专利名称：钢制大型储液罐抵御飓风、海啸的罐体结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属大型容器技术领域，特别是抵御飓风、海啸、风暴潮的大型抗灾储液 罐技术。
技术背景 大型储液罐因体积巨大，迎风面积巨大，所以在偶遇强烈的飓风、台风、海啸、风暴 潮自然灾害侵袭时，容易受到损毁、腐蚀。现有的大型储液罐，例如立式圆筒形储液罐、液滴形储液罐、多折液滴形储液罐， 因迎风面积大，在遭遇飓风时，一般用多道抗风圈增强罐壁的刚性，但是抵御毁坏性破坏的 超强台风仍有强度、刚度不够的问题。例如抵御V级毁坏性破坏的超强劲台风(风速大于 249公里/时，浪高6. 5米以上)抵御5级海啸(可能影响的最大高度大于24米)，上述几 种大型储液罐可能因为抗灾能力不足而遭到破坏。中国专利CN200720140652. 0公开了一种大型储液罐抗震的准球形罐底板构造， 但未涉及扁卵球形、半球形、椭球形、带折边锥形罐底板。
发明内容本发明根据卵圆的理论标准方程 r π ι 2ηx2+y2= (an-y)-^T式中，χ为横坐标值，y为纵坐标值，η为卵指数。当卵圆的卵指数11< 1时，得到扁卵圆曲线。以扁卵圆曲线为成形母线绕中心轴 线旋转，即形成扁卵球壳，见附图1(a)示意的正置的扁卵球壳和图1(b)示意的倒置的扁卵 球壳。本发明公开一种抵御飓风、强台风、海啸、风暴潮自然灾害的大型钢制储液罐，其 罐体结构外形接近于倒置的扁卵球，由凸形罐底板，经向和周向双曲率壁板、拱顶板与网 壳、弓形支撑桁架、筛网板、支撑柱与拉杆、防护板、内浮盘、浮子、辐拉绳等，按特定方式连 接组装。储液罐座在旋转曲面形状的混凝土基础上，基础的顶面标高超过飓风、强台风、海 啸、风暴潮的波浪水位可能达到的最大高度，以避免偶遇这些种类的自然灾害时对储液罐 的损毁、腐蚀作用。储液罐罐体暴露在基础顶面以上的部分有接近于倒置的扁卵球形的流线形的外 部形状，以减少风压力作用。倒置的扁卵球可以简化为扁卵球形、半球形壳、椭球壳、带折边 锥形壳形状的底板。储液罐底板贴放在混凝土基础的旋转曲面上。连接在罐底板与罐的拱 顶板之间的储液罐的双曲率壁板用延罐壁圆周分布的弓形支撑桁架从储液罐内部支撑。弓 形支撑桁架是由弓形排架、连接杆、斜撑杆组焊而成的、与罐壁板焊接固定的三维支撑的钢 结构。弓形排架由同一平面内的直立杆、弓形杆、连接杆、斜撑杆焊接而成，且直立杆在排架安装后垂直于地平面，相临两框弓形支撑桁架之间用拉撑杆、连接杆相连，以保证弓形支撑桁架结成的整体架构的抗风压稳定性。储液罐的拱顶板和网壳用许多根垂直的钢管支撑柱支撑并且用拉杆固定。每根支 撑柱顶端有一个半球形的钢制柱头，半球柱头表面焊有呈放射状分布的一组拉杆，拉杆另 一端分散地与拱顶网壳节点分别连接。支撑柱的底部焊接在罐底板上水平固定的钢质底座 上。各个相临的弓形桁架的直立杆之间焊有多孔的筛网板，筛网上、下端焊接固定在 拱顶板与底板上，将储液罐内分成两个相通的区域储罐中心区和周边环形区，两个区域采 用不同的浮盘密闭。中心区的柔性浮盘由延弓形桁架的直立杆以内的周边分布的梯形断面 的空心钢制浮舱圈与耐腐蚀、耐溶胀的柔性薄片浮盘板搭接相连接，用压板和螺栓紧固连 接。支撑柱与柔性浮盘板之间，在支撑柱周围套装有圆环形的矩形断面的钢制小浮舱，浮盘 板在支撑柱位置上开有圆形孔，小浮舱与浮盘板的搭接用压板环和螺栓紧固。整个内浮盘 可随液位的升降在弓形支撑桁架的直立杆和筛网板围成的柱状中心区内上下移动，当浮舱 落至罐底板时，柔性浮盘板保持自由而不紧绷的状态。储液罐的周边环形区内用堆放适量 正三棱锥体、正方形或球形耐蚀浮子复盖液面减少储液蒸气挥发。浮子的摊浮堆放量以液 面处于储液罐内的最大直径状态时，漂浮的浮子最少2-3层，最多不超过10层。浮子尺寸 比筛网板的板孔尺度大一倍以上，浮子飘浮在储液环形表面。储液罐罐壁外部延圆周分布水平斜置的防护板，防护板从罐壁处向下倾斜至地基 表面。钢制防护板一端用螺栓连接在罐壁外沿周向水平焊接的型钢环条上，另一端用螺栓 连接固定在混凝土基础上。防护板的作用是保障储液罐与基础之间的缝隙不因雨水、杂物 等浸入而引起锈蚀。储液罐支撑柱的中心支撑柱顶端到每一框弓形排架的弓形杆顶端之间 各有一根放射状分布的幅拉钢丝绳，通过钢丝绳两端的圆环分别固定连接在相应的杆端， 并且钢丝绳的松紧可以调节，以增强储罐内部钢结构的整体刚性。本发明的优点1.本发明用接近于倒置的扁卵球形的储液罐结构，罐体、罐壁、罐顶的曲率半径没 有强烈突变的棱角，所以罐体内因曲率变化而引起的壳壁边缘应力远远低于立式圆筒形储 液罐的壁板与底板的连接边缘的应力和应变，提高了安全可靠性。2.本发明的大型储液罐在基础之上的暴露于大气的部分有接近于流线形的外形， 大大降低了台风、飓风的风压力作用，同时储液罐内部的桁架、支撑柱、网壳增加了罐体整 体的强度和刚度，与立式圆筒形储液罐、液滴形或多折液滴形储液罐相比，大大提高了抵御 风灾的能力。3.本发明的储液罐，其重心低于混凝土基础的顶平面，与同样重心高度的大型立 式圆筒形储液罐或液滴形储液罐相比，倒扁球形储液罐的基础顶面更高，所以有更高的抵 御海啸、风暴潮的能力。4.本发明的大型储液罐，在相同储存容积的条件下，与立式圆筒形储液罐相比可 节省钢板、管道及储罐附件耗用量、降低储液罐运行总成本。5.本发明的大型储液在不改变储液罐罐壁钢板厚度的限定时，可大大增加储液罐 直径，储液罐直径不受限制。储液罐单罐的容积规模效益明显。罐体直径越大，单位储液容 积的造价越低，占地面积也越少。
图1是正置的扁卵圆a图和倒置的扁卵圆b图。图2是接近倒置的扁卵球形的大型储液罐主体结构的右侧剖面示意图。图3是大型储液罐俯视图的右半侧。图上部显示从图2的最大圆周位置截去储液罐壳体后的俯视剖面示意图。图4是储液罐浮舱、小浮舱与柔性浮盘板搭接时用压板环与螺栓紧固封闭时的细 部结构示意图。图5是储液罐的拱顶板与网壳的结构示意图。图中，1球柱头、2浮盘板、3小浮舱、4浮舱、5储液、6浮子、7支撑柱、8拉杆、9拱顶 板、10直立杆、11弓形桁架、12壁板、13弓形杆、14防护板、15基础、16斜撑杆、17连接杆、 18罐底板、19底座、20筛网板、21辐拉绳、22斜拉杆、23中心支撑柱、24连接杆、25桁架樑、 26螺栓连接件、27压板环、28网壳。
具体实施方式
在大型储液罐的旋转曲面形状的基础15上，以旋转中心线与地基15的高点处为 中心，摊铺储液罐底板钢板，组装焊接罐底板18，将底板18的边缘划线延圆周切齐。探伤、 检验。划线，在图样规定位置和方位在底板18上，焊接固定底座19。储液罐的双曲率壁板12用矩形钢板拼接，将矩形钢板拼接成壁板12规定的长度， 划线切割成橘瓣状，并开坡口，弯曲成型，将成型的壁板块焊接连接成大片壁板。控制钢板 幅宽，以保证焊缝棱角度附合图样的规定。将弓形桁架构件分别划线、下料。弓形杆成型，将弓形杆、直立杆、斜撑杆、连接杆 组装焊接成弓型平面排架，将两个以上的弓型平面排架划线焊接在大片壁板上，并组焊两 个弓型平面排架之间的桁架樑25、斜拉杆22、连接杆24、筛网板20、组成一段弓形桁架11 与壁板12大片、筛网板20的组合件，将这一组合件坡口处加垫板，各分段用起重设备吊放 到预定的安装位置，用卡具使其下端与罐底板边缘及侧边对缝焊接。在各个壁板大片连接 部位搭脚手架，圆周的罐壁板12与弓型桁架11筛网板20组装焊接，但仍应保留进入罐底 的施工通道，至最后封闭。最后1片筛网板20在罐周环形空间装填完适量的浮子6后，完 全焊封。在储液罐底部组装网壳28，在罐壁四周起吊网架28并与罐壁12及直立杆10、桁 架樑25连接固定。将起立杆10与中心支撑柱23之间的辐拉绳21穿引拉张至有一定张 力。按退装顺序将支撑柱7套上小浮舱3后用起重设备垂直安放在底座19上，焊接固 定。在支撑柱顶部的球柱头1与网壳节点之间按图安装拉杆8，并且焊接固定。在储液罐内将分段的钢浮舱4段在罐内延罐内的弓形桁架11的直立杆10以及筛 网板20的边缘排列、焊接，连成整个钢浮舱4。在罐底铺摊柔性浮盘板2，将浮盘板条、块用 胶接、缝接、或拉链连接成罐底形状，浮盘板经剪裁，周边与浮舱边缘搭接，用压板环27和 螺栓26压紧，小浮舱边缘搭接，亦用压板环27和螺栓26紧固。在罐体工程告一段落后，在储液罐上根据需要安装量油器、呼吸阀、安全阀、通气阀、防火器、内部关闭阀与操作装置、泡沫发生器、透气阀、量由器、液位控制器、静电导出装 置、电化学保护装置、加热器、喷水散热器、人孔、手孔、透气孔 、排污孔、搅拌机、外保温等。 清扫罐体内部、涂防腐涂料充水进行试验。
权利要求一种抵御飓风、强台风、海啸、风暴潮自然灾害的钢制大型储液罐，其罐体结构外形接近于倒置的扁卵球，由凸形罐底板、经向和周向双向曲率壁板、拱顶板与网壳、弓形支撑桁架、筛网板、支撑柱与拉杆、防护板、内浮盘、浮子、辐拉绳等，按特定方式连接组装，储液罐座在旋转曲面形状的混凝土基础上，基础的顶面标高超过飓风、强台风、海啸、风暴潮的波浪水位可能达到的最大高度。
2.根据权利要求1所述的钢制大型储液罐，其特征在于，接近倒置的扁卵球形的储液 罐罐体暴露在基础顶面以上的部分，有接近于流线形的外部形状，储液罐罐底板贴放在混 凝土基础的旋转曲面上；倒置的扁卵球可以简化为扁卵球形、半球形壳、椭球壳、带折边锥 形壳形状的底板。
3.根据权利要求1所述的钢制大型储液罐，其特征在于，连接在罐底板与罐的拱顶板 之间的双曲率壁板，用延罐壁圆周分布的弓形支撑桁架从储液罐内部支撑，弓形支撑桁架 由弓形平面排架和斜撑杆与连接杆同相邻的弓形平面排架组焊而成，弓形平面排架由同一 平面中的弓型杆、直立杆、连接杆、斜撑杆组焊而成，且直立杆安装后垂直于地平面。
4.根据权利要求1所述的钢制大型储液罐，其特征在于，储液罐的拱顶板用网壳加许 多根垂直的钢管支撑柱支撑并且用拉杆固定，每根支撑柱顶端有一个半球形的钢制柱头， 半球柱头表面焊有呈放射状分布的一组拉杆，拉杆另一端分散地与拱顶的多个网壳结点分 别连接，支撑柱底部焊接在罐底板上水平固定的钢质基座上。
5.根据权利要求1所述的钢制大型储液罐，其特征在于，储液罐内的各个相邻的弓形 桁架杆的直立杆之间焊有多孔的筛网板，筛网板上、下端分别焊接固定在储液罐拱顶与底 板上。
6.根据权利要求1所述的钢制大型储液罐，其特征在于，储液罐的内浮盘由延弓形桁 架的直立杆以内的周边分布的梯形断面的空心钢制浮舱圈与耐腐蚀、耐溶胀的柔性浮盘板 相连接，钢制浮舱圈的内边缘与浮盘板的外边缘搭接，用压板和螺栓紧固连接，整个内浮盘 可随液位的升降在弓形支撑桁架的直立杆和筛网板围成的柱状空间内上下轻松移动。
7.根据权利要求1所述的钢制大型储液罐，其特征在于，储液罐罐壁板与罐内各个弓 形桁架的直立杆和筛网板围成的圆环状空间内用正三棱锥体、正方形或球形耐腐蚀的轻浮 子填充，浮子填充量保持圆环状空间的最宽截面处较为均勻地摊浮不少于2-3层且不多于 10层浮子，浮子尺寸比筛网板的板孔尺度大一倍以上，浮子飘浮在储液表面。
8.根据权利要求1所述的钢制大型储液罐，其特征在于，储液罐内的支撑柱与柔性薄 片浮盘板之间在支撑柱周围套装有圆环形的矩形断面的钢制小浮舱，浮盘板在支撑柱位置 上开有圆形孔，孔径大于支撑柱直径且小于小浮盘外径，小浮舱与浮盘板的搭接连接用压 板环和螺栓固定。
9.根据权利要求1所述的钢制大型储液罐，其特征在于，储液罐罐壁外部延圆周分布 水平斜置的防护板，钢质防护板一端用螺栓连接在罐壁外沿周向水平焊接在罐壁上的型钢 环条上，另一端用螺栓连接在混凝土基础上，防护板从罐壁处向下倾斜至地基表面。
10.根据权利要求1所述的钢制大型储液罐，其特征在于，储液罐支撑柱的中心支撑柱 顶端到每一框弓形排架的弓形杆顶端之间各有一根放射状分布的辐拉钢丝绳，通过钢丝绳 两端的圆环固定连接在相应的杆端，并且钢丝绳的松紧可以调节。
专利摘要本实用新型涉及大型容器。公开了一种抵御毁坏性飓风、台风、海啸、风暴潮的钢制储液罐的罐体结构。这种外形接近倒置的扁卵球形的大型、超大型储液罐由凸形罐底板、经向和周向双向曲率壁板、拱顶板与网壳、弓形支撑桁架、支撑柱、柔性内浮盘、防护板等组成，储液罐座在旋转曲面形状的混凝土基础上。其特点是，基础顶面标高超过预测自然灾害的最高水位；改善了储液罐壳体的应力分布；近流线形的外露罐体形状和增强的罐内支撑，大大减小了巨大风压荷载的破坏作用；在限定钢板壁厚尺寸的前提下，储液罐直径不受限制，储液罐单罐的规模效益明显。
文档编号B65D90/02GK201703778SQ20102010406
公开日2011年1月12日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者陈威 申请人:陈威