液化气储罐系统及其设计和制造方法技术方案

提供了能够减小液化气储罐的厚度、减小液化气储罐的重量并降低液化气储罐的成本的压力设计方法；液化气储罐系统的制造方法；以及由此得到的液化气储罐系统。由此得到的液化气储罐系统。由此得到的液化气储罐系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液化气储罐系统及其设计和制造方法


[0001]本专利技术涉及一种船舶的液化气储罐系统、以及液化气储罐系统的压力设计方法和制造方法。

技术介绍

[0002]通常，使用诸如船舶等海上构筑物(maritime structure)的液化气储罐来运输或储存液化气。在这些液化气中，液化天然气(liquefied natural gas，LNG)和液化石油气(liquefied petroleum gas，LPG)分别以
‑
160℃和
‑
45
°
C的极低温状态储存在液化气储罐中。在液化气储罐中，根据使用目的，通过反映内压和外压的设计条件，针对罐的每个部分(诸如头部、壳体、鞍部、圆顶、储槽等)设计压力容器型C型液化气储罐的厚度。也就是说，针对每个部分设计厚度，以便充分承受内部设计压力和外部设计压力，并且C型液化气储罐的每个部分都是根据厚度制造的。液化气储罐的内压和外压是通过反映在国际使用气体或其它低闪点燃料船舶安全规则(International Code of safety for ships using Gases or other low
‑
flashpoint Fuels，IGF规则(IGF Code))中定义的每个项来设计的。

技术实现思路

[0003][技术问题][0004]C型液化气储罐除了承受其内压外，还承受其外压。因此，在针对C型液化气储罐进行压力设计时，应当单独地考虑设计内压Pi和设计外压Pe。也就是说，在计算出承受设计内压Pi的内压厚度Ti和承受设计外压Pe的外压厚度Te后，针对液化气储罐的每个部分的厚度是通过使用两个计算值中的较大值来设计的。
[0005]然而，在常规压力设计下，设计内压Pi(0.7MPa(g)至0.75MPa(g))甚至高于设计外压Pe(0.02MPa(g)至0.045MPa(g))(即，内压厚度Ti甚至大于外压厚度Te)，因此液化气储罐的最终厚度由设计内压Pi确定，并且设计外压Pe的波动不影响液化气储罐的最终厚度。即使设计外压发生变化，由此产生的外压厚度Te的变化小于内压厚度Ti的变化，因此设计外压的变化与重量和液化气储罐的每个部分的厚度无关。
[0006]因此，通常情况下，在设计外压时，IGF规则中定义的所有外压项都会被毫无疑问地习惯性地反映出来。在设计外压中，完全地反映了IGF规则中定义的所有外压项，尽管反映的值大于针对IGF规则中定义的每个项通常设定的值，但内压仍然很大，因此，即使将外压设计为偏离了一般认知的值，外压也不影响液化气储罐的厚度和重量，并且液化气储罐的每个部分的厚度由设计内压确定。也就是说，通常情况下，在液化气储罐的设计中，由于外压与液化气储罐的厚度和重量无关(这可能是设计和制造液化气储罐时作为技术常识被认可的事项)，所以设计外压不是关注目标，而且此外，通过减小设计外压来减小液化气储罐的厚度和重量是不可想象的。
[0007]然而，本专利技术人提供了一种新技术，该技术可以通过一种背离了如上所述的设计和制造液化气储罐时的技术常识或偏见或共识的新方案来减小液化气储罐的厚度和重量。
本专利技术人提供了一种新技术，该技术通过优化液化气储罐的每个部分的厚度来增强液化气储罐的设计和制造竞争力。
[0008][技术方案][0009]本专利技术人提供的能够减小液化气储罐的厚度和重量的新技术基于设计外压确定液化气储罐的厚度的技术理念，这与传统的技术常识、偏见或共识背道而驰。因此，可以通过去除构成(定义)设计外压的项中的一些项或减小一些项的值来减小设计外压，结果，可以减小液化气储罐的厚度和重量。
[0010]在不受任何特定理论约束的情况下，本专利技术人揭示了即使在设计内压仍然大于设计外压时，当设计内压在特定范围内时，液化气储罐的厚度和重量也按如下方式确定。
[0011](1)设计内压为约0.65MPa(g)或更高(约6.5bar(g)或更高)(例如，约0.65MPa(g)至0.70MPa(g))的条件：
[0012]与现有技术类似，液化气储罐的厚度和重量由设计内压确定，而与设计外压的变化(例如，在约0.045MPa(g)与0.020MPa(g)之间的变化)无关。
[0013](2)设计内压小于约0.65MPa(g)(小于约6.5bar(g))的条件：
[0014]设计外压的减小减小了液化气储罐的厚度和重量。
[0015](i)当设计内压大于约0.45MPa(g)时(即，当设计内压大于0.45MPa(g)且小于约0.65MPa(g)时)：液化气储罐的厚度和重量由设计外压和设计内压这两者确定。例如，在设计外压在约0.045MPa(g)至0.03MPa(g)的范围内情况下，在设计内压为约0.55MPa(g)时，液化气储罐的厚度和重量完全由设计外压的变化确定，但当设计外压在小于上述范围的范围内(例如，约0.03MPa(g)至0.02MPa(g)的范围)时，在这个范围内的设计外压的变化与液化气储罐的厚度和重量无关、并且液化气储罐的厚度和重量由设计内压确定；
[0016](ii)当设计内压等于或小于约0.45MPa(g)时：
[0017]液化气储罐的厚度和重量完全由设计外压确定。
[0018]设计外压在约0.045MPa(g)至0.02MPa(g)范围内的波动确定了液化气储罐的厚度和重量。
[0019]相应地，在针对设计内压的条件(2)的情况下(即，当设计内压小于约0.65MPa(g)时)，可以通过降低设计压力(设计内压/设计外压)来减小液化气储罐的厚度和重量。例如，当设计内压小于约0.65MPa(g)时，降低设计外压以减小液化气储罐的厚度和重量。在设计外压时，将构成设计外压的项中的一些项去除或减小项的值，从而减小液化气储罐的厚度和重量。
[0020]例如，在操作液化气储罐时，可能会产生真空压力。相应地，在设计液化气储罐时，针对考虑到液化气储罐内部的真空压力的真空压力项P1的约0.025MPa(g)的最小值至少应当被视为外压的、除了针对外压的其他项(P2：针对包含压力容器或压力容器的部件的完全封闭空间的泄压阀(pressure relief valves，PRV)的设定压力，P3：由于隔热物的重量和收缩、包括腐蚀裕量的壳体重量、以及压力容器可以承受的其他各种外压载荷而在壳体内或壳体上产生的压缩作用，以及P4：由于暴露甲板上的压力容器或压力容器的一部分的水头而产生的外压)外的一个外压项。相应地，外压将被设计为至少约0.040MPa(g)。这里，考虑到液化气储罐内部的真空压力的真空压力项至少为约0.025MPa(g)，并且占设计外压0.040MPa(g)的一半或更多。
[0021]因此，在针对设计内压的条件(2)的情况下(即，当设计内压小于约0.65MPa(g)时)，减小或消除液化气储罐内部的真空压力，即，在构成项P1至P4的外压中，除去或减小真空压力项P1，这允许减小设计外压，从而可以减小液化气储罐的厚度和重量。
[0022]因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种液化气储罐系统，所述液化气储罐系统包括：液化气储罐，所述液化气储罐在设计内压条件下通过设计内压和设计外压来进行设计，所述设计内压条件至少允许所述设计外压来确定所述液化气储罐的厚度；以及真空泄压阀，所述真空泄压阀联接至所述液化气储罐并且释放在所述液化气储罐的内部产生的真空压力。2.根据权利要求1所述的液化气储罐系统，其中，所述液化气储罐通过小于约0.65MPa(g)的设计内压来进行设计。3.根据权利要求2所述的液化气储罐系统，其中，所述液化气储罐通过等于或大于约0.45MPa(g)且小于约0.65MPa(g)的设计内压、以及等于或大于约0.020MPa(g)且小于约0.045MPa(g)的设计外压来进行设计。4.根据权利要求2所述的液化气储罐系统，其中，所述液化气储罐通过等于或大于约0.45MPa(g)且等于或小于约0.55MPa(g)的设计内压、以及等于或大于约0.020MPa(g)且等于或小于约0.025MPa(g)的设计外压来进行设计。5.根据权利要求1至4中任一项所述的液化气储罐系统，其中，所述真空泄压阀的第一入口被联接成通过第一管道与所述液化气储罐的内部连通，并且第二入口被联接成通过第二管道与通气管桅或惰性气体储罐连通，或者所述第二入口直接与大气连通。6.根据权利要求5所述的液化气储罐系统，所述液化气储罐系统还包括：正压泄压阀，所述正压泄压阀释放在所述液化气储罐的内部产生的、高于参考压力的正压。7.根据权利要求6所述的液化气储罐系统，其中，所述正压泄压阀的第二入口被联接成通过第三管道与所述液化气储罐的内部连通，所述正压泄压阀的第一入口被联接成通过第四管道与所述通气管桅或所述惰性气体储罐连通，或者所述正压泄压阀的第一入口与大气直接连通、或者连接至与所述真空泄压阀的所述第二入...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋大成，金秉秀，田旭颛，
申请(专利权)人：三星重工业有限公司，
类型：发明
国别省市：