RU2788428C1 - Опорное устройство для крепления вертикальных аппаратов - Google Patents
Опорное устройство для крепления вертикальных аппаратов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788428C1 RU2788428C1 RU2022110089A RU2022110089A RU2788428C1 RU 2788428 C1 RU2788428 C1 RU 2788428C1 RU 2022110089 A RU2022110089 A RU 2022110089A RU 2022110089 A RU2022110089 A RU 2022110089A RU 2788428 C1 RU2788428 C1 RU 2788428C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- support
- backing plate
- support device
- vertical
- plate
- Prior art date
Links
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 12
- 230000036316 preload Effects 0.000 claims description 2
- 239000003831 antifriction material Substances 0.000 claims 1
- 230000036633 rest Effects 0.000 claims 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004939 coking Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003111 delayed Effects 0.000 abstract description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 description 3
- 230000023298 conjugation with cellular fusion Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 3
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 230000021037 unidirectional conjugation Effects 0.000 description 3
- 210000002683 Foot Anatomy 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static Effects 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и может быть использовано для монтажа вертикальных аппаратов, например реакторов установок замедленного коксования (УЗК). Сущность изобретения заключается в опорном устройстве для крепления вертикальных аппаратов, у которого опорная пластина соединена с корпусом аппарата через подкладную пластину с ребрами жесткости, установленными так, что их сечение постепенно увеличивается по высоте подкладной пластины, обеспечивая наименьший градиент температур между подкладной пластиной и корпусом аппарата. Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении надежности крепления вертикальных аппаратов на плавающей опоре. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и может быть использовано для монтажа вертикальных аппаратов, например, реакторов установок замедленного коксования (УЗК).
В корпусах аппаратов, работающих в циклическом режиме «нагрев-охлаждение», например реакторы УЗК, возникают знакопеременные термические напряжения, особенно заметные в местах крепления корпуса к опоре. В сварном шве соединения корпуса с опорой образуются усталостные трещины [Походенко Н.Т., Брондз Б.И. Эксплуатация и пути повышения надежности работы реакторов установок замедленного коксования. - М., 1980. - 56 с. Сер. Эксплуатация, модернизация и ремонт оборудования в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности: ЦНИИТЭнефтехим; Hydrocarbon Processing. - 1977. V60. №7].
Величины напряжений и скорость образования термоусталостных трещин в сварных швах определяются как технологическими факторами (высокие скорости нагрева и охлаждения корпуса реактора), так и конструкцией опорного узла (повышенная жесткость опоры).
Известна конструкция опоры (схема заделки конца балки), содержащая опорный элемент и установленные снизу и сверху его опорные катки (элементы качения), защемленные известным образом [Филоненко-Бородич М.М., Изюмов С.М., Олисов Б.А., Кудрявцев И.Н., Мальгинов Л.И. Курс сопротивления материалов. 4.1. Изд. 4 перераб. / Под ред. М.М. Филоненко-Бородич. Т1. - М.-Л.: Госиздат. - 1956, с. 319 (фиг.263, поз.5)]. Такая схема защемления элементов опоры позволяет ей (опоре) перемещаться в горизонтальной плоскости.
Основным недостатком такой опоры является то, что катки жестко (без зазора) прижаты к опорному элементу, и в реальных условиях работы аппарата из-за температурных расширений происходит заклинивание этого элемента опоры между катками, вследствие чего опора перестает быть плавающей и становится обычной жесткой опорой.
При монтаже данной опоры с учетом компенсации температурного расширения, в холодном состоянии появляется зазор, наличие которого недопустимо из-за возникновения динамических (ударных) нагрузок на анкерные болты при ветровых и/или сейсмических нагрузках.
Известно также устройство для крепления вертикального аппарата на постаменте, содержащее опорную обечайку с лапами, установленными на опорные катки [Бабицкий И.О., Вихман Г.Л., Вольфсон С.И. Расчет и конструирование аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов. - М.: Недра, 1965. - С.284 - 294], позволяющее аппаратам свободно перемещаться в горизонтальной плоскости при температурных расширениях (сжатиях) корпуса.
Недостатком известного устройства является то, что на такие плавающие опоры могут устанавливаться вертикальные аппараты, имеющие отношение высоты (Н) к диаметру (D) меньше пяти, при общей высоте аппарата с постаментом менее 20 м.
Аппараты большей общей высоты, или имеющие указанное отношение H/D > 5 обязательно должны жестко крепиться к постаментам (фундаментам, металлоконструкциям) для предупреждения их падения от воздействия ветровых и/или сейсмических нагрузок.
Конструкция опорного устройства для крупногабаритного вертикального цилиндрического аппарата [а.с. №1716247, МПК F16M 11/00, опубл. 29.02.92] исключает появление трещин в сварном шве крепления опоры к аппарату благодаря дополнительному опорному средству, включающему кольцевой диск и смонтированные на диске равномерно расположенные по окружности плоские шариковые подвижные элементы. Каждый из этих элементов посредством приваренной к наружной поверхности аппарата лапы связан с ним с возможностью обеспечения перемещений в горизонтальной плоскости.
Недостатком данного опорного устройства является трудоемкость изготовления, высокие контактные напряжения в шариковых подвижных элементах, в результате воздействия которых будет происходить быстрый износ контактных поверхностей, вследствие чего будет постепенно затрудняться горизонтальное перемещение подвижных элементов опор и ухудшаться компенсация температурных деформаций корпуса аппарата.
Известна опора для свободного (плавающего) крепления вертикальных аппаратов на постаменте [Самохин Ю. Н. Методы борьбы с трещинообразованием в сварном шве приварки опорной обечайки к корпусу реактора УЗК. // Повышение эксплуатационной надежности нефтезаводского оборудования: Сб. науч. тр. / ВНИКТИ нефтехимоборудование. - М., 1991. С. 20–25.], состоящая из опорной обечайки с фундаментным кольцом, к верхней кромке которого приварен опорный элемент, выполненный в виде кольцевого диска, на поверхность которого устанавливаются подвижные элементы с опираемыми на них лапами, привариваемые через подкладной лист к корпусу реактора. Устойчивость горизонтальной поверхности кольцевого опорного диска достигается постановкой ребер жесткости в местах опирания лап. Каждый подвижный элемент представляет собой систему, состоящую из трех параллельных прямоугольных пластин: средней и крайних, скрепленных между собой винтами через прокладки. В пластинах выполнены соосные отверстия, в которых помещены шарики. Горизонтальное перемещение пластин обеспечивает компенсацию температурного расширения корпуса реактора УЗК.
Недостатки данной опоры заключаются в следующем:
- при использование в качестве опорных элементов шариков в статическом состоянии в зоне взаимодействия шариков с опорной пластиной из-за точечного контакта сопрягаемых поверхностей (плоскость-сфера) возникают высокие контактные напряжения, для снижения которых потребуется установка значительного количество шариков и существенное упрочнение контактирующих поверхностей, как опорных шариков, так и опорной пластины;
- кроме того, фактически требуется изготовление узлов трения качения, обеспечение требуемой точности которых для подобных крупногабаритных аппаратов, вследствие конструктивных и технологических особенностей, затруднено.
Указанные недостатки существенно повышают трудоемкость изготовления и стоимость опоры.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению (прототипом) является опора для крепления вертикальных аппаратов [Патент RU2420556 C10B 1/04 (2006.01) F16M 11/00 (2006.01) Заявка: 2008147816/05, Дата начала срока действия патента: 04.12.2008, Дата публикации заявки: 20.01.2011 Бюл. № 2, опубл. 10.06.2011 Бюл. № 16 ], содержащая опорные лапы, установленные на постаменте посредством опорных катков и защемленные при помощи фундаментных болтов с гайками, причем, каждая опорная лапа содержит опорную пластину, установленную на нижних опорных катках, уложенных в направляющий желоб, и удерживающие катки, установленные сверху опорной пластины, при этом в качестве фундаментных болтов используются анкерные болты, воспринимающие нагрузку от опорных пластин через верхние удерживающие катки, траверсы и пружины сжатия, регулировка степени поджатия которых осуществляется посредством затяжки гаек на анкерных болтах.
Недостатки данного технического решения проявляются в следующем:
- в статическом состоянии в зоне взаимодействия катков с опорной пластиной из-за линейного контакта сопрягаемых поверхностей (плоскость-цилиндр) возникают высокие контактные напряжения, для снижения которых потребуется установка значительного количество опорных катков и существенное упрочнение контактирующих поверхностей, как опорных катков, так и опорной пластины. Кроме того, фактически требуется изготовление узлов трения качения, обеспечение требуемой точности которых для подобных крупногабаритных аппаратов, вследствие конструктивных и технологических особенностей, затруднено. Это в значительной степени увеличивает трудоемкость и стоимость изготовления каждой из опор;
- пружины сжатия находятся в зоне воздействия циклических термических нагрузок, в результате чего в течение рабочего цикла происходит изменение их жесткости, а, следовательно, и возникает необходимость регулировки степени поджатия, что увеличивает эксплуатационные расходы и создает организационные трудности для обслуживающего персонала.
- вес заполненного аппарата настолько значителен, что фактически изготовить пружины с требуемыми демпфирующими характеристиками невозможно.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении надежности крепления вертикальных аппаратов на плавающей опоре, путем снижения градиента температуры в сопрягаемых элементах опоры и корпуса вертикального аппарата.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Опорное устройство для крепления вертикальных аппаратов содержит опорные лапы, установленные на постаменте и защемленные при помощи фундаментных болтов, причем каждая опорная лапа содержит опорную пластину, зажатую между нижним и верхним антифрикционным узлами или элементами, при этом в качестве фундаментных болтов используются анкерные болты, воспринимающие нагрузку от опорных пластин через верхние удерживающие катки, траверсы и пружины сжатия, регулировка степени поджатия которых осуществляется посредством затяжки гаек на анкерных болтах. В отличие от прототипа опорная пластина соединена с корпусом аппарата через подкладную пластину с ребрами жесткости, установленными так, что их сечение постепенно увеличивается по высоте подкладной пластины, обеспечивая наименьший градиент температур между подкладной пластиной и корпусом аппарата.
Сравнение заявляемого решения с прототипом и известными решениями показывает, что оно отличается тем, что:
- опорная пластина соединена с корпусом аппарата через подкладную пластину с ребрами жесткости, установленными так, что их сечение постепенно увеличивается по высоте подкладной пластины, обеспечивая наименьший градиент температур между подкладной пластиной и корпусом аппарата;
- вместо опорных катков применены антифрикционные прокладки, что обеспечивает возможность горизонтального перемещения опорных лап при температурном расширении аппарата;
- средство защемления опорных лап вертикального аппарата выполнено упругим посредством пружинных шайб, степень поджатия которых регулируется посредством затяжки гаек на анкерных болтах, и предотвращает опрокидывание аппарата при воздействии ветровых и/или сейсмических нагрузок.
Таким образом, заявляемая опора для крепления вертикальных аппаратов соответствует критерию изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».
На Фиг. 1 показана опора для вертикальных аппаратов - общий вид, совмещенный с разрезом;
На Фиг.2 – то же, вид сверху;
На Фиг.3 – показан вид на опору изнутри, совмещенный с разрезом.
На Фиг.4 показана опора для крепления вертикальных аппаратов - общий вид, совмещенный с разрезом;
На фиг.5 - то же, вид сверху;
На фиг.6 – показан вид на опору изнутри.
Опорное устройство для крепления вертикальных аппаратов содержит несколько опорных лап, каждая из которых включает опорную пластину 3 с ребрами жесткости 4, прикрепленные через подкладную пластину 2 к корпусу 1 вертикального аппарата. Опорная пластина 3 установлена на нижних антифрикционной прокладке 5 и траверсе 6, уложенных на защитное покрытие 12, закрепленное на постаменте 13. Сверху опорной пластины 2 установлена антифрикционная прокладка 7 и траверса 8. При этом вся система, состоящая из опорной пластины 3, нижних антифрикционной прокладки 5 и траверсы 6, а также, верхних антифрикционной прокладки 7 и траверсы 8, упруго защемлена посредством анкерных болтов 9 с гайками 10 и пружинными шайбами 11.
Опорное устройство для крепления вертикальных аппаратов работает следующим образом.
При разогреве (охлаждении) вертикального аппарата корпус 1 расширяется (сжимается) и прикрепленные к нему через подкладные пластины 2 опорные пластины 3 с ребрами 4 перемещаются на антифрикционных прокладках 5 и 7, прижатые, соответственно, траверсами 6 и 8. При воздействии на вертикальный аппарат ветровых и/или сейсмических нагрузок, он удерживается от опрокидывания при помощи анкерных болтов 9 с гайками 9 и пружинными шайбами 10, которые воспринимают нагрузку от опорных пластин 3 через верхние антифрикционные прокладки и траверсы 7 и 8. Регулировку степени поджатия пружинных шайб 10 осуществляют посредством затяжки гаек 11 на анкерных болтах 9 таким образом, чтобы имелась возможность перемещения опорных пластин 3 при их температурном расширении.
Особенностью данной конструкции является то, что постамент 13 и защитное покрытие 12 имеют сложную форму верхнего края отверстия для размещения вертикального аппарата 1, что обусловлено необходимостью свободного пространства для перемещения ребер 4.
Для того чтобы упростить конструкцию постамента предлагается в предлагаемую изобретение ввести дополнительную промежуточную опору.
Опорное устройство для крепления вертикальных аппаратов содержит несколько опорных лап, каждая из которых включает опорную пластину 3 с ребрами жесткости 4, прикрепленные через подкладную пластину 2 к корпусу 1 вертикального аппарата. Опорная пластина 3 установлена на промежуточной опоре 5 и нижней антифрикционной прокладке 6, уложенных на защитное покрытие 12, закрепленное на постаменте 13. Сверху опорной пластины 2 установлена антифрикционная прокладка 7 и траверса 8. При этом вся система, состоящая из опорной пластины 3, промежуточной опоры 5 антифрикционной прокладки 6 , а также, верхних антифрикционной прокладки 7 и траверсы 8, упруго защемлена посредством анкерных болтов 9 с гайками 10 и пружинными шайбами 11.
Опорное устройство для крепления вертикальных аппаратов работает следующим образом. При разогреве (охлаждении) вертикального аппарата корпус 1 расширяется (сжимается) и прикрепленные к нему через подкладные пластины 2 опорные пластины 3 с ребрами 4 перемещаются на антифрикционных прокладках 6 и 7, прижатые, соответственно, промежуточной опорой 5 и траверсой 8. При воздействии на вертикальный аппарат ветровых и/или сейсмических нагрузок, он удерживается от опрокидывания при помощи анкерных болтов 9 с гайкам и пружинными шайбами 10, которые воспринимают нагрузку от опорных пластин 3 через верхние антифрикционные прокладки и траверсы 7 и 8. Регулировку степени поджатия пружинных шайб 10 осуществляют посредством затяжки гаек 11 на анкерных болтах 9 таким образом, чтобы имелась возможность перемещения опорных пластин 3 при их температурном расширении.
Таким образом:
- соединение опорной пластины с корпусом аппарата через подкладную пластину с ребрами жесткости, установленными так, что их сечение постепенно увеличивается по высоте подкладной пластины, позволяет обеспечить наименьший градиент температур между подкладной пластиной и корпусом аппарата, что снижает температурные напряжения в соединении (сварном или каком-либо другом) между подкладной пластиной и корпусом, предотвращая преждевременное разрушение этого соединения;
- применение антифрикционных прокладок обеспечивает возможность горизонтального перемещения опорных лап при температурном расширении аппарата;
- защемление опорных лап вертикального аппарата посредством пружинных шайб, степень поджатия которых регулируется посредством затяжки гаек на анкерных болтах, позволяет надежно закрепить аппарат на постаменте и удерживать от опрокидывания при воздействии ветровых и/или сейсмических нагрузок.
Предлагаемое изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности на установках получения нефтяного кокса. Использование предлагаемой плавающей опоры, например, для реактора замедленного коксования на УЗК позволит по сравнению с прототипом обеспечить надежную установку аппарата на постаменте и снизить температурные напряжения и деформации в сварном шве крепления опорных лап к корпусу аппарата.
По сравнению с существующими конструкциями крепления вертикальных аппаратов, например, реакторов УЗК, применение предлагаемой опоры снизит время на ремонт корпусов и опор реакторов, за счет чего позволит увеличить объем выпускаемого нефтяного кокса.
Claims (3)
1. Опорное устройство для крепления вертикальных аппаратов, содержащее опорные лапы, установленные на постаменте и защемленные при помощи фундаментных болтов, причем каждая опорная лапа содержит опорную пластину, зажатую между нижним и верхним антифрикционными узлами или элементами, при этом в качестве фундаментных болтов используются анкерные болты, воспринимающие нагрузку от опорных пластин через верхние удерживающие катки, траверсы и пружины сжатия, регулировка степени поджатия которых осуществляется посредством затяжки гаек на анкерных болтах, отличающееся тем, что опорная пластина соединена с корпусом аппарата через подкладную пластину с ребрами жесткости, установленными так, что их сечение постепенно увеличивается по высоте подкладной пластины, обеспечивая наименьший градиент температур между подкладной пластиной и корпусом аппарата.
2. Опорное устройство для крепления вертикальных аппаратов по п.1, отличающееся тем, что антифрикционные узлы или элементы выполнены в виде прокладок, изготовленных из антифрикционного материала, и в качестве пружин сжатия используются пружинные шайбы.
3. Опорное устройство для крепления вертикальных аппаратов по п.1, отличающееся тем, опорная пластина опирается на промежуточную опору.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2788428C1 true RU2788428C1 (ru) | 2023-01-19 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2802596A (en) * | 1955-06-22 | 1957-08-13 | Kellogg M W Co | Skirt supported vessels |
SU1413349A1 (ru) * | 1985-12-09 | 1988-07-30 | Харьковское Отделение Всесоюзного Государственного Научно-Исследовательского И Проектно-Изыскательского Института По Проектированию Атомных Электростанций И Крупных Топливно-Энергетических Комплексов "Атомтеплоэлектропроект" | Устройство дл креплени агрегата с опорными лапами к фундаменту |
SU1716247A1 (ru) * | 1989-10-16 | 1992-02-28 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт оборудования нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности | Опорное устройство дл крупногабаритного вертикального цилиндрического аппарата |
RU2367680C1 (ru) * | 2008-03-12 | 2009-09-20 | Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") | Реактор замедленного коксования |
RU2420556C2 (ru) * | 2008-12-04 | 2011-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет", БашГУ | Опора для крепления вертикальных аппаратов |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2802596A (en) * | 1955-06-22 | 1957-08-13 | Kellogg M W Co | Skirt supported vessels |
SU1413349A1 (ru) * | 1985-12-09 | 1988-07-30 | Харьковское Отделение Всесоюзного Государственного Научно-Исследовательского И Проектно-Изыскательского Института По Проектированию Атомных Электростанций И Крупных Топливно-Энергетических Комплексов "Атомтеплоэлектропроект" | Устройство дл креплени агрегата с опорными лапами к фундаменту |
SU1716247A1 (ru) * | 1989-10-16 | 1992-02-28 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт оборудования нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности | Опорное устройство дл крупногабаритного вертикального цилиндрического аппарата |
RU2367680C1 (ru) * | 2008-03-12 | 2009-09-20 | Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") | Реактор замедленного коксования |
RU2420556C2 (ru) * | 2008-12-04 | 2011-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет", БашГУ | Опора для крепления вертикальных аппаратов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Feng et al. | Behavior and design of top flange-rotated self-centering steel connections equipped with SMA ring spring dampers | |
US3349418A (en) | Low friction structural bearing | |
EP3775649B1 (en) | Thermal and anti-vibration pipe support | |
RU2788428C1 (ru) | Опорное устройство для крепления вертикальных аппаратов | |
CN106523585A (zh) | 抗拉弹性隔振器 | |
RU2420556C2 (ru) | Опора для крепления вертикальных аппаратов | |
CN212052278U (zh) | 一种抗震阻尼防落梁结构 | |
EP2284842B1 (en) | Pressure vessel sliding support unit and system using the sliding support unit | |
RU2782920C1 (ru) | Опорное устройство для крепления реакторов установок замедленного коксования | |
Liu et al. | Dynamic forces on a horizontal slat immersed in a fluidized bed of fine particles | |
RU2410595C2 (ru) | Опора для крепления вертикальных аппаратов | |
US3788758A (en) | Hold-down assembly for modular expansion joints | |
CN215335149U (zh) | 一种核电厂用弹簧组合支架 | |
CN220470902U (zh) | 一种管道支撑架 | |
JP5066485B2 (ja) | 免震床装置の固有周期調整方法及びアイソレータ | |
CN216077620U (zh) | 一种装配式泵组模块滑动隔振绝热支座 | |
CN217403775U (zh) | 膨胀节性能检测装置 | |
CA2845201C (en) | Tie rod support apparatus for large pressure vessel piping | |
RU2296380C1 (ru) | Устройство для закрепления активной зоны ядерного реактора с водой под давлением | |
CN212643891U (zh) | 一种多层滑动减震管道支座 | |
CN212028759U (zh) | 管道系统 | |
RU2426764C1 (ru) | Реактор установки замедленного коксования | |
CN115703054B (zh) | 反应器内部声波传导装置及应用该装置的反应器 | |
CN220724826U (zh) | 一种预制箱梁的新型连接装置 | |
CN216666680U (zh) | 一种用于温差介质管上的滑动式平衡装置 |