LNG子母罐的设计与应用

采用子母储罐结构形式建设大型低温液体压力储罐。当LNG卫星储存站的储液量较大，通常V=1500m³时宜采用LNG子母罐方案。LNG子母罐方案与集群罐方案相比，具有场站设备少、投资省、操作维护方便、安全可靠等优点。

LNG子母储罐是借鉴深冷空分行业建设大型低温液体（液氧、液氮）压力储罐的成功经验，用于建造大型LNG储存场站。中原绿能高科有限公司于2001年建成投产了国内首个2×620m³LNG子母储罐，至今仍在安全运行。

LNG子母储罐既适用大型LNG液化工厂的LNG储存场站，也普遍用于大型LNG卫星储存场站。单座LNG子母储罐的几何容积通常为1500m³、1750m³、2000m³、2500m³、3000m³、5000m³。

1.LNG子母储罐结构简介

容积V=1750m³/0.53MPaLNG子母储罐结构简图见图5-9。子母罐是指拥有多个（四个以上）子罐并联组成的内罐，以满足低温液体大容量压力储存站设计要求。多只子罐全部并联为一组，或分为两组并联组装在一个大型外罐（即母罐）之中。子罐通常为立式圆筒形，外罐为立式平底拱盖圆筒形。外罐为常压罐，由于外罐形状尺寸过大等原因，不耐外压而导致夹层无法抽真空。绝热方式为粉末（珠光砂）堆积绝热。

子罐通常在压力容器制造厂制造完工后，运到现场吊装就位；外罐则加工成零部件，运到现场后在现场组装。

单只子罐的几何容积通常在100～250m³之间，单只子罐的容积不宜过大，否则会导致运输吊装困难。子罐的数量通常为7只以上，因此可以组建700m³以上的大型储槽，常用规格为1750m³。

图5-9 1750m³/0.53MPa LNG子母储罐结构简图

子罐可以设计成压力容器，最大工作压力可达1.6MPa，常用压力范围为0.2～1.0MPa，视用户使用压力要求而定。

（1）子母罐的优点

1）依靠容器本身的压力可采用压力挤压的办法对外排液，而不需要输液泵排液。由此可获得操作简便和可靠性高的优点。

2）子罐具备承压条件后，可采用带压储存方式，减少储存期间的排放损失。

3）子母罐的制造安装比球罐容易，制造安装成本较低。

（2）子母罐的不足之处

1）由于外罐的结构及尺寸原因，夹层无法抽真空，夹层厚度通常选择800mm以上，导致保温性能与真空粉末绝热球罐相比较差。

2）由于夹层厚度较厚，且子罐排列的原因，设备的外形尺寸庞大。

3）子母罐夹层容积过大，珠光砂充满所有的夹层空间过大，绝热材料使用过多，浪费较大。子母罐通常适用于容积1500m³以上，工作压力为0.2～1.0MPa范围。

（3）子母储罐子罐布置

子母储罐中的子罐布置，应当保证在满足保冷及安装检验维修要求前提下，力求结构紧凑，以减少外罐尺寸，达到占地面积小、投资省的目的。

LNG子母储罐的布置如图5-10所示。从图中可以看出，图5-10a的7个子罐结构较为紧凑。一般情况下，可用子母储罐水平断面面积利用系数η（简称断面系数）评判子母罐结构布置的合理性。断面系数η的计算公式如下：

(www.xing528.com)

式中，A₁是子罐罐体横断面面积（m³）；A₂是外罐罐体横断面面积（m³）。

表5-12列出容积V为1750m³和2500m³LNG子母储罐的断面系数。

图5-10 LNG子母储罐的布置

a）1750m³/0.53MPa LNG子母罐b）2500m³/0.53MPa LNG子母罐

表5-12 LNG子母储罐的断面系数

（4）LNG子罐250m³/0.53MPa LNG子罐结构简图见图5-11。该图所示的LNG子罐为立式圆柱形压力容器结构。罐体的上、下封头为标准椭圆形封头，直筒部份为圆柱形。

LNG子罐的支承采用支腿式结构。为了减少传热量及运输长度尺寸，支腿在适当高度位置被设置成两段式结构，并在两段连接处设置环氧玻璃钢板阻隔材料，环氧玻璃钢板阻隔材料宜采用叠板结构为宜。LNG子罐罐体通常在压力容器制造厂整体制造完工后运往现场安装。

图5-11 250m³/0.53MPa LNG子罐结构简图

2.LNG子母储罐主要标准规范

LNG子母储罐主要标准规范除JB/T 4710—2005《钢制塔式容器》外，其余与真空粉末绝热LNG储罐的一样，参见5.1.6节。

3.LNG子母储罐主要技术特性

V=1750m³/0.53MPa LNG子母储罐主要技术特性见表5-13。

表5-13 1750m³/0.53MPaLNG子母罐主要技术特性表

①充装率95%。

②夹层容积。

③LNG。

④LN₂冷试温度。