ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ
VERTICAL CYLINDRICAL TANK FOR STORAGE OF LIQUIDS

Изобретение относится к области строительства, в частности, к стальным резервуарам большой вместимости для хранения нефтей и нефтепродуктов.
По мере увеличения геометрических размеров резервуаров возрастает опасность катастрофических последствий при их разрушении, или даже при нарушении герметичности стенки. Поэтому приходится увеличивать толщину стенки резервуаров. Чрезмерное увеличение толщины стенки вызывает сложности при изготовлении и приводит к увеличению расхода металла.
Для предотвращения разрушения таких резервуаров предложены различные конструктивные решения. Известен резервуар с защитной стенкой /1/. Он состоит из основного внутреннего резервуара, предназначенного собственно для хранения продукта, и защитного наружного резервуара, предназначенного для удержания продукта в случае аварии или нарушения герметичности основного резервуара. Для увеличения прочности основной внутренний и защитный резервуары снабжаются кольцами жесткости или аварийными канатами. Недостатком такого резервуара является то, что всю эксплуатационную нагрузку воспринимает только основной внутренний резервуар. Нет гарантии того, что в случае лавинного разрушения основного резервуара защитный выдержит силу гидравлического удара. Поэтому требуется увеличивать толщину стенки как основного так и защитного резервуаров.
Известен резервуар с защитной стенкой /2/. Этот резервуар состоит из основного внутреннего резервуара, включающего стенку, днище, крышу, и защитной стенки с присоединенным к ней дополнительным днищем. Между стенкой основного резервуара и защитной стенкой в нижней части межстенного пространства установлено и прикреплено к стенкам устройство пространственных связей, состоящее из колец жесткости, радиальных и вертикальных распорок. Недостатком этого резервуара является то, что пространственная жесткость стенок резервуара обеспечена лишь в зоне нижнего пояса резервуара. В средней и верхней частях две стенки работают индивидуально.
Известен резервуар с двухслойной стенкой /3/. Оба слоя стенки воспринимают зксплуатационную нагрузку одновременно. Преимуществом этого резервуара является то, что толщина стенки каждого слоя меньше, чем у обычной однослойной стенки. Это дает возможность более качественно рулонировать стенку при изготовлении крупных резервуаров. Были разработаны проекты резервуаров с двухслойной стенкой емкостью 50 тыс. кубм и 100 тыс. кубм. Недостатком этого резервуара является отсутствие пространственной жесткости межстенного пространства.
Предлагаемый резервуар лишен этих недостатков благодаря тому, что две стенки конструктивно связаны по всей высоте при помощи решетчатой фермы с параллельными поясами кольцевой формы и треугольной решеткой внутри поясов. В зависимости от величины зазора между двумя стенками решетка фермы может устанавливаться горизонтально или под углом к вертикали. Угол наклона определяется расчетом в зависимости от размеров резервуара и величины зазора между стенками. Благодаря этому эксплуатационную нагрузку на резервуар одновременно принимают обе стенки и ферма. Это позволяет значительно уменьшить толщину наружной и внутренней стенки. Слой между стенками может быть заполнен теплоизоляционным материалом. Тогда резервуар превращается в теплоизолированный, в котором можно хранить легкозастывающиеся жидкости и сжиженный газ.
Изобретение поясняется чертежами.
Фиг. 1. Общий вид резервуара с разрезом части стенок.
Фиг. 2. Фрагмент стенки резервуара с фермами в разрезе.
Фиг. 3. Расположение пояса фермы на кольцевом шве.
Конструкция предлагаемого резервуара включает днище 1, крышу 2, и двухслойную стенку 3, состоящую из наружного слоя 4, внутреннего слоя 5. Между внутренним и наружным слоями образован зазор, в котором расположена кольцевая ферма 6, состоящая из наружного пояса 7, внутреннего пояса 8, и связей 9. Количество кольцевых ферм определяется расчетом в зависимости от высоты и радиуса резервуара. Наружные пояса 7 ферм установлены на кольцевых швах 10 между поясами наружного слоя стенки, внутренние пояса 8 - соответственно, на кольцевых швах 11 между поясами внутреннего слоя стенки. Это дает возможность сваривать кольцевые швы стенок односторонней сваркой на подкладных кольцах. Пояса 7 и 8 могут изготавливаться из листа или уголка. Связи могут быть выполены из уголка, швеллера или из труб.
Стенка резервуара, следовательно, и резервуар в целом, работает следующим образом. Гидростатическое давление жидкости, снеговая и ветровая нагрузка, собственный вес конструкции воспринимаются одновременно и сообща наружным слоем 4, внутренним слоем 5 и фермами 6. Это позволяет значительно уменьшить толщину как внутреннего, так и наружного слоев. Предлагаемый резервуар одновременно выполняет функции резервуара с защитной стенкой, так как в случае нарушения герметичности внутреннего слоя, наружный слой предотвращает выход жидкости наружу. В случае заполнения межстенного слоя теплоизоляционным материалом резервуар работает как теплоизолированный, где можно хранить легкозастывающиеся жидкости и сжиженный газ.
Источники информации
1. ГОСТ 31385 - 2016. Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия. М. Стандартинформ, 2016.
2. Патент РФ №2507359 (класс Е04Н 7/04, приоритет 2011-11-01). Резервуар с защитной стенкой.
3. С.И. Веревкин, Е.А. Зелигер. Изучение деформации двухслойной стенки вертикального цилиндрического резервуара емкостью 15 тыс. кбм. "Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья". Научно-технический сборник №9, 1975.