Результат интеллектуальной деятельности: Резервуар вертикальный цилиндрический стальной для хранения нефти и нефтепродуктов

Изобретение относится к области строительства, в частности к конструкции вертикального цилиндрического стального резервуара для хранения нефтепродуктов.

Известны резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов, включающие стенку и днище, соединенные между собой сварным тавровым швом, такое соединение называется уторный узел (фиг. 1).

Недостатком данного решения является то, что напряжения при заполнении и опорожнении резервуара концентрируются в сварном уторном шве, причем деформация узла происходит скачком за счет потери устойчивости системы при нагружении. Повышенный уровень напряжений в зоне их концентрации при контакте с подтоварной водой способствует появлению коррозии под напряжением. В результате двух описанных выше процессов надежность и остаточный ресурс резервуара существенно снижается, что непосредственно влияет на срок безопасной эксплуатации конструкций и всего резервуара.

Известен резервуар большого объема для хранения нефтепродуктов, включающий стенку и днище, соединенные между собой при помощи компенсационного элемента, выполненного в виде вогнутого гофрированного кольца. При этом параллельно стенке герметично устанавливается перегородка в виде вертикального ребра жесткости с образованием между ней и стенкой квадратного кольцевого зазора с шириной, равной его высоте, который заполняется эластичным резиновым маслостойким уплотнителем, а полость между вогнутым гофрированным кольцевым элементом, стенкой и днищем заполняется дегазированной, несжимаемой и незамерзающей жидкостью. (RU 2270904 Е07Н 7/02. 2006)

Недостатками данного решения являются: сложное конструктивное исполнение компенсационного элемента, наличие в компенсационном элементе ненадежного маслостойкого уплотнения, которое из-за старения клеевого соединения резины с металлом на практике разрушается задолго до истечения срока эксплуатации объекта. Кроме того, в ходе возведения резервуара сложно заполнить внутреннюю полость компенсационного элемента жидкостью, что в целом снижает общую эксплуатационную надежность объекта.

Проведя патентный и информационный поиск, аналоги, близкие к предлагаемому изобретению не найдены.

Техническим результатом изобретения являются снижение концентрации напряжений и плавное изменение геометрии стенки и днища, что повышает надежность, увеличивает межремонтный период и срок службы резервуара.

Технический результат достигается тем, что в вертикальном цилиндрическом стальном резервуаре для хранения нефти и нефтепродуктов соединение цилиндрической стенки и днища выполняется конструктивным элементом в виде тороидального перехода с радиусом равным радиусу резервуара, с полками расчетного размера и по толщине листа равным толщине стенки первого пояса. При этом для устойчивости резервуара по всему контуру стенки между тороидальным переходом и фундаментом резервуара устанавливается подпятник с крепежными косынками с шагом, рассчитанным в зависимости от диаметра резервуара.

Данный резервуар иллюстрируется на фиг. 2, где 1-тороидальный переход, 2-подпятник, 3-косынка, 4-анкерный болт, 5-бетонное кольцо, 6-стенка, 7-днище. Стенка (6) и днище (7) резервуара соединяются тороидальным переходом (1). По всему контуру стенки (6) под тороидальным переходом устанавливается подпятник (2), соединенный с косынкой (3), которая крепится к бетонному кольцу (5) с помощью анкерных болтов (4).

На фиг. 3 показаны напряжения в стандартном уторном узле, достигающие 360 МПа, что превышает предел текучести, используемой стали. На фиг. 4 показаны напряжения в области тороидального перехода с подпятником при тех же условиях нагружения, при этом максимальные напряжения не превышают 195 МПа.

В процессе воздействия гидростатической нагрузки в резервуаре с тороидальным переходом между стенкой и днищем происходит плавное изменение геометрии стенки и днища резервуара, что приводит к снижению концентрация напряжений в узле соединения стенки и днища.