3. 全容罐
圖4-4是全容罐結構示意圖[1]。全容罐的結構采用9%鎳鋼內筒、9%鎳鋼或混凝土外筒和頂蓋、底板,外筒或混凝土墻到內筒大約1~2m,可允許內筒里的LNG和氣體向外筒泄漏,它可以避免火災的發生。其設計最大壓力為30kPa,其允許的最大操作壓力25kPa,設計最小溫度-165℃。由于全容罐的外筒體可以承受內筒泄漏的LNG及其氣體,不會向外界泄漏。其安全防護距離也要小得多。一旦事故發生,對裝置的控制和物料的輸送仍然可以繼續,這種狀況可持續幾周,直至設備停車。
??? 當采用金屬頂蓋時,其最高設計壓力與單壁儲罐和雙壁儲罐的設計一樣。當采用混凝土頂蓋(內懸掛鋁頂板)時,安全性能增高,但投資相應的增加。因設計壓力相對較高,在卸船時可利用罐內氣體自身壓力將蒸發氣返回LNG船,省去了蒸發氣(BOG)返回氣風機的投資,并減少了操作費用。
全容罐具有混凝土外罐和罐頂,可以承受外來飛行物的攻擊和熱輻射,對于周圍的火情具有良好的耐受性。另外,對于可能的液化天然氣溢出,混凝土提供了良好的防護。低溫沖擊現象即使有也會限制在很小的區域內,通常不會影響儲罐的整體密封性。
4. 膜式罐
膜式罐采用了不銹鋼內膜和混凝土儲罐外壁,對防火和安全距離的要求與全容罐相同。但與雙容罐和全容罐相比,它只有一個筒體。膜式罐的操作靈活性比全容罐的大,因不銹鋼內膜很薄,沒有溫度梯度的約束。膜式罐適用的規范可參照EN1473(液化天然氣設備與安裝)。
該類型儲罐可設在地上或地下,建在地下時,當投資和工期允許,可選用較大的容積,這種結構可防止液體的溢出,提供了較好的安全設計,且有較大的罐容。該罐型較適宜在地震活動頻繁及人口稠密地區使用。但投資比較高,建設周期長。由于膜式罐本身結構特點,它的缺點在于有微量泄漏。
5. 球形罐
LNG球形儲罐(見圖4-5)的內外罐均為球狀。工作狀態下,內罐為內壓容器,外罐為真空外壓容器。夾層通常為真空粉末隔熱。球罐的內外球殼板在壓力容器制造廠加工成形后,在安裝現場組裝。球殼板的成形需要專用的加工工裝保證成形,現場安裝難度大。
球罐的優點是由于球體是在同樣的體積下,具有最小的表面積,因而所需的材料少,設備質量小;球罐具有最小的表面積,因此傳熱面積也最小,加之夾層可以抽真空,有利于獲得最佳的隔熱保溫效果;內外殼體呈球形,具有最佳的耐壓性能。但是球殼的加工需要專用設備,精度要求高;現場組裝技術難度大,質量不易保證;雖然球殼的凈質量最小,但成形材料利用率最低。
球罐的容積一般為200~1500m3,工作壓力0.2~1.0MPa。容積小于200m3的球罐盡可能在制造廠整體加工后出廠,以減少現場安裝工作量。容積超過1500m3的,不宜采用球罐,因為此時外罐的壁厚過大,制造困難。