LNG球形储罐(民用燃气气化站， LNG汽车加注站等) 固定式LNG储罐-球形 第 7章：低温贮运设备 圆柱形（民用燃气气化站、LNG 汽车加注站、卫星式液 化装置，工业燃气气化站、小型LNG 生产装置） 固定式LNG储罐-圆柱形 圆柱形(基本负荷型、调峰型液化装置、LNG接收站) 固定式LNG储罐-圆柱形 固定式LNG储罐-圆柱形 圆柱形(基本负荷型、调峰型液化装置、LNG接收站) 固定式LNG储罐-内罐 膜型储罐内部结构 固定式LNG储罐-内罐 固定式LNG储罐- Underground in-pit LNG储罐 固定式LNG储罐- Above ground LNG储罐(预应力混凝土型) LNG运输槽车（陆地运输） LNG运输槽车（陆地运输） 中国40m 3 LNG槽车（陆地运输） LNG运输船（海上运输） LNG运输船（海上运输） LNG运输船（海上运输） 转至容器形状 LNG运输船（海上运输） LNG运输船（海上运输） 转至容器分类 第七章：低温贮运设备 ? 7.1 低温绝热技术 ? 7.2 低温容器 概述 ? 7.3 低温容器输液方式和输液管道 ? 7.4 常用低温容器 – 液化天然气 (LNG)储运 ? 7.5 低温容器设计方法 ? “哥伦比亚 ”号返航途中解体坠毁的主要原 因：左翼前缘的隔热瓦或封片受到损伤并形 成孔洞，导致超高温气体 (1600℃ )进入。 7.1、低温绝热技术 美国的航天飞船 1 哥伦比亚号 1981.4.12~2003.2.1； 2003年 2月 1日机毁人亡 2 挑战者号 1983.4.4~1986.1.28； 1986年 1月 28日机毁人亡 3 发现号 1984年 8月 30日首航 4 阿特兰蒂斯号 1985年 10月 30号首航 5 奋进号 1992年 5月 7日首航 挑战者号事故原因：右侧助推器下端壳体接头的 O形圈 密封失效，大量燃料的外溢 ,起飞仅仅 73秒钟后爆炸。 美国航天史上曾出现的防热瓦 脱落、损坏的故障（部分） 哥伦比亚号 第 1， 3， 7次飞行 挑战者号 第 1， 2次飞行 发现号 第 4， 7次飞行 阿特兰蒂斯号 第 3次飞行 7.1、低温绝热技术 ? 绪论 ? 堆积绝热 ? 高真空绝热 ? 真空粉末( 或纤维) 绝热 ? 高真空多层绝热 ? 高真空多屏绝热 ? 五种绝热方法比较汇总 返回 7.1、低温绝热技术 -绪论 ? 1 “绝热” ： 减少或抑制热流 (由导热、对流和辐射引 起 )从高温流向低温 ? 2 绝热在低温技术中有特殊的重要性 – 得到低温液体的功耗很大； – 低温液体沸点低，与环境温度的温差大，周围环 境是个很大的热源； – 低温试验中，创造低温环境时为了排除周围环境 的影响也要应用绝热技术 ? 3 绝热方式分类 – ①堆积绝热 – ②高真空绝热 – ③真空粉末绝热 – ④高真空多层绝热 – ⑤高真空多屏绝热 ? 其中方式②~ ⑤均要用到真空技术 返回 ? 1 定义：选用导热系数小的绝热材料装填在需要绝热 的部位上以达到绝热的目的。 ? 2 堆积绝热材料的种类 ? 3 主要漏热：导热 ? 4 适用场合： 大型低温装置或对绝热性能要求不高的场合。 (1)泡沫型 7.1、低温绝热技术 - ①堆积绝热 种类 聚氨脂、聚苯乙烯、橡胶、硅、玻璃 优点 成本低，有一定的机械强度，不需要真空罩 缺点 热膨胀率大。热导率会随时间变化。当容器中输入低温液体 时，泡沫会收缩 措施 为防止低温下收缩开裂，在泡沫 中放置防收缩裂开的连接 (2)粉沫型 种类 珠光砂 (膨胀珍珠岩 )、气凝胶、软木 (3)纤维型 种类 玻璃纤维、矿棉、石棉 (2)与 (3)共 性 优点 成本低、易用于不规则形状，不会燃烧 缺点 水蒸气和空气能通过绝热层渗入到冷表面，需防潮层。粉末沉 降易造成热导率增大 措施 在绝热层中充入高于大气压的干氮气以防止水分的渗入 返回 ? 1 定义 ： 高真空绝热是一种将绝热空间抽至 1mpa的 真空度，以消除绝热空间的气体对流换热和绝大部分 气体导热的一种绝热型式。 ? 2 主要漏热： 辐射 ? 3 影响其性能的因素及采取的措施 – 真空度：（影响导热和传热）防漏，夹层中安放 低温吸附剂、活性炭或分子筛以吸附水分等以保 持真空度 – 辐射传热量：表面镀银 ? 4 适用场合 – 实验室规模的小型杜瓦容器中 ? 5 优缺点 – 优点：易于对形状复杂的表面绝热，预冷损失 小，真空夹层可做得很小 – 缺点：需持久的高真空，要求辐射率小 7.1、低温绝热技术 - ②高真空绝热 返回 ? 1 定义 ： 在绝热空间填充多孔性绝热材料( 粉末或纤 维 )，再将绝热空间抽到一定真空度 (1~0.1Pa)的绝热型式 7.1、低温绝热技术 - ③真空粉末(或纤维)绝热 ? 2 主要漏热 – 从常温→液氮温区，辐射传热是主要的漏热。此辐 射漏热 <高真空绝热中的辐射漏热，所以此温区绝 热性能优于高真空绝热。 – 从液氮温区→液氦温区，固体热导是主要漏热。此 漏热大于高真空绝热。所以此温区绝热性能不如高 真空绝热。 ? 3 适用场合： 大中型低温贮槽及设备中。 ? 4 优点 – 不需要太高的真空度，易于对形状复杂的表面绝 热。 ? 5 缺点 – 振动负荷和反复热循环后易沉降压实，抽真空时必 须设置滤网以防粉末进入抽空系统 7.1、低温绝热技术 - ③真空粉末(或纤维)绝热 返回 ? 1 定义 ：在高真空( 真空度达10 -2 Pa以上) 绝热空间内 交替装有许多 具有高反射能力的辐射与具有低热导率 的间隔物 的一种绝热型式。 这种绝热型式绝热性能非常好，常被称为 “超级绝 热 ” 7.1、低温绝热技术 - ④高真空多层绝热 ? 2 主要漏热： 导热 ? 3 影响高真空多层绝热性能的因素 (1)多 层材 料及 其组 合 7.1、低温绝热技术 - ④高真空多层绝热 辐射屏 种类：铝箔、铜箔或喷铝涤纶薄膜 作用 ：降低辐射漏热，在多层中设置 n层辐射屏， 则辐射漏热仅为原先的 1/(n+1)倍 屏数量：单位厚度中屏的数量：数量增加，则辐 射传热降低；但会使接触热阻降低，从而固体导 热增加。最佳层密度为 20~40层 /cm 间隔物 种类：玻璃纤维、纤维纸、尼龙布、涤纶膜、填 炭纸等 作用：起反射屏之间的间隔作用、及抑制固体热 导 (这是由于间隔物的导热系小 且与辐射屏间以点 接触形式接触 ) 组合 P241表 7.6 几种多层绝热表观热导率 (2)真 空度 真空度 要求 真空度应保持在 0.01Pa以上 层间 压强 由于(1) 多层材料层间抽气阻力大 (2)多层材料本身 又要放气。所以层间压强》真空空间压强，如不采 取措施，就不能满足真空度0.01Pa的要求 措施 (1)在多层材料上打许多小孔以利多层层间压力平 衡，保证里层的残余气体能被充分抽走。 (2)采用填炭纸作为间隔物材料可有效地利用活性炭 在低温下的高吸附能力，吸附真空夹层中的放气， 因而能长时间地保证容器的高真空。 (3)其 它 温度、机械负荷、杂质等 7.1、低温绝热技术 - ④高真空多层绝热 4 绝热层 层密度 热导率 6μ铝箔 +0.15mm玻璃纤维 20 3.7× 10 -5 6μ铝箔 +2mm人造纤维布 10 7.8× 10 -5 6μ铝箔 +2mm尼龙布 11 3.4× 10 -5 8.7μ铝箔 +填炭玻璃纤维纸 30 1.4× 10 -5 50μ单面喷铝植物纤维纸 40 1.4× 10 -4 20μ双面喷铝涤纶薄膜 75 1.5× 10 -4 8μ单面喷铝进口涤纶薄膜 121 0.92× 10 -4 Kg m/ 3 W mK/ ? 几种典型的多层绝热表观热导率 ,对应冷热边界 分别为 77K和 300K，残余气体压力小于 1.3mPa 77 7.1、低温绝热技术 - ④高真空多层绝热 K300K , 13. mPa 7.1、低温绝热技术 - ④高真空多层绝热 ? 4 适用场合：液氧、液氢、液氦的贮存容器 ? 5 优缺点 – 优点：绝热性能优越，重量轻，与粉末绝热比相 对预冷损失小，稳定性好； – 缺点：费用较大，难以对形状复杂绝热，抽成高 真空不容易，抽空工艺复杂 返回 ? 2 机理： 用不多的传热屏与容器内冷蒸发气体逸出 管相连接，利 用冷蒸汽吸收的显热来冷却辐射，降低 热壁( 传热屏和辐射屏 )的温度，抑制了辐射传热，从 而提高绝热效果。 T 2 降低，则q 也降低。 7.1、低温绝热技术 - ⑤高真空多屏绝热 ? 1 定义 ： 是 一种多层防 辐射屏与传 热屏相结合 的绝热结构 )( 2 4 1 4 2 TTAq ? ? = ε ε σ ? 3 传热屏： 有限个屏就能得到高效绝热效 果。 ? 4 适用场合： 液氢和液氦容器 ? 5 优缺点 – 优点：绝热性能最优； – 缺点：仅对于液氦或液氢容器有较显著的 效果，结构复杂，成本较高。 ? 液氢液氦罐若不用此种绝热方式，则常用具 有液氮保护屏的液氮容器，液氮起到冷屏的 作用 。 见下页图 。 7.1、低温绝热技术 - ⑤高真空多屏绝热 7.1、低温绝热技术 - ⑤高真空多屏绝热 返回 7.1、低温绝热技术 -五种绝热方法比较 类型 真空/Pa 夹层材料 主要漏热 应用场合 堆积绝热 常压或微 正压 泡沫 /粉末 /纤 维 导热 大型储罐 ,要 求不高的场合 高真空绝 热 10 -3 无 辐射 实验室规模小 型杜瓦瓶 真空粉末 绝热 1~0.1 粉末 /纤维 常温 -77K,辐射 77~4.2K固体 热导 大中型储槽 / 设备 高真空多 层绝热 10 -2 辐射屏 +间隔 物的多层材料 导热 LO 2 ,LH 2 ,Lhe 储罐 高真空多 屏绝热 高真空 10 -3 多层10 -2 辐射屏 +间隔 物的多层材料 导热 LH 2 ,Lhe储罐 返回 ? 低温容器概述 ① 低温容器种类 ② 低温容器组成 ③ 形状和容积 ④ 绝热型式 ⑤ 内外罐材料 ⑥ 支撑构件 ⑦ 管道 ⑧ 气体的回收 7.2、低温容器 返回 ? 低温容器：用于贮存和运输液化气体的设备 ? 常见的低温液化气体： LNG、 LO 2 、 LN 2 、 LH 2 、 LHe ? 1、按绝热类型分类 7.2、低温容器 -低温容器种类 普通绝热结构的容器 适于大量的 LNG、 LN 2 、 LO 2 贮运 高真空绝热容器 通常做成小型，用于 LO 2 、 LN 2 贮运 真空粉末绝热容器 适于 LO 2 、 LN 2 、 LH 2 贮运 高真空多层绝热容器 适于 LH 2 、 LHe贮运 高真空多屏绝热容器 适于 LHe贮运 ? 2 按用途分类法 – 固定式：用于贮存 – 运输式：用于运输( 生产地或供液站→使用地 ) ? A： 陆上 ：运输工具称为槽车 ? B： 水运 ：槽船 ? C： 空运 ：运输贮罐 ? 3 按工作压力 – 常压容器 ：接近大气压的压力下工作：适用于一 般的贮运 – 高压容器： 1.5~3.0MPa，用于直接供液、供气或 带压贮运 7.2、低温容器 -低温容器种类 返回 ? 1 本体：内容器、外壳、绝热结构等 ? 2 液体的出入口、蒸汽回收系统 ? 3 测量系统，阀门，管道 ? 4 安全设施：紧急放液阀、防爆装置 ? 5 其它附件：如底盘、把手、抽气口 7.2、低温容器 -低温容器组成 返回 1液面计上管 2放空管 3测满管 4下进液管 5供液管 6液面计下管 7.2、低温容器 -形状和容积 ? 1 形状 ，一般为球形，其优点如下： – 在相同体积下，表面积最小，冷损小，材 料省 – 受力性能也最好，应力集中点少 ? 2 尺寸 – 几乎容积应大于有效贮存容积 (工作状态下 该容积的最大盛液量 )，留有 5~10%的蒸汽 空间，以确保安全 返回 7.2、低温容器 -绝热型式 选用绝热型式的一般原则： ? 从经济性角度考虑 – 低沸点液体应采用高效的绝热型式 – 大型容器选用成本低的绝热型式，而不必过多考虑重 量和所占空间的大小 – 中小型的液氦容器尽可能采用高真空多屏绝热结构 ? 从可操作性角度考虑 – 运输式及轻便型容器应采用重量轻，体积小的绝热型 式 – 形状复杂的容器一般不宜选用高真空多层( 多屏) 绝热 – 对于短期或间歇使用的容器，宜采用高真空绝热以使 预冷时间短，冷耗少。 返回 7.2、低温容器 -内外罐材料 ? 1 选用材料需考虑以下两点： – 材料在低温下必须满足低温下的性能要求：如压 缩强度、拉伸、层间剪切、冲击韧性、导热系 数、线膨胀系数 (特别是对支承件材料) – 存放低温的介质与内胆材料不发生化学反应 ? 2 内胆材料 – 奥氏体不锈钢、铝合金、铜合金 – 对于LNG ：用 9%Ni钢 – 对于液氟：用蒙乃尔合金 ? 3 外壳 – 碳钢，预应力混凝土 ? 4 连接内外壳的构件材料 – 选用导热系数小的材料，如不锈钢、蒙乃尔合金 返回 7.2、低温容器 -支撑构件 ? 1 要求 – 有一定的强度； – 低漏热 ? 2 材料 – 玻璃钢、不锈钢等 ? 3 结构 – 受拉伸的构件两固 定端应保留有一定 的活动间隙。否 则，内胆的冷收缩 使拉杆受力太大， 会在两固定端产生 很大的应力。 7.2、低温容器 -支撑构件 图10 内支承结构 1 钢管 1,与外封头焊接的 2 环氧玻璃钢管 3 钢管 2,与内封头焊接 4 不锈钢螺栓 5、 6 玻璃钢垫块 图12 支承由10g重力方向冲击产生的应力分布 区域2 区域1 区域3 图11 支承的网格图 图13 左支承的六分之一结构的温度分布云图 图14 左支承六分之一结构中肋板和钢管 1部分的温度分布云 图 图16 左支承肋板部分结构的轴向热流图15 左支承六分之一结构中螺栓和钢管 2部分的温度分布云 图 至 7.5.2 返回 7.2、低温容器 -管道 ? 1 管道内须设置挠 性连接 – 防止由于冷收缩导 致管子应力太大 ? 2 防止“ 穿透” 现象 – 即防止低温液体自 行流入绝热结构层 中的管段内，若流 入，低温液体即会 吸热汽化，从而压 力升高，又会自行 压回容器中，使冷 损增加 返回 ? 1 漏热 – 使低温液体不断汽化，在可能的情况下要 对气体进行回收利用 ? 2 回收方法 – 再液化返回储槽内 – 用压机压入钢瓶 – 将汽化的气体直接利用掉 7.2、低温容器 -蒸发气体的回收 返回 输送方式 ? 1 内胆的自增压 ? 2 外部气体对内胆的加压 ? 3 液泵输送 7.3、低温容器输液方式和输液管道 内胆的自增压 低温液体输送管道 ? 1 裸管 – 非绝热管，结构简单，造价低，但冷量损 失大；常用于短距离短时间内的液氧或液 氮输送。 ? 2 堆积绝热管 ? 3 真空绝热管 – 高真空绝热管、真空粉末绝热管、高真空 多层绝热管 7.3、低温容器输液方式和输液管道 低温液体输送管道 ? 3 真空绝热管 ①强度和刚度：内管壁尽可能 薄(减少冷损)，但须能承 受工作压力。 ②温度补偿：波纹管(用在外 管上)，U型膨胀节(用于内 管上) ③内外管隔离支撑：防止互相 接触，减少管内流体重量 所产生的内管应力。 支撑片与内外管间的接触 面积应尽量小，减少热 导。 7.3、低温容器输液方式和输液管道 低温液体输送管道 ? 3 真空绝热管 ④真空绝热管线的连接：对于一定长度 (12m)以上，需 由若干段组装起来。 不可拆：焊接 可拆：卡箍式、法兰式 7.3、低温容器输液方式和输液管道 低温液体输送管道 ? 3 真空绝热管 ⑤挠性输液管： – 内外管均为波纹管， 用青铜或不锈钢； – 高真空多层绝热； – 隔一定距离加支承； – 外管外包金属丝编织 的保护套或聚四氟乙 烯。 7.3、低温容器输液方式和输液管道 超导磁体冷却系统CSC 布局图 表 7.17 导入液氮管道的热量度 (管径 25mm, 管长 6.1m ) 7.3、低温容器输液方式和输液管道 管道绝热类型 导入热量 /W 非绝热管道 1471 多孔性块状材料绝热管道（ 100mm 厚） 220 真空粉末绝热管道（ 100mm厚） 38 高真空绝热管道（管径 32mm） 32 高真空多层绝热管道 0.88 返回 7.4、常用低温容器 ? 液氮用杜瓦 ? 液氢、液氦用杜瓦容器 ? 液化天然气(LNG) 储运 返回 7.4、常用低温容器- 液氮用杜瓦 适用于低温生物和畜牧业 ;保存血浆 ,皮 肤 ,细胞, 疫苗等。内外筒体：防锈铝。 玻璃钢颈管。多层绝热 高真空 /真空粉末 /高真空 多层；绝热弹性垫；吸附 剂室；玻璃钢颈管 辐射热源温度从 300K降到77K ， 辐 射 漏 热降 至原 来 的 1/150~1/200 7.4、常用低温容器- 液氢、液氦用杜瓦 ? 1. 固定式LNG 储罐 ? 2. LNG运输槽车 ? 3. LNG远洋运输(LNG 船 ) 液化天然气(LNG )储运 首页7.4 1. 固定式LNG储罐 固定式LNG 储罐： 液化站、接收站用大型储罐、卫星站 (汽化站)用储罐。 ? 分类 ? 罐材料 ? 放置方式 ? 内部观察装置 ? 中国的固定式LNG 储罐 返回 1.1 固定式LNG储罐-种类 种 类 容量 /m 3 用途 绝热型式 形 状 小 型 5~40 民用燃气气化站，LNG 汽车加注站等场合 真空粉末 绝热 或高真空 多层绝热 球 形 圆 柱 形 中 型 40~100 卫星式液化装置，工业 燃气气化站 正压堆积 绝热 大 型 100~ 1000 小型LNG 生产装置 圆 柱 形 超 大 型 10000~ 40000 基本负荷型和调峰型液 化装置 特 大 型 40000~ 200000 LNG接收站 LNG球形储罐(民用燃气气化站， LNG汽车加注站等) 1.1 固定式LNG储罐-球形 圆柱形（民用燃气气化站、LNG 汽车加注站、卫星式液 化装置，工业燃气气化站、小型LNG 生产装置） 1.1 固定式LNG储罐-圆柱形 圆柱形(基本负荷型、调峰型液化装置、LNG接收站) 1.1 固定式LNG储罐-圆柱形 1.1 固定式LNG储罐-圆柱形 圆柱形(基本负荷型、调峰型液化装置、LNG接收站) 返回 1.2 固定式LNG储罐-罐材料 ? 双金属 ：内罐采用耐低温的不锈钢或铝合 金。外壳采用黑色金属，常用压力容器用 钢。 ? 预应力混凝土 ：指大型贮槽采用预应力混凝 土外壳，而内筒采用低温的金属材料。 ? 薄膜型 ：指内筒采用厚度为0.8~1.2mm36Ni 钢（又称殷钢）。薄膜表面起波纹的36Ni 钢 作主屏，起到允许膨胀和收缩的作用。绝热 板起着支撑膜的作用。 1.2 固定式LNG储罐-薄膜型 1.2 固定式LNG储罐-薄膜型 膜型储罐内部结构 返回 1.3 固定式LNG储罐- 按放置分类 ? ① Underground in-pit LNG储罐 ? ② Underground LNG储罐 ? ③ In-ground LNG储罐 ? ④ Above ground LNG储罐 (双壁金属 型 )） ? ⑤ Above ground LNG储罐 (预应力混凝 土型) ?以上几种LNG储罐常用于LNG接收终端 的特大型贮槽。 1.3 固定式LNG储罐- Underground in-pit LNG储罐 1.3 固定式LNG储罐- Underground in-pit LNG储罐 1.3 固定式LNG储罐- Underground LNG储罐 1.3 固定式LNG储罐- In-ground LNG储罐 1.3 固定式LNG储罐- In-ground LNG储罐 1.3 固定式LNG储罐- In-ground LNG储罐 1.3 固定式LNG储罐- In-ground LNG储罐 ? 现代建造的 LNG储罐（ 11和 12号） ? 容量： 14万 m 3 ? 建设周期： 1997年 10月 ~2001年 10月（49个月） ? 合同金额： 141百万美元 ? 储罐类型： In Ground LNG储罐，膜型 ? 顶 ： 混凝土圆顶，不锈钢板，悬挂（甲板） ? 墙结构：厚 2.5m；泥墙厚度 1.5m ? 日蒸发率： 0.1%/d ? 内罐尺寸：内径： 64m；最大液体高度： 43.65m ? 设计寿命： 50年 ? 设计温度： -162℃ ? 设计压力：最大 290mbG，最小 -5mbG ? 操作压力： 50~250mbG 1.3 固定式LNG储罐- Above ground LNG储罐（双壁金属型） 1.3 固定式LNG储罐- Above ground LNG储罐（双壁金属型） 1.3 固定式LNG储罐- Above ground LNG储罐(预应力混凝土型) 1.3 固定式LNG储罐- Above ground LNG储罐(预应力混凝土型) 返回 1.4 固定式LNG储罐-内部观察装置 1.4 固定式LNG储罐-内部观察装置 1.4 固定式LNG储罐-内部观察装置 返回 ? 中原油田的LNG 储罐 ? 山东淄博LNG 汽化站的储罐 ? 江苏LNG 汽化站的储罐 中国的固定式LNG储罐 中国的固定式LNG储罐 建于中原油田的 LNG储罐， 620m 3 建于中原油田的 LNG储罐， 620m 3 绝热方式: 粉末（珠光砂）堆积绝热。 设计能力为12万Nm3/d山东淄博 储罐： 圆柱形， 106m 3 /台，共 12台 ; 内罐材质为0Cr18Ni9 ，外罐材质为16MnR ， 夹层充填珠光砂250mm 厚，抽真空 山东淄博LNG汽化站 江苏苏州LNG汽化站 ? 两台体积均为 100m 3 的 低温贮罐，贮罐 夹层填充珠光砂并抽真空进行绝热； ? 将 LNG气化、调压后与水煤气、焦炉气掺 混作城市煤气气源 返回 2．LNG运输槽车（陆地运输） 2．LNG运输槽车（陆地运输） 2.1 LNG槽车的隔热方式 有三种型式： ? 真空粉末隔热； ? 真空纤维隔热； ? 高真空多层隔热，绝热层所占空间小； 绝热材料轻；隔热材料一般不发生沉 降。但施工难度大。 2.2 LNG槽车的安全设计 ?安全设计要求 ： ① 防止超压； ② 消除燃烧的可能性。 ? ①防止超压的措施： – 在槽车的气相管路上设置一个降压调节阀作为第 一道安全保护； – 设置安全阀、爆破片等超压泄放装置； – 公路运输泄放阀。 ? ②消除燃烧的可能性： – 禁火、禁油、消除静电 2.3 LNG槽车的输液方式 ? 两种输液方式： ①自增压输液：利用在增压器中气化 LNG返回贮罐增压。 ②液泵输送：配置在车上的离心式低温 泵来泵送液体。 2.4 中国27m 3 LNG槽车 1-牵引车； 2-外筒安全装置； 3-外筒； 4-绝热层真空纤 维； 5-内筒； 6-操作箱； 7-仪表、阀门及管路系统； 8 THT9360型分体式半挂车底架 2.4 中国27m 3 LNG槽车 ? 绝热：真空纤维绝热 ? 材料 ： 贮槽内筒及管道 － 0Crl8Ni9； 外筒 － 16MnR低 合金钢钢板；支承－环氧玻璃钢 ? 外形尺寸：长、宽、高分别为 14.5m、 2.5m和 3.8m。 ? 槽车包括 ：①进排液系统；②进排汽系统；③自增压 系统；④吹扫置换系统；⑤仪控系统；⑥紧急截断阀 与气控系统；⑦安全系统；⑧抽空系统；⑨测满分析 取样系统。 ? 安全措施 ：紧急截断控制措施、易熔塞、阻火器、吹 扫置换系统、导静电接地及灭火装置。 2.5 中国40m 3 LNG槽车 返回 3. 液化天然气运输船 ? LNG运输船 ：为大气压下沸点为 -163℃的大 宗 LNG货物的专用船舶。这类船目前的标准 货量在 12~13万立方米之间。一般它们在 25~30年船龄期内，从事专用的航行计划。 ? 类型 ： （ 1）独立球型（MOSS ）； （ 2） SPB型船，石川岛播磨重工业IHI； （ 3）薄膜型（ Membrane），法国GTT 公司。 3. 液化天然气运输船 3.1 液化天然气运输船- SPB型 3.2 液化天然气运输船- GTT型 薄膜型 LNG船的开发者 Gaz Transport和 Technigaz已合 并为一家，故对该型船称为GTT 型。 GTT型的围护结构包括GTNO96 和 TGZ MarkIII两种。 3.2 液化天然气运输船- GTT型 GTT NO.96型 LNG船 3.3 液化天然气运输船- MOSS型 MOSS型 (球型)LNG 船 3.3 液化天然气运输船- MOSS型 3.3 液化天然气运输船- MOSS型 3.4 液化天然气运输船-三种船型比较 比较对象 SPB型 MOSS型 GTT型 尺寸 紧凑 大 紧凑 船重量 轻 最重 轻 (当船小时相对重) 储罐数量 最少 多 多 汽化率 最低 0.05%/d 低 0.08%/d GT高：≧ 0.1%/d TGZ：低 上甲板空间 完全不受限 制 非常受限制 不受限制 任意装载量水平 可能 可能 不可能 航行 容易 不容易 容易 压力控制 简单 复杂 最复杂 温度控制 简单 复杂 复杂 不可泵送的液体量 最少(3m 3 /储 罐 ) 少 (6m 3 /储罐) 多 (200~400m 3 /储罐) 维护 外部 容易 不容易 容易 内壳/ 绝热 最容易 容易 非常困难 3.5 LNG船大型化趋势 年份 舱容量 /万 m 3 1964 0.621 1970 4~5 1972~1973 7.5~8.7 1975~1976 12.5~13 1978 13.1264 1983 13.275 1987 13.64 3.6 LNG船制造商 ? LNG船主要建造国是法国、 美国、 日本和 韩 国 。 ? 在所建造的 87艘 LNG船中，法国占 31艘， 美国 16艘， 日本 14艘，这三国占世界总数的 70%。 ? 目前LNG 船的一些主要制造商。 ⑴日本MES ；⑵日本KHI ；⑶日本MHI ；⑷日本 IHI；⑸日本 NKK；⑹韩国现代；⑺韩国三星；⑻ 韩国大宇；⑼韩国 Hanjin；⑽意大利 Fincatineri； ⑾芬兰 Masa；⑿法国Chantiers d’Atlantique ；⒀ 西班牙Lzar ；⒁美国 Newport News*；⒂德国 HDW*；⒃ Beolwerf *；⒄General Dynamics ( 美 国 ) 注： *表示十五年来没有交货 3.7 LNG海上贸易量和LNG船 1990~1997年世界 LNG海上贸易量 年份 1990 19 91 1992 199 3 199 4 1995 19 96 1997 贸易量 (万吨 ) 5208 57 10 6021 618 3 653 6 6877 76 50 8300 1999年初全世界的LNG 船的液舱容量及船的数量 船的液舱容量 (万 m 3 ) <0.5 1~2 2~6 6~10 >10 船舶艘数 3 4 11 15 78 1999年初世界LNG 船的船龄构成 船龄 4年以 下 5~9年 10~1 4年 15~19年 20年以 上 船舶艘数 32 12 2 18 47 1990~1997年世界 LNG海上贸易量 年份 1990 199 1 1992 1993 1994 1995 199 6 1997 贸易量 (万吨 ) 5208 571 0 6021 6183 6536 6877 765 0 8300 1999年初全世界的LNG 船的液舱容量及船的数量 船的液舱容量 (万 m 3 ) <0.5 1~2 2~6 6~10 >10 船舶艘数 3 4 11 15 78 1999年初世界 LNG船的船龄构成 船龄 4年以下 5~9年 10~14 年 15~19年 20年以上 船舶艘数 32 12 2 18 47 3.8 LNG船接收码头-LNG终端 3.8 LNG船接收码头-LNG终端 返回 7.5 低温容器设计方法 返回 ? 7.5.2 设计内容 ① 内罐设计 ② 外罐设计 ③ 支撑结构 ④ 内罐钢度及弯曲应力计算 ⑤ 安全释放装置计算 ⑥ 热力计算 ⑦ 吸附剂与吸气量计算 ⑧ 自增压器计算 ? 7.5.1 已知设计参数 ① 设计压力 ② 设计温度 ③ 储存介质 ④ 有效容积 ⑤ 罐体材料 ⑥ 抗冲击能力 ⑦ 蒸发率指标等 7.5.2 设计内容 ? ①内罐设计 – 得到内罐内筒体和封头的厚度 ? ②外罐设计 – 得到外罐内筒体和封头的厚度 ? ③支撑结构 – 设计支撑结构，对支撑结构进行热和力的 计算，得到支撑件的尺寸和最终结构型 式。 7.5.2 设计内容 支撑应力图 ?④内罐钢度及弯曲应力计算 –利用有限元强度分析软件评 定内筒体及支承在最大受力时 的应力场 –判断设计的支承及内筒体是 否符合强度要求 ? ⑤安全释放装置计算 – 内罐的安全释放量 （夹层真空完全破坏 ） – 安全阀的排放面积A ：判断在安全释放量 下选择的安全装置排放面积是否满足要求 – 爆破片排放面积 A ：判断在安全释放量下 选择的爆破片排放面积是否满足要求 7.5.2 设计内容 ? ⑥热力计算- 漏热计算 漏热途径 – 绝热体的综合漏热 ? 残余气体分子的热导 ? 绝热空间及管口的辐射传热 – 机械构件的热导 ? 支承结构的热流 ? 管路的漏热 据绝热层特性、低温容器材料特性和所贮 存低温液体的性质可得到低温容器各组件 的温度分布情况。 7.5.2 设计内容 低温容器热分析 总体温度分布 低温容器热分析 左端玻璃钢圆盘温度分布 低温容器热分析 防转组件温度分布 ⑥热力计算 -（标准）日蒸发率计算 ? 储罐设计时，可根据估算的绝热层和支 承结构及所储存低温介质等特性，计算 漏热量，可计算得到标准日蒸发率。 ? 在检验已制作完成的储罐是否达到绝热 性能要求时，可通过测内罐蒸发气体的 流量得到标准日蒸发率。 7.5.2 设计内容 () () %100 24 230 210 × ???? ??? = TTPTVA TTPTB η ? ⑦吸附剂与吸气 量计算 – 吸附多层材料放 出来的气体。 – 按设计要达到 漏 放气率 来计算吸 附及吸气剂量， 从而得到所需放 置在真空夹层中 的吸附剂量。 ? ⑧自增压器计算 – 初始自增压 – 稳压供气 7.5.2 设计内容 返回