大型低温储罐的制作方法

本发明涉及液化烃和液化天然气低温储罐技术领域，特别涉及一种大型低温储罐。

背景技术：

随着世界对环保问题重视程度的增加，液化烃(liquefiedhydrocarbon)和液化天然气(liquefiednaturalgas,以下简称lng)等清洁能源的消耗正不断增加，大型低温储罐的需求也随之上升。随着低温储罐规范的更新、材料技术和施工技术的发展、设计技术的不断突破，低温储罐大型化是未来重要的发展趋势。

近几年lng接收站大型化低温储罐应用实践也表明，随着低温储罐大型化，单位罐容成本呈下降趋势，规模效应明显；同时罐容的增大也可以更高效地提高土地利用率(单位罐容占地面积减少)以及更大程度降低储罐蒸发率。此外，lng运输船船容的增大、数量的增加以及lng接收站数量的增加，均需要与之配套的更大容积的低温储罐。因此，综合来看，大型化是目前低温储罐的发展趋势。

低温储罐包括钢制罐体和混凝土外墙，钢制罐体包括筒体和拱顶，但是低温储罐容积增大后，拱顶自重增大，拱顶活荷载对筒体产生的竖向压力及对筒体顶部产生的环向拉力等均随之增大，易导致筒体顶部发生弯曲、损坏等，进而影响低温储罐的安全性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种安全性高的大型低温储罐，以解决现有技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种大型低温储罐，包括钢制罐体和设置于所述钢制罐体外侧的混凝土外墙；所述钢制罐体包括顶端开口的筒体、盖设于所述筒体顶端并密封所述筒体的拱顶及多个沿所述拱顶的周向间隔设置的锚固件，所述锚固件设于所述拱顶底端的外周的延伸方向上并位于所述筒体的外侧；所述混凝土外墙包括覆盖于所述拱顶上的顶盖墙、环设于所述筒体外部的侧墙及连接于所述顶盖墙和所述侧墙之间的环形墙；所述侧墙的顶部低于所述筒体的顶部；所述环形墙环绕在所述筒体的外侧，所述环形墙的底部与所述侧墙的顶部相接，所述环形墙的顶部向上超出所述筒体并覆盖所述拱顶，所述环形墙顶部的内侧面与所述顶盖墙相接，所述环形墙的外侧面超出所述下外墙的外侧面；所述环形墙与所述锚固件锚固。

在其中一实施方式中，所述环形墙向外超出所述侧墙200mm～300mm。

在其中一实施方式中，所述锚固件沿所述拱顶的周向均匀设置。

在其中一实施方式中，所述锚固件包括拉带板和锚固板；所述拉带板连接于所述拱顶的上表面并向外延伸，所述锚固板垂直连接于所述拉带板的外端。

在其中一实施方式中，所述拱顶包括拱形框架、连接于所述拱形框架顶部的顶盖板及环向连接于所述顶盖板底部的承压环；所述拱形框架包括沿所述拱顶的纬向设置的纬向梁和沿所述拱顶的径向设置的径向梁；各所述径向梁的末端分别连接有固定板，所述固定板沿所述径向梁的径向延伸并与所述筒体固定连接。

在其中一实施方式中，所述筒体包括呈筒状的筒主体、连接于所述筒主体顶端的抗压圈及与所述抗压圈固定连接的多个托板，所述托板向内凸伸并与所述固定板一一对应连接，所述托板与所述固定板的底部及所述径向梁的底部固定连接。

在其中一实施方式中，所述托板的宽度沿远离所述抗压圈的方向减小。

在其中一实施方式中，所述托板包括连接所述抗压圈的第一连接区、连接所述径向梁的第二连接区及连接所述第一连接区和第二连接区的中间过渡区，所述第二连接区的宽度与所述径向梁的宽度相同，所述中间过渡区内端的宽度与所述第二连接区的宽度相同，且所述中间区的宽度沿远离所述第二连接区的方向逐渐增大，所述中间过渡区外端的宽度与所述第一连接区的宽度相同。

在其中一实施方式中，所述环形墙的顶面为由内而外向下倾斜的斜面。

在其中一实施方式中，所述筒体的外侧面连接有多个第一预埋件，多个所述第一预埋件呈阵列方式密集分布，所述第一预埋件向外超出所述筒体的外侧面，所述第一预埋件与所述混凝土外墙固定连接；所述拱顶的上表面连接有多个第二预埋件，多个所述第二预埋件呈阵列方式密集分布，所述第二预埋件向上超出所述拱顶的上表面，所述第二预埋件与所述混凝土外墙固定连接。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的大型低温储罐包括钢制罐体和设置于钢制罐体外侧的混凝土外墙，钢制罐体包括筒体、拱顶及多个沿拱顶的周向间隔设置的锚固件，锚固件设于拱顶底端的外周的延伸方向上并位于筒体的外侧。混凝土外墙包括顶盖墙、侧墙及环形墙。锚固件与环形墙锚固，因此环形墙为锚固板提供支撑，进而为钢制罐体的拱顶提供支撑，减小了拱顶对筒体的压力，保证了筒体不易损坏等。环形墙的底部与侧墙的顶部相接，环形墙的顶部向上超出筒体并覆盖拱顶，环形墙顶部的内侧面与顶盖墙相接，环形墙的外侧面超出下外墙的外侧面，侧墙的顶部低于筒体的顶部，因此环形墙覆盖了拱顶与筒体的连接处，通过加强环形墙的结构增加了对筒体与拱顶连接处的支撑力，进一步保证了大型低温储罐的安全性。

附图说明

图1是本发明大型低温储罐的结构示意图。

图2是本发明筒体与拱顶连接处外侧面的示意图。

图3是本发明筒体与拱顶连接处内侧面的示意图。

图4是图3沿a方向的示意图。

图5是图3沿b方向的示意图。

图6是本发明第一预埋件在拱顶上的布置示意图。

图7是本发明锚固件的示意图。

图8是本发明第二预埋件在拱筒体上的布置示意图。

附图标记说明如下：11、筒体；111、筒主体；112、抗压圈；113、托板；1131、第一连接区；1132、中间过渡区；1133、第二连接区；114、第一预埋件；12、拱顶；1211、径向梁；122、顶盖板；123、承压环；1231、延伸区；1232、连接区；124、固定板；125、第二预埋件；13、锚固件；131、锚固板；132、拉带板；21、顶盖墙；22、环形墙；23、侧墙。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

本发明提供一种大型低温储罐，容积为10万方、16万方、20万方及以上。

参阅图1，本实施例中的大型低温储罐，包括钢制罐体和设置于钢制罐体外侧的混凝土外墙，混凝土外墙通过凝固的混凝土将钢制罐体牢固固定。

钢制罐体包括顶端开口的筒体11、盖设于筒体11顶端并密封筒体11的拱顶12、锚固件13。

拱顶12包括拱形框架、顶盖板122、承压环123、多个固定板124及多个第二预埋件125。具体地，拱顶12的曲率半径为筒体11直径的0.8～1.2倍。拱顶12盖设于筒体11的顶端，与筒体11一起构成密封的结构，起到密封作用，不仅用于密闭罐内的低温蒸发气体，还可以在混凝土外墙成型时作为模板。

拱形框架包括沿拱顶12的纬向设置的纬向梁和沿拱顶12的径向设置的径向梁1211。拱形框架具有足够的强度、刚度和稳定性，以承受顶盖板122、承压环123及混凝土的压力。

顶盖板122位于拱形框架顶部，并与拱形框架焊接连接。顶盖板122具有一定弧度，且与拱形框架的上部形状相匹配，以使顶盖板122正好盖于拱形框架的顶部。

承压环123环向连接于顶盖板122的底部，并与拱形框架焊接连接。本实施例中，承压环123呈圆台型，与顶盖板122焊接连接后，覆盖拱形框架。

参阅图2，承压环123包括连接区1232和设置于连接区1232底端的延伸区1231，连接区1232的宽度沿远离顶盖板122的方向逐渐增大，且连接区1232的顶部与顶盖板122的宽度相同，连接区1232的底部与延伸区1231的宽度相同。承压环123通过连接区1232与顶盖板122对接焊接实现两者的固定连接，即通过连接区1232的顶部与顶盖板122的底部对接焊接。承压环123为拱顶12向筒体11的过渡区，所需要承受的压力较大，因此将连接区1232的宽度设计为沿远离顶盖板122的方向逐渐增大，增大至延伸区1231后保持不变，进而增大了承压环123的厚度，加强了拱顶12的强度。

承压环123与顶盖板122对接焊接后需经无损检测以保证钢制罐体的密封性，以确保大型低温储罐的安全运行。具体地，承压环123与顶盖板122对接焊接经射线检测(radiographictesting，以下简称rt检测)等级不低于ab级，合格等级不低于ii级。

固定板124与径向梁1211一一对应连接。参阅图3，固定板124连接于各径向梁1211的末端，并沿径向梁1211的径向延伸与筒体11固定连接。固定板124连接拱形框架与筒体11，因此增加了拱顶12与筒体11的连接强度。

多个第二预埋件125设于拱顶12的上表面。具体地，第二预埋件125与拱顶12的顶盖板122和承压环123焊接连接，且第二预埋件125的顶端凸伸出拱顶12并与混凝土外墙固定连接。参阅图2和图6，多个第二预埋件125阵列分布。在拱顶12的上表面预先焊接第二预埋件125，不仅可在混凝土外墙成型时作为模板，还可以与混凝土外凝固为一体，增加了拱顶12与混凝土外墙的连接强度。

多个锚固件13沿拱顶12的周向间隔设置。本实施例中，锚固件13沿拱顶12的周向均匀设置。其他实施例中，锚固件13的布置还可以根据实际需要设置。

参阅图7，各锚固件13包括拉带板132和锚固板131。拉带板132连接于拱顶12的上表面并沿承压环123延伸方向向外延伸而超出筒体11的外侧。锚固板131垂直连接于拉带板132的外端，并位于筒体11的外侧。其中，朝向大型低温储罐外侧的方向为外，朝向大型低温储罐内部的方向为内。以下关于内和外的说明均与此处一致。

其中一实施方式中，各锚固件13的拉带板132与拱形框架的各径向梁1211一一对应设置，且拉带板132位于径向梁1211的正上方。另一实施例中，拉带板132与拱形框架的径向梁1211还可交错设置。

筒体11包括呈圆筒状的筒主体111、连接于筒主体111顶端的抗压圈112、与抗压圈112固定连接的多个托板113及多个第一预埋件114。本实施例中，筒主体111的材质采用低温钢，使钢制罐体可装载低温气体介质。

抗压圈112连接于筒主体111的顶部。抗压圈112亦呈圆筒状，且抗压圈112的厚度大于筒主体111的厚度。本实施例中，抗压圈112的内侧面与筒主体111的内侧面平齐，抗压圈112超出筒主体111的外侧面。其中一实施方式中，抗压圈112的厚度大于筒主体111的厚度10mm～20mm。例如筒主体111厚度为5mm，抗压圈112的厚度为20mm。

抗压圈112的顶部与筒主体111的底部对接焊接实现固定连接。抗压圈112与筒主体111对接焊接后需经无损检测以保证钢制罐体的密封性，以确保大型低温储罐的安全运行。具体地，抗压圈112与筒主体111对接焊接经射线检测(radiographictesting，以下简称rt检测)等级不低于ab级，合格等级不低于ii级。

抗压圈112与承压环123连接，而实现拱顶12与筒体11的连接。具体地，抗压圈112与承压环123之间的夹角α为114°～129°。抗压圈112与承压环123通过内外双面角焊缝焊接，增加了抗压圈112与承压环123的连接强度，进而增加拱顶12与筒体11的连接强度。

抗压圈112与承压环123角焊缝焊接后需经无损检测以保证钢制罐体的密封性，以确保大型低温储罐的安全运行。具体地，抗压圈112与承压环123的角焊缝经渗透检测(pt检测)，ⅰ级合格。

多个托板113连接于抗压圈112的内侧，并向内凸伸。各托板113与固定板124一一对应连接，具体地，托板113与固定板124及径向梁1211的底部均固定连接。托板113连接抗压圈112、固定板124及径向梁1211，并为固定板124和径向梁1211提供支撑，增加了抗压圈112与承压环123之间的连接强度，保证抗压圈112和承压环123连接后不会因受力而发生弯曲。

请参阅图1、图4和图5，托板113的宽度沿远离抗压圈112的方向逐渐减小。具体地，托板113包括连接抗压圈112的第一连接区1131、连接径向梁1211的第二连接区1133及连接第一连接区1131和第二连接区1133的中间过渡区1132，第二连接区1133的宽度与径向梁1211的宽度相同，中间过渡区1132内端的宽度与第二连接区1133的宽度相同，且中间过渡区1132的宽度沿远离第二连接区1133的方向逐渐增大，中间过渡区1132外端的宽度与第一连接区1131的宽度相同。靠近抗压圈112的第一连接区1131的宽度较大，因此增大了托板113与抗压圈112之间的连接强度。

多个第一预埋件114设于筒体11的外侧。第一预埋件114与筒体11的筒主体111和抗压圈112焊接连接，且第一预埋件114的顶端凸伸出筒体11的外侧并与混凝土外墙固定连接。参阅图2和图8，多个第一预埋件114阵列分布。在筒体11的外侧面焊接第一预埋件114，不仅可在混凝土外墙成型时作为模板，还可以与混凝土外墙凝固为一体，增加了筒体11与混凝土外墙的连接强度。

钢制罐体的筒体11和拱顶12通过承压环123和抗压圈112固定连接，并通过固定板124连接拱顶12的径向梁1211和抗压圈112，再通过托板113连接抗压圈112和固定板124及径向梁1211，固定板124与托板113固定连接后，提供了牢固的支撑力，增加了筒体11与拱顶12之间的连接强度。并通过同时在拱顶12和筒体11外侧设置预埋件，增加了钢制罐体与混凝土外墙的连接，保证了大型低温储罐的安全性。

再次参阅图1，混凝土外墙包括覆盖于拱顶12上的顶盖墙21、环设于筒体11外部的侧墙23及连接于顶盖墙21和侧墙23之间的环形墙22。侧墙23的顶部低于筒体11的顶部。

环形墙22环绕在筒体11的外侧，其底部与侧墙23的顶部相接，顶部向上超出筒体11并覆盖拱顶12。环形墙22顶部的内侧面与顶盖墙21相接，环形墙22的外侧面超出下外墙的外侧面。因此环形墙22覆盖了拱顶12与筒体11的连接处，通过加强环形墙22的结构增加了对筒体11与拱顶12连接处的支撑力，保证了大型低温储罐的安全性。

环形墙22与锚固件13锚固，因此环形墙22为锚固板131提供支撑，进而为钢制罐体的拱顶12提供支撑，减小了拱顶12对筒体11的压力，保证了筒体11不易损坏，保证了大型低温储罐的安全性。

具体地，环形墙22向外超出侧墙23的范围为200mm～300mm。

环形墙22的顶面为由内而外向下倾斜的斜面，用于向外排水。其中一实施方式中，环形墙22的顶面与水平面的夹角为1％。其他实施方式中，可根据需要设置。

环形墙22的顶部还设置有女儿墙，用于排水和焊接防护栏杆。

大型低温储罐制造时，先制造钢制罐体部分，再浇筑混凝土外墙部分。

钢制罐体制造时，先制造筒主体111，再将抗压圈112焊接至筒主体111的顶部，接着将承压环123与抗压圈112焊接连接，然后在罐底制造拱形框架，再将顶盖板122焊接至拱形框架的顶部，接着采用气压顶升的方式升至顶部，与承压环123焊接连接。

混凝土外墙浇筑时，分多次由下至上依次完成，浇筑次数根据钢制罐体的承载能力确定。具体地，首先浇筑侧墙23，并于侧墙23的顶部与环形墙22的预留施工缝；待侧墙23的凝固强度达到设计要求，且环形墙22在配筋及外模板制作完成后，浇筑环形墙22，并于环形墙22的顶部预留与顶盖墙21的施工缝；环形墙22的凝固强度达到设计要求后，浇筑顶盖墙21，顶盖墙21由外向内依次完成，最终混凝土外墙与钢制罐体结合成一个整体即大型低温储罐。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的大型低温储罐包括钢制罐体和设置于钢制罐体外侧的混凝土外墙，钢制罐体包括筒体、拱顶及多个沿拱顶的周向间隔设置的锚固件，锚固件设于拱顶底端的外周的延伸方向上并位于筒体的外侧。混凝土外墙包括顶盖墙、侧墙及环形墙。锚固件与环形墙锚固，因此环形墙为锚固板提供支撑，进而为钢制罐体的拱顶提供支撑，减小了拱顶对筒体的压力，保证了筒体不易损坏等。环形墙的底部与侧墙的顶部相接，环形墙的顶部向上超出筒体并覆盖拱顶，环形墙顶部的内侧面与顶盖墙相接，环形墙的外侧面超出下外墙的外侧面，侧墙的顶部低于筒体的顶部，因此环形墙覆盖了拱顶与筒体的连接处，通过加强环形墙的结构增加了对筒体与拱顶连接处的支撑力，进一步保证了大型低温储罐的安全性。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。