[发明专利]一种用于LNG储罐的穹顶、吊顶一体化结构及LNG储罐

说明书

本发明涉及一种用于LNG储罐的穹顶、吊顶一体化结构及LNG储罐，包括吊顶和穹顶，所述吊顶为圆形的网壳结构，所述穹顶为拱形的网壳结构，所述穹顶与所述吊顶之间通过支撑杆组件连接形成为一体。所述用于LNG储罐的穹顶、吊顶一体化结构与现LNG产业中普遍采用的常规穹顶、吊顶相比，将储罐的穹顶、吊顶，通过制成杆组件形成一体化桁架体系，充分利用结构力学性能、增强整体稳定性、降低焊接过程中材料的浪费，即可节约大量建造成本，同时，受施工方法不同的影响，能够通过灵活地调整施工方案而缩短建设工期，进而降低成本，提高经济效益。

技术领域

本发明涉及LNG(液化天然气)输送储存设备领域，尤其涉及一种用于LNG储罐的穹顶、吊顶一体化结构及LNG储罐。

背景技术

液化天然气(LNG)是通过低温液化工艺将常规天然气在常压下冷却至-160℃以下并分离出了大量硫、磷等污染元素后，获得的以甲烷为主要组成部分的清洁能源。低温作用使其存储状态发生巨大变化，体积压缩到1/600左右，密度约为480kg/m³的无色、无味且无腐蚀性的液体。

在LNG产业链中，安全存储是其中的一个关键环节。常用吊顶全容储罐存储低温液化天然气，投资大、技术密集、安全性要求高，是LNG产业链中的核心存储设施。目前常规LNG全容储罐穹顶、吊顶主体结构由四部分组成：穹顶纵梁、穹顶环梁、竖向拉杆、铝板组成。

受常规LNG全容储罐穹顶、吊顶制造过程中焊接、安装控制的标准要求，导致控制施工工期进度受到较大限制，无法大幅缩短LNG储罐的施工效率。除此之外，随着储罐罐容的增加，现场施工、切割、焊接对高昂材料造成较大浪费，使得储罐的建造成本居高不下。这在一定程度上制约了LNG产业的经济性。

同时在结构受力方面，由拉杆将铝板、弹性毡等自重传递到穹顶型钢，穹顶型钢同时又承受上部混凝土自重。因此，在传统穹顶、吊顶结构方案中，穹顶承受所有的竖向荷载，为满足结构的稳定性，对穹顶型钢的型号、板厚要求较高。另一方面，铝板在水平方向自由不受限制，结构存在一定的不稳定性。

发明内容

针对上述问题，本发明的一个目的是提供一种用于LNG储罐的穹顶、吊顶一体化结构，提升结构整体刚度及力学性能、大幅增强穹顶结构的承载能力，能够从根本上突破罐容的限制，另一个目的是提供一种LNG储罐。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种用于LNG储罐的穹顶、吊顶一体化结构，包括吊顶和穹顶，所述吊顶包括多个环梁管件和多个纵梁管件，多个所述环梁管件同圆心且间隔布设，多个纵梁管件沿着径向且间隔布设，多个所述环梁管件和多个纵梁管件之间固定连接形成为网壳结构；

所述穹顶包括多个穹顶环梁和多个穹顶纵梁，多个所述穹顶环梁之间同圆心，所述穹顶纵梁为弧形，每个所述穹顶纵梁均沿着径向间隔布设，多个所述穹顶环梁和多个所述穹顶纵梁之间固定连接形成拱形的网壳结构；

所述穹顶与所述吊顶之间通过支撑杆组件连接形成为一体。

优选的，所述支撑杆组件包括多个榀外支撑杆和多个榀内斜撑杆，多个所述榀外支撑杆和榀内斜撑杆的底部与所述吊顶的节点螺栓连接，顶部与所述穹顶螺栓连接形成三角形支撑结构；

每个所述节点对应一个竖杆、两个榀内斜撑杆和多个榀外支撑杆，一个所述竖杆、两个所述榀内斜撑杆和多个所述榀外支撑杆与对应的所述节点固定连接，顶部与所述穹顶之间连接形成四个三角支撑结构。

优选的，所述环梁管件为48圈～72圈，所述纵梁管件为2圈～4圈，所述纵梁管件为2的倍数。

优选的，所述纵梁管件和环梁管件均采用不锈钢圆钢钢管制成，所述圆钢钢管的外径为25mm～40mm，壁厚为2mm～5mm。

优选的，所述穹顶纵梁的曲率半径为所述LNG储罐直径的0.8倍至1.2倍。