РЕЗЕРВУАР С НАКЛОННЫМИ СТЕНКАМИ
RESERVOIR WITH SLOPING WALLS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к резервуарам для хранения и транспортировки текучих сред, таких как углеводороды, в том числе имеющего низкую температуру сжиженного природного газа. В частности, изобретение относится к резервуарам для судов и плавучих морских сооружений, которые подвержены воздействию волновых нагрузок.
Уровень техники
Резервуары для транспортировки сжиженного газа в большом объеме обычно выполнены в виде сфер, цилиндров со скругленными концами или изготовлены из прямых панелей. Призматические резервуары могут включать верхний или нижний скос либо и тот, и другой, с тем чтобы обеспечивалось точное соответствие корпусу судна. Ввиду кренов и динамической нагрузки, вызванных волнами, а также гравитационной нагрузки конструкции в стенках резервуара, возникают плоскостные нагрузки. Нагрузки в вертикальной стенке не будут эффективно нестись скосом, который является гибким в его поперечном направлении. Ввиду плоскостной жесткости вертикальной боковой стенки резервуара вертикальная нагрузка поглощается поперечными стенками или рамными шпангоутами. Это вызывает большие концентрации нагрузки в этих элементах и в их опорах или, альтернативно, делает необходимыми наклонные опоры у широкой части скоса, изготовление которых является очень трудоемким.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание конфигурации резервуара с более простой геометрией, которую легче изготавливать. Это, в частности, относится к случаю, если резервуар выполняется из профилей, полученных штамповкой выдавливанием или прокатыванием. Важным преимуществом, обеспечиваемым этой формой, является то, что плоскостные нагрузки в стенках воспринимаются непосредственно низом с деревянными опорами без возникновения изгиба стеновых панелей или необходимости обеспечивать опоры у широкой части нижнего скоса.
Задача настоящего изобретения решается путем изготовления резервуара шестиугольной конфигурации со шпангоутами и бортовыми резервуарами трапециевидной формы. Это обеспечивает такие же площадь поперечного сечения, грузовую вместимость и балластовую вместимость, что и в современных конфигурациях, в то же время сводя к минимуму нагрузку на внутренние рамные шпангоуты. Настоящим изобретением предлагается следующее.
Резервуар по существу призматической формы для транспортировки и хранения текучих сред, имеющий низ и первую и вторую пары противолежащих боковых стенок, соединенных с указанным низом, причем первая пара боковых стенок наклонена так, что составляет тупой угол с низом и имеет высоту, равную или большую половины общей высоты резервуара, а вторая пара боковых стенок составляет по существу прямой угол с низом.
В резервуаре согласно настоящему изобретению тупой угол, предпочтительно, находится в диапазоне 95-105°, более предпочтительно 96-100°.
В резервуаре согласно настоящему изобретению соотношение высоты наклонных боковых стенок и общей высоты резервуара, предпочтительно, находится в диапазоне 0,5-0,9, более предпочтительно 0,6-0,8.
Предпочтительно, в резервуаре согласно настоящему изобретению первое вертикальное поперечное сечение является шестиугольным, а второе вертикальное поперечное сечение, перпендикулярное указанному первому поперечному сечению, является прямоугольным.
В контексте настоящего изобретения термин «общая высота резервуара» не подразумевает включение дополнительной высоты, например, купольной конструкции для трубопроводов и электропроводки, а высота измеряется лишь от низа резервуара до крыши резервуара.
В контексте настоящего изобретения термин «по существу прямой угол» подразумевает угол из диапазона 87-93°, предпочтительно из диапазона 89-91°.
Краткое описание чертежей
Другие подробности изобретения будут описаны со ссылкой на варианты осуществления, показанные схематично на прилагаемых чертежах, на которых
фигура 1 показывает продольное сечение перевозящего газ судна,
фигура 2 показывает поперечное сечение резервуара с наклонными поверхностями, изображенного на фигуре 1,
фигура 3 показывает изометрическое изображение резервуара с наклонными стенками и верхним скосом,
фигура 4 показывает поперечное сечение судна с резервуаром, имеющим конфигурацию, используемую в конструкциях уровня техники,
фигура 5 показывает часть поперечного сечения резервуара, имеющего конфигурацию, используемую в конструкциях уровня техники,
фигура 6 показывает часть поперечного сечения резервуара, имеющего конфигурацию согласно настоящему изобретению.
Осуществление изобретения
Фигура 1 показывает продольное сечение перевозящего газ судна с призматическими резервуарами 1 и переборками 5, которые могут быть выполнены в качестве резервуаров для балласта или другого жидкого груза.
Фигура 2 изображает поперечное сечение, плоскость которого показана на фигуре 1, показывающее, что призматические резервуары 1 по фигуре 1 имеют шестиугольное поперечное сечение. Этот резервуар совмещен с бортовыми резервуарами 2 с поперечным сечением в форме параллелограмма, а также с двойным низом 3. Фигура 2 также показывает опоры 4, включая опоры, расположенные непосредственно под наклонными боковыми стенками. Бортовые резервуары 2 и резервуары в двойном низе 3 вмещают балласт.
Фигура 3 показывает изометрическое изображение резервуара 1 с наклонными стенками 10 и верхним скосом 7.
Фигура 4 показывает поперечное сечение судна с резервуаром, включающим верхний скос 7 и нижний скос 8, что является современной конфигурацией, используемой в конструкции таких судов. Вертикальные боковые стенки 11 резервуара параллельны стенкам бортовых резервуаров 6, которые включают рамные шпангоуты. Эти рамные шпангоуты включают дуги 9, которые усиливают рамные шпангоуты по углам, где они сильно нагружены.
Серьезной проблемой такой конструкции является то, что нагрузки в плоскости стенки получают очень жесткую опору. Нагрузки, поперечные плоскости стенки, получают очень податливую опору. Вертикальная нагрузка в плоскости боковой стенки 11 получает очень податливую опору от скоса 8.
Фигура 5 иллюстрирует (в увеличенном масштабе) то, как вертикальная плоскостная нагрузка (показанная стрелкой) в боковых стенках 11 резервуара современной конструкции приводит к тому, что нижние скосы 8 испытывают избыточную деформацию (изображенную пунктирной линией) с искажением сечения нижнего скоса, когда он выполнен из элементов с низкой прочностью на поперечный изгиб, таких как не вертикально проходящие брусья. Это, в свою очередь, передает большую нагрузку на внутренние рамные шпангоуты и может перегружать их опоры.
Фигура 6 иллюстрирует то, как наклонная стенка 10 резервуара согласно изобретению с плоскостной нагрузкой опирается непосредственно на опоры.