【正文】 蓋（簡(jiǎn)稱(chēng)浮頂）取代了固定式罐頂。 在浮頂與罐內(nèi)壁之間的環(huán)形空間上有伴隨浮頂浮動(dòng)的密封裝置，這種油罐的頂部與其他固定頂油罐相比，在設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)更易于處理，由于罐頂?shù)淖灾厥軆?chǔ)液支撐其受力狀況良好，故大型油罐大多采用浮頂油罐。而且，儲(chǔ)罐工程投資在石油石化基本建設(shè)投資中占有相當(dāng)大的比例。罐壁厚度的計(jì)算采用變點(diǎn)法，地基的設(shè)計(jì)要考慮到地震的影響，防腐的設(shè)計(jì)要考慮到罐的內(nèi)腐蝕和外腐蝕，防腐時(shí)采用的防腐漆是否合理和是否經(jīng)濟(jì)并考慮涂漆的技術(shù)和方法，罐壁和罐底要考慮焊接要求等。由于罐頂?shù)淖灾厥軆?chǔ)液支承，其受力狀況很好，較固定頂油罐經(jīng)濟(jì)性好，所以現(xiàn)在的大型油罐多采用浮頂油罐這種形式。所以罐壁底部采用許用應(yīng)力較 大的07MnCrMoVR（球罐抗氫抗硫鋼板）。設(shè)液面處罐壁僅受液體的剩余壓力 0P ，液體的密度 ? 離液面 ? 處的壓力為： 0xP P gx??? 罐壁在此處的環(huán)向應(yīng)力：? ? Xxxx RgxpRp ???? /0 ??? 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 式中： x? —儲(chǔ)罐此處的壁厚，單位 mm （ 1）對(duì)于材料 07MnCrMoVR (16~30mm) 充水時(shí)： ???s? Mpab 270630737 ??? 儲(chǔ)油時(shí)： Mpabσ2526305252673264903232?????? 取? ?? ? MpaMpa252270??油水?? （ 2） 對(duì)于材料 16MnR（ 6～ 16mm） 充水時(shí)： MpaMpabs???????? 儲(chǔ)油時(shí)： MpaMpabs???????? 取 ? ?? ?M p aM p ??油水?? 確定油罐經(jīng)濟(jì)直徑和高度 查我國(guó)常用浮頂油罐尺寸表知，十萬(wàn)立方米浮頂油罐單盤(pán)板厚 t=。但對(duì)于容積等于或超過(guò) 100000m3 的儲(chǔ)罐，采用定點(diǎn)法計(jì)算儲(chǔ)罐壁厚度時(shí)，該點(diǎn)的計(jì)算的罐壁應(yīng)力與實(shí)際罐壁應(yīng)力差別較大。在 API650 中，介紹了罐壁的另一種計(jì)算方法，稱(chēng)為變點(diǎn)設(shè)計(jì)法，它是考慮到罐壁相鄰圈板之間的相互影響，確定各圈環(huán)向應(yīng)力最大處的位置。 各圈壁厚的變點(diǎn)計(jì)算法如下： 當(dāng)? ? 1 ???iiRth 時(shí)， ? ?1?? iooi tt 當(dāng)? ? 1 ???iiRth 時(shí)， aioi tt ? 當(dāng)? ? 101 ????iiRth 時(shí) ? ?? ? ? ? ???????? ???????111 ioiaiioaioi Rthtttt 式中 ： 1?ih 為計(jì)算圈的下面一圈的圈板高，單位 m ； R為油罐半徑，單位 m ； oit 為所需計(jì)算的第 i 圈的罐壁計(jì)算厚度，單位 mm ； ??10?it 為所需計(jì)算的第 i 圈下面一圈的圈板計(jì)算壁厚，單位 mm； （但在計(jì)算比值? ?101??iiRth 時(shí)， ? ?10?it 單位取 m ） ait 為根據(jù)變點(diǎn)位置求得的第 i 圈的壁厚值，單位 mm ； 先求得底圈計(jì)算壁厚 01t 后，再順序計(jì)算上面各圈的計(jì)算壁厚 oit ， i 代表圈板順序，自底圈向上分別為 3… 。 用上面式子計(jì)算 x 值時(shí)， R 和 ait 均為 m 作為單位。 ? ?? ???? 2 m in DxHt iai ?? 式中其余符號(hào)的意義均同前述。按充水試驗(yàn)條件進(jìn)行計(jì)算時(shí) ， ? 采用水 的容重（ 3mN ），? ?? 采用 s?43 和 b?73 中的較小者。所以采用浮頂罐。可用下試表達(dá) ???? ?TTb3 式中 3b 邊緣板的高度， m?？捎孟卤磉_(dá)式。 由以上看出，只要求出 T 和 ?T 便可進(jìn)行校核，現(xiàn)分別求 T 和 ?T 。0 ?? ????? ?T 的計(jì)算 ? ? ? ? mbbg 313 ??????? ? a n 21 ?????? DD g? ? ?? ?? ? ? ? ? ?? ? mtgDT 21 1 ????? ????? ??? ?? ??? ??3 校核：取 ?? mTT ??????? ? ????? ?TTmb ?????? gTTmb ? 所以第一準(zhǔn)則滿(mǎn)足 第三準(zhǔn)則的計(jì)算和校核 第三準(zhǔn)則為在操作時(shí)單盤(pán)與儲(chǔ)液間不存在油氣空間。 允許設(shè)計(jì)水量為 Q ?? 024 hDQ? 式中 Q –單盤(pán)上允許最大積水量， N 。灌進(jìn)艙室最終導(dǎo)致浮頂沉沒(méi)。于是 mAtbtbA L 0 1 6 5 0 1 1 ????????? 式中 lA –連接角鋼的面積 PaAtD 662 ??? ????? ??? Pas 66 8 3 ?????? s?? ? ∴ 浮船強(qiáng)度滿(mǎn)足 浮船平面內(nèi)穩(wěn)定校核盤(pán) 浮船在平面內(nèi)單位長(zhǎng)度上的臨界壓力可按下式計(jì)算 1Pcr –浮船在圓環(huán)平面內(nèi)的臨界失穩(wěn)載荷， mN ； 0R –浮船平面直徑， m ； ? ? ? ? mDDR 210 ?????? yI –浮船截面對(duì) y 軸的慣性矩， 4m ? ? 4434203322322021 1212 ?? tbxbtbtbxtbI y ????? 其中 042 bx ??? ，?? ? ? 43232 mI y ???????????????, 3101???????nM P aP c r取 M P atNr 6 ????? ?? 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 42 ???? NrM。00 ????? ? ???????? ????? 01221 TcrPdT ?? 22 ??????? ????? ?? AetR3?? 式中 ? 無(wú)量綱參數(shù)； 3R 浮船平均半徑， m ； ? ?4113 ??? DR Ae 用于剛度計(jì)算的浮船有效截面積， 2m ； 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 2444333222111 AtbtbtbtbAe ????? ???? 式中 4321 ???? 折減系數(shù)， ；， 4231 ???? ???? Ae 浮船上加強(qiáng)圈有效截面積，如連接角鋼等，均可作為加強(qiáng)角鋼看待， 2m 。但設(shè)計(jì)要求即使在這種情況下罐內(nèi)油品也不得超越浮船內(nèi)邊緣板，且應(yīng)留有一定裕量。因此，單盤(pán)安裝高度 c 應(yīng)考慮以下條件： manccc ??min 計(jì)算單盤(pán)安裝位置區(qū)域 下限 mPTTPTc dd 8428 i n ???????? ?? ? 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 上限 mTPc d 84 28 22022m i n ???? ?????? ?? ? 去單盤(pán)安裝高度 m a xm in, cccmc ??? 以滿(mǎn)足 第二準(zhǔn)則校核 第二準(zhǔn)則是在整個(gè)罐頂面積上有 250mm 降雨量的水積存在單盤(pán)上時(shí)浮頂不沉沒(méi)。0 ???? ???? ?? 226221 4mNDQP d ?? ??? ? 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 ??? DD? mtPT d 221221 ??????? ??????????? ??? ??? 船艙 ??? mm ??個(gè)，圓心角取 i 43 ??????? ?ma 0139。浮船 尺寸 ，見(jiàn)圖內(nèi)邊 緣板 高度 ， mg mb 13 。 ?T 由于 0?? 而引起的沉沒(méi)深度的增加， m。雙盤(pán)式多用于 5000 3m或更小的油罐，單盤(pán)式的多用于 5000 3m 以上儲(chǔ)罐，所以本設(shè)計(jì)選用單盤(pán)式浮頂。 采用 變點(diǎn)法設(shè)計(jì)各層壁板厚度 計(jì)算充水時(shí)各層板厚 求底圈計(jì)算壁厚 01t ? ?? ? ? ? mmDHrt a 61 ???? ?????? ?? ? ? ? ? mmHDHH Dt 19980019 601 ??? ??????????? ?? ?????? 取二者較小值，故底圈計(jì)算壁厚 mmt ? 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 求第 2 圈計(jì)算壁厚 ? ?202 ?it ? ? 71 011101 ?????? RthRthii 026 2 2 t故用下式計(jì)算由于 ?? ? ? ???????? ????01202102 Rttttt aa 用逐步法求 mmHt a ???取 第一次試 算 ? ?? ? ? ? mmDHt a 62 ???? ?????? ??? ??? attk ? ? ? ? ??? ???? ?? kk ikkc 221 ????????? cHRtx a 8 0 4 ???? cHx 2 4 1 * 23 ???? aRtx mxx in ?? ? ? mt a 62 ???? ???? 第二次試算 ??k ? ? ??? ???c mx 2 3 8 ??????? mx ??? mx ???? 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 mxx in ?? ? ? mt a 62 ???? ???? 第三次試算 ??k ? ? ??? ???c mx 2 3 5 ??????? mcHx ???? mx ???? mxx in ?? ? ? mt a 62 ???? ???? ? ? mt ????????? ??????? 求第 3 圈計(jì)算厚度 ? ?303 ?it ? ?? ? 022101 ?????? RthtR hii 036 2 2 t故用下式計(jì)算由于 ?? ? ? ???????? ????02302303 Rttttt aamHt a , 33 ????取用逐步是算法求 第一次試算 ? ?? ? ? ? mmDHt a 63 ???? ?????? ??? ??? attk ? ? ? ? 1 ??? ???? ?? kkkkc 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 mRtx a 31 ????? mcHx 3 1 8 ???? mRtx a * 33 ???? mxx in ?? ? ? mmt a 63 ???? ???? 第二次試算 ??k ? ? ??? ???c mRtx a 31 ????? mx ??? mx 2 0 9 ???? mxx in ?? ? ? mmt a 63 ???? ???? 第三次試算 ??k ? ? ??? ???c mRtx a 31 ????? mx ??? mx ??? ?? xx 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 ? ? mmt a 63 ??? ???? ? ? mmt ????????? ?????? 求第 4 圈計(jì)算厚度 ? ?404 ?it ? ?? ? *40033101 ????? RthtR hii 由于 ?? 故用下式計(jì)算 04t ? ? ???????? ????03403404 Rttttt aa 用逐步試算法求4a； mH ???? 第一次試算 ? ?? ? ? ? mmDHt a 64 ???? ?????? ??? ??? attk ? ? ? ? 1 ??? ???? ?? kkkkc mRtx a 41 ????? mcHx ???? mRtx a 43 ????? mxx in ?? ? ? mmt a 64 ???? ???? 第二次試 算 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 ??k ? ? ??? ???c mRtx a 41 ????? mx ??? mx ???? mxx in ?? ? ? mmt a 64 ???? ???? ? ? mt * ????????? ?????? 求第 5 圈計(jì)算壁厚 ? ?505 ?it ? ?? ? *40