[发明专利]液化气储罐系统及其设计和制造方法

说明书

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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 Gasesor other low-flashpoint Fuels，IGF规则(IGF Code))中定义的每个项来设计的。

发明内容

[技术问题]

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。

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。

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。

然而，本发明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。本发明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。

[技术方案]

本发明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。

在不受任何特定理论约束的情况下，本发明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。

(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：