6. КАПЛЕВИДНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ НА НЕФТЕБАЗАХ (1973 год)

6. КАПЛЕВИДНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ НА НЕФТЕБАЗАХ (1973 год)

Основное назначение каплевидных резервуаров (рис. 3.24) — хранение нефтепродуктов с высоким давлением насыщенных паров под избыточным давлением, что позволяет значительно сократить потери от испарения по сравнению с «атмосферными» резервуарами. Однако стоимость стандартного цилиндрического «атмосферного» резервуара значительно меньше каплевидного такого же объема. Это объясняется сложностью сооружения каплевидной оболочки. Поэтому непременным условием широкого внедрения каплевидных резервуаров является его экономичность, которая определяется сравнением размеров дополнительной

стоимости и экономией от сокращения потерь за период амортизации. Поскольку стоимость металлоконструкций определяется в значительной мере ее собственной массой, па каплевидные резервуары должно затрачиваться возможно меньше металла. Это условие удается выполнить, используя способность безмоментных оболочек двойной кривизны, а также уравновешивать распределенные по их поверхности нагрузки растяжением (или сжатием), одновременно действующими в направлении главной кривизны.

Так, из сравнения формул (3.1) и (3.2) следует, что при одинаковых Rк и Р усилие Тк в элементе цилиндрической оболочки будет больше, чем в элементе двоякой кривизны. Поэтому при равных Р цилиндрическая оболочка будет толще каплевидной.

В основу определения рациональной формы корпуса резервуара положено требование полного использования несущей способности металла топкой оболочки вращения.

Рис. 3.24. Каплевидный резервуар, днище; 2 — корпус; 3 — лестница; 4 — площадка с оборудованием; 5 — опорное кольцо.

Построение контура поверхности каплевидного резервуара

Интенсивность и закон распределения нагрузок, действующих па корпус резервуара, меняются с изменением уровня продукта и величины давления в газовом пространстве. Условие равнопрочности, удовлетворенное для одного случая загружения, не выполняется при других возможных режимах работы резервуара. Поэтому очертание безмоментной, равнопрочной оболочки следует искать по наиболее интенсивной нагрузке. Тогда местную концентрацию усилий от менее интенсивных нагрузок можно компенсировать без ущерба для общей экономичности сооружения местным утолщением оболочек и введением рациональной системы опор, что подтверждается опытом проектирования. Для резервуаров, в которых нефтепродукт хранится под давлением, наиболее интенсивной и систематически повторяющейся нагрузкой является гидростатическое давление нефтепродукта при наивысшем уровне в сочетании с максимальным давлением паровоздушной смеси. Объем парового пространства при наивысшем уровне нефтепродукта обычно составляет около 10% полной емкости резервуара.

Суммарное давление нефтепродукта и паровоздушной смеси на произвольный, бесконечно малый элемент стенки корпуса можно выразить так (рис. 3.25)

Если оболочка с поверхностью, удовлетворяющей уравнению (3.82), будет всюду иметь постоянную толщину, то при действии осповной расчетной нагрузки во всех ее элементах в направлении главных линий кривизны возникнут одинаковые напряжения растяжения, т. е. будет выполнено условие равнопрочности оболочки.

Уравнение (3.82) является основным уравнением каплевидного резервуара, так как оно связывает форму корпуса с основной расчетной нагрузкой.

Заметим, что уравнение (3.82) вполне тождественно уравнению поверхности капли жидкости, лежащей на несмачиваемой плоскости:

при достаточно большом количестве элементарных дуг можно рассматривать как эволюту кривой меридионального сечения. Точность построения контура сфероида зависит от величины элементарных дуг — чем меньше их длина, тем точнее контур поверхности.

Один из существенных недостатков способа последовательного графического интегрирования уравнения (3.82) заключается в необходимости несколько раз выполнять построение контура сфероида, задаваясь различными значениями растягивающего усиления в металле

Для этой цели необходимо уметь определять величину объема сфероида по построспному контуру поверхности.

Определение объема каплевидной оболочки

Каплевидная оболочка, опирающаяся па основание плоским днищем, при действии основной расчетной нагрузки будет находиться в равновесии, потому что уравнение (3.82) поверхности оболочки является в то же время условием, равновесия всех ее малых элементов.

Рассмотрим равновесие па плоской части оболочки с учетом соотношения действующих па нее сил (рис. 3.27).

Если принять объемный вес продукта за единицу, то сила давления па часть оболочки, расположенную выше экватора, численно равна объему эпюры давления

Дыхательный клапан для резервуаров высокого давления

Дыхательный клапан резервуаров высокого давления представляет собой более сложную конструкцию, чем клапаны типов КД и НДКМ.

На рис. 3.28 представлена одна из новых конструкций клапана высокого давления ДКМ-150. Клапан мембранный с управляющим устройством-комапдоанпаратом. Работает клапан следующим образом. Давление из газового пространства резервуара передается через комапдоаппарат в камеру над мембраной. Когда давление в резервуаре достигнет расчетной величины, на которую отрегулирован комапдоаппарат, мембрана с шариком перемещается вверх. В результате этого надмембранная камера сообщается с атмосферой, избыточное давление в ней падает, после этого тарелка под давлением, действующим снизу, открывается, сообщая газовое пространство резервуара

с атмосферой. Давление срабатывания клапана определяется предварительным натяжением пружины командоаппарата, что позволяет осуществлять регулировку в пределах (0,01—0,007) МПа.

При работе па вакуум шарик командоаппарата находится в нижнем положении. В надмембранной камере устанавливается вакуум, равный разрежению в газовом пространстве резервуара. При достижении расчетного значения вакуума вес узла тарелки уравновешивается усилием от атмосферного давления на нижнюю поверхность мембраны, и тарелка перемещается вверх, соединяя газовое пространство резервуара с атмосферой. Таким образом, вакуум срабатывания определяется весом тарелки клапана.

Рис. 3.28. Клапан ДКМ-150 для резервуаров высокого давления.

содержание .. 13 14 15 16 ..