液力平衡式大型浮顶油罐制造技术

本实用新型专利技术为一种液力平衡式大型浮顶油罐。为解决浮顶油罐大型化中钢板使用厚度限制问题，这种大型浮顶油罐由主罐壁和平衡壁、底板、浮动顶盖和油罐附件组成，设有用来控制油罐主罐壁内液位与平衡壁内液位的液位差，以保持液力平衡的液位差控制器，其主罐壁和平衡壁为双层圆柱形结构，平衡壁的高度为主罐壁高度的４０％至６０％，主罐壁内的空间为主要储液区，顶部设有浮动顶盖和密封装置，主罐壁和平衡壁之间的环形空间为次要储液区兼平衡液区。采用这种双层罐壁的结构，可以使用较薄的钢板建造同等容量的大型浮顶油罐。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及大型储油设施，更具体地说涉及到大型浮顶油罐。大型浮顶油罐是石油储备库的关键设备之一，这种油罐除了储存量大外，由于浮顶紧贴油罐上部液面，近乎没有油气空间，大大避免了油品的挥发损失，操作安全可靠且对环境污染小，因而在大容量的油库中被广泛采用。然而，目前所设计和使用的大型浮顶储油罐均为单层罐壁结构的油罐，这种结构油罐的不足之处在于其容量受到限制。目前国内建造的最大容量浮顶油罐为10万立方米，所用材料均为屈服强度490MPa的高强度材料，最大钢板厚度为32.5mm。油罐是在野外施工的大型设备，进行焊后热处理几乎是不可能的，因此钢板焊后热处理厚度的界限就决定了油罐的最大容量。所以，目前国内的大型浮顶油罐的容量一般限定在10至15万立方米的范围内。据了解，国外高强度材料不进行焊后热处理的最大厚度为38～45mm，使用高强度材料所能建造的浮顶油罐的最大容量约为15～20万立方米。本技术的目的在于采用液力平衡的原理，设计一种液力平衡式大型浮顶油罐，从而解决浮顶油罐进一步大型化过程中的钢板使用厚度限制问题，建造更大型的浮顶油罐，并能使用较薄的钢板建造同等容量的大型浮顶油罐。油罐罐壁的厚度与罐壁所受液柱侧压力及油罐的直径成正比。为了解决油罐大型化过程中钢板使用厚度限制问题，可以采用液力平衡原理，降低油罐罐壁所受液柱侧压力，从而降低罐壁厚度。普通油罐充满液体时，罐壁受内部液柱侧压力的作用，罐壁所受侧压力与液柱高度成正比。如果在罐壁外侧施加一定的侧压力，用于部分抵消内侧的侧压力，则罐壁所受的侧压力会减少，液力平衡式浮顶油罐就是采用这一原理来降低罐壁所受侧压力，从而达到减少罐壁厚度的目的。为达到上述目的，本技术的技术方案是这种液力平衡式大型浮顶油罐，由罐壁、底板、浮动顶盖和油罐附件组成。有两层圆柱形罐壁、底板、一个或两个浮动顶盖；其两层圆柱形罐壁，外层的高度低于内层的高度；里层的罐壁称为主罐壁，主罐壁内为主要储液区，外层罐壁称为次要罐壁兼平衡壁，平衡壁与主罐壁之间形成的环形空间为次要储液区兼平衡液区；设有液位差控制器用来控制油罐主罐壁内液位与平衡壁内液位的液位差，以保持油罐的液力平衡。这种液力平衡式大型浮顶油罐，直径在50米以上，储存液体的容量在5万立方米以上；主要储液区的顶部设有一个浮动顶盖和密封装置；当平衡壁与主罐壁之间形成的环形空间作为次要储液区兼平衡液区时，顶部设有环形浮动顶盖和密封装置或环形固定顶盖和油气回收装置，当平衡壁内仅作为平衡液区时要加平衡液储罐；凡穿过双层罐壁的开口接管，采用金属软管连接结构，对于基础沉降量很小的油罐，也可采用罐底引出管的结构。这种液力平衡式大型浮顶油罐由于采用上述技术方案，具有以下特点可以用比单层罐壁较薄的钢板建造大型或特大型浮顶油罐，解决了浮顶油罐进一步大型化中的钢板使用厚度限制问题；可以使用国产压力容器用钢板如16MnR等建造大型浮顶油罐，解决了建造大型油罐需要进口钢板的问题。达到了降低建罐成本，节省外汇的目的；由于使用较薄的钢板建造大型油罐，而较薄的钢板具有较好的内在质量和较好的焊接质量，有利于提高油罐的安全性。以下结合附图进一步详细地叙述本技术的实施例。附图说明图1为双层壁液力平衡式浮顶油罐结构示意图之一图2为双层壁液力平衡式浮顶油罐结构示意图之二图3为双层壁液力平衡式浮顶油罐结构示意图之三本技术液力平衡式大型浮顶油罐有三种形式如图3所示的双层壁液力平衡式浮顶油罐，其特点是主罐壁与平衡壁之间的空间仅用于储存平衡液体，不起储存油品的作用，结构较简单，但容量利用率较低；如图1和图2所示的双层壁液力平衡式浮顶油罐，其特点是主罐壁与平衡壁之间的空间用于储存油品，同时起平衡液体的作用，容量利用率高，但结构较前者复杂。下面结合图1、图2及图3具体地说明双层壁液力平衡式浮顶油罐的结构和实施例。实施例1参阅图1。这种双层壁液力平衡式大型浮顶油罐，主要由双层圆柱形主罐壁1和平衡壁2、底板3及浮顶4和浮顶5组成；平衡壁2的高度为主罐壁1高度的40％至60％；主罐壁的1内的空间为主储油区6，顶部设有圆柱形浮动顶盖4和密封装置8；主罐壁1和平衡壁2之间的环形空间为次要储液区兼平衡液区7，顶部设有环形浮动顶盖5和密封装置9；10和12为穿过双层罐壁的主储油区的进油管和出油管，采用金属软管连接结构，对于基础沉降量很小的油罐，也可采用罐底引出管的结构；11和13为次要储液区兼平衡液区的进油管和出油管；14为主储液区的液位显示器，15为次要储液区兼平衡液区的液位显示器，16为液位差控制器，用来控制油罐主罐壁1内液位与平衡壁2内液位的液位差，以保持罐壁的液力平衡。实施例2参阅图2。这种双层壁液力平衡式大型浮顶油罐，与图1不同之处在于，主罐壁1和平衡壁2之间的环形空间顶部采用密闭固定顶盖17，并在罐外设有油气回收装置18，其它均与图1相同。实施例3参阅图3。这种双层壁液力平衡式大型浮顶油罐，与图1不同之处在于，主罐1和平衡壁2之间的环形空间仅作为平衡液区19，不起次要储液区的作用，其顶部采用裸露结构，并在罐外设有平衡液储罐20，其它均与图1相同。在双层壁液力平衡式大型浮顶油罐的罐壁强度计算中，平衡壁2的强度计算与普通罐壁相同。主罐壁1的强度计算分为两部分，在液力平衡点以上部分与普通罐壁相同，在液力平衡点以下部分按合成的侧压力计算，对容量为20万立方米和25万立方米双层壁液力平衡式浮顶油罐在充水试验情况下的罐壁厚度进行计算的结果如下用16MnR钢板建造20万立方米浮顶油罐，钢板最大厚度为27mm；建造25万立方米浮顶油罐，钢板最大厚度为30mm，都低于钢板焊后热处理厚度的界限。采用双层壁液力平衡式浮顶油罐结构，用国产16MnR钢板能够建造容量达30万立方米的油罐，用屈服强度490MPa的高强度钢板能够建造容量达50万立方米的油罐。液力平衡式大型浮顶油罐与普通浮顶油罐相比有明显的经济效益，例如一台20万立方米的双层壁液力平衡式浮顶油罐罐体总重量约为3800吨，其中碳钢为2100吨，低合金钢为1700吨。一台10万立方米普通浮顶油罐罐体总重量约为1800吨，其中碳钢为1280吨，高强度钢为520吨。在相同容量下，虽然一台20万立方米的双层壁液力平衡式浮顶油罐罐体比两台10万立方米普通浮顶油罐罐体多耗材料约200吨，但由于高强度钢板的价格高，一台20万立方米的双层壁液力平衡式油罐比两台10万立方米的普通油罐的总造价约少250万元，并且不用外汇，可节约外汇60万美元。权利要求1.一种液力平衡式大型浮顶油罐，由主罐壁(1)和平衡壁(2)、底板(3)、浮动顶盖(4)、主储液区的进、出油管(10)、(12)和液位显示器(14)、次要储液区兼平衡液区的进、出油管(11)、(13)和液位显示器(15)组成，设有用来控制油罐主罐壁(1)内液位与平衡壁(2)内液位的液位差，以保持油罐液力平衡的液位差控制器(16)，其特征在于主罐壁(1)和平衡壁(2)为双层圆柱形罐壁结构；平衡壁(2)的高度为主罐壁(1)高度的40％至60％；主罐壁(1)内的空间为主要储液区(6)，顶部设有浮动顶盖(4)和密封装置(8)，主罐壁(1)和平衡壁(2)之间的环形空间为次要储液区兼平衡液区(7)，其顶部设有顶盖。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液力平衡式大型浮顶油罐，由主罐壁（１）和平衡壁（２）、底板（３）、浮动顶盖（４）、主储液区的进、出油管（１０）、（１２）和液位显示器（１４）、次要储液区兼平衡液区的进、出油管（１１）、（１３）和液位显示器（１５）组成，设有用来控制油罐主罐壁（１）内液位与平衡壁（２）内液位的液位差，以保持油罐液力平衡的液位差控制器（１６），其特征在于：主罐壁（１）和平衡壁（２）为双层圆柱形罐壁结构；平衡壁（２）的高度为主罐壁（１）高度的４０％至６０％；主罐壁（１）内的空间为主要储液区（６），顶部设有浮动顶盖（４）和密封装置（８），主罐壁（１）和平衡壁（２）之间的环形空间为次要储液区兼平衡液区（７），其顶部设有顶盖。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：赖周平，武铜柱，斯新中，杨一凡，钟京卫，
申请(专利权)人：中国石化集团北京设计院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]