專利名稱：鋼制大型儲液罐抵御颶風、海嘯的罐體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬大型容器技術(shù)領(lǐng)域，特別是抵御颶風、海嘯、風暴潮的大型抗災(zāi)儲液 罐技術(shù)。
技術(shù)背景 大型儲液罐因體積巨大，迎風面積巨大，所以在偶遇強烈的颶風、臺風、海嘯、風暴 潮自然災(zāi)害侵襲時，容易受到損毀、腐蝕?，F(xiàn)有的大型儲液罐，例如立式圓筒形儲液罐、液滴形儲液罐、多折液滴形儲液罐， 因迎風面積大，在遭遇颶風時，一般用多道抗風圈增強罐壁的剛性，但是抵御毀壞性破壞的 超強臺風仍有強度、剛度不夠的問題。例如抵御V級毀壞性破壞的超強勁臺風(風速大于 249公里/時，浪高6. 5米以上)抵御5級海嘯(可能影響的最大高度大于24米)，上述幾 種大型儲液罐可能因為抗災(zāi)能力不足而遭到破壞。中國專利CN200720140652. 0公開了一種大型儲液罐抗震的準球形罐底板構(gòu)造， 但未涉及扁卵球形、半球形、橢球形、帶折邊錐形罐底板。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明根據(jù)卵圓的理論標準方程 r π ι 2ηx2+y2= (an-y)-^T式中，χ為橫坐標值，y為縱坐標值，η為卵指數(shù)。當卵圓的卵指數(shù)11< 1時，得到扁卵圓曲線。以扁卵圓曲線為成形母線繞中心軸 線旋轉(zhuǎn)，即形成扁卵球殼，見附圖1(a)示意的正置的扁卵球殼和圖1(b)示意的倒置的扁卵 球殼。本發(fā)明公開一種抵御颶風、強臺風、海嘯、風暴潮自然災(zāi)害的大型鋼制儲液罐，其 罐體結(jié)構(gòu)外形接近于倒置的扁卵球，由凸形罐底板，經(jīng)向和周向雙曲率壁板、拱頂板與網(wǎng) 殼、弓形支撐桁架、篩網(wǎng)板、支撐柱與拉桿、防護板、內(nèi)浮盤、浮子、輻拉繩等，按特定方式連 接組裝。儲液罐座在旋轉(zhuǎn)曲面形狀的混凝土基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)的頂面標高超過颶風、強臺風、海 嘯、風暴潮的波浪水位可能達到的最大高度，以避免偶遇這些種類的自然災(zāi)害時對儲液罐 的損毀、腐蝕作用。儲液罐罐體暴露在基礎(chǔ)頂面以上的部分有接近于倒置的扁卵球形的流線形的外 部形狀，以減少風壓力作用。倒置的扁卵球可以簡化為扁卵球形、半球形殼、橢球殼、帶折邊 錐形殼形狀的底板。儲液罐底板貼放在混凝土基礎(chǔ)的旋轉(zhuǎn)曲面上。連接在罐底板與罐的拱 頂板之間的儲液罐的雙曲率壁板用延罐壁圓周分布的弓形支撐桁架從儲液罐內(nèi)部支撐。弓 形支撐桁架是由弓形排架、連接桿、斜撐桿組焊而成的、與罐壁板焊接固定的三維支撐的鋼 結(jié)構(gòu)。弓形排架由同一平面內(nèi)的直立桿、弓形桿、連接桿、斜撐桿焊接而成，且直立桿在排架安裝后垂直于地平面，相臨兩框弓形支撐桁架之間用拉撐桿、連接桿相連，以保證弓形支撐桁架結(jié)成的整體架構(gòu)的抗風壓穩(wěn)定性。儲液罐的拱頂板和網(wǎng)殼用許多根垂直的鋼管支撐柱支撐并且用拉桿固定。每根支 撐柱頂端有一個半球形的鋼制柱頭，半球柱頭表面焊有呈放射狀分布的一組拉桿，拉桿另 一端分散地與拱頂網(wǎng)殼節(jié)點分別連接。支撐柱的底部焊接在罐底板上水平固定的鋼質(zhì)底座 上。各個相臨的弓形桁架的直立桿之間焊有多孔的篩網(wǎng)板，篩網(wǎng)上、下端焊接固定在 拱頂板與底板上，將儲液罐內(nèi)分成兩個相通的區(qū)域儲罐中心區(qū)和周邊環(huán)形區(qū)，兩個區(qū)域采 用不同的浮盤密閉。中心區(qū)的柔性浮盤由延弓形桁架的直立桿以內(nèi)的周邊分布的梯形斷面 的空心鋼制浮艙圈與耐腐蝕、耐溶脹的柔性薄片浮盤板搭接相連接，用壓板和螺栓緊固連 接。支撐柱與柔性浮盤板之間，在支撐柱周圍套裝有圓環(huán)形的矩形斷面的鋼制小浮艙，浮盤 板在支撐柱位置上開有圓形孔，小浮艙與浮盤板的搭接用壓板環(huán)和螺栓緊固。整個內(nèi)浮盤 可隨液位的升降在弓形支撐桁架的直立桿和篩網(wǎng)板圍成的柱狀中心區(qū)內(nèi)上下移動，當浮艙 落至罐底板時，柔性浮盤板保持自由而不緊繃的狀態(tài)。儲液罐的周邊環(huán)形區(qū)內(nèi)用堆放適量 正三棱錐體、正方形或球形耐蝕浮子復(fù)蓋液面減少儲液蒸氣揮發(fā)。浮子的攤浮堆放量以液 面處于儲液罐內(nèi)的最大直徑狀態(tài)時，漂浮的浮子最少2-3層，最多不超過10層。浮子尺寸 比篩網(wǎng)板的板孔尺度大一倍以上，浮子飄浮在儲液環(huán)形表面。儲液罐罐壁外部延圓周分布水平斜置的防護板，防護板從罐壁處向下傾斜至地基 表面。鋼制防護板一端用螺栓連接在罐壁外沿周向水平焊接的型鋼環(huán)條上，另一端用螺栓 連接固定在混凝土基礎(chǔ)上。防護板的作用是保障儲液罐與基礎(chǔ)之間的縫隙不因雨水、雜物 等浸入而引起銹蝕。儲液罐支撐柱的中心支撐柱頂端到每一框弓形排架的弓形桿頂端之間 各有一根放射狀分布的幅拉鋼絲繩，通過鋼絲繩兩端的圓環(huán)分別固定連接在相應(yīng)的桿端， 并且鋼絲繩的松緊可以調(diào)節(jié)，以增強儲罐內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)的整體剛性。本發(fā)明的優(yōu)點1.本發(fā)明用接近于倒置的扁卵球形的儲液罐結(jié)構(gòu)，罐體、罐壁、罐頂?shù)那拾霃經(jīng)] 有強烈突變的棱角，所以罐體內(nèi)因曲率變化而引起的殼壁邊緣應(yīng)力遠遠低于立式圓筒形儲 液罐的壁板與底板的連接邊緣的應(yīng)力和應(yīng)變，提高了安全可靠性。2.本發(fā)明的大型儲液罐在基礎(chǔ)之上的暴露于大氣的部分有接近于流線形的外形， 大大降低了臺風、颶風的風壓力作用，同時儲液罐內(nèi)部的桁架、支撐柱、網(wǎng)殼增加了罐體整 體的強度和剛度，與立式圓筒形儲液罐、液滴形或多折液滴形儲液罐相比，大大提高了抵御 風災(zāi)的能力。3.本發(fā)明的儲液罐，其重心低于混凝土基礎(chǔ)的頂平面，與同樣重心高度的大型立 式圓筒形儲液罐或液滴形儲液罐相比，倒扁球形儲液罐的基礎(chǔ)頂面更高，所以有更高的抵 御海嘯、風暴潮的能力。4.本發(fā)明的大型儲液罐，在相同儲存容積的條件下，與立式圓筒形儲液罐相比可 節(jié)省鋼板、管道及儲罐附件耗用量、降低儲液罐運行總成本。5.本發(fā)明的大型儲液在不改變儲液罐罐壁鋼板厚度的限定時，可大大增加儲液罐 直徑，儲液罐直徑不受限制。儲液罐單罐的容積規(guī)模效益明顯。罐體直徑越大，單位儲液容 積的造價越低，占地面積也越少。
圖1是正置的扁卵圓a圖和倒置的扁卵圓b圖。圖2是接近倒置的扁卵球形的大型儲液罐主體結(jié)構(gòu)的右側(cè)剖面示意圖。圖3是大型儲液罐俯視圖的右半側(cè)。圖上部顯示從圖2的最大圓周位置截去儲液罐殼體后的俯視剖面示意圖。圖4是儲液罐浮艙、小浮艙與柔性浮盤板搭接時用壓板環(huán)與螺栓緊固封閉時的細 部結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是儲液罐的拱頂板與網(wǎng)殼的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1球柱頭、2浮盤板、3小浮艙、4浮艙、5儲液、6浮子、7支撐柱、8拉桿、9拱頂 板、10直立桿、11弓形桁架、12壁板、13弓形桿、14防護板、15基礎(chǔ)、16斜撐桿、17連接桿、 18罐底板、19底座、20篩網(wǎng)板、21輻拉繩、22斜拉桿、23中心支撐柱、24連接桿、25桁架樑、 26螺栓連接件、27壓板環(huán)、28網(wǎng)殼。
具體實施方式
在大型儲液罐的旋轉(zhuǎn)曲面形狀的基礎(chǔ)15上，以旋轉(zhuǎn)中心線與地基15的高點處為 中心，攤鋪儲液罐底板鋼板，組裝焊接罐底板18，將底板18的邊緣劃線延圓周切齊。探傷、 檢驗。劃線，在圖樣規(guī)定位置和方位在底板18上，焊接固定底座19。儲液罐的雙曲率壁板12用矩形鋼板拼接，將矩形鋼板拼接成壁板12規(guī)定的長度， 劃線切割成橘瓣狀，并開坡口，彎曲成型，將成型的壁板塊焊接連接成大片壁板?？刂其摪?幅寬，以保證焊縫棱角度附合圖樣的規(guī)定。將弓形桁架構(gòu)件分別劃線、下料。弓形桿成型，將弓形桿、直立桿、斜撐桿、連接桿 組裝焊接成弓型平面排架，將兩個以上的弓型平面排架劃線焊接在大片壁板上，并組焊兩 個弓型平面排架之間的桁架樑25、斜拉桿22、連接桿24、篩網(wǎng)板20、組成一段弓形桁架11 與壁板12大片、篩網(wǎng)板20的組合件，將這一組合件坡口處加墊板，各分段用起重設(shè)備吊放 到預(yù)定的安裝位置，用卡具使其下端與罐底板邊緣及側(cè)邊對縫焊接。在各個壁板大片連接 部位搭腳手架，圓周的罐壁板12與弓型桁架11篩網(wǎng)板20組裝焊接，但仍應(yīng)保留進入罐底 的施工通道，至最后封閉。最后1片篩網(wǎng)板20在罐周環(huán)形空間裝填完適量的浮子6后，完 全焊封。在儲液罐底部組裝網(wǎng)殼28，在罐壁四周起吊網(wǎng)架28并與罐壁12及直立桿10、桁 架樑25連接固定。將起立桿10與中心支撐柱23之間的輻拉繩21穿引拉張至有一定張 力。按退裝順序?qū)⒅沃?套上小浮艙3后用起重設(shè)備垂直安放在底座19上，焊接固 定。在支撐柱頂部的球柱頭1與網(wǎng)殼節(jié)點之間按圖安裝拉桿8，并且焊接固定。在儲液罐內(nèi)將分段的鋼浮艙4段在罐內(nèi)延罐內(nèi)的弓形桁架11的直立桿10以及篩 網(wǎng)板20的邊緣排列、焊接，連成整個鋼浮艙4。在罐底鋪攤?cè)嵝愿”P板2，將浮盤板條、塊用 膠接、縫接、或拉鏈連接成罐底形狀，浮盤板經(jīng)剪裁，周邊與浮艙邊緣搭接，用壓板環(huán)27和 螺栓26壓緊，小浮艙邊緣搭接，亦用壓板環(huán)27和螺栓26緊固。在罐體工程告一段落后，在儲液罐上根據(jù)需要安裝量油器、呼吸閥、安全閥、通氣閥、防火器、內(nèi)部關(guān)閉閥與操作裝置、泡沫發(fā)生器、透氣閥、量由器、液位控制器、靜電導(dǎo)出裝 置、電化學(xué)保護裝置、加熱器、噴水散熱器、人孔、手孔、透氣孔 、排污孔、攪拌機、外保溫等。 清掃罐體內(nèi)部、涂防腐涂料充水進行試驗。
權(quán)利要求一種抵御颶風、強臺風、海嘯、風暴潮自然災(zāi)害的鋼制大型儲液罐，其罐體結(jié)構(gòu)外形接近于倒置的扁卵球，由凸形罐底板、經(jīng)向和周向雙向曲率壁板、拱頂板與網(wǎng)殼、弓形支撐桁架、篩網(wǎng)板、支撐柱與拉桿、防護板、內(nèi)浮盤、浮子、輻拉繩等，按特定方式連接組裝，儲液罐座在旋轉(zhuǎn)曲面形狀的混凝土基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)的頂面標高超過颶風、強臺風、海嘯、風暴潮的波浪水位可能達到的最大高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼制大型儲液罐，其特征在于，接近倒置的扁卵球形的儲液 罐罐體暴露在基礎(chǔ)頂面以上的部分，有接近于流線形的外部形狀，儲液罐罐底板貼放在混 凝土基礎(chǔ)的旋轉(zhuǎn)曲面上；倒置的扁卵球可以簡化為扁卵球形、半球形殼、橢球殼、帶折邊錐 形殼形狀的底板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼制大型儲液罐，其特征在于，連接在罐底板與罐的拱頂板 之間的雙曲率壁板，用延罐壁圓周分布的弓形支撐桁架從儲液罐內(nèi)部支撐，弓形支撐桁架 由弓形平面排架和斜撐桿與連接桿同相鄰的弓形平面排架組焊而成，弓形平面排架由同一 平面中的弓型桿、直立桿、連接桿、斜撐桿組焊而成，且直立桿安裝后垂直于地平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼制大型儲液罐，其特征在于，儲液罐的拱頂板用網(wǎng)殼加許 多根垂直的鋼管支撐柱支撐并且用拉桿固定，每根支撐柱頂端有一個半球形的鋼制柱頭， 半球柱頭表面焊有呈放射狀分布的一組拉桿，拉桿另一端分散地與拱頂?shù)亩鄠€網(wǎng)殼結(jié)點分 別連接，支撐柱底部焊接在罐底板上水平固定的鋼質(zhì)基座上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼制大型儲液罐，其特征在于，儲液罐內(nèi)的各個相鄰的弓形 桁架桿的直立桿之間焊有多孔的篩網(wǎng)板，篩網(wǎng)板上、下端分別焊接固定在儲液罐拱頂與底 板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼制大型儲液罐，其特征在于，儲液罐的內(nèi)浮盤由延弓形桁 架的直立桿以內(nèi)的周邊分布的梯形斷面的空心鋼制浮艙圈與耐腐蝕、耐溶脹的柔性浮盤板 相連接，鋼制浮艙圈的內(nèi)邊緣與浮盤板的外邊緣搭接，用壓板和螺栓緊固連接，整個內(nèi)浮盤 可隨液位的升降在弓形支撐桁架的直立桿和篩網(wǎng)板圍成的柱狀空間內(nèi)上下輕松移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼制大型儲液罐，其特征在于，儲液罐罐壁板與罐內(nèi)各個弓 形桁架的直立桿和篩網(wǎng)板圍成的圓環(huán)狀空間內(nèi)用正三棱錐體、正方形或球形耐腐蝕的輕浮 子填充，浮子填充量保持圓環(huán)狀空間的最寬截面處較為均勻地攤浮不少于2-3層且不多于 10層浮子，浮子尺寸比篩網(wǎng)板的板孔尺度大一倍以上，浮子飄浮在儲液表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼制大型儲液罐，其特征在于，儲液罐內(nèi)的支撐柱與柔性薄 片浮盤板之間在支撐柱周圍套裝有圓環(huán)形的矩形斷面的鋼制小浮艙，浮盤板在支撐柱位置 上開有圓形孔，孔徑大于支撐柱直徑且小于小浮盤外徑，小浮艙與浮盤板的搭接連接用壓 板環(huán)和螺栓固定。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼制大型儲液罐，其特征在于，儲液罐罐壁外部延圓周分布 水平斜置的防護板，鋼質(zhì)防護板一端用螺栓連接在罐壁外沿周向水平焊接在罐壁上的型鋼 環(huán)條上，另一端用螺栓連接在混凝土基礎(chǔ)上，防護板從罐壁處向下傾斜至地基表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼制大型儲液罐，其特征在于，儲液罐支撐柱的中心支撐柱 頂端到每一框弓形排架的弓形桿頂端之間各有一根放射狀分布的輻拉鋼絲繩，通過鋼絲繩 兩端的圓環(huán)固定連接在相應(yīng)的桿端，并且鋼絲繩的松緊可以調(diào)節(jié)。
專利摘要本實用新型涉及大型容器。公開了一種抵御毀壞性颶風、臺風、海嘯、風暴潮的鋼制儲液罐的罐體結(jié)構(gòu)。這種外形接近倒置的扁卵球形的大型、超大型儲液罐由凸形罐底板、經(jīng)向和周向雙向曲率壁板、拱頂板與網(wǎng)殼、弓形支撐桁架、支撐柱、柔性內(nèi)浮盤、防護板等組成，儲液罐座在旋轉(zhuǎn)曲面形狀的混凝土基礎(chǔ)上。其特點是，基礎(chǔ)頂面標高超過預(yù)測自然災(zāi)害的最高水位；改善了儲液罐殼體的應(yīng)力分布；近流線形的外露罐體形狀和增強的罐內(nèi)支撐，大大減小了巨大風壓荷載的破壞作用；在限定鋼板壁厚尺寸的前提下，儲液罐直徑不受限制，儲液罐單罐的規(guī)模效益明顯。
文檔編號B65D90/02GK201703778SQ20102010406
公開日2011年1月12日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者陳威 申請人:陳威