混凝土低温罐与双钢低温罐承压环设计比较

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1、静设备石P油化工设备技术，2O12，33(3)·5·etro—ChemicalEquipmentTechnology混凝土低温罐与双钢低温罐承压环设计比较张清(中国石化工程建设有限公司，北京100101)摘要：文章通过对双钢全容罐和预应力混凝土全容罐两种结构型式低温储罐承压环的设计和计算方法进行分析对比，指出其异同点及目前所用简化计算方法的不足，对低温储罐承压环，特别是预应力混凝土全容罐承压环的设计提出一些建议。关键词：低温储罐双钢全容罐预应力混凝土全容罐承压环锚杆低温储罐是一种专门用于储存和输

2、送低温液挠性保冷密封罐顶(钢)吊顶(保冷层)体的装置，分为单容罐、双容罐、全容罐三种类型。选择何种型式的储罐主要取决于建造成本、运行次容费用、占地面积、场地地质、环境、与码头的距离以及外界条件对储罐安全的影响等多种因素。一般主容来讲，全容罐的建造成本高于单容罐，但操作费用低于单容罐。同时单容罐的蒸发气处理系统和消防系统建造费用高于全容罐。在安全性上，全容罐的安全性高于单容罐和双容罐。所以，从占地基酬加热糸统基删罐J氐保冷联松散的保冷填料面积、安全性能、经济性及目前的技术发展等方面图1双钢全容罐结

3、卡句示意综合考虑，全容罐越来越得到普遍使用。(2)预应力混凝土全容罐。内罐采用耐低温全容罐又分为双钢全容罐和预应力混凝土全的不锈钢、铝合金或9镍钢；外罐采用钢筋混凝容罐两种。罐直径较小时选用双钢全容罐，直径土结构预应力混凝土罐壁、钢筋混凝土底板、较大时选用预应力混凝土全容罐。这两种类型储钢穹顶上浇注钢筋混凝土罐顶。结构型式见罐承压环的功能、工况和受力条件不同，因此，其图2。设计原则、设计方法也应当不同。目前的低温储2双钢全容罐承压环设计罐设计规范有关于双钢全容罐承压环的设计内(1)承压环的设计工

4、况及荷载容，却没有设计预应力混凝土全容罐钢穹顶承压1)钢穹顶气升就位时的施工工况。气升压环的内容。本文将针对这两种类型储罐承压环的力至少需等于钢穹顶重量G。及吊顶重量G之设计进行分析比较。和对穹顶产生的压力P才可将其顶起，设计气1全容罐结构型式升压力为PP对罐体内表面产生压力。此时全容罐由主容罐(内罐)和次容罐(外罐)组承压环沿其环向受压。最不利情况下的荷载基本成。内外罐之间设有一定的空间，内填保冷材料，组合为_1]：一旦内罐的低温液体泄漏，外罐将起到二次防护S===yGSsk+yQSQk(1)

5、的作用。对装置的控制和物料的输送仍然可以继续，并可以持续至设备停车。目前实际工程中最收稿日期：2011—12—14。常用的全容罐结构型式有如下两种。作者简介：张清，女，1987年毕业于北京建筑工程学院工业(1)双钢全容罐。内外罐均采用耐低温金属与民用建筑专业，获工学学士学位，现从事土建结构设计和材料，可选用不锈钢、铝合金或9镍钢。结构型技术开发工作，高级工程师。式见图1。Email：Zhangqing．sei@sinopec．com石油化工设备技术混凝土罐顶吊顶(保冷层)预应力混凝土外罐(次容器

6、)罐内部压力P。P大于(G。a+G+G-)对穹顶挠性产生的压力Pa，此时承压环沿其环向受压。最不仪冷密利情况下的荷载组合同1)，G—G。a+Gaa+G。，Q—P，yc一1．0。计算示意见图6。主容器基~iJ—hN热系统基础罐J氐保冷层赖应力混凝土外罐内侧保冷层图2预应力混凝土全容罐结构示意式中：S——荷载效应组合的设计值；7。——永久荷载的分项系数，当其效应对结构有利时取1．0，不利时取1．35，此工况取1．0；)，。——可变荷载的分项系数，取1．4；s。——按永久荷载标准值G计算的荷载效应值，

7、Gk—G。d+Gdd；图6储罐正常操作时的计算不意(一)so——按可变荷载标准值Q计算的荷载效Pd≈(G0d+Gdd+Gb1)／(nR：)应值，Q—P⋯3)储罐正常操作工况。钢穹顶承受其自重储罐在钢穹顶和吊顶作用下的受力示意见G口d、吊顶自重G吊顶处的保冷材料重G。、穹顶图3。上活荷载LL及储罐内负压P。此时承压环沿其环向受拉。最不利情况下的荷载组合同1)，G一G。+Gdd+Gbl，Qk—LL+P2，)，G一1．35。计算示意见图7。图3储罐在钢穹顶和吊顶作用下的受力示意手工计算时可近似将其转换

8、(见图4)为：图7储罐正常操作时的计算示意(二)Pd≈(G口d+Gdd+Gb1)／(nR：)(3)(2)承压环的边界条件承压环位于外罐壁与穹顶的连接部位，如4储罐在钢穹顶和吊顶作用F的计算不意图8所示。承压环下边缘仅竖向及环向的位移受Pd≈(G。d+Gdd)／(nR)(2)到约束。故，钢穹顶气升就位时储罐的计算示意见(3)承压环的计算方法图5。计算示意见图8。2)储罐正常操作工况。钢穹顶承受其自重设穹顶受面压P，依照API620E。第5．1O．2．Gd、吊顶自重G吊顶处的保冷材料重G。及储5条：