МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ РЕЗЕРВУАР БОЛЬШОГО ОБЪЕМА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ
METAL RESERVOIR OF LARGE VOLUME FOR STORAGE OF HYDROCARBONS

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкции металлического резервуара большого объема для хранения углеводородов с плавающей крышей.
Известны металлические резервуары для хранения углеводородов, включающие стенку и днище, жестко соединенные между собой сварочным швом [1].
Недостатком известных резервуаров является
- наличие высоких меридиональных напряжений в стенке из-за невозможности радиальных перемещений стенки в зоне сопряжения последней с днищем, что вызывает необходимость увеличения толщины стенки и невозможность практического использования прогрессивного метода рулонирования при возведении резервуара;
- наличие перенапряжения цилиндрической стенки из-за неравномерных осадок грунтового основания.
Наиболее близким техническим решением является резервуар для хранения нефтепродуктов, включающий стенку и днище, сопряженные между собой при помощи компенсационного элемента, выполненного в виде вогнутого гофрированного кольцевого элемента, при этом параллельно стенке абсолютно герметично устанавливается перегородка в виде вертикального ребра жесткости с образованием между ней и стенкой квадратного кольцевого зазора с шириной, равной его высоте, который заполняется эластичным резиновым маслостойким уплотнителем, а полость между вогнутым гофрированным кольцевым элементом, стенкой и днищем заполняется дегазированной, несжимаемой и незамерзающей жидкостью [2].
Недостатком данного решения является
- сложное техническое и конструктивное исполнение компенсационного элемента;
- наличие в компенсационном элементе ненадежного маслостойкого уплотнения, которое разрушается на практике из-за старения клеевого соединения резины с металлом, задолго до истечения срока эксплуатации объекта;
- кроме того, в ходе возведения резервуара, очень сложно заполнить внутреннюю полость компенсационного элемента дегазированной, несжимаемой и незамерзающей жидкостью, что в целом снижает общую эксплуатационную надежность объекта.
Задача изобретения - максимальное снижение меридиональных напряжений в стенке металлического резервуара большого объема для хранения углеводородов, с повышением общей эксплуатационной надежности объекта.
Задача изобретения достигается тем, что в металлическом резервуаре большого объема для хранения углеводородов, включающем стенку и днище, соединенные между собой при помощи компенсационного элемента, который выполняется виде кольцевого параболообразного элемента, расположенного строго вертикально между стенкой резервуара и кольцевым ребром жесткости, герметично закрепленным в кольцевом направлении на днище резервуара и имеющим рабочую высоту h в три раза больше, чем диаметр d кольцевого параболообразного элемента, при этом кольцевой параболообразный элемент своими верхними концами также абсолютно герметично закреплен в кольцевом направлении соответственно на ребре жесткости и вертикальной стенке резервуара.
Одновременно для снижения трения стенки о днище по всему внешнему кольцевому периметру вертикальной стенки резервуара могут быть установлены роликовые подшипники качения с защитой их от воздействия атмосферных явлений горизонтальным козырьком.
На фиг.1 показан поперечный разрез металлического резервуара в загруженном состоянии.
На фиг.2 показан узел А, представленный на фиг.1.
На фиг.3 показано сечение 1-1 на фиг.1.
На чертежах обозначено: 1 - стенка резервуара; 2 - днище; 3 - кольцевой параболообразный элемент; 4 - кольцевое вертикальное ребро жесткости; 5 - роликовый подшипник качения; 6 - горизонтальный козырек; 7 - грунтовое основание резервуара; 8 - хранимый нефтепродукт.
Металлический резервуар большого объема для хранения углеводородов, включающий стенку 1, свободно опирающуюся на днище 2, которые соединены между собой компенсационным элементом, выполненным в виде кольцевого параболообразного элемента 3 (фиг.1, 2, 3), расположенного строго вертикально между стенкой резервуара 1 и кольцевым ребром жесткости 4, герметично закрепленным в кольцевом направлении на днище 2 резервуара и имеющим рабочую высоту h в три раза больше, чем диаметр d кольцевого параболообразного элемента, при этом кольцевой параболообразный элемент 3 своими верхними концами, также абсолютно герметично закреплен в кольцевом направлении соответственно на ребре жесткости 4 и вертикальной стенке резервуара 1.
При этом высота кольцевого ребра жесткости 4 выполняется в 3 раза больше, чем образующий диаметр параболообразного элемента 3 исходя из обеспечения условия равновесия и надежного удержания указанного элемента 3 в рабочем положении только за счет сил трения и гидростатического давления нефтепродукта 8, которые и удерживают параболообразный элемент 3 в указанном положении, даже без учета прочности сварного шва.
Для максимального снижения трения стенки о днище с внешней стороны по всему периметру резервуара установлены роликовые подшипники качения 5, а для защиты данного узла от внешних атмосферных воздействий последний снабжен горизонтальным козырьком 6.
3
Предложенная конструкция кольцевого параболообразного элемента 3 позволяет принять его толщину для резервуара объемом 50 тыс. м менее 1 мм даже с учетом многократного запаса прочности, что позволит на практике эффективно уменьшить все меридиональные напряжения в стенке резервуара 1 практически до нуля.
Наличие эффективного деформационного разделения работы стенки 1 и днища 2 резервуара позволяет на практике устранить любую потенциальную возможность появления в стенке резервуара 1 каких-либо дополнительных напряжений от жесткого защемления, а также от температурных воздействий и неравномерных деформаций грунтового основания, что позволит резко уменьшить скорость коррозии металла, и повысить экологическую безопасность и общую эксплуатационную надежность резервуара.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Афанасьев В.А., Березин В.Л. Сооружение газохранилищ и нефтебаз. М.: Недра, 1986. - 125 с.
2. Патент на изобретение №2270904. Резервуар большого объема для хранения нефтепродуктов. МКИ E04H 7/02. 2006. БИ №6.