Файл: Рачевский, Б. С. Транспорт и хранение углеводородных сжиженных газов.pdf

подвергают контрольной сборке. Указанные сферические резервуары имеют экваториально-меридиональный раскрой оболочки и соби­ раются из двух полушарий с разъемом по экватору. Каждую полу­ сферу собирают из 12 лепестков и днища, состоящего в одних слу­

чаях из двух отправочных элементов, в других — представляющего одно целое.

Отличительной особенностью технологии производства монтаж­ ных работ на строительных площадках является различная степень укрупнения монтажных блоков, а вследствие этого применение раз-

Рис. 62. Сферический резервуар объемом 600 м3 для хранения сжиженного пропана:

1 - - лепестки оболочки резервуара; 2 — днище оболочки резервуара; 3 — мар­ шевая лестница; 4 — площадка для обслуживания резервуара; 5 — трубчатые

стойки; 6' — крестовые связи

личных типов грузоподъемных механизмов. Сварка резервуаров осуществляется автоматически с вращением оболочки на манипуля­ торах.

В целях дальнейшего усовершенствования конструкций и уве­ личения объема сферических резервуаров в институте «Проектстальконструкция» в 1964 г. была разработана серия таких резервуаров вместимостью 300—4000 м3 с внутренним давлением 2,5—18 кгс/см2 (рис. 62) [4J. Основные данные, характеризующие различные объемы сферических резервуаров, приведены в табл. 36.

Опоры для сферических резервуаров приняты в виде вертикальных трубчатых стоек (рис. 62), примыкающих к оболочке по касательной, между стойками — крестовые связи. Число стоек принято кратным числу лепестков. Стойки опираются на железобетонный фундамент.

137

11а резервуарах устанавливают предохранительные клапаны, приборы для отбора проб и замера уровня продукта (УВЦ), термомет­ ры, манометры, патрубки для входа, выхода продукта и для уравни­

где р — нагрузка на верхнюю или нижнюю точку оболочки, кгс/см2 (избыточное давление или избыточное давление плюс гидростатиче­

бавка к толщине на недокат (0,8 мм) и на вытяжку при штамповке

(2,8 мм);

по линии опирания и на устойчивость при вакууме. Критическое напряжение нкр

138

где К — коэффициент, установленный экспериментально, равный 0,1; Е — модуль продольной упругости, равный 2,1 • 10 кгс/см2.

Критическое давление

/>’ v*

Ркр 2К . (4-17)

Допускаемый вакуум определяется из выражения

13 настоящее время научно-исследовательскими и монтажными организациями ведется работа в направлении дальнейшего совер­ шенствования конструкций сферических резервуаров и технологии их изготовления.

ПОДЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ШАХТНОГО ТИПА

Непрерывный рост потребления сжиженных газов и нефтепро­ дуктов потребовал новых технических решений, позволяющих со­ оружать резервуары большого объема. Это привело к широму рас­ пространению подземных хранилищ, создающих благоприятные условия с точки зрения безопасности, а также экономики хранения.

Первоначально, в период второй мировой войны, строительство подземных газонефтехранилищ преследовало единственную цель — обезопасить эти объекты от воздушного нападения. В конструктивном отношении эти резервуары мало отличались от обычных наземных, работающих под давлением, т. е. представляли собой несущую ци­

естественной тенденцией в сооружении подземных резервуаров была попытка использовать несущую способность породы и, таким обра­ зом, изменить функцию стальной оболочки, одновременно сократив расход металла. В таких сооружениях тонкий стальной лист играл роль герметизирующей оболочки, а давление паров продукта и гид­ ростатическая нагрузка воспринимались массивом горной породы, в котором устроена подземная выработка.

Опыт создания подземных резервуаров вскрыл ряд проблем, связанных с их эксплуатацией, а пути их решения подсказали прин­ ципиально новые технические возможности при строительстве под­ земных емкостей, сооружаемых горным способом. В частности, хо­ рошая экранирующая способность многих горных пород и их хими­ ческая нейтральность к хранимому продукту привели специалистов к мысле о строительстве подземных емкостей без металлической герметизирующей облицовки. В настоящее время хранилища сжи­ женных углеводородных газов шахтного типа представляют собой подземные емкости-резервуары, сооруженные горным способом, пу­ тем вскрытия участка вертикальными стволами, от которых механи­ зированным или буровзрывным способами создают горизонтальные

139

выработки и камеры. Подземные хранилища шахтного типа сооружаются на один и на несколько видов продуктов объемом по­

рядка 10—100 тыс., м3 (рис. 63).

Сжиженный углеводородный газ в емкостях шахтного типа хра­ нится под давлением, соответствующим температуре окружающего

пород, которые должны быть монолитными (с коэффициентом крепости по шкале проф. М. М. Протодьяконова (/ = 2 ж 10 и выше) и непро­ ницаемыми для сжиженного газа и его паров; химически нейтраль­ ными к хранимому продукту и не оказывающими влияния на его товарные качества при непосредственном контакте; устойчивыми, обеспечивающими сооружение и эксплуатацию выработок-емко­ стей, как правило, без крепи или с применением анкерной крепи

[36].

140

Породы, удовлетворяющие перечисленным требованиям, выпол­ няют одновременно роль конструкционного и изолирующего мате­ риала.

Отдельные выработки-емкости изолируются друг от друга гермети­ зирующими перемычками 7 (рис. 63), сооружаемыми из специальных бетонов.

Для создания герметичных подземных емкостей наиболее при­ годны следующие породы: плотные известняки, доломиты, гипс, мел, алевриты, аргиллиты, метаморфические глинистые и шиферные сланцы, кварцит, кремнистый сланец, изверженные граниты и др. Эти породы широко распространены по территории СССР. Сульфат­ ные отложения (гипс1, ангидрит) значительной мощности располо­ жены вдоль Транссибирской магистрали, в Армении, Приуралье, Поволжье, Тульской, Калужской, Московской, Горьковской, Вла­ димирской областях. Плотные массивные известняки находятся в Ростовской области, в Дагестане, Северной Осетии, Кабардино-Бал­ карии, но рекам Кума и Кубань. Массивы известняков имеются также вблизи Калининграда, Кутаиси, Сочи, Красноярска и других райо­ нах. Выходы на поверхность коренных изверженных пород (граниты, диориты и т. д.) имеются на Кольском полуострове, Дальнем Вос­ токе. вблизи Свердловска, Винницы, Киева [5].

Оценка пригодности пород, вмещающих подземную емкость, при проведении инженерно-геологических изысканий осуществляется в соответствии с данными табл. 37, полученными на основе экспери­ ментальных исследований фильтрационных свойств и экранирующей способности горных пород [60].

Породы I —III классов (табл. 37) характеризуются практической непроницаемостью по отношению к паровой и жидкой фазам сжижен­

141

Как показали исследования, проведенные во ВНИППро.мгаз [61, 62], продолжительный контакт сжиженного газа с известняками, доломитами, гипсами и ангидритами не приводит к заметному сни­ жению устойчивости и герметичности выработок-емкостей, пройден­ ных в этих породах. В табл. 38, 39 приведены полученные экспери­ ментально значения характеристик прочности и экранирующей способности горных пород до и после контакта со сжиженным газом

[61].

Для оценки герметичности и прочности подземных емкостей можно пользоваться характеристиками физико-механических свойств окружающих пород (проницаемость, пределы прочности пород на сжатие, растяжение и т. д.), полученными обычными методами

142