Осесимметричные каплевидные резервуары
Сооружено, испытано и внедрено несколько таких резервуаров объемом по 2 тыс. м3, рассчитанных на избыточное давление 0,03 МПа и вакуум 0,003 МПа. Авторы проекта – инженеры С.И. Веревкин и Г.М. Чичко.
При детальных испытаниях напряженно-деформированного состояния резервуаров с опорным кольцом в его конструкциях возникают зоны концентрации высоких напряжений. На этом основании один из авторов (Г.М. Чичко) предложил новую конструктивную форму каплевидного резервуара – резервуар с экваториальной опорой (рис. 4.2). В этой конструкции отсутствуют опорное кольцо и ребра жесткости внутри резервуара, а оболочка опирается в зоне экватора на 20 опор (колонн), которые устанавливают на железобетонное опорное кольцо. Каплевидная оболочка имеет толщину выше экватора 5 мм, ниже – 6 мм. Геометрия оболочки имеет такую форму эллиптических поясов, что радиусы кривизны уменьшают вверх до экватора с таким расчетом, чтобы меридиональные и кольцевые усилия по всей поверхности от гидростатической нагрузки и избыточного давления были равны между собой: N1= N = const.Поэтому каплевидные оболочки называют оболочками равного сопротивления.
Каплевидные резервуары экономичны в своей области, т.е. в области повышенного давления, однако монтаж таких резервуаров сложен, требует соответствующих средств механизации для изготовления лепестков двоякой кривизны. Но в связи с необходимостью сокращения потерь нефтепродуктов при хранении, а резервуары с плавающей крышей или понтоном неэкономичны при малой оборачиваемости, проблема резервуаров повышенного давления, в том числе каплевидных резервуаров, является актуальной и перспективной.
В отличие от резервуаров с понтоном или плавающей крышей в резервуарах повышенного давления нет никаких движущихся конструкций и затворов, в них сохраняется возможность для рулонирования стенки и плоского днища, вследствие чего облегчается их изготовление. Их эксплуатация сравнительно проста. Таким образом, для более полного удовлетворения потребности страны в нефтерезервуарах и хранилищах сжиженных газов целесообразно применение резервуаров новых конструктивных форм – повышенного давления, изотермических и др.
Рис. 4.2. Каплевидный резервуар объемом 2 тыс. м3
с экваториальной опорой:
а – фасад резервуара; б – план фундамента и расположение колонн
Горизонтальные резервуары
Горизонтальные цилиндрические резервуары предназначены для хранения нефтепродуктов, сжиженных газов и других жидкостей (табл. 4.2) под избыточным давлением 0,04 МПа при плоских днищах и 0,07 МПа при конических днищах. Разработаны проекты резервуаров объемом 3, 5, 10, 25, 50, 75 и 100 м3.
Для обеспечения устойчивости пустых резервуаров под воздействием разрежения (вакуума), внешних нагрузок и давления грунта внутри резервуара устанавливают кольца (ребра) жесткости. В надземных двух опорных резервуарах в пределах опор устанавливают внутренние треугольные диафрагмы (см. рис. 4.3) .
Горизонтальные резервуары по пространственному расположению подразделяют на надземные (выше планировочной отметки территории нефтебазы) и подземные (ниже уровня территории). По конструкции днищ горизонтальные резервуары в зависимости от объема и избыточного давления проектируют с плоскими, коническими или цилиндрическими днищами. Для обеспечения устойчивости цилиндрической оболочки внутри нее должны быть установлены опорные кольца жесткости. В зависимости от объема устанавливают и дополнительные кольца жесткости.
Таблица 4.2
Характеристика надземных горизонтальных резервуаров
(толщина оболочки 4 мм)
| Показатель | Номинальный объем, м3 | |||||
| Геометрический объем, м3 | 5,7 | 10,79 | 26,9 | 55,5 | 76,9 | 101,5 |
| Диаметр, мм | ||||||
| Длина оболочки, мм | ||||||
| Пролет, мм | ||||||
| Толщина конического днища, мм | - | |||||
| Толщина плоского днища, мм | ||||||
| Число опорных колец жесткости, шт. | - | - | - | - | ||
| Число промежуточных колец жесткости, шт. | - | |||||
| Масса резервуара, т | 0,72 | 1,09 | 1,86 | 3,44 | 4,23 | 5,41 |
| Удельный расход стали на 1 м3 объема, кг |
Рис. 4.3. Горизонтальный резервуар объемом 50 м3
а – с плоским днищем; б – с цилиндрическим днищем