RU2709581C1

RU2709581C1 - Vertical cylindrical tank for storage of liquids

Info

Publication number: RU2709581C1
Application number: RU2018123444A
Authority: RU
Inventors: Михаил Георгиевич Каравайченко; Надхат Миртиевич Фатхиев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Нефтемонтаждиагностика"
Priority date: 2018-06-27
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2019-12-18

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: vertical cylindrical tank for storage of liquids relates, mainly, to oil industry and can be used for storage of liquid oil products and liquefied gases. Tank wall consists of two layers, between which there is a gap, in which there are circular trusses consisting of inner and outer belts interconnected by links in form of triangular grid.

EFFECT: high strength and rigidity of the wall with simultaneous reduction of thickness of sheets of both layers of the double-layer wall; higher safety of tank operation.

5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, в частности, к стальным резервуарам большой вместимости для хранения нефтей и нефтепродуктов.The invention relates to the field of construction, in particular, to steel tanks of large capacity for storing oils and petroleum products.

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.As the geometric dimensions of the tanks increase, the danger of catastrophic consequences increases when they are destroyed, or even if the wall is not tight. Therefore, it is necessary to increase the wall thickness of the tanks. Excessive increase in wall thickness causes difficulties in manufacturing and leads to an increase in metal consumption.

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.To prevent the destruction of such tanks, various structural solutions have been proposed. Known tank with a protective wall / 1 /. It consists of a main internal tank designed specifically for storing the product, and a protective external tank designed to hold the product in the event of an accident or a leak in the main tank. To increase strength, the main inner and protective tanks are equipped with stiffening rings or emergency ropes. The disadvantage of such a reservoir is that only the main internal reservoir perceives the entire operational load. There is no guarantee that in the event of an avalanche destruction of the main tank, the protective tank will withstand the force of water hammer. Therefore, it is required to increase the wall thickness of both the main and the protective reservoirs.

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.Known tank with a protective wall / 2 /. This tank consists of a main internal tank, including a wall, a bottom, a roof, and a protective wall with an additional bottom attached to it. Between the wall of the main reservoir and the protective wall in the lower part of the inter-wall space, a spatial connection device consisting of stiffening rings, radial and vertical struts is installed and attached to the walls. The disadvantage of this tank is that the spatial rigidity of the walls of the tank is provided only in the zone of the lower zone of the tank. In the middle and upper parts, the two walls work individually.

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.Known tank with a two-layer wall / 3 /. Both layers of the wall perceive the operational load at the same time. The advantage of this tank is that the wall thickness of each layer is less than that of a conventional single-layer wall. This makes it possible to better roll the wall in the manufacture of large tanks. Designs of tanks with a two-layer wall with a capacity of 50 thousand cubic meters and 100 thousand cubic meters were developed. The disadvantage of this tank is the lack of spatial rigidity between the walls.

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.The proposed reservoir is devoid of these disadvantages due to the fact that the two walls are structurally connected along the entire height using a trellised truss with parallel rings of ring shape and a triangular lattice inside the belts. Depending on the size of the gap between the two walls, the truss grill can be installed horizontally or at an angle to the vertical. The angle of inclination is determined by calculation depending on the size of the tank and the size of the gap between the walls. Due to this, the operational load on the tank is simultaneously taken by both walls and the truss. This can significantly reduce the thickness of the outer and inner walls. The layer between the walls can be filled with insulating material. Then the tank turns into a thermally insulated one, in which it is possible to store easily hardened liquids and liquefied gas.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

Фиг. 1. Общий вид резервуара с разрезом части стенок.FIG. 1. General view of the tank with a section of part of the walls.

Фиг. 2. Фрагмент стенки резервуара с фермами в разрезе.FIG. 2. A fragment of the wall of the tank with farms in the context.

Фиг. 3. Расположение пояса фермы на кольцевом шве.FIG. 3. The location of the truss belt on the annular seam.

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.The design of the proposed tank includes a bottom 1, a roof 2, and a two-layer wall 3 consisting of an outer layer 4, an inner layer 5. Between the inner and outer layers there is a gap in which an annular truss 6 consisting of an outer belt 7, an inner belt 8 is located, and connections 9. The number of ring trusses is determined by calculation depending on the height and radius of the tank. The outer belts 7 of the trusses are installed on the circumferential seams 10 between the belts of the outer wall layer, the inner belts 8, respectively, on the circumferential seams 11 between the belts of the inner wall layer. This makes it possible to weld the annular seams of the walls by unilateral welding on the washer rings. Belts 7 and 8 can be made of sheet or corner. Connections can be made from a corner, a channel or from pipes.

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.The wall of the tank, therefore, and the tank as a whole, operates as follows. The hydrostatic pressure of the fluid, the snow and wind load, the dead weight of the structure are simultaneously taken together by the outer layer 4, the inner layer 5 and the trusses 6. This can significantly reduce the thickness of both the inner and outer layers. The proposed reservoir at the same time performs the functions of a reservoir with a protective wall, since in case of a violation of the tightness of the inner layer, the outer layer prevents the liquid from escaping to the outside. In the case of filling the inter-wall layer with insulating material, the tank works as insulated, where it is possible to store easily hardened liquids and liquefied gas.

Источники информацииSources of information

1. ГОСТ 31385 - 2016. Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия. М. Стандартинформ, 2016.1. GOST 31385 - 2016. Vertical cylindrical steel tanks for oil and oil products. General specifications. M. Standartinform, 2016.

2. Патент РФ №2507359 (класс Е04Н 7/04, приоритет 2011-11-01). Резервуар с защитной стенкой.2. RF patent No. 2507359 (class Е04Н 7/04, priority 2011-11-01). The tank with a protective wall.

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, 1975.3. S.I. Verevkin, E.A. Zeliger. The study of the deformation of a two-layer wall of a vertical cylindrical tank with a capacity of 15 thousand m3. "Transport and storage of petroleum products and hydrocarbons." Scientific and technical collection No. 9, 1975.

Claims

1. A vertical cylindrical tank for storing liquids, including a two-layer wall, a bottom and a stationary roof, characterized in that a gap is formed in the inter-space, in which ring-shaped trusses are installed, consisting of two ring-shaped belts connected together by a triangular lattice and welded to the walls of the tank.

2. A vertical cylindrical tank for storing liquids according to claim 1, characterized in that the ring-shaped truss belts are installed on the circumferential seams of the inner and outer layers of the tank wall with the possibility of performing one-sided welding of the circular seams of the walls.

3. A vertical cylindrical tank for storing liquids according to claim 1, characterized in that the trusses are located in a horizontal plane.

4. A vertical cylindrical tank for storing liquids according to claim 1, characterized in that the annular truss belts are made of a sheet profile.

5. A vertical cylindrical tank for storing liquids according to claim 1, characterized in that the annular belts of the truss are made of rolled steel.