LNG（液化天然气）作为清洁高效的化石能源，其储存技术是实现其大规模应用的关键环节。其中，常压低温储罐是LNG产业链中不可或缺的核心设备，主要用于接收站、卫星站、加注站及大型工业用户的长期储存。本文将带您全面了解它的原理、结构、特点及应用。
一、 核心概念：为何需要“低温”与“常压”？
LNG的主要成分是甲烷，在常温常压下为气态。为了便于经济、安全地储存和运输，需要将其液化。液化后，体积缩小约600倍。LNG的沸点极低，在常压下约为-162°C。因此，储存LNG的关键在于维持其低温液态，防止其吸热汽化。
“常压低温”指的是储罐的内部压力接近或略高于大气压（通常设计压力很低，如29KPa），而维持LNG液态的核心手段是通过优异的绝热系统，最大限度地减少外界热量传入，从而将温度恒定在-162°C左右。这种方式避免了使用高压容器，安全性更高，更适合大规模储存。
二、 主流罐型：单容罐、双容罐与全容罐
根据设计标准和安全等级，LNG常压低温储罐主要分为三类：
- 单容罐：由单层金属内罐和普通混凝土外罐构成，内罐用于盛装LNG，外罐主要起保护和支持作用。绝热层位于内外罐之间。其特点是投资较低，但安全性相对较弱，一旦内罐泄漏，LNG可能外溢，因此通常需要在罐区设置防液堤。
- 双容罐：在内罐外部设有一层能与低温液体接触的金属或混凝土次容器（外罐）。当内罐泄漏时，次容器可以容纳泄漏的LNG，防止其蔓延到外部环境，安全性高于单容罐。
- 全容罐：这是目前大型LNG接收站最主流、安全等级最高的罐型。它由金属内罐和能独立承受低温液体及气体压力的预应力混凝土全包容外罐组成。外罐顶盖也是混凝土结构。即使内罐完全失效，外罐也能容纳所有LNG和蒸发气，实现“全包容”，无需设置防液堤，占地面积小，安全性极高。
三、 核心结构与关键技术
一个典型的全容式LNG低温储罐主要由以下几部分构成：
- 基础与承台：通常采用桩基和混凝土承台，并配备电加热系统，防止地基土壤冻结隆起。
- 内罐：采用耐低温（如9%镍钢、铝合金或不锈钢）的金属材料制成，直接接触LNG，是储存液体的主容器。
- 外罐：由预应力混凝土制成，是主要的承重和防护结构，能承受外部载荷并包容泄漏。
- 绝热系统：这是储罐的“生命线”。通常采用“珠光砂+弹性毡+泡沫玻璃砖”等多层复合结构，填充于内外罐之间的环形空间，形成高效绝热屏障，将日蒸发率（BOR）控制在极低水平（通常低于0.05%-0.08%）。
- 穹顶与吊顶：混凝土外罐顶部为穹顶结构，内部通常悬挂一个金属吊顶，吊顶上铺设绝热材料，减少顶部气相空间的漏热。
- 管道与仪表系统：包括进液管、出液管、顶部和底部进液分配器、液位/温度/压力监测仪表等，确保操作安全可控。
四、 主要特点与优势
- 安全性高：尤其是全容罐设计，提供了双重安全保障，能有效防止泄漏和扩散。
- 储存规模大：单罐容积可达16万、20万甚至27万立方米，能满足国家或区域级的能源储备与调峰需求。
- 蒸发损失小：得益于先进的绝热技术，自然蒸发率极低，经济性好。
- 寿命长，维护简便：设计寿命通常超过40年，且主要维护工作集中在外部设备和仪表。
- 占地面积相对集约：全容罐无需巨大的防液堤，提升了土地利用率。
五、 主要应用领域
- LNG接收站：作为进口LNG的终端储存设施，是接收站的核心。
- 城市燃气调峰：在冬季用气高峰时，将储存的LNG气化后补充管网。
- 工业燃料供应：为远离管网的工厂、产业园提供稳定的清洁能源。
- LNG加注站：为船舶（LNG动力船）或重型卡车提供燃料储备。
- 应急储备与战略储备：保障区域或国家的能源供应安全。
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LNG常压低温储罐是现代能源工程领域的尖端技术结晶，其设计和建造涉及材料科学、热力学、结构力学等多学科的深度融合。随着全球对清洁能源需求的增长和“双碳”目标的推进，这项技术将持续发展，在保障能源安全、优化能源结构方面扮演愈发重要的角色。理解其原理与特点，有助于我们更好地把握液化天然气产业的脉搏。
