薄膜型LNG储罐结构与施工研究
摘要：近些年，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢
的低碳经济模式，在国内得到了大力推广。

液化天然气作为重要的清洁能源，在
生产及生活中被广泛应用。

LNG接收站的建设与运营在我国还处在高速的发展期。

LNG储罐用于存储LNG介质，为接收站中最为重要的设备。

薄膜型LNG储罐在海
外已经得到了广泛应用，作为一种新型的LNG存储罐型，近年被引入到国内。

关键词：薄膜型LNG;储罐结构;施工
前言
近几十年以来，随着天然气液化技术的不断成熟，全球天然气消费量持续提升。

大型偏远气田的天然气液化后可输送至管线无法到达的市场，已发展形成全
套产业链。

作为液化天然气(liquef i ednaturalgas，LNG)产业链中不可或缺的存
储设施，也是LNG接收站建设投资最高、工期最长、技术最先进、难点最多的关
键环节，LNG储罐的技术发展备受业界关注。

近年来，LNG储罐呈现大型化的发
展趋势，薄膜型储罐的优势逐渐凸显。

文章将从国内外薄膜罐技术研究现状、薄
膜罐与全容罐对比及可行性分析等方面展开论证，以明晰其在国内的推广应用前景。

1LNG储罐的发展情况
LNG储罐的设计要确保三个主要功能：结构承载能力、气/液密性以及绝热。

结构承载力由外部预应力混凝土罐承担，气/液密性由一次薄膜和碳钢衬里(抗压
环及钢穹顶处)保证，绝热由波纹板和混凝土外罐之间的聚氨酯泡沫绝热层以及
安装在铝吊顶上的玻璃棉保证。

和9Ni罐一样，储罐的所有平台、设备及管道和
仪表全部预留并支撑在储罐顶部，在储罐底部引导固定。

薄膜型LNG储罐。

按照
结构形式进行划分，LNG储罐有单容罐、双容罐、全容罐及薄膜罐四种。

在早期
建设的储罐多为单容罐，从1985年以后，双容罐的建造数量增加。

从2000年开始，各个国家全容罐的建设数量大幅增长，很少再建设单容罐和双容罐。

目前国
内的大型LNG储罐均为全容罐。

相比其他几种结构形式的储罐，薄膜罐的研发应
用较晚，其优势在于理论上罐容没有极限，可以设计出超大型储罐。

近几十年来，随着设计和施工技术的不断进步以及相关材料的不断发展，大型储罐数量大幅增加，韩国KOGAS的SamcheokLNG接收站扩建项目的储罐容积达到了27万m3。

目
前各个国家在建的LNG储罐项目中，容积在20万m3及以上的储罐所占比例越来
越大，LNG储罐正在向大型化不断发展。

2薄膜型储罐的发展及研究现状
最早的不锈钢薄膜系统是由一项挪威专利开发而来的，该薄膜系统采用了正
交的波纹薄膜。

这些波纹薄膜应用褶皱形式，让薄膜对可能造成平面薄膜拉伸冷
热应力进行吸收。

1964年，这种液体储罐系统获得了首个专利。

该薄膜储罐最初
多见于LNG运输船上，后期慢慢转向陆基储罐。

世界上第一座陆基薄膜储罐位于
日本根岸接收站，是容积为10万m3的地下罐，采用IHI技术，建于1971年。

20世纪90年代日本IHI、川崎重工和法国GTT等公司就已成功进行了20万m3
薄膜储罐的技术研发工作。

1996年某国外机构在分别对薄膜型储罐和9%Ni钢全
容罐进行了性能测试后作出了质量风险评价。

直到2006年，一些欧洲标准认可
了薄膜型储罐与9%Ni钢全容罐在安全性能方面同样可靠之后，薄膜型储罐才真
正得到了认证且批准。

截至目前，LNG薄膜储罐已成为LNG行业近20年来除全容
储罐外另外一种市场占有率较高的罐型。

在多个国家和地区已有近百座薄膜型储
罐建成，目前法国GTT、韩国KOGAS、日本IHI、MHI、KHI等多家公司，均有成
功建造陆上薄膜罐(含地下储罐)的工程业绩。

自投产以来，韩国KOGAS的10座
10万m3薄膜型储罐、法国GDFSuez(现已更名为Engie集团)的2座1.2万m3薄
膜型储罐、日本TokyoGas的2座1.2万m3薄膜型储罐目前均正常运行，未出现
安全事故
3施工工艺
3.1施工流程
薄膜罐外罐和9Ni储罐外罐施工步骤相同。

主要区别在于：根据内罐安装要求，外罐内壁为56边形，内侧的平整度、垂直度及圆度要求更高，多边形外接
圆折角处的垂直度等均不应大于内罐安装提出的精度要求。

同时，应注意罐壁顶
抗压环也随罐壁内侧一样，为多边形，每块抗压环嵌在多边形角部，因此，就需
要下料精度更高，以免后期安装后抗压环之间焊缝宽度过大。

防潮层及内罐安装
阶段，储罐内部的环境条件应确保防潮层、胶泥、绝热层和薄膜在安装期间，储
罐壁上不出现冷凝水。

内罐系统的安装应当遵循以下顺序：
（1）水压试验前：①预应力全部张拉完成（临时门洞处除外）；②混凝土
内侧墙体的全面验收、记录，不满足内罐安装要求的，需要进行相应修补，整改。

一般要求，混凝土所有基层的拉拔强度应≥防潮层的拉拔强度，即≥1.5MPa；③
防潮层施工。

（2）水压试验后：①水压试验结束后，应使用淡水彻底清洗储罐，并在开
始安装绝热板之前将其干燥；②基准线划线，在混凝土表面进行跟踪测量，以确
定面板的定位准确位置；③安装螺柱和垫片，以协助面板定位和粘接；④绝热板
的粘接：a.罐壁：三面体绝热板→二面体绝热板→标准绝热板（5m以下），b.承台：扇形绝热板→标准绝热板；⑤填充螺柱孔；⑥填充绝热板之间的接缝；⑦绝
热板之间接缝的密封安装（TPS位置处）；⑧罐壁5m处，不锈钢角板焊接，对热
角保护系统进行封闭；⑨5m以上绝热板安装；⑩次屏蔽层施工，5m以下内层绝
热板安装；⑪主屏蔽波纹板安装。

3.2材料临时存储
所有绝热材料应储存在封闭、通风干燥的地方，并应在其运至现场后，直到
需要安装时，对其进行防水和防紫外线保护。

应保证存储的规范化，以确保绝热
材料和安装绝热材料的区域内完全没有水分。

4薄膜罐技术在国内推广的前景及思考
4.1设计
我国已具备全容罐设计能力，但在内罐和保冷设计方面薄膜罐和常规储罐的
设计方法大为不同，国内尚没有薄膜型LNG储罐设计的相关案例。

在具备独立设
计能力前，需与其他已有薄膜罐设计经验的国际公司合作，逐步实现独立设计。

4.2采购
一般来说，储罐主要材料的费用能占到整个LNG储罐建造成本的一半以上，
另外，材料供应周期也直接影响施工进度的快慢。

近年来，我国正在逐步扩大国
内的LNG储罐材料供应网络，而生产薄膜罐相关材料的厂家屈指可数。

4.3施工
薄膜罐内罐焊接难度较大，薄膜本身比较脆弱，任一损伤均有可能导致薄膜
罐整体失效，因此对焊接技术要求较高，而且仅有80%的部位可采用自动焊接。

目前我国已有一些施工队伍有较好的薄膜焊接技术，但对于薄膜型LNG储罐的焊
接仍然缺乏经验。

另外，薄膜罐的绝热系统主要采用标准件拼装而成，国内少量
施工队伍可以完成绝热系统部分的施工。

此外，具备完整安装陆基薄膜储罐工程
经验的成熟施工队伍也较为匮乏。

结合采购方面的制约，上述因素可能导致实际
施工工期和费用突破工程计划。

结束语
随着薄膜罐技术在国内的推广以及国内各大工程公司对薄膜罐设计、施工、
采购、检测等相关技术的熟练掌握，薄膜罐技术将应用到更多的大型LNG储罐中。

参考文献：
[1]常旭宁.LNG薄膜储罐在亚洲的应用[J].煤气与热力，2020，40（6）.
[2]宋忠兵，徐岸南，刘恒.LNG接收站薄膜型储罐技术研究[J].船舶与海洋
工程，2017，33（6）。