日本SMC储气罐结构
设计与施工储气罐的主要荷载是内部气体压力、风荷载及地震作用。在风荷载中应考虑风振系数。高压球形罐的风荷载体型系数一般可取0.30~0.35。
湿式罐的水平地震作用包括水槽和各塔节自重所产生的地震力,以及水槽内的水因振动所引起的动水压力。干式罐的水平地震作用包括筒身自重和活塞重量所产生的地震力。计算雪荷载时要考虑雪在罐顶的局部堆积所引起的偏心力矩。
在各种荷载和内压作用下,罐的外壳壁板及顶板按薄壳结构无矩理论分析其内力。低压储气罐的壁板和顶板厚度一般并不由强度决定,而是由构造和防腐要求决定。导柱式储气罐的导柱架承受由导轮传来的塔节上的风力和水平地震力,可按平面桁架分析方法将导轮压力分解到各个平面,求出其杆件内力。
螺旋导轨式储气罐塔节上的内立柱、上下圈板和导轨构成空间框架,承受导轮传来的风荷载和地震力的水平分力。干式储气罐的筒体在风荷载、水平地震力和内压作用下要验算其局部和整体稳定。球形罐在内压作用下抗拉能力较强,但在负压下其稳定性很差,因此需要规定低使用压力,以保证在气温下降而内压随之下降时不致出现负压。
① 油液密封式SMC储气罐。筒身和活塞的横断面为正多边形。多边形的角上设有工字形立柱。壁板、顶板和活塞底板都由5~6毫米厚的钢板压制的槽形构件组成,具有一定的抗弯强度和刚度。活塞上部按辐射形布置桁架,桁架的上下两端装有导轮。当活塞升降时导轮沿立柱滑行。罐体外部沿全高每15米左右设环形走廊一道。密封机构是活塞外围的油槽和滑板,油槽内充满矿物油,以封住活塞下的气体。
② 油脂密封式SMC储气罐。筒体横断面为圆形。筒壁外面每隔一定距离设置工字钢立柱,并沿全高装设若干道环形人行走廊,借以加强薄壁圆筒的刚度。活塞为球壳形。活塞顶面沿外周边设置桁架,桁架上下各有一个导轮,沿筒壁内侧随活塞升降而上下滑行。桁架和导轮还可以防止活塞在运行中倾斜。SMC储气罐的密封机构是由用棉布和橡胶夹层压制的密封圈及压紧装置组成的。密封圈与罐壁板之间注入润滑脂,以增强密封性能,并减小摩擦力。
③ 柔膜密封式SMC储气罐。外形为圆筒形,与油罐类似。罐内设有球壳形活塞。活塞周边安装密封柔膜,柔膜的另一端与罐壁的内侧连接。这样,在活塞下方形成一个封闭空间,当活塞升降时,密封柔膜随之上下卷动。活塞顶面外周安装用螺旋波纹板构成的套筒式护栏,以防止柔膜侧向变形。罐体上设有平衡装置,用来自动纠正活塞的倾斜。
日本SMC储气罐结构