《压力容器结构与制造》课件-储存容器结构与维护

储存容器结构与维护立式储罐2目录CONTENTS球罐1卧式储罐3球罐球罐与其他储存容器相比，占地面积少、壁厚薄、重量轻、用材少、造价低等优点。球罐一般由球壳、支柱拉杆、人孔接管、梯子平台等部件组成。球壳为球罐的主要部件。球壳结构主要有单壳单层、单壳双层、双壳单层几种组合,由于单壳双层、双壳单层球罐应用不多,这里主要介绍单壳单层的球壳结构。球罐单壳单层的球壳结构形式主要分足球瓣式、橘瓣式和混合式三种。目前,国内自行设计、制造、组焊的球罐多为混合式。球罐足球瓣式球罐的球壳划分和足球壳一样,所有球壳板片大小相同,所以又称均分法,优点是每块球壳板尺寸相同,下料成形规格化,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,缺点是焊缝布置复杂,施工组装困难,对球壳板的制造精度要求高,由于受钢板规格及自身结构的影响,一般只适用制造容积小于120m3的球罐。球罐橘瓣式球罐的球壳划分就像橘瓣或西瓜瓣,是一种最通用的形式。优点是焊缝布置简单,组装容易,球壳板制造简单,缺点是材料利用率低,焊缝较长,这是国内20世纪70年代至20世纪90年代球壳结构的主要形式。球罐混合式球罐的球壳组成是赤道带和温带采用橘瓣式,极板采用足球瓣式。由于取其橘瓣式和足球瓣式两种结构形式的优点,材料利用率较高,焊缝长度缩短,球壳板数量减少,且特别适合大型球罐,该结构目前已广泛使用,400~10000m3的球罐采用的就是该混合式结构。球罐球罐的主要附件有支座、开孔接管、梯子平台、喷淋装置和安全附件。球罐支座是球罐中用以支承球壳及附件和储存物料重量的结构部件。支座形式有柱式和裙式两大类。柱式支承有赤道正切柱式支承,V形柱式支承和三柱合一柱式支承。裙式支承包括圆筒裙式支承、锥形支承及钢筋混凝土的半埋式支承、锥底支承等。其中,在柱式支承中目前国内外普遍采用赤道正切柱式支承形式。球罐赤道正切柱式支承的结构特点是球壳由多根圆柱状的支柱在球壳赤道部位等距离布置,与球壳相切或近似相切而焊接起来。这种支座的优点是受力均匀、弹性好,能承受热膨胀的变形,组焊方便,施工简单,容易调整,现场操作和检修方便,且适用于多种规格的球罐。缺点是重心高、稳定性较差。球罐支柱与球壳连接下部结构一般分直接连接、连接处下端加托板、U形柱和翻边四种。球罐对大型球罐可采用直接连接结构。支柱与球壳连接部下端,由于夹角小,间隙狭窄难以施焊,因此采用加托板结构,以弥补难以施焊而被削弱的部分。为了避免支柱与球壳连接部下端夹角小而造成焊接的困难,并保证支柱与球壳焊接质量,可采用U形柱结构连接;一般U形柱由钢板弯制,它特别适合于低温球罐对支柱材料的要求。采用翻边结构,不但解除了连接部位下端施焊困难,以确保焊接质量,而且对连接部位的应力状态也有所改善。翻边结构是近几年来开发并使用的,它的优越性已在施工过程中得到充分证明,由于制造工艺问题,故尚未被广泛采用。球罐为了实现物料的进出,温度压力及液位的测量,检修人员的进出和安全运行,球罐上必须开孔,一般球罐上开有物料进出口,温度计、压力表口,安全阀口,排污口,放空口,液位计口,人孔等。球罐为便于日常的操作,检修以及安全阀的定期校验,球罐一般都设有顶平台及直达顶平台的梯子。顶平台是设在球罐顶部的一个圆形平台,平台内圈中应能放置人孔、安全阀、压力表等接管和仪表,以便于操作,顶平台的直径不宜小于3000mm,平台宽度不应小于800mm,对大型球罐,顶部平台的直径最好达到5000mm。球罐为了保证球罐的安全,一般设置有喷淋装置。球罐的喷淋装置有消防喷淋和降温喷淋两种。由于球罐的使用特点和储存物料的工艺特性,需要通过一些安全装置和测量、控制仪表来监控储存物料的参数,以保证球罐的使用安全与工艺过程的正常进行。这些安全附件通常包括安全阀、压力表、温度计、液位计等。立式储罐立式圆筒形储罐一般按其顶部结构的不同,可分为固定顶储罐和浮顶储罐两种类型。固定顶储罐按罐顶的形式又可分为拱顶储罐、锥顶储罐等。拱顶储罐的罐顶为球面的一部分,它由构成球面的钢板和加强筋或加强梁组成,直接支承在罐壁上。拱顶储罐具有结构简单、施工方便、造价低廉的特点,并且能够承受较大的内压,是最为经济的一种储罐。在石油化工及相关领域得到最为广泛的使用,它主要用来储存挥发性不高、无毒的液体产品。立式储罐锥顶储罐的罐顶为圆锥形。按其支承条件的不同,可分为自支承锥顶和支承锥顶两种。自支承锥顶适用于直径较小的储罐,具有结构简单、施工方便等特点。储罐容量一般小于1000m3;支承式锥顶其锥顶载荷主要靠梁或檩条及柱来承担,其储罐容量可大于1000m3以上。立式储罐浮顶储罐可分为外浮顶储罐和内浮顶储罐。外浮顶储罐的罐顶是直接漂浮在液面上的浮顶,随液面的高低上下浮动。浮顶与罐壁之间有密封装置,从而最大限度地降低了油品的蒸发损耗。浮顶按其结构分为双盘式浮顶和单盘式浮顶。单盘式浮顶主要由单盘和环形浮仓两部分组成。单盘式浮顶结构简单,材料消耗少,但易遭受雨水腐蚀,整体稳定性较差。双盘式浮顶主要由浮顶顶板、浮顶底板、边缘板、环向隔板及加强框架等部分组成。双盘式浮顶结构比较复杂,材料用量大,但整体稳定性好,安全性较高。立式储罐内浮顶储罐是在固定顶内部再加上一个浮动顶盖,它主要由罐体、内浮盘、密封装置、导向装置等组成。内浮顶储罐的罐顶为拱顶与浮顶的组合,外部为拱顶,内部为浮顶。按其浮顶的结构与材质不同,可分为钢制内浮顶、铝制内浮顶等。内浮顶储罐的内部浮顶可以减少油品的蒸发损失,外部的拱顶又可以避免雨水、尘土等杂物进入罐内污染油品,所以用来储存易挥发的成品油,如航空煤油、汽油等。立式储罐立式储罐的主要附件有人孔、透光孔、量油孔、罐顶通气孔、齐平型清扫孔、排污孔等。人孔是建造、检修和清理储罐时人员进入罐内的通道,同时兼有采光通风作用。所有储罐均应装设人孔。罐顶人孔可以选用常压人孔,罐壁人孔按压力选择,常用规格为DN600。人孔接管材料应与所在罐体材料相同。立式储罐透光孔作为储罐放空后通风和采光之用,同时兼作人员进入罐内的通道。透光孔安装在固定顶的拱顶上,常用规格为DN500和DN600。量油孔安装在储罐的顶部,用于手工检测与取样,常用规格为DN150。固定顶和外浮顶上均可装设量油孔。立式储罐罐顶通气孔主要用于储存不易挥发介质的拱顶罐和不密闭的内浮顶罐。装设在固定顶最高点上。作用是保持储罐与外部大气直接连通,在储罐收发作业过程中使罐内保持常压。通气孔的大小按进出油罐的最大流量确定,常用规格为DN80~250。齐平型清扫孔用于清除罐底非流质污物,安装在罐壁底部,下口与罐底平齐。一般储存重质油品的油罐需要装设清扫孔。立式储罐排污孔用于清除罐底流质污物,安装在罐底边缘,在罐底上开设洞口。排污孔不适合装设在有非流质污物存在的油罐上,其他油罐有必要时都可以装设排污孔。排污孔可以与放水管结合使用,在排污孔法兰盖上开设放水管,开设排污孔时需要在基础上预留槽。卧式储罐卧式储罐是指在正常工作状态时容器筒体水平放置的容器,主要由筒体、封头和支座组成。筒体通常是圆形的,封头有椭圆形、球形、碟形和平封头等形式。卧式储罐分为地面卧式储罐和地下卧式储罐。卧式储罐地面卧式储罐的基本结构如图所示，主要由圆筒、封头和支座三部分组成。封头通常采用GB/T25198-2023《压力容器封头》中的标准椭圆形封头。支座采用NB/T47065.1—2018《容器支座第一部分:鞍式支座》,也可根据需要采用圈座和支承式支座。卧式储罐地下卧式储罐的结构如图所示,采用地下卧式储罐是为了减少占地面积和安全防火距离。液化气体储罐有时采用埋地安装还有一个主要原因是为了避开环境温度对它的影响,从而维持地下卧式液化气体储罐的基本稳定。与地面卧式储罐一样,除了圆筒、封头和支座三个主要部分外,另有工艺接管、仪表管和安全泄放装置接口等。这些接管或接口,为了适应埋地状况下的安装、检修和维护,一般采用集中安放措施,通常设置在一个或几个人孔盖板上。卧式储罐卧式储罐的主要附件是鞍式支座和圈座。鞍座有焊制和弯制两种。焊制鞍座是由垫板、腹板、筋板和底板构成。弯制鞍