静设备石油化工设备技术带加强肋的储罐罐顶设计探讨张蔽夏,莉中国石化工程建设公司北京摘要针对带肋的罐顶结构设计进行了探讨和比较尤其是对一些由于特殊介质的要求需要储罐罐顶加强肋外置的结构设计参考德国标准《地面钢制圆柱形储罐的建造》对该结构的设计方法进行了探讨关键词储罐雄顶加强肋失稳翘曲储罐罐顶是立式圆筒形储罐的重要组成部分储罐顶部按其构造的静力系统分为两类自肋条顶板支撑顶与带有内部支撑的顶在工程设计中为了节约材料同时减轻罐顶重量通常采取厚度较薄的顶板同时在顶板上设置加强元件以增强罐顶的稳定性国内大部分中小型储罐储罐直径图尸一仁尸二式中巨在以内的罐顶基本上都是采用自支撑的带肋球壳板示意“尺带肋球壳拱顶作为储罐罐顶经多年的实践应用已证明带肋球壳拱顶是一种比较成熟可靠经济告且简单的结构形式结构设计进行探讨下面就储罐罐顶带加强肋的带肋球壳拱顶带肋球壳拱顶是在罐顶球壳的内表面设置适当的肋条使得罐顶具有较好的稳定性当储罐。直径增大光面球壳拱顶的厚度随之增加从而使—钢材的弹性模量—球壳的曲率半径—球壳顶板的有效厚度—带肋球壳的折算厚度—带肋球壳的许用压力一。。专罐顶的钢材用量增大投资费用增高对于由外其中压或稳定性起控制作用的球壳拱顶为了减轻罐顶的重量节约投资采用加肋条的球壳拱顶是非常有效的途径九。—罐顶板的有效厚度—经向肋与球壳的折算厚度带—肋球壳的稳定性条件纬向肋与球壳的折算厚度带肋条的球壳拱顶的受力特点是球壳拱顶板和肋条构成的组合截面是承受载荷的主体当带肋球壳的许用外压尸大于罐顶的计算外压顶尸时罐顶便可以满足稳定性要求即尸板与肋条之间采用双面间断焊肋条不与包边角钢或罐壁焊接标准尸带肋球壳拱顶如图所示罐顶加强肋外置在常规设计中加强肋通常设置在罐顶内壁收稿日期一《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》中计算带肋球壳主要考虑将带肋顶板折算为当量厚度检验其是否满足罐顶的计算外压包括活动载荷雪载荷罐顶架设平台的作者简介张薇一女年毕业于大连理工大学固定载荷等过程装备与控制专业获学士学位次年又获英语文学学士学位现在中国石化工程建设公司从事压力容器设计工作带肋球壳的许用外压计算带肋球壳的许用外压应按公式工程师石油化工设备技术年但在一些工程设计中对于比较特殊的储存介质为确保罐顶的整体稳定性罐顶可设置为了防止介质自聚需要保证罐顶内壁光滑必须纬向肋板连接各条经向加强肋纬向肋板上应将加强肋外置如在某装置中曾经有过储存这种在适当位置设置泪孔防止雨水等的积聚易聚合介质而未将加强肋放在罐顶外部的案例罐顶加强肋外置计算参考德国其严重后果从图可以看出因而需要对罐顶加 标准对罐顶的稳定性进强肋外置的结构进行设计计算行核算巨门包括顶板失稳翘曲拱顶加强肋中心环三部分罐顶结构见图图介质自聚对罐顶危害情况图罐顶结构示意结构特点罐顶加强肋外置是在罐顶球壳的外表面设置加强肋顶板失稳翘曲的计算使得罐顶具有较好的稳定性与内置加储罐罐顶的设计主要考虑由薄钢板组成的壳体在外力作用包括活动载荷雪载荷罐顶架设平台的固定载荷下可能发生翘曲变形为此强肋相比加强肋外置的罐顶其结构具有以下特点顶板设置在加强肋内侧对于内置加强有必要对罐顶板进行外压作用下的稳定性验算首先计算值肋顶板肋板位于顶板内侧顶板的重量以及罐顶外载荷自然地使顶板贴紧加强肋上顶板上载荷也自然传递到承压圈上而对于外置加强肋顶义一一二兰一。义一板如果顶板不与加强肋固定顶板的重量以及加在顶板上的外载荷就传递不到承压圈上通常要式中几—顶板最大平面的内切圆的直径见图此为可能形成的翘曲长求顶板与加强肋采用双面间断焊连接见图度罐顶与罐壁的。一匹星又星卜引 其中—经向加强肋数量—储罐半径图罐顶与罐壁连接示意根据以往的工程经验罐顶经向加强肋图顶板平面内切圆直径示意通常选择轴对称的工字钢—拱顶的曲率半径第卷第〕期张薇等带加强肋的储罐罐顶设计探讨在尸。—顶板厚度其中的情况下罐顶板的失稳翘曲压力了在应满足,的情况下罐顶板的失稳翘曲压力一只贵、‘。‘·—作用在加强肋上的法向力—奇型钢的截面惯性矩—中心环的验算。 储罐直径一只‘,生决定中心环的直径时应考虑与中心环相连接处的经向加强肋间的净距离其中“一誓‘。为保证现场焊接施工有足够的操作空间及避免焊接部位形成相互热影响区经向加强肋与中心环焊接端部中心环拱顶加强肋的验算对于顶壳平面内带加强肋的结构可假设顶板承担总载荷的一部分并且要抵制支撑元件的弧长的距离不宜小于中心环上环板宽应满足式的要求负变形因此核算整个顶的承载能力变为核算整个支撑元件的承载能力按照 规范加强肋的最小截面惯性斌式中又十鑫‘矩应满足式的要求月火又—上环板横断面面积—上下中心环间距式中勺,一系数与加强肋的结构形式有关安全系数—下环板横断面面积一b其中—加强肋重引起的法向力—在加强肋上的最大法向力一。:其中b一入二二,尺月入行八一其中其中—红加强肋重量—每根加强肋自重引起的压力—拱顶球缺高—上环板厚度—下环板宽度—下环板厚度结语—上环板宽度一只采用自支撑的带肋球壳作为储罐罐顶技术成熟施工简易节省建设投资加强肋外置的罐顶有效解决了存储特殊介质罐顶产生的自聚问题并且可推广使用在不锈钢罐顶不锈钢罐顶—式中较大者作用于加强圈上的荷载采用下列两外设碳钢加强筋可以大大节省罐顶造价对于有内防腐要求需要热喷涂防腐涂层的储罐也适‘一日。一号“一宜采用此种结构以避免对内加强筋热喷涂时产’生喷涂不均的现象合理选择加强肋在罐顶板的。设置方式对罐顶设计的经济性合理性有着重要其中尸。—设计外荷载包括真空压力—其他附加载荷 顶板自重引起的压力的作用雪载参考文献:r丫71]巨DIN4119尸—每根加强肋上的载荷火PR尸一1—l入—4位rNormunge000、VARE艺0000双ngLiJ乏介刀:一systemsthepotentialmeasurementsysteminsidethetank一dimensionalgas一solowofaeertaineyelonesepara-idturbulentfl.torwithCFXeodeFourturbulentmodelsareappliedingasphaseealeulation.ThepartielestoehastietraeetorymodelinLagrangeeoordi-i.natesystern15usedtopredietthesolidphase-ByeomparingtheseparationperformaneeobtainedfromsimulationandexPerimentondiffer-entfaetors.ThegasflowresultsofSSGmodelareeomParativelyreasonable.Theseparation一weatheremasurementofboththundereleetrieityoutsideandstatieeleetrieityinside0performaneeoftheeyeloneseparatorrespondssensitivelytotheehangesofoPerationeondition.ationbasedonCFXeodeeanpreeiselyThesimuletthefloweonditionintheeyelonesepara-preditorandprovidesteehniealrefereneeforthede-velopmentanddesignofeyeloneseparator.eyeloneseparator;CFXsoftware;Keywordsongas一solidflow;numeriealsimulatiKEYPOINTSTO、VITHZhangWeiSTIFFENERS000ogiz;eeringIncorPoratin护ECEnBECONSIDEREDFORHIGHI月氏JREREACTORDESIGN000uY叭ngn-一4119一Above一groundCylionsofeaedriealFlat一bottomedlhnkInstallatiMtlliaerasMtil。。z。人feeManicaz人&00oAutmoti二eEngineer-ing-记inumthdifferentfinan-brellafinnedtubeehannelwieationof9lesandfinspaeingthroughtheapPlinumeriealsimulationmethod.Theeomputationregion15unitduetboundedbyfourumbrellae.finnedtubsResultsshowthatheattransfernshellsideimprovesperformaneeofthefluidiwiththeinereasinganglea00儿g夕siesSeienceandTeehnolog少,,aetroleumonaastP(EChifChi000二二ersit乞夕o0f)0