Резервуар со сфероцилиндрической крышей
Рост потребления нефтепродуктов требует обеспечения рационального хранения большого количества нефтепродуктов. Одним из рациональных способов сокращения потерь легкоиспаряющихся нефтепродуктов является повышение внутреннего избыточного давления в резервуарах до 2000-3000 мм вод. ст. При хранении таких нефтепродуктов в резервуарах повышенного давления можно полностью ликвидировать потери от малых «дыханий» и значительно сократить потери от больших «дыханий».
Резервуар со сфероцилиндрической крышей отвечает этим требованиям, разработан в Днепропетровском инженерно-строительном институте (ДИСИ). Конструктивно это резервуар вертикальный цилиндрический с плоским днищем.
Конструктивные особенности
1) Кровля резервуара сфероцилиндрическая. Она состоит из цилиндрических лепестков, очерченных в меридиональном направлении двумя сопряженными радиусами по коробовой кривой с плавным переходом к корпусу. Такой переход уменьшает усилия от горизонтального распора и напряжения от краевого эффекта. Крыша может быть изготовлена также из лепестков двоякой кривизны в виде поверхности вращения.
С корпусом кровля стыкуется через горизонтальный лист или горизонтально поставленный сварной двутавр, которые одновременно являются верхним обвязочным кольцом жесткости, что дает возможность соединять лепестки кровли между собой внахлестку, что снижает трудоемкость изготовления лепестков, облегчает монтаж кровли и значительно уменьшает сварные деформации в кольцевом направлении. Центральный круглый лист кровли имеет диаметр 3 метра, что позволило расположить на нем все необходимое технологическое оборудование, а также предотвратить концентрацию напряжений в верхнем кольцевом шве кровли.
В связи со значительными сосредоточенными нагрузками от оборудования центральный лист кровли усилен снизу двумя взаимно-перпендикулярными ребрами жесткости из полосового железа.
2) Листы поясов корпуса имеют увеличенную толщину, учитывая высокое избыточное давление.
3) Корпус резервуара изнутри усилен кольцевыми ребрами жесткости для устойчивости при вакууме. Кольца жесткости состоят из неравнобоких уголков, приваренных к корпусу большей полкой, что значительно увеличивает жесткость корпуса при сжимающих воздействиях на него.
4) Центральная опорная стойка телескопическая. Вверху стойка имеет круговой уголок, укрепленный на четырех кронштейнах. Он служит опорой для лепестков и центрального листа кровли и соединяется с ними сваркой. По всей высоте стойки имеются отверстия диаметром 20 мм через 250 мм для заполнения ее нефтепродуктом.
Рис. 19 Вертикальный сварной цилиндрический резервуар емкостью 2000 м3 со сфероцилиндрической кровлей и заанкеренным днищем:
а – общий вид; б – геометрическая схема; в – план днища резервуара с расположением анкерных устройств; г – сопряжение кровли резервуара с корпусом; д – сопряжение анкерной консоли с корпусом резервуар;
1 – верхний пояс корпуса; 2 – кровля; 3 – ребро жесткости; 4 – анкерный болт; 5 – корпус резервуара; 6 – анкерная консоль.
5) Для того чтобы под действием внутреннего газового давления при малом количестве жидкости в резервуаре листы окрайков днища вместе с корпусом не поднимались по периметру, низ корпуса закрепляется анкерными болтами в фундаменте - противовесе. Анкерными болтами служат стальные тяги, расположенные по окружности через 1,5-2,5 м.
6) Фундамент – противовес в резервуарах ДИСИ вначале выполнялся в виде сплошного бутобетонного кольца. Для экономии бетона и индустриализации работ конструкцию фундаментов–противовесов изменили. Анкерные болты закрепляются в железобетонных сборных плитах, находящихся внизу кольцевого котлована корытообразной формы, стенки которого наклонены к вертикали на 30-40о.
Стоимость резервуаров со сфероцилиндрической крышей выше стоимости типовых резервуаров до 10%, а вес металла на единицу емкости больше на 8-10%. Если учесть, что расчетное давление в резервуарах со сфероцилиндрической кровлей выше, чем в типовых, примерно в 10 раз, то разница в стоимости окупается за первые 1-2 года эксплуатации, а для южных районов и того быстрее.