9. Сферические резервуары
Сферические резервуары (рис. 52) предназначены для хранения сжиженных газов под высоким избыточным внутренним давлением от 0,25 до 2,0 МПа. Объем их колеблется от 600 до 4000 м3.
Рис. 52. Сферические резервуары для хранения сжиженных газов
Проектирование сферических резервуаров (рис. 53) выполняется с учетом требований СНиП 2.09.03 – 85 «Сооружение промышленных предприятий» и СНиП П-23-81 «Стальные конструкции». Выбор материалов зависит от температуры окружающей среды и температуры продукта.
Рис. 53. 3-D модель группы из четырех сферических резервуаров на фундаменте
Основным элементом конструкции сферического резервуара является оболочка, которую собирают из лепестков двоякой кривизны, а также купола и днища. Сферические резервуары более сложны в изготовлении, чем цилиндрические, при этом трудоемкость их изготовления определяется, прежде всего, принятой схемой раскроя сферы, которая чаще всего принимается экваториально-меридиональной или меридиональной (рис. 54).
Рис. 54. Схемы раскроя сферического резервуара:
а) меридиональный; б) экваториально-меридиональный
1 – купол; 2 – лепестки; 3 - днище
Элементы оболочки (лепестки) толщиной до 36 мм вальцуют в холодном состоянии на шаровых вальцах, при большей толщине штампуют в горячем состоянии на прессах. Сначала лепестки соединяются на прихватках и образуют сферу. Затем их сваривают автоматами с помощью специальных манипуляторов-вращателей (рис. 55), которые позволяют выполнять сварные швы в нижнем положении. Для крупных резервуаров (объемом 2 тыс. м3 и более) допускается монтаж сферических резервуаров без применения манипуляторов (рис. 56).
Рис. 55. Использование манипулятора-вращателя для сварки сферического резервуара
Рис. 56. Монтаж сферического резервуара
Сферические резервуары чаще всего опираются на систему стоек 5 (рис. 57), выполняемых из труб или двутавров и привариваемых к лепесткам оболочки. Такая конструкция опор обеспечивает достаточную свободу температурных деформаций оболочки. Число лепестков в экваториальном сечении должно быть кратным числу опорных стоек, а их ширина зависит от размеров стандартных листов.
Рис. 57. Схема сферического резервуара
1 — сферическая оболочка резервуара; 2 — купол; 3 — лепестки оболочки; 4 — днище оболочки; 5 — стойки опоры; 6 — связи между опорами; 7 — горизонтальная площадка; 8 — шахтная лестница; 9 — внутренняя смотровая лестница; 10 — столбчатые фундаменты шахтной лестницы; 11 – кольцевой железобетонный фундамент
Для создания пространственной жесткости сооружения все колонны должны соединяться между собой крестовыми связями 6. Сферические резервуары для их обслуживания в процессе эксплуатации оборудуют площадками 7 с перилами и лестницами. Лестницы выполняют шахтного типа 8 или подвижными вокруг резервуара. Для осмотра оболочек внутри резервуара служат подвижные лестницы 9, доступ к которым возможен сверху и снизу резервуаров.