拱顶罐课程设计指导书

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1、青岛科技大学本科课程设计油气储运专业课程设计指导书油气储运教研室2010.731青岛科技大学本科课程设计目录1前言31.1储罐的分类及发展状况31.1.1固定顶储罐31.1.2浮顶储罐31.2钢油罐承载能力的基本要求42储罐结构设计62.1储罐容量62.2罐壁高度确定72.3圈板高度的确定73罐壁设计83.1拱顶储罐的设计参数83.2罐壁厚度设计83.2.1定点法83.2.2变点法93.3罐壁板间的连接114罐底设计134.1排板形式134.2厚度设计144.3宽度设计155罐顶设计165.1固定顶

2、结构设计165.2拱顶瓜皮板设计165.3固定顶载荷的计算185.3.1作用于球壳上的外载荷185.3.2作用于球壳上的内载荷195.4固定顶的校核195.5.包边角钢215.5.1包边角钢的选取215.5.2包边角钢的校核226储罐的抗风设计236.1拱顶储罐的设计风压236.2加强圈的设计237储罐的抗震计算257.1地震载荷的计算257.2抗震验算277.3液面晃动波高计算297.4地震对储罐的破坏2931青岛科技大学本科课程设计7.5储罐抗震加固措施29参考文献………………………………………

3、………………………………………………....3131青岛科技大学本科课程设计1前言1.1储罐的分类及发展状况1.1.1固定顶储罐固定顶储罐又可分为自支撑式锥顶罐、柱支撑式锥顶罐（桁架罐）和拱顶罐三种[1]。锥顶罐的主要特点是锥顶容易制做，其容积一般在几十方至几百方之间。桁架罐由顶板、斜椽、横梁和支柱组成。梁及柱的数量根据罐的直径而定，较大储罐除中心支柱外，可有若干圈横梁及多根支柱。容积一般在几百方到二万方。拱顶罐是指罐顶为球冠状，罐体为圆柱形的一种容器，其罐顶由厚度4-6mm的压制薄钢板和加强筋组成

4、。这种罐顶的优点是施工容易，造价低。其缺点是：与浮顶罐相比油气损耗较大；因中间无支撑，罐顶的直径受到一定限制。目前其在国内外石油化工部门应用较为广泛，国内拱顶罐的最大容积已达30000m3，最常用的容积为10000m3以下[2]。1.1.2浮顶储罐浮顶储罐又可分为外浮顶罐和内浮顶罐两种。1.1.2.1外浮顶储罐外浮顶罐按浮顶的形式又分为单盘浮顶罐和双盘浮顶罐。外浮顶储罐的浮顶是一个漂浮在储液表面上的浮动顶盖，随着储液液面上下浮动。浮顶与储罐之间有一个环形空间，在这个环形空间中有密封元件使得环形空间中

5、的储液与大气隔开从而大大减少了储液在储存过程中的蒸发损失，而且保证安全，减少了大气污染。1.1.2.2内浮顶罐的结构内浮顶罐是固定顶罐内部再加上一个浮动顶盖，主要由罐体拱盘、密封装置、通气孔等组成。这种罐的浮动顶漂浮在储液面上，浮顶与罐壁之间有一环形空间，环形空间中有密封元件。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，减少储液储存过程中的蒸发损耗，保证安全，减少大气污染。31青岛科技大学本科课程设计内浮顶罐有以下优点：(1)大量减少蒸发损耗。(2)由于

6、液面上有浮动顶覆盖,储液与空气隔绝,减少空气污染和着火爆炸危险,易于保证储液质量,特别适用于储存高级汽油和喷气燃料以及有毒污染的液体化学品。(3)易于将己建成固定顶罐改选为拱顶罐,并取消呼吸阀,阻火器等附件,投资少,经济效益明显。(4)因有固定顶能有效防止风砂、雨雪或灰尘污染储液,在各种气候条件下保证储液的质量,有“全天候车储罐”之称。(5)在密封效果相同的情况下,与浮顶罐相比,能进一步降低蒸发损耗,这是由于固定顶盖的遮挡以及固定顶与拱盘之间的气相层甚至比双盘式浮顶具有更显著的隔热效果[2]。1.2

7、钢油罐承载能力的基本要求由于油品是一种特殊的物资，其特性是易燃、易爆，因此，储罐不仅要有储存功能，而且更为重要的是要具备安全的特点。因此，对钢油罐的基本要求主要有以下五方面：（1）足够的强度。油罐在卸载以后不应存在任何形式的塑性变形。所以，在设计油罐时首先要考虑强度指标。但是，一般来说，钢材的强度（指屈服极限和极限强度）越高，则断裂韧度越低，越容易产生断裂。因此，油罐工作者在选择罐壁材料时，应该根据建罐地区的工作环境，在满足强度要求的前提下，为了保证材料具有较高的韧度，强度指标要适当。（2）足够的抵

8、抗断裂的能力。无论在水压试验或者工作状态下，油罐不得产生断裂破坏。由于油罐是焊接而成的，因此在保证材料具有一定的韧度的前提下，还应考虑到钢材的焊接工艺问题，也就是其材料的可焊性问题。由于钢板越厚，在焊缝或热影响区附近越易产生裂纹，相应的增加了断裂的危险性，所以钢材的选择还要参看罐壁厚度。（3）足够的抵抗风载荷的能力。31青岛科技大学本科课程设计整个建造及使用期间，罐区的最大风载荷不能使油罐产生破坏。实际上这就是油罐的总体刚度（或稳定性）问题。随着油罐的大型化，壁厚与油