[发明专利]一种大型石油储罐

说明书

本发明公开了一种大型石油储罐。通过将大型石油储罐的罐壁与罐底之间的连接设计为“L”型过渡连接圈，使结构特征从“T”型几何不连续变换为曲线圆弧过渡，取消了原有罐底与罐壁连接的大角焊缝；尤其是罐壁外面设置有“L”型加固圈，加固圈的水平环形边缘段通过与地基接触，由于地基提供了一定的支撑力，能够进一步减小罐内底板变形引起的弯矩，从而降低罐底板的弯曲应力。本发明的大型石油储罐，不仅显著降低了大型石油储罐罐底与罐壁连接处的弯曲应力，而且避免了焊缝带来的焊接残余应力，从而实现本质安全设计，保障了储罐的运行安全。

技术领域

本发明属于石油化工设备领域，具体涉及一种大型石油储罐。

背景技术

大型石油储罐，是指容积在5×10⁴m³及以上的油罐，具有节约成本、减少占地面积、方便操作管理、减少油罐附件及管线长度的特点。大型石油储罐属于立式圆筒形钢制焊接油罐，储罐顶部多采用外浮顶结构，底板与基础间无固定连接，直接坐落于地基表面，靠底板与基础的摩擦维持相对稳定。

大型石油储罐主要由罐底、罐壁、罐顶及油罐附件组成。罐底分为环形边缘板和中幅板，罐底与罐壁之间的连接采用“T”型焊缝。理论分析和实验测试表明，在液体载荷和地基沉降的作用下，罐底与罐壁连接的大角焊缝处是储罐的高应力区和危险点。大角焊缝处具有几何形状不连续特征，储罐罐壁受到液体静压力，将沿径向发生膨胀变形，在罐底与罐壁连接的大角焊缝处，由于底板对底层壁板的约束，限制其径向位移，使之发生弯曲变形，因此罐壁下端将受到弯曲力矩与轴向弯曲应力。同时，有反方向的弯矩和径向弯曲应力作用在与罐壁连接的罐底边缘板上，此时的弯矩和应力往往很大，对于大型储罐的设计不容忽视。同时，由于油品的周转，频繁的进出油作业导致的交变载荷使大角焊缝处的应力周期性变化，易引起低周疲劳破坏。此外，大角焊缝采用未焊透结构，焊缝内部存在的焊接残余应力及焊接缺陷也加剧了储罐破坏的危险性。工程实践表明，国内外很多储罐事故的发生都是由于罐底与罐壁连接的大角焊缝处应力过大。

CN201610092774.0公开了一种钢制焊接立式大型油罐，其油罐具有罐底、罐壁及罐顶，其中，罐底与罐壁之间采用了过渡连接圈，过渡连接圈包括底部环形段、弧形过渡段和立式圆筒段，罐底与过渡连接圈的底部环形段焊接连接，罐壁与过渡连接圈的立式圆筒段焊接连接。该油罐取消了现有罐壁与罐底的T形接头以及该接头部位的大角焊缝，降低了大角焊缝位置低周疲劳破坏及撕裂破坏的可能性，但取消了底板外边缘板，削弱了地基对底板的支撑作用，对大角焊缝位置应力的降低并不显著，且罐底与过渡连接圈的底部环形段焊接处、罐壁与过渡连接圈的立式圆筒段焊接处具有撕裂的可能性。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种大型石油储罐，解决储罐壁板与底板连接的大角焊缝处应力较高的问题，以避免焊缝因过大的应力而发生破裂。

本发明提出了一种大型石油储罐，包括储罐罐底、罐壁、罐顶及其附件；其中，罐壁与罐底之间采用“L”型过渡连接圈，该“L”型过渡连接圈具有水平环形边缘段、弧形过渡段以及竖直圆筒段，其中水平环形边缘段与罐底中幅板焊接连接，竖直圆筒段与罐壁焊接连接。同时，相同尺寸的“L”型加固圈竖直圆筒段与罐壁、“L”型过渡圈竖直圆筒段焊接连接。

进一步的，所述“L”型加固圈与所述“L”型过渡连接圈关于罐壁外表面镜像对称，即“L”型加固圈的水平环形边缘段设置在罐壁外侧。

进一步的，储罐罐底具有中幅板，所述的中幅板与“L”型过渡连接圈的水平环形边缘段对接焊接且对接焊缝下面设有垫板。罐壁与“L”型过渡连接圈的竖直圆筒段对接焊接。罐壁外表面的“L”型加固圈竖直圆筒段与罐壁、“L”型过渡圈竖直圆筒段角接焊接。

进一步的，罐顶可以为外浮顶或者固定顶。

进一步的，罐体上的附件包括盘梯、加强圈、抗风圈、人孔、排水系统、进出油接管等。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：