内浮顶储罐设计
P=773.4+1200=1973.4（Pa） E—弹性模量，取E=200Gpa；
θ—母线与水平面夹角，取自支撑锥顶坡度为1/2，于是θ=300；
C—腐蚀裕量，mm。
11× t=2.241973.42000×109+0.002=0.00492+0.002=0.00692(m)≈7mm sin300园整至钢板规格厚度8mm。所以假设罐顶厚度8mm合理。
自支承式的罐顶形状近似球面，靠拱顶周边支撑于焊在罐壁的包边角钢上。球面由8mm的中心盖板和瓜皮板组成。瓜皮板共块20对称布置，板与板之间互相搭接，搭接宽度40mm，搭接的外侧采用连续焊，内侧采用间断焊（图4）。中心盖板搭在瓜皮板上，搭接宽度50mm。瓜皮板与包边角钢在外侧采用单面连续焊，焊角高度取3.5mm的弱顶焊接结构，以防一旦发生事故，罐顶首先被掀开，以避免罐壁破坏，物料漏出。
1.5.3.2包边角钢的强度验算
自支承式的锥顶、拱顶储罐需要在罐壁连接处设置包边角钢，以承受从罐顶传来的横向力，此横向力是因为罐内或罐外压力而产生的水平分力。罐顶就靠拱顶周边支撑于焊在罐壁上的包边角钢上，因此认为与包边角钢相连的罐顶和罐壁各16倍板厚的截面可与包边角钢共同起加强作用，共同承受水平分力，此区的最小面积[4]：
Fmin
pD2
= （Pa） 8σφtgθ式中 σ—包边角钢的许用应力，取σ=1.57×108Pa；
θ—母线与水平面夹角,为300；
D—储罐直径，m ；
P—储罐单位面积荷载，为1973.4 Pa(5.1算出)；
φ—焊接系数。
将数据代入公式得 Fmin=4.085×10?4m2
包边角钢尺寸采用L75×75×8，其截面积A=11.503×10?4m2。 A>Fmin 包边角钢的强度足够。
1.5.3.3拱顶的稳定性验算
拱顶球壳无内压作用，只校核外载荷作用下的稳定性。作用在拱顶不致由皱折造成失效的安全应力（拱顶许用临界应力）Pcr为[5]。
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内浮顶储罐设计
Pcr=0.1E
tgθD
式中 E—弹性模量，取E=200Gpa；
t—球壳厚度，mm（不包括腐蚀裕量）；
D—储罐直径，m；
θ—母线与水平面夹角；
将数据代入公式得： Pcr=5.46×106Pa
而在罐顶中由动载荷和静载荷所引起的压力P=1973.4 Pa
P 满足稳定性要求。 1.5.4罐底设计 罐底由中幅板和边缘板搭接而成。根据受压与腐蚀情况，再结合工程经验，中幅板和边缘板钢材厚度分别取6mm 和8mm，并按塔接T型排列（见图5）。罐底的中间部分相当于一个铺在弹性基础上的薄板，除基础有过大的沉陷外，其所受应力是很小的，但底版的边缘部分受力却十分复杂。中幅板采用单面连续塔接角焊，为保证边缘板比较平坦，中幅板必须搭在边缘板上。中幅板搭在边缘板上也采用单面连续搭接角焊。在罐底上的三块钢板重叠处为减小板缝高度和应力集中，应上层底板切角（见图5放大图Ⅱ）。全部塔接焊缝至少焊接两遍成形。 边缘板在与罐底壁相焊接的部分应做成平滑支承面。边缘板对焊接缝下面采用厚度为4毫米、宽度为50毫米的垫板（见图5放大图Ⅰ）。边缘板之间的对接焊缝上表面必须磨平，以保证与灌底下端紧密接触。底圈壁板与边缘板之间采用双面连续角焊T型接头，在这一部分，由于受到灌底的牵制或约束，无法沿半径的方向伸出，焊缝的受力状况比较复杂。因此，要求罐壁与罐底连接处的内、外角焊缝，具有较少的缺陷，有较高的冲击轫性，采用焊三遍成形，就变得很重要了，在施工上应充分注意。罐底为消耗或补偿因基础下沉而引起的中部凹陷，同时也便于排除残液，设计有一定的坡度（见图6）。 1.5.5内浮顶与罐壁之间的密封设计 本设备选用湖南石化设备制造有限公司的装配式不锈钢内浮顶，它是一个漂浮在液面上的浮盖，在-漂浮状态下，其下表面与贮液全部接触，周边是软密封。它可随液面上下活动，高液位受高位报警装置的限制，在低液位时可支承在浮顶本身设置的支柱上。 内浮盘与罐壁之间的密封通常采用弹性材料密封结构（图 7 ）。它是在丁腈橡胶密封袋（用于油品时）中填充梯形截面的聚氨酯软泡沫塑料，依靠泡沫塑料的压缩变形来实现密封。密封材料中还设固定钩板，其目的是为了固定密封胶袋位置，防止泡沫塑料在浮盘下降时往上翻。圆弧转角是为不致戳破密封胶袋。每米圆周长度设置固定钩板。内浮盘与罐壁之间间隙取150mm，采用断面宽度230~250mm的软泡沫塑料密封块，密封力约为 ９ 内浮顶储罐设计 200N/m。为消除蒸汽空间，弹性块应侵入液面下20-50mm，外层密封袋能在使用环境中经久耐用，且不污染储液。为防止液体的毛细现象，要在橡胶密封袋上压有锯齿。 1.6 荷载计算 1.6.1风载荷计算 为保证贮罐在0.35kpa设计风载荷作用下的稳定性，必须考虑风载荷作用下贮罐的倾覆和滑移。 1.6.1.1倾覆 取风载荷作用于贮罐重心位置，由风载荷使贮罐倾覆的力矩应小于由贮罐重量产生的抵抗力矩（取空罐时最危险的情况）[6]。 倾覆力矩： MD= 1 HQ2 MD=1/2×HQ (kN.m) 抵抗力矩： MR= 1 D(Wr+WL) (kN.m) 2 式中 H—贮罐高度,H=11m； Wr—贮罐自重（包括附件及配件），Wr=43735×1.01≈442200㎏； WL—贮液自重,空罐时取WL=0； Q—风载荷，Q=C.K.W.A （kN） z0 其中： C—形状系数，取C=0.7； Kz—风压高度变化系数，取K=1.15 z W0—设计风压值，W0=0.35kN/m2 A—受压面积，即储罐的最大垂直投影面积，A=HD=154m2 Q=C.Kz.W0.A=34.13kN MD= MR= 1 HQ=238.91 kN .m 2 1 D(Wr+WL)=2382.4 kN .m 2 MD 1.6.1.2滑移 １０ 内浮顶储罐设计 由风载荷在罐底板下表面的滑移剪力应小于由底板和基础之间的摩擦抵抗力(取空罐时最危险的情况)[7]. 滑移剪力: FD=Q FR=μ(Wr+WL) 式中 μ-底板和基础之间的静摩擦系数,取μ=0.7(钢板和沥青砂石之间的摩擦系数)。 FD=43.39 kN .m FR=303.2 kN .m FD 1.6.2地震载荷计算 验证在7级地震烈度的设计地震载荷作用下，贮罐的强度和稳定性。 1.6.2.1水平地震载荷 [8] Q0=CZ.αmax.W.g 式中 Qo—储罐的水平地震作用N； C Z —综合影响系数，取Cz=0.4(为常压式储罐)； αmax—水平地震影响系数,按7级地震烈度，αmax=0.23； W—产生地震载荷的设备总重量，W=Fr.W'； th3Fr—动液系数，Fr= RHW 3RHW ； 其中 HW—贮罐底面至贮罐液面高度， 贮罐最高液面按设计容积1050m3计算,HW=1050mm； R—自上往下数第一圈罐壁的半径，R=5500mm；h—双曲正切函数。 R =0.5，代入计算得Fr=0.47 HW W'—贮罐内贮液重量，W'=1050×792.8Kg=832440Kg 固Q0=Cz.αmax.W=352748 Kg 1.6.2.2地震弯距 [9] 水平地震载荷对贮罐底面的弯距： M1=Q0. HW =1948.2KN.m 2 1.6.2.3第一圈罐壁底部的最大压应力 σ= N1M1 + （Pa） A1Z1 １１ 内浮顶储罐设计 式中 N1—第一圈罐壁底部的垂直荷载，按罐体自重的80%计算； A1—第一圈罐壁的截面积，A=πDδ（m2） 111 Z1—第一圈罐壁的截面抵抗距，Z1=0.785D1δ1（m） D1—第一圈罐壁的平均直径，11m； 2 3 δ1—第一圈罐壁的实际壁厚，δ=0.0080m。 1 N1=35360 Kg A1=0.1797m2 Z1=A1=0.493922m3 σ=5.87×106Pa 1.6.2.4第一圈罐壁的容许临界压力 [σcr]=3.88×10 个平面）。 5 ×( δ1 R1 )125 H ×()2 R1 1 H—基础顶面至罐壁顶面的高度，H=12.608m。（基础顶面至罐壁底面是同一标高的两 [σcr]=9.55×106Pa σ1<[σcr] 安全 通过以上载荷的计算,证明所设计的内浮顶甲醇储罐在0.35KPa和7级地震烈度的作用下,安全稳定。 1.6.3其他结构 为了保证甲醇储液的安全储存及计量，内浮顶罐选用了合适的附件。主要有罐壁通气孔、透光孔、人孔、消防泡沫管、液位计口、阻火器、静电避雷针、水喷淋器等，其设计要求按有关标准和规范进行，在这里就不一一叙述了。 １２
内浮顶罐的设计
