Вертикальный цилиндрический резервуар
Изобретение относится к резервуаростроению. Вертикальный цилиндрический резервуар включает свайный фундамент с кольцевым ростверком, плоское днище, окрайки, вертикальную стенку, жестко соединенную с окрайками, плавающую крышу и систему водоотвода. При этом плавающая крыша и днище резервуара гибко соединены с вертикальной стенкой и окрайками резервуара, а плавающая крыша, кроме того, снабжена плоской цилиндрической спиралью, жестко сопряженной нижним концом с плавающей крышей, а верхним концом с кольцом жесткости вертикальной стенки резервуара. Внутри плоской спирали размещена гибкая и воздухонепроницаемая цилиндрическая оболочка, герметично закрепленная нижним концом по периметру плавающей крыши, а верхним концом также герметично соединенная с кольцом жесткости резервуара. Кроме того, днище резервуара гибко соединено с окрайками через демпферный элемент, выполненный в виде кольцевого гофра. Вышеописанная конструкция позволяет устранить значительные напряжения в несущих и ограждающих элементах резервуара, герметизировать зазор между плавающей крышей и стенкой резервуара и повысить общую эксплуатационную надежность резервуара. 2 ил.
Изобретение относится к резервуаростроению, в частности к конструкции вертикальных цилиндрических резервуаров.
Известен вертикальный цилиндрический резервуар, включающий сферическую крышу, вертикальную стенку, днище с окрайками, кольцевой ростверк, опирающийся на сваи [1].
Недостатком указанного решения является ненадежность эксплуатации резервуара, связанная с тем, что в рассматриваемом случае имеется очень большая разница в деформационной жесткости вертикальной стенки, свайного фундамента и днища резервуара, приводящая к значительному перенапряжению стыка днища с окрайками и окраек с вертикальной стенкой. Наличие жесткого сопряжения крыши с вертикальной стенкой может также привести в случае неравномерных деформаций кольцевого свайного фундамента к перенапряжению зоны сопряжения крыши с вертикальной стенкой резервуара и нарушению герметичности крыши.
Наиболее близким техническим решением является вертикальный цилиндрический резервуар, включающий вертикальную стенку, днище с окрайками, кольцевой фундамент, плавающую крышу с затвором, направляющими стойками и системой водоотвода [2].
Недостатком данного технического решения является невозможность полной герметизации плавающей крыши с помощью существующих затворов различной конструкции и наличие значительных моментов краевого эффекта в месте сопряжения окраек днища с вертикальной стенкой.
Цель изобретения - устранение возможного перенапряжения несущих и ограждающих элементов резервуара в ходе эксплуатации и повышение общей эксплуатационной надежности резервуара.
Поставленная цель достигается тем, что в вертикальном цилиндрическом резервуаре, включающем кольцевой свайный фундамент с кольцевым ростверком, окрайки, плоское днище, вертикальную стенку, жестко соединенную с окрайками, плавающую крышу с телескопическими направляющими и систему водоотвода, согласно изобретению плавающая крыша и днище резервуара гибко соединены с вертикальной стенкой и окрайками резервуара соответственно. При этом плавающая крыша снабжена плоской цилиндрической спиралью, жестко сопряженной нижним концом с плавающей крышей, а верхним концом с кольцом жесткости вертикальной стенки резервуара, причем внутри плоской спирали размещена гибкая и воздухонепроницаемая цилиндрическая оболочка, герметично закрепленная нижним концом по периметру плавающей крыши, а верхним концом также герметично соединенная с кольцом жесткости резервуара, одновременно днище резервуара гибко соединено с окрайками через демпферный элемент в виде кольцевого гофра.
На фиг.1 представлена конструктивная схема вертикального цилиндрического резервуара в заполненном виде;
на фиг.2 представлена конструктивная схема вертикального цилиндрического резервуара в опорожненном виде.
Вертикальный цилиндрический резервуар содержит свайный фундамент с кольцевым ростверком 1, плоское днище 2, окрайки 3, вертикальную стенку 4, жестко соединенную с окрайками, плавающую крышу 5 с телескопическими направляющими 6 и систему водоотвода 7.
Вертикальная стенка 4 гибко и герметично соединена соответственно с плавающей крышей 5 и днищем 2. При этом плавающая крыша 5 снабжена плоской цилиндрической спиралью 8, жестко прикрепленной нижним концом по периметру плавающей крыши 5, а верхним концом прикреплена к кольцу жесткости 9 вертикальной стенки 4, причем внутри плоской спирали 8 размещена гибкая и воздухонепроницаемая цилиндрическая оболочка 10, горизонтально и герметично закрепленная нижним концом по периметру плавающей крыши 5, а верхним концом также герметично с кольцом жесткости 9. Одновременно днище 2 резервуара гибко соединено с окрайками 3 через демпфирующий элемент в виде гофра 11.
Спираль 8 может быть выполнена либо из металла, либо из маслостойкого углепластика в сплошном или в сквозном исполнении.
Гибкая воздухонепроницаемая цилиндрическая оболочка 10 может быть выполнена из маслостойкой резины, а гофр 11 может быть сформирован непосредственно в тонколистовом днище 2 путем прокатывания по его периметру специальной оснасткой или изготовлен из гофрированной полосы.
Предлагаемый вертикальный цилиндрический резервуар работает следующим образом. При максимально заполненном состоянии под действием давления жидкости (при наличии максимальной жесткости у системы, состоящей из кольцевого свайного фундамента 1, окраек 3 и вертикальной стенки 4) днище 2 сможет легко деформироваться за счет податливости кольцевого гофра 11 как в вертикальном, так и в тангенциальном направлении, что создает необходимые условия независимой работы системы "кольцевой фундамент, окрайки, вертикальная стенка и днище резервуара" и одновременно позволяет резко уменьшить дополнительную концентрацию напряжений в элементах сопряжения вертикальной стенки, окраек и днища.
Плавающая крыша при заполненном состоянии резервуара будет находиться в верхнем положении, при этом плоская спираль 8 и гибкая абсолютно герметичная оболочка 10 будут максимально сжаты (фиг.1).
В опорожненном состоянии (фиг.2) плавающая крыша 5 будет находиться непосредственно на днище 2 резервуара, при этом плоская спираль 8 и гибкая воздухонепроницаемая цилиндрическая оболочка 10 будет максимально растянута. Наличие жесткого крепления плоской спирали 8 к плавающей крыше 5 и к кольцу жесткости 9 не позволит плавающей крыше вращаться в кольцевом направлении. При этом не требуется установка каких-либо дополнительных вертикальных стоек, как это имеет место в традиционном исполнении. Кроме того, наличие гибкой герметичной цилиндрической оболочки 10 между плавающей крышей 5 и кольцом жесткости 9 позволит полностью исключить испарения и потери нефтепродуктов в атмосферу.
Таким образом, предлагаемая конструкция вертикального цилиндрического резервуара с гибким сопряжением вертикальной стенки с днищем и плавающей крышей позволяет устранить значительные напряжения в несущих и ограждающих элементах резервуара, герметизировать зазор между плавающей крышей и стенкой резервуара и повысить общую эксплуатационную надежности резервуара.
Источники информации
1. Авт. св. СССР № 907199, кл. Е 04 Н 7/02. Вертикальный цилиндрический резервуар, 1982.
2. Справочник проектировщика. Металлические конструкции. Под ред. Н.П.Мельникова. -М.: Стройиздат, 1980. - с.430-431.
Формула изобретения
Вертикальный цилиндрический резервуар, включающий свайный фундамент с кольцевым ростверком, плоское днище, окрайки, вертикальную стенку, жестко соединенную с окрайками, плавающую крышу и систему водоотвода, отличающийся тем, что плавающая крыша и днище резервуара гибко соединены с вертикальной стенкой и окрайками резервуара, при этом плавающая крыша снабжена плоской цилиндрической спиралью, жестко сопряженной нижним концом с плавающей крышей, а верхним концом с кольцом жесткости вертикальной стенки резервуара, причем внутри плоской спирали размещена гибкая и воздухонепроницаемая цилиндрическая оболочка, герметично закрепленная нижним концом по периметру плавающей крыши, а верхним концом также герметично соединенная с кольцом жесткости резервуара, при этом днище резервуара гибко соединено с окрайками через демпферный элемент, выполненный в виде кольцевого гофра.
