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油气田地面工程第 27 卷第 12 期( 2008
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大型 LNG 预应力储罐罐壁厚度取值探讨
张云峰
王伟玲( 大庆石油学院土木建筑工程学院)

摘要: 提出了大型 LN G 预应力储罐罐力公式: p =
g h + p Q 。式中 p 为侧壁压应力( N/
壁的侧压力近似计算公式, 推导出了罐壁厚 m2 ) ;
为 LNG 密度( kg / m3 ) ; g 为重力加速度
度初步估算公式。罐壁厚度是罐体设计首要( N/ kg ) ; h 为 LNG 的高度( m ) ; p Q 为最大设计气
确定的一个参数, 采用本文给出的公式可以压( N/ m 2 ) 。
初步确定罐壁的厚度, 然后通过承载力和抗一般气态区仅为罐壁高度的 1/ 5~ 1/ 6, 且压
裂度验算及配筋率的调整最终确定罐壁的力值较液态区取值较小, 因此可统一按液态区取值
厚度。进行计算, 即取为: p =
gh + p Q , 这样更增加了
关键词: LNG; 储罐; 侧压力; 壁厚储罐的安全性能。
( 3) 罐壁环拉力计算。据文献[ 1] 可知, 在

天然气可在- 162
低温下液化, 液化后的体 LNG 静力作用下, 罐壁的环向拉应力可按公式
积缩小 1/ 600, 便于储存和运输。但液化后的天然= p D / 2t 计算。式中
为罐壁的环向拉应力; D 为
气在储存和运输当中很容易气化, 因而对其储罐的罐体内径; t 为罐壁的厚度。
罐壁厚度就要有一定的要求。目前使用较多的是预据文献[ 2] 规定, 预应力罐壁的混凝土中必
应力混凝土全容罐。预应力混凝土全容罐由三部分须具备剩余压力, 即 N =
A
peA p 。式中 N 为
组成, 由内而外依次为: 9% 镍钢筒、保温层和预罐壁的环向力;
pe 为预应力筋的有效预应力,
pe =
应力混凝土外罐。对大型 LN G 预应力储罐罐壁应 5

con -
1n , 其中
con 按文献[ 2] 采用, 钢绞线可
力分析如下。 n= 1
取为( 0
65~ 0
75) f pk ;
1n 为第 n 项预应力损失
( 1) 泄漏情况下罐内介质的物理特性。当内罐
值( 具体取值可参见文献[ 2] 第三部分附录 C) ;
泄漏时, 大量的低温( - 165
) LNG 溢出与外
A p 为预应力筋的面积; A 为计算基面面积。
罐直接接触, 由于内外温差, 部分 LNG 气化, 罐
从上述分析可得到罐壁厚度的初估公式 t !
内介质状态分布及罐壁受力见图 1。
p D / 2
pe
p 。式中
p 为预应力筋的最小配筋率。
内罐泄漏情况下, 经有限元分析发现, 在超低
温作用下预应力罐壁混凝土易引起拉应力, 但由于
罐体内储存介质为液体, 为避免其泄漏, 罐体不能
出现裂缝。因此 LNG 预应力混凝土储罐应按二级
裂缝控制等级进行计算, 即构件受拉边缘混凝土拉
应力不应大于混凝土轴心抗拉强度标准值。在正常
工作条件下, 储罐罐壁厚度近似计算公式