储罐的结构-文档资料.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,过程设备设计,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,1,5.2.1,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,2,过程设备设计,3,过程设备设计,大型储油罐的顶部,4,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,5,过程设备设计,5.2,储罐的结构,图,5-1 100m,液化石油气储罐结构示意图,3,1-,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,6,过程设备设计,5.2,储罐的结构,图,5-2 30m,地下丙烷储罐结构示意图,3,1-,罐体；,2-,人孔,；,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,；,10-,吊耳；,11-,支座；,12-,地平面,7,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,8,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,9,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。,10,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,11,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,12,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,13,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,14,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,15,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,16,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,17,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,18,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,19,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。,20,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,21,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,22,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,23,过程设备设计,5.2,储罐的结构,24,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,25,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,26,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。,27,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,28,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,120m,3,的球罐。,29,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,30,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,31,过程设备设计,5.2,储罐的结构,32,过程设备设计,5.2,储罐的结构,33,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,34,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,10,0,20,0,。,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。,35,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,36,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,37,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。,38,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,。,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。球罐人孔直径以,DN500,为宜，,小,于,DN500,人员进出不便；大于,DN500,，削弱较,大，导致补强元件结构过大。,若球罐必须进行焊后整体热处理，人孔应设置在,上下极板的中心。,人孔的材质应根据球罐的不同工艺操作条件选取。,49,过程设备设计,5.2,储罐的结构,结构,在球罐上最好采用,带整体锻件凸缘补强的回转盖,或,水平吊盖型式,在有压力情况下人孔法兰一般采用,带颈对焊法兰,，密封面大都采用,凹凸面,形式,50,过程设备设计,5.2,储罐的结构,2.,接管,强度的薄弱环节,接管结构：一般用,厚壁管,或,整体锻件凸缘,等补强措施提高其强度,材料,：最好选用与球壳相同或相近的材质；低温球罐应选用,低温配管用钢管，并保证在低温下具有足够的冲击韧性；,布管位置,：球罐接管除工艺特殊要求外，尽量布置在上下极,板上，以便集中控制，并使接管焊接能在制造厂完成制作和,无损检测后统一进行焊后消除应力热处理；,加强筋,：球罐上所有接管均需设置加强筋，小接管群可采用,联合加强，单独接管需配置,3,块以上加强筋，将球壳、补强凸,缘、接管和法兰焊在一起，增加接管部分的刚性；,连接面,：球罐接管法兰应采用凹凸面法兰。,51,过程设备设计,5.2,储罐的结构,4.,附件,梯子和平台的目的,水喷淋装置以及,隔热或保冷设施,其它安全附件,便于工作人员操作、安装和检查,控制球罐内部物料温度和压力,作为球罐附件的还有液面计、,压力表安全阀和温度计等,选用时要注意其先进、安全、可靠，,并满足有关工艺要求和安全规定。,52,过程设备设计,5.2,储罐的结构,5.2.4,低温储槽,低温贮槽,指具有双层金属壳体的低温绝热储存容器。,53,过程设备设计,5.2,储罐的结构,在常温下工作，一般为普通碳素钢或低合金钢制造,内,容器,为与介质相容的耐低温材料制成，多为低温容器用钢（如奥氏体不锈钢、奥氏体,-,铁素体双向不锈钢等）、有色金属及其合金，设计温度可低至,-253,，主要用于贮存或运输低温低压液化气体,通常填充有多孔性或细粒型绝热材料，或填充具有高绝热性能的多层间隔防辐射材料，同时将夹层空间再抽至一定的真空，以最大限度地减少冷量损失,外,容器,内外容器,壳体之间,54,过程设备设计,5.2,储罐的结构,绝热类型,低温贮槽,非真空绝热型,低温贮槽,真空绝热型,低温贮槽,高真空绝热容器,真空粉末（或纤维）绝热容器,高真空多层绝热容器,55,过程设备设计,5.2,储罐的结构,非真空绝热型低温贮槽,主要用于贮存液氧、液氮和液化天然气，常制成平底圆柱形结构，工作压力较低，大多采用正压堆积绝热技术，可大规模贮存低温液体，容积可达数千甚至数万立方米,.,真空绝热型低温贮槽,（杜瓦容器）,主要用于中小型液氧、液氮、液氩、液氢和液氦的贮存与运输,.,56,过程设备设计,5.2,储罐的结构,1-,底部支承,2-,外壳体,3-,拉杆,4-,内容器,5-,绝热层,6-,进出口管,图,5-18,低温真空粉末贮槽,57,过程设备设计,5.2,储罐的结构,低温贮槽,总体结构,容器本体，包括贮液内容器、绝热结构、外,壳体和连接内、外壳体的支撑构件等；,低温液体和气体的注入、排出管道与阀门及,回收系统；,压力、温度、液面等检测仪表；,安全设施，如内、外壳体的防爆膜、安全,阀、紧急排液阀等；,其他附件，如底盘、把手、抽气口,58,过程设备设计,5.2,储罐的结构,在低温环境下长期运行的容器，最容易产生的是低温脆性断裂。,由于低温脆断是在没有明显征兆的情况下发生的，危害很大。,为此，在容器的选材、结构设计和制造检验等方面应采取严格的措施，并选择良好的低温绝热结构和密封结构。,59,过程设备设计,5.2,储罐的结构,60,