于操作管理等优点。因此在国际上广泛采用,目前技术被欧美和日本所掌握,因此如能够掌握关键技术的设计便能节省大量的成本且不用受制于人。本文研究主要通过分析国内外储罐设计的发展现状,对设计理论进行分析研究,并对现有的相关标准进行设计方法的比较分析。通过对材料选择的分析与研究,在满足储罐材料要求的情况下选取国内自主生产的9Ni钢。通过分析了解国内外设计标准的优劣,选择可靠的设计方法进行储罐的重要部分的设计并校核。本文主要是通过面积最小原理来确定储罐的总体结构,并根据标准EN14620确定储罐的壁厚、罐底板厚度及底部边缘板的设计与排板。计算中间加强圈的间隔以及关于焊接的具体要求。并对设计结果进行强度校核,主要是水压试验,气压试验和抗震计算。通过校核,得出设计满足标准的要求。最后根据API650进行罐顶开孔的设计,主要是人孔方面的设计以便于日常的维护和操作。文章结尾对本设计进行了简单的经济型评价,大型LNG储罐的设计技术国产化无论从经济性还是安全性都表现出强烈的优越性和可行性,并相信未来国内关于大型LNG储罐设计技术的发展必定会很快形成自己的一套设计标准。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 LNG发展现状
• 1.1.1 世界LNG发展现状
• 1.1.2 中国LNG发展现状
• 1.2 LNG低温储罐简介
• 1.2.1 国外大型LNG低温储罐设计发展现状
• 1.2.2 国内大型LNG低温储罐设计发展现状
• 1.2.3 大型LNG低温储罐设计理论
• 1.3 本文研究内容
• 1.4 课题来源
• 第二章 LNG低温储罐内罐材料选择
• 2.1 LNG低温储罐的特殊要求
• 2.2 LNG储罐内罐设计所用材料
• 2.2.1 国内外LNG储罐常用材料概述
• 2.2.2 9Ni钢的成分与力学性能
• 2.2.3 LNG储罐内罐材料选择
• 第三章 LNG储罐内罐总体结构尺寸确定
• 3.1 LNG储罐几何尺寸
• 3.2 主要构件结构及尺寸确定
• 3.2.1 罐壁厚度的计算方法对比
• 3.2.2 壁板厚度计算
• 3.2.3 罐壁焊接附加要求
• 3.2.4 中间加强圈的间隔
• 3.2.5 罐底板尺寸
• 3.2.6 内罐罐底边缘板厚度与宽度确定
• 3.2.7 罐底中幅板排板与连接
• 3.2.8 储罐罐顶
• 第四章 内罐罐体强度计算
• 4.1 水压试验
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 LNG储罐的试验要求
• 4.1.3 附加要求
• 4.1.4 水质
• 4.1.5 填加水
• 4.1.6 水压试验校核
• 4.2 气压试验
• 4.2.1 气体压力试验
• 4.2.2 负压试验
• 4.2.3 排空检查
• 4.3 抗震计算
• 4.3.1 设计准则
• 4.3.2 地震作用
• 4.3.3 罐壁许用临界应力
• 4.3.4 抗震验算
• 第五章 开孔设计
• 5.1 罐顶人孔
• 5.2 罐顶开孔接管及补强
• 第六章 经济性评价
• 第七章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 详细摘要