5.2-储罐的结构

1过程设备设计第五章储运设备第一节概述第二节储罐的结构第三节卧式储罐设计第四节移动式压力容器25.2.1卧式圆柱形储罐5.2.2立式平底筒形储罐第二节储罐的结构过程设备设计5.2.3球形储罐5.2.4低温储槽3过程设备设计4过程设备设计大型储油罐的顶部5过程设备设计5.2储罐的结构5.2.1卧式圆柱形储罐地面卧式储罐地下卧式储罐卧式圆柱形储罐6过程设备设计5.2储罐的结构图5-1100m液化石油气储罐结构示意图31-活动支座；2-气相平衡引入管；3-气相引入管；4-出液口防涡器；5-进液口引入管；6-支撑板；7-固定支座；8-液位计连通管；9-支撑；10-椭圆形封头；11-内梯；12-人孔；13-法兰接管；14-管托架；15-筒体7过程设备设计5.2储罐的结构图5-230m地下丙烷储罐结构示意图31-罐体；2-人孔Ⅰ；3-液相进口、液相出口、回流口和气相平衡口（共4根管子）；4-液面计接口；5-压力表与温度计接口；6-排污及倒空管；7-聚污器；8-安全阀；9-人孔Ⅱ；10-吊耳；11-支座；12-地平面8过程设备设计5.2储罐的结构将储罐埋于地下，既可以减少占地面积，缩短安全防火间距，也可以避开环境温度对储罐的影响，维持地下储罐内介质压力的基本稳定。用途——储存汽油、液化石油气等液化气体。埋地措施安装在地下预先构筑好的空间里先对卧式储罐的外表面进行防腐处理，如涂刷沥青防锈漆，设置牺牲阳极保护设施等，然后放置在地下基础上，最后采用地土覆盖埋没并达到规定的埋土深度9过程设备设计5.2储罐的结构管口的开设位置地面卧式储罐地下卧式储罐区别接管集中安放10过程设备设计5.2储罐的结构5.2.2立式平底筒形储罐固定式储罐属于大型仓储式常压或低压储存设备，主要用于储存压力不大于0.1MPa的消防水、石油、汽油等常温条件下饱和蒸气压较低的物料。11过程设备设计5.2储罐的结构由罐顶结构固定顶储罐浮顶储罐锥顶储罐拱顶储罐外浮顶储罐内浮顶罐自支撑锥顶支撑锥顶自支撑拱顶伞形顶储罐网壳顶储罐(球面网壳)单盘式双盘式浮子式12过程设备设计5.2储罐的结构图5-3自支撑锥顶罐简图1-锥顶2-包边角钢3-罐壁4-罐底锥顶坡度最小为1/16，最大为3/4。锥形罐顶是一种形状接近于正圆锥体表面的罐顶13过程设备设计5.2储罐的结构图5-4支撑式锥顶罐简图1-锥顶板2-中间支柱3-梁4-承压圈5-罐壁6-罐底锥顶荷载主要靠梁或檀条(桁架)及柱来承担14过程设备设计5.2储罐的结构图5-5自支撑拱顶罐简图1-拱顶2-包边角钢3-罐壁4-罐底可承受较高的饱和蒸气压，蒸发损耗较少。它与锥顶罐相比耗钢量少罐顶气体空间较大，制作时需用模具，是国内外广泛采用的一种储罐结构15过程设备设计5.2储罐的结构自支撑伞形顶是自支撑拱顶的变种，其任何水平截面都具有规则的多边形。罐顶荷载靠伞顶支撑于罐壁上，其强度接近于拱形顶，但安装较容易，因为伞形板仅在一个方向弯曲。这类罐在美国、日本应用较多，在我国很少采用。伞形顶储罐16过程设备设计5.2储罐的结构图5-6短程线型网壳结构罐顶示意图17过程设备设计5.2储罐的结构罐的浮动顶(简称浮顶)漂浮在储液面上。浮顶与罐壁之间有一个环形空间，环形空间内装有密封元件，浮顶与密封元件一起构成了储液面上的覆盖层，随着储液上下浮动，使得罐内的储液与大气完全隔开，减少介质储存过程中的蒸发损耗，保证安全，并减少大气污染。外浮顶储罐原油、汽油、溶剂油等需要控制蒸发损耗及大气污染，有着火灾危险的液体化学品都可采用外浮顶罐。应用18过程设备设计5.2储罐的结构图5-7单盘式浮顶罐1-中央排水管；2-浮顶立柱；3-罐底板；4-量液管；5-浮船；6-密封装置；7-罐壁；8-转动浮梯；9-泡沫消防挡板；10-单盘板；11-包边角钢；12-加强圈；13-抗风圈19过程设备设计5.2储罐的结构图5-8内浮顶储罐1-接地线；2-带芯人孔；3-浮盘人孔；4-密封装置；5-罐壁6-量油管；7-高液位报警器；8-静电导线；9-手工量油口；10-固定罐顶；11-罐顶通气孔；12-消防口；13-罐顶人孔；14-罐壁通气孔；15-内浮盘；16-液面计；17-罐壁人孔；18-自动通气阀；19-浮盘立柱是在固定罐的内部再加上一个浮动顶盖20过程设备设计5.2储罐的结构与外浮顶储罐相比，内浮顶储罐可大量减少储液的蒸发损耗，降低内浮盘上雨雪荷载，省去浮盘上的中央排水管、转向扶梯等附件，并可在各种气候条件下保证储液的质量，因而有“全天候储罐”之称，特别适用于储存高级汽油和喷气燃料以及有毒易污染的液体化学品。21过程设备设计5.2储罐的结构5.2.3球形储罐罐体支座人孔和接管附件22过程设备设计5.2储罐的结构5.2.3球形储罐分类外观壳体构造方式支撑方式球形椭球形单数球壳层数多数桔瓣式足球瓣混合式支柱式支座筒形或锥形裙式支座球壳组合方案23过程设备设计5.2储罐的结构典型结构示例圆球形单层纯桔瓣式赤道正切球罐支柱拉杆操作平台盘梯人孔、接管、液面计压力计、温度计、安全泄放装置等上下极板、上下温带板、赤道板附件罐体图5-9赤道正切柱式支承单层壳球罐1-球壳；2-液位计导管；3-避雷针；4-安全泄放阀；5-操作平台；6-盘梯；7-喷淋水管；8-支柱；9-拉杆24过程设备设计5.2储罐的结构25过程设备设计5.2储罐的结构1.罐体作用球形储罐主体，储存物料、承受物料工作压力和液柱静压力按其组合方式分纯桔瓣式罐体足球瓣式罐体混合式罐体26过程设备设计5.2储罐的结构（1）纯桔瓣式罐体图5-9赤道正切柱式支承单层壳球罐1-球壳；2-液位计导管；3-避雷针；4-安全泄放阀；5-操作平台；6-盘梯；7-喷淋水管；8-支柱；9-拉杆球壳全部按桔瓣片形状进行分割成型后再组合27过程设备设计5.2储罐的结构特点缺点应用球壳拼装焊缝较规则，施焊组装容易，加快组装进度并实施自动焊；便于布置支柱，焊接接头受力均匀，质量较可靠。球瓣在不同带位置尺寸大小不一，互换有限；下料成型复杂，板材利用率低；球极板尺寸往往较小，人孔、接管等容易拥挤，有时焊缝不易错开。适用于各种容量的球罐。28过程设备设计5.2储罐的结构（2）足球瓣式罐体由四边形或六边形组成图5-10足球瓣式球罐1-顶部极板；2-赤道板；3-底部极板；4-支柱；5-拉杆；6-扶梯；7-顶部操作平台29过程设备设计5.2储罐的结构特点缺点应用每块球壳板尺寸相同，下料成型规格化，材料利用率高，互换性好，组装焊缝较短，焊接及检验工作量小。焊缝布置复杂，施工组装困难，对球壳板的制造精度要求高。容积小于120m3的球罐。30过程设备设计5.2储罐的结构（3）混合式罐体1-上极2-赤道带3-支柱4-下极图5-11混合式球罐31过程设备设计5.2储罐的结构特点赤道带、温带——桔瓣式极板——足球瓣式材料利用率——高焊缝长度——缩短球壳板数量——减少适用于——大型球罐球罐支柱与球壳板焊接接头——避免搭在一起，球壳应力分布均匀极板尺寸——比纯桔瓣式大，易布置人孔及接管32过程设备设计5.2储罐的结构组合方式壳片分割成型形式优点缺点应用纯桔瓣式球壳全部按桔瓣片形状进行分割成型后再组合球壳拼装焊缝较规则，施焊组装容易，实施自动焊；便于布置支座，焊接接头受力均匀，质量较可靠。球瓣在不同带位置尺寸大小不一，互换有限；下料成型复杂，板材利用率低；球极板尺寸往往较小，人孔、接管等容易拥挤，有时焊缝不易错开。适用于各种容量的球罐。足球瓣式由相同或相似的四边形或六边形组焊而成每块球壳板尺寸相同，下料成型规格化，材料利用率高，互换性好，组装焊缝较短，焊接及检验工作量小。焊缝布置复杂，施工组装困难，对球壳板的制造精度要求高。容积小于120m3球罐。混合式赤道带和温带—桔瓣式；极板—足球瓣式材料利用率高焊缝长度缩短壳板数量少极板尺寸大，易布置人孔及接管避免球罐支座与球壳板焊接接头搭在一起，球壳应力分布均匀。33过程设备设计5.2储罐的结构34过程设备设计5.2储罐的结构桔瓣式和混合式罐体基本参数见-------GB/T17261-------《钢制球形储罐型式与基本参数》35过程设备设计5.2储罐的结构作用用以支承本体重量和物料重量的重要结构部件2.支座赤道正切柱式支座结构特点：多根圆柱状支柱在球壳赤道带等距离布置，支柱中心线与球壳相切或相割而焊接起来。相割时，支柱的中心线与球壳交点同球心连线与赤道平面的夹角约为100～200。支柱之间设置连接拉杆——稳定（风载、地震）分类柱式支座裙式支座优点——受力均匀，弹性好，能承受热膨胀的变形，安装方便；缺点——球罐重心高，相对而言，稳定性差。36过程设备设计5.2储罐的结构1-球壳8-可熔塞2-上部支柱9-接地凸缘3-内部筋板10-底板4-外部端板11-下部支耳5-内部导环12-下部支柱6-防火隔热层13-上部支耳7-防火层夹子支柱的结构图5-12支柱结构图37过程设备设计5.2储罐的结构支柱的结构支柱底板端板单段式双段式单段式由一根圆管或卷制圆筒组成，其上端与球壳相接的圆弧形状通常由制造厂完成，下端与底板焊好，然后运到现场与球罐进行组装和焊接。——主要用于常温球罐38过程设备设计5.2储罐的结构双段式——适用于低温球罐（设计温度为-20℃～-100℃）；深冷球罐（设计温度＜-100℃）等特殊材质的支座。上段支柱—-必须选用与壳体相同的低温材料，一般在制造厂内与球瓣进行组对焊接，并对连接焊缝进行焊后消除应力热处理，其设计高度一般为支柱总高度的30%～40%左右；下段支柱—-可采用一般材料；上下两段支柱采用相同尺寸的圆管或圆筒组成，在现场进行地面组对.双段式支柱结构较为复杂，但它与球壳相焊处的应力水平较低，故得到广泛应用。39过程设备设计5.2储罐的结构我国GB12337《钢制球形储罐》标准还规定支柱应采用钢管制作；分段长度不宜小于支柱总长的1/3，段间环向接头应采用带垫板对接接头，应全熔透；支柱顶部应设有球形或椭圆形的防雨盖板；支柱应设置通气口；储存易燃物料及液化石油气的球罐，还应设置防火层；支柱底板中心应设置通孔；支柱底板的地脚螺栓孔应为径向长圆孔。40过程设备设计5.2储罐的结构支柱与球壳的连接直接连接结构形式加托板的结构形式U形柱结构形式支柱翻边结构形式41过程设备设计5.2储罐的结构直接连接结构形式加托板的结构型式对大型球罐比较合适可解决由于连接部下端夹角小，间隙狭窄难以施焊的问题42过程设备设计5.2储罐的结构U形柱结构型式支柱翻边结构型式不但解除了连接部位下端施焊的困难，确保了焊接质量，而且对该部位的应力状态也有所改善，但由于翻边工艺问题，故尚未被广泛采用。特别适合低温球罐对材料的要求43过程设备设计5.2储罐的结构拉杆作用类型用以承受风载荷与地震载荷作用，增加球罐的稳定性可调式固定式a.单层交叉可调式拉杆b.双层交叉可调式拉杆c.相隔一柱单层交叉可调式拉杆44过程设备设计5.2储罐的结构每根拉杆的两段之间采用可调螺母连接，以调节拉杆的松紧度可以改善拉杆的受力状况，从而获得更好的球罐稳定性可调式45过程设备设计5.2储罐的结构C相隔一柱单层交叉可调式拉杆图5-16相隔一柱单层交叉可调式拉杆46过程设备设计5.2储罐的结构固定式拉杆常用钢管制作，管状拉杆必须开设排气孔。拉杆一端焊在支柱加强板上，另一端焊在交叉节点的中心固定板上。也可取消中心板将拉杆直接十字焊接。固定式拉杆的优点：制作简单、施工方便，但不可调节。拉杆可承受拉伸和压缩载荷，大大提高了支柱的承载能力，近年来国外已在大型球罐上应用。图5-17固定式拉杆1-补强板2-支柱3-拉杆4-中心板47过程设备设计5.2储罐的结构3.人孔和接管1.人孔作用工作人员进出球罐进行检验和维修球罐在施工过程中，罐内通风、排烟除尘脚手架的搬运，内件的组装等若球罐需进行消除应力整体热处理球罐上人孔——调节空气和排烟下人孔——通进柴油和放置喷火嘴48过程设备设计5.2储罐的结构要求位置及个数——人孔的位置应适当，球罐应开设两个人孔，分别设置在上下极板上。大小——人孔直径必须保证工作人员能携带工具进出球罐方便。球