专利名称：球形储罐的上支柱长圆形连接结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于支承球形储罐(以下简称球罐)球壳的上支柱长圆形连接结构。
背景技术：
球罐是大型储存压力容器，球罐包括球壳和支撑结构，支承结构由上支柱、下支柱、拉杆组成，上支柱分别与相邻球壳板和下支柱焊接，上支柱有图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示的四种结构形式。上支柱与球壳板之间的焊缝要支承罐体、物料、保温、梯子平台、防火喷淋装置和雪载荷等全部载荷，还要保证在风载荷和地震载荷作用下的可靠性，是重要的结构受力焊缝，设计要点如下1、有较好的焊接空间，避免焊缝最低点的锐角焊接，提高焊缝质量。
2、加宽下部两侧焊缝之间的距离，改善支承状态。
3、降低焊缝最低点的位置，增加焊缝长度减小焊缝应力，改善支承状态。
4、大圆弧连续封闭焊，提高焊接质量，避免由于焊接不连续而产生的焊接裂纹。
《球形储罐设计规定》一九八二年版推荐了图3、图4结构，具有上述设计要点1的特点。
《钢制球形储罐》GB 12337-90推荐了图3、图4和图7的结构，图7结构具有上述设计要点1的特点。
《钢制球形储罐》GB 12337-1998推荐了图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7中的所有结构，其中图1、图2结构由于焊缝的最低点焊接空间狭窄难以施焊，一般不采用；图5、图6结构被称之为U形柱结构型式，具有上述设计要点中1、2、3的特点，明显优于其它结构型式。但是图5、图6中的结构也存在着显著缺陷缺陷1球壳板1、U形柱3和连接板7相交点的焊接结构不连续；缺陷2球壳板1和连接板7之间的焊缝在连接板7边缘有尖角，施焊过程中焊接到球壳板1和连接板7的尖角处时，熔池必然会烧毁尖角使连接板产生缺陷，同时焊缝急速转弯也容易产生未焊透或裂纹等缺陷。
球壳与其相邻件焊缝的结构形状设计应避免以上缺陷，尤其是低温操作的球罐，由这些缺陷产生的焊接裂纹会造成重大危害，故这些缺陷是低温压力容器设计极力避免的，大于或等于50m3球罐都属于第三类储存压力容器，更不允许这些缺陷的存在。
发明内容
本实用新型的发明目的是针对上述问题提供一种球形储罐的上支柱长圆形连接结构，通过改变上支柱与球壳的连接结构，克服由于焊接不连续、焊缝急速转弯而产生焊接缺陷，改善上支柱对球壳的支承状态。
本实用新型的技术方案是这样实现的在标准推荐的图5、图6结构基础上，在U形柱的下端焊接一个水平半圆管，形成长圆形连接结构的上支柱，同时将连接板下移，连接板与球壳的连接改为水平半圆管与球壳直接连接，由原来连接板与球壳直接焊接改为水平半圆管与球壳直接焊接。球壳与水平半圆管的连接焊缝为圆弧形，长圆形上支柱与球壳板的焊缝为连续焊接的封闭长圆形。由于上支柱与球壳板的焊接是大圆弧连续封闭焊接，水平半圆管在上支柱下部对球壳呈圆弧形支承，完全克服了图5、图6结构中存在的缺陷，使支柱与球壳板的焊接后完全能够满足球壳与其相邻构件连续焊接的设计要求。
在低温球罐设计中，为使与球壳直接相焊的连接材料具有与球壳相同的低温韧性，通常使用与球壳相同的材料制造相连接件。GB 12337-1998推荐的U形柱结构中，连接板与球壳直接焊接，需要采用与球壳相同的价格较贵的低温压力容器用厚钢板，而由于连接板与球壳板厚度可能不同，制造连接板的低温钢板需要另行采购。本实用新型中设计的支柱长圆形结构，连接板不与球壳相焊接，属于一般钢结构构件，价格低，另外上支柱长圆形结构中，与球壳直接焊接的构件均采用相同厚度的钢板制造，非但不需要另行采购不同厚度的钢板，还实现了与球壳相连接件的等厚度焊接，进一步提高焊接质量。
有益效果1、长圆形上支柱与相邻球罐壳板之间的焊缝是长圆形的，沿长圆形焊接面实施的是等厚度大圆弧连续封闭焊接，焊接质量高，避免了由于焊接厚度不同和焊缝不连续而产生的焊接缺陷，具有上述设计要点1)、2)、3)、4)的全部特点；2、消除了U形柱结构的缺陷，不仅适用于常温球罐的设计，尤其适用于低温球罐的设计；3、长圆形支柱的水平半圆管在底部对球罐呈圆弧形支承，支承状态好；4、长圆形支柱结构的设计中，连接板移至水平半圆管的下面，不与球壳相焊接，属于一般钢结构构件，价格低，另外长圆形结构的水平半圆管采用与其它相临件相同厚度的钢板制造，不需要另行订货，降低了制造成本。
图1为《钢制球形储罐》GB 12337-1998推荐的直接焊接支柱结构示意图；图2是图1的左视图；图3是《钢制球形储罐》GB 12337-1998推荐的U形托板焊接结构示意图；图4是图3的左视图；图5是《钢制球形储罐》GB 12337-1998推荐的U形柱焊接结构示意图；图6是图5的左视图；图7是《钢制球形储罐》GB 12337-1998推荐的底部弯曲焊接结构示意图；图8是本实用新型的结构示意图，为图9的C-C剖视图；图9是图8的B向视图；图10是图8的A-A剖视图。
图中1球壳板、2盖板、3 U形柱、4水平半圆管、5加强板、6泪孔、7连接板、8十字定位板、9圆形柱、10下支柱、11托板。
具体实施方式
根据图2的结构所示，球形储罐的上支柱长圆形连接结构由盖板2、U形柱3、水平半圆管4、加强板5、连接板7、十字定位板8组成，由上至下依次焊接的盖板2、U形柱3、水平半圆管4的厚度相同且与球壳板1直接焊接，构成等厚度大圆弧连续封闭焊接的长圆形焊缝。水平半圆管4在U形柱3的下部支承球壳，加强板5位于水平半圆管4和U形柱3之间，连接板7位于U形柱3的下端，十字定位板8位于加强板5的下面，加强板5、连接板7开有泪孔6，球罐使用过程中在水平半圆管4中产生的积液经泪孔6排出。
权利要求1.一种球形储罐的上支柱长圆形连接结构，由盖板(2)、U形柱(3)、连接板(7)、十字定位板(8)组成，其特征是该结构还包括水平半圆管(4)、加强板(5)，其中a、U形柱(3)下部焊接一个水平半圆管(4)，水平半圆管(4)与球壳(1)直接焊接，形成圆弧形焊缝；b、加强板(5)位于水平半圆管(4)和U形柱(3)之间，与水平半圆管(4)和U形柱(3)焊接，连接板(7)位于U形柱(3)的下端；c、盖板(2)、U形柱(3)、水平半圆管(4)的厚度相同，由上至下依次焊接成长圆形结构；该长圆形结构与球壳板(1)直接焊接，构成等厚度大圆弧连续封闭焊接的长圆形焊缝。
专利摘要本实用新型公开了一种球形储罐的上支柱长圆形连接结构，由盖板、U形柱、水平半圆管、加强板、连接板、十字定位板组成。U形柱下部焊接一个水平半圆管，水平半圆管与球壳直接焊接，形成圆弧形焊缝。加强板位于水平半圆管和U形柱之间，与水平半圆管和U形柱焊接，连接板位于U形柱的下端。盖板、U形柱、水平半圆管的厚度相同，由上至下依次焊接成长圆形结构，长圆形结构与球壳板直接焊接，构成等厚度大圆弧连续封闭焊接的长圆形焊缝。球形储罐的上支柱长圆形结构明显优于推荐标准给出的结构型式，消除了U形柱结构的所有缺陷，避免了由于焊接不连续而产生的焊接裂纹，焊接质量高，支承状态好，降低了制造成本。
文档编号F17C13/08GK2704742SQ20032011164
公开日2005年6月15日 申请日期2003年11月27日 优先权日2003年11月27日
发明者于广彦, 李喜顺, 邵金玲, 樊奉瑭, 白世林, 魏永芳, 何剑华, 辛虹, 王红秋 申请人:大庆石油化工设计院