Конструкция резервуара с двойной стенкой

Двустенные резервуары, предназначенные для хранения жидких углеводородов, - это вертикальные цилиндрические стальные резервуары с защитной стенкой (РВС ЗС). Назначение защитной стенки заключается в дополнительной защите окружающей среды от утечек хранящегося продукта.

РВС ЗС является одним из перспективных конструктивных решений по предотвращению аварийного разлива хранящихся пожароопасных жидкостей и ограничению распространения пожара в резервуарном парке (РП), а так же позволяющим уменьшить площадь, сооружаемого РП.

Конструкция двустенного резервуара без усиления основной и защитной стенок не обеспечивает локализацию аварии. Расчет должен производиться с учетом неосесимметричной гидродинамической нагрузки от разливающегося продукта. Такая нагрузка, а также ее высокая интенсивность требуют применения специальных конструктивных мероприятий по усилению защитной стенки.

Схема усиления внутренней оболочки при помощи стальных тросов [1] является наиболее рациональной и позволяет не только замедлить процесс раскрытия поврежденной стенки, чтобы пропустить в межстенное пространство как можно больше жидкости до того, как внутренняя и вешняя оболочки войдут в контакт, но и сохраняет в процессе аварии ее форму – близкую к цилиндрической (рис. 1). Наличие достаточного количества жидкости как внутри рабочего объема, так и между стенками резервуара приводит к частичному выравниванию давлений на внутреннюю оболочку и замедляет ее движение в радиальном направлении.

Рисунок 1. Межстенное пространство резервуара с защитной стенкой. Внешний резервуар усилен ребрами жесткости. Внутренний резервуар усилен канатами.

В статье «Проблемы совершенствования проектирования двустенчатых резервуаров» представлен, проведенный численный расчет и проанализированы результаты по изменению напряженно-деформированного состояния (НДС) для различных конструктивных решений уторного узла в предположении неподатливого основания. Полученный результат позволяет сделать вывод о незначительном влиянии различий сравниваемых конструктивных решений уторного узла на изменения в его напряженно_деформированном состоянии (до 13…15%).

Также полученные результаты позволяют сделать вывод о возможном уменьшении толщины стенок резервуара, за счет уравновешивания взаимно направленных сил гидростатического давления. И при дальнейшей реализации представленного решения резервуара в ходе полного факторного численного эксперимента позволит разработать комплексную аналитическую методику расчета и проектирования резервуара с двойной стенкой.

5 =

( k n 1 • P • g • ( Н - х ) + k n 2 • P^ 6 ) • R рез k P • R y

м

t ud = [ 0,001 p g ( H i - X l ) + 1,2 p ] L + _A t u + A t mu

(1.1)

(1.2)

Проведя расчеты толщины стенок РВС двумя методами: стандартным методом (формула 1.1) и методом средней точки (формула 1.2) были получены расчеты представленные в табл. №1.

Таблица №1.

Сравнение расчетов толщины стенок

№ пояса	Стандартный расчет		Метод средней точки
	Внутр. стенка	Внешн. стенка	Внутр. стенка	Внешн. стенка
1	14,5	12,4	12,43	14,5
2	10,8	8,9	8,57	10,45
3	8,9	7,1	6,84	8,61
4	6,9	5,1	4,93	6,67
5	5,1	3,2	3,04	4,93
6	3,1			2,99
7	1,3			1,24

Из сравнения двух методов расчета толщины стенки резервуара можно сделать вывод о том, что метод средней точки является приоритетным, так как при проектировании резервуаров с полученными толщинами стенки, можно обеспечить не только надежность резервуара, но и существенную экономию металла.

С целью исключения появления чрезмерных деформаций от усадки сварных швов, конструкции узлов соединения верхнего и нижнего днищ с окрайками должны быть сконструированы таким образом, чтобы обеспечивалась возможность сварки окраек и приварки центральной части днищ к окрайкам после сварки уторных швов соединения окраек со стенкой.

Резервуары с защитной стенкой состоят из основного (внутреннего резервуара), предназначенного для хранения продукта, и защитного (наружного резервуара), предназначенного для удержания продукта в случае нарушения герметичности основного резервуара. Основной резервуар может быть запроектирован со стационарной или с плавающей крышей. Высота стенки защитного резервуара должна составлять не менее 80 % от высоты стенки основного резервуара. Рекомендуемое конструктивное решение стенки резервуара показано на рисунке 2.

1 — основная стенка; 2 — защитная стенка; 3 — основное днище; 4 — защитное днище: 5 — стационарная крыша; 6 — кольцевая ветровая площадка; 7 — аварийные канаты;

8 — кольца жесткости; 9 — лотковый зумпф зачистки; 10 — погодозащитный козырек;

11 — круглый зумпф зачистки

Рисунок 2.

Рисунок 2. Рекомендуемое конструктивное решение стенки

Диаметр защитного резервуара должен назначаться таким образом, чтобы в случае повреждения основного резервуара и перетекания части продукта в защитный резервуар уровень продукта в нем был на 1 м ниже верха стенки защитного резервуара. При этом ширина межстенного пространства должна быть не менее 1,8 м.