CN109208990B - 一种大型非锚固储罐 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油化工设备技术领域，公开了一种大型非锚固储罐，包括罐体，所述罐体包括罐底和罐壁，所述罐底包括中幅板和环形边缘板，所述环形边缘板围设在所述中幅板的周向，所述环形边缘板的主体设置成波纹板，所述波纹板上的波峰与波谷均呈环形设置，所述罐壁的底部周向与所述波纹板上的其中一个波谷对应固定连接。本发明能够降低罐壁与罐底连接的焊缝处应力，保证大型非锚固储罐的使用安全。

Description

一种大型非锚固储罐
技术领域
本发明涉及石油化工设备技术领域，特别是涉及一种大型非锚固储罐。
背景技术
大型立式圆筒形钢制焊接储罐以其容量大、占地少、成本低的优点，在石化行业中发挥着越来越重要的作用。随着储罐的大型化发展，其危险性也更高，一旦发生事故将造成重大损失。目前，我国石油储罐单台罐容最大15×104m3，属于底板非锚固的外浮顶结构。此外，储罐结构还包括固定顶和内浮顶。
大型储罐主要由罐底、罐壁、罐顶及储罐附件组成。罐底分为环形边缘板和中幅板，罐底与罐壁之间的连接采用“T”形焊缝。大型储罐底板非锚固，自由搁置于储罐地基上，依靠摩擦力保持储罐的平衡。考虑焊接施工方便，设计标准GB50341-2003《立式圆筒形钢制焊接储罐规范》规定伸出罐壁的底板边缘板宽度大于等于50mm，罐壁内表面至边缘板与中幅板之间的连接焊缝的最小距离不小于600mm。在液体载荷和地基沉降的作用下，罐底与罐壁连接的大角焊缝处是储罐的高应力区和危险点。储罐罐壁受到液体静压力，将沿径向发生膨胀变形，在罐底与罐壁连接的大角焊缝处，由于罐底对罐壁下端的约束，限制了罐壁的径向位移，使之发生弯曲变形，因此罐壁下端将产生弯曲力矩与轴向弯曲应力。同时，有反方向的弯矩和径向弯曲应力作用在与罐壁连接的罐底边缘板上，此时的弯矩和应力往往很大，对于大型储罐的设计不容忽视。此外，由于油品的周转，频繁的进出油作业使大角焊缝处的应力随液位的变化而变化，易引起低周疲劳破坏。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种大型非锚固储罐，以解决现有储罐的罐壁与罐底连接焊缝处应力较高的问题，以避免焊缝因过大的应力而发生破裂。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种大型非锚固储罐，包括罐体，所述罐体包括罐底和罐壁，所述罐底包括中幅板和环形边缘板，所述环形边缘板围设在所述中幅板的周向，所述环形边缘板的主体设置成波纹板，所述波纹板上的波峰与波谷均呈环形设置，所述罐壁的底部周向与所述波纹板上的其中一个波谷对应固定连接。
其中，所述罐壁的底部周向与对应的所述波纹板的波谷焊接连接。
其中，所述罐壁底部周向的内、外两侧与对应的所述波纹板的波谷均采用连续焊接。
其中，所述环形边缘板位于所述波纹板的内周构造有一圈水平过渡板，所述水平过渡板的内周与所述中幅板的外周对接焊接。
其中，所述波纹板与所述水平过渡板一体成型。
其中，所述水平过渡板与所述中幅板之间的焊缝下面设有垫板，通过所述垫板将所述水平过渡板与所述中幅板对接焊接在一起。
其中，还包括罐顶，所述罐顶为外浮顶或固定顶。
其中，所述波纹板延伸出所述罐壁底部周向设定距离。
其中，所述罐体上设有盘梯、加强圈、抗风圈、人孔、排水系统以及进出油接管。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的一种大型非锚固储罐，在现有储罐的结构基础上，将罐底的环形边缘平板设置成波纹板，所述波纹板上的波峰与波谷均呈环形设置，所述罐壁的底部周向与所述波纹板上的其中一个波谷对应固定连接；将环形边缘平板换成波纹板，弯曲刚度变小，波纹板容易发生弯曲变形，降低了对罐壁的约束，增加了变形协调性，从而降低了罐壁与罐底连接的焊缝处应力，保证了大型非锚固储罐的使用安全。
附图说明
图1为本发明实施例1一种大型非锚固储罐的轴向剖视示意图；
图2为本发明实施例2一种大型非锚固储罐的轴向剖视示意图；
图3为图2中I的局部放大图。
图中：1：外浮顶；2：罐壁；3：环形边缘板；31：波纹板；32：水平过渡板；4：中幅板；5：垫板；6：固定顶。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。
如图1-3所示，本发明提供了一种大型非锚固储罐，包括罐体，所述罐体包括罐底、罐壁2和罐顶，如图1所示，本发明实施例1的罐顶为外浮顶1，如图2所示，本发明实施例2的罐顶为固定顶6，所述罐底包括中幅板4和环形边缘板3，所述环形边缘板3围设在所述中幅板4的周向，两者对接焊接；所述环形边缘板3的主体部分设置成波纹板31，波纹板31的断面呈波浪形，其具有连续的波峰与波谷；所述波纹板31上的波峰与波谷均呈环形设置，即波峰与波谷沿波纹板31的径向同轴设置，所述罐壁2的底部周向与所述波纹板31上的其中一个波谷对应固定连接；波纹板31弯曲刚度小，容易发生弯曲变形，罐壁2与波纹板31连接，降低了对罐壁2的约束，增加了变形协调性，从而降低了罐壁2与罐底连接的焊缝处应力，保证了大型非锚固储罐的使用安全。
具体地，波纹板31的设置方式为：用钢板沿其宽度方向预弯成图示波纹状的断面形状，然后按照罐壁2的直径大小将预弯成型的钢板沿其长度方向弯制成圆弧形，并将若干块弯制成圆弧形的钢板拼接成整个波纹板31。
本发明的实施例中，所述罐壁2的底部周向与对应的所述波纹板31的波谷焊接连接。进一步地，所述罐壁2底部周向的内、外两侧与对应的所述波纹板31的波谷均采用连续焊接，以增加连接的可靠性。
为了方便波纹板31与中幅板4连接，所述环形边缘板3位于所述波纹板31的内周构造有一圈水平过渡板32，所述水平过渡板32的内周与所述中幅板4的外周对接焊接。
其中，所述波纹板31与所述水平过渡板32一体成型，即可以在制造波纹板31的波纹段时预留有一小段未加工的平板作为所述水平过渡板32。
其中，所述水平过渡板32与所述中幅板4之间的焊缝下面设有垫板5，通过所述垫板5将所述水平过渡板32与所述中幅板4对接焊接在一起，所述垫板5为多块，沿焊缝的延伸方向依次设置。
其中，所述波纹板31延伸出所述罐壁2底部周向设定距离，该设定距离随储罐容积的变化而变化，在此不做具体限定。在罐体组装完成后，在所述罐体上设置盘梯、加强圈、抗风圈、人孔、排水系统以及进出油接管等附件，以形成完整结构的大型非锚固储罐。
对于图1所示的罐顶为外浮顶1的大型储罐，在大型储罐的地基上放置罐底，所述罐底具有环形边缘板3和中幅板4，环形边缘板3的主体设置成波纹板31，环形边缘板3位于波纹板31的内周设有一圈水平过渡板32。在中幅板4的外圈放置环形边缘板3，使环形边缘板3的水平过渡板32与中幅板4配合，在配合位置下方放置垫板5，对接焊接水平过渡板32与中幅板4之间的连接焊缝。然后，在波纹板31的其中一个波谷上放置罐壁2，并采用双面连续焊焊接罐壁2与波纹板31的连接位置。在罐壁2内部放置罐顶，并对罐壁2与罐顶的连接位置进行密封处理。最后，在实施完成的大型储罐罐体上安装盘梯、加强圈、抗风圈、人孔、排水系统、进出油接管等附件。
对于图2所示罐顶为固定顶6的大型储罐，可以采用倒装法，即在大型储罐地基上面放置罐底，在罐底的上方放置罐顶，从罐顶的周围将罐顶提升，在罐顶周边的下方放置罐壁2，将罐顶与罐壁2之间连接的位置焊接。在罐壁2的周围将罐壁2与罐顶提升，在罐壁2下面放置环形边缘板3，使得罐壁2的下端与波纹板31的其中一个波谷对接，并在连接处采用双面焊焊接。
本发明除了用于储存原油及成品油外，也可以用于储存其他液体类物料。
由以上实施例可以看出，本发明结构设计新颖，无需对现有储罐进行较大改动，便可以解决现有储罐的罐壁与罐底连接焊缝处应力较高的问题，降低了焊缝因过大的应力而发生破裂的风险。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大型非锚固储罐，包括罐体，所述罐体包括罐底和罐壁，所述罐底包括中幅板和环形边缘板，所述环形边缘板围设在所述中幅板的周向，其特征在于，所述环形边缘板的主体设置成波纹板，所述波纹板上的波峰与波谷均呈环形设置，所述罐壁的底部周向与所述波纹板上的其中一个波谷对应固定连接。
2.根据权利要求1所述的大型非锚固储罐，其特征在于，所述罐壁的底部周向与对应的所述波纹板的波谷焊接连接。
3.根据权利要求2所述的大型非锚固储罐，其特征在于，所述罐壁底部周向的内、外两侧与对应的所述波纹板的波谷均采用连续焊接。
4.根据权利要求1所述的大型非锚固储罐，其特征在于，所述环形边缘板位于所述波纹板的内周构造有一圈水平过渡板，所述水平过渡板的内周与所述中幅板的外周对接焊接。
5.根据权利要求4所述的大型非锚固储罐，其特征在于，所述波纹板与所述水平过渡板一体成型。
6.根据权利要求4所述的大型非锚固储罐，其特征在于，所述水平过渡板与所述中幅板之间的焊缝下面设有垫板，通过所述垫板将所述水平过渡板与所述中幅板对接焊接在一起。
7.根据权利要求1所述的大型非锚固储罐，其特征在于，还包括罐顶，所述罐顶为外浮顶或固定顶。
8.根据权利要求1-7任一项所述的大型非锚固储罐，其特征在于，所述波纹板延伸出所述罐壁底部周向设定距离。
9.根据权利要求8所述的大型非锚固储罐，其特征在于，所述罐体上设有盘梯、加强圈、抗风圈、人孔、排水系统以及进出油接管。
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