双壳低温罐内罐用抗震结构

摘要

本发明提供了一种双壳低温罐内罐用抗震结构，包括：锚带箱，设置在承台基础中，顶端露出于承台基础的上表面，并穿过外罐底板与外罐底板密封焊接；盖体，露出于承台基础的下表面，密封所述锚带箱的底端；锚带，下端穿过锚带箱与盖体连接，上端活动连接内罐壁。本发明的锚带穿过混凝土承台基础中的锚带箱后与外露的盖体连接，锚带不与锚带箱接触，不与外罐底板接触，避免了低温内罐的冷量传导给外罐和承台基础导致外罐和承台基础低温破坏的问题；避免地震时锚带对外罐底板产生撕拉力破坏；锚带上端活动连接内罐壁，能够避免锚带对内罐壁产生附加拉力，地震时固定低温内罐，将罐体的地震力直接传递给承压平台，避免低温内罐在地震时产生提离破坏。

说明书

技术领域

本发明涉及石油及化工设备领域，更具体地，涉及一种双壳低温罐内罐用抗震结构。

背景技术

在LNG、丙烷、丙烯、乙烯、液氨等双壳低温储罐中，在地震设防地区，为避免地震时内罐产生的提离力，工程上通常在外罐底部承台基础与基础桩之间加减震垫的方式，而不采用类似外罐设置锚带的传统做法，即将锚带焊在内罐壁上，锚带下端埋入或穿过承台基础。因为该传统外罐加锚带的结构，会对内罐产生很大的破坏，导致安全隐患。主要危害：一是锚带在穿过外罐底板时，因为需要密闭外罐内易燃易爆介质，锚带与外罐底板穿过处需要焊接。但焊接的结构必然将锚带与内罐接触后冷量传递给外罐底板和外罐基础，外罐则必须采用价格昂贵的低温钢板，而且锚带埋入或穿过基础处，因低温导致多处基础可能冻胀破坏。大量的锚带设置还会导致低温罐本体大量冷量损失，造成整个低温罐系统经济上的巨大损失。第二个危害则是锚带一端与外罐底板焊接，另外一端与内罐壁焊接，地震时，内罐提离，锚带为固定内罐，所受拉力势必传到锚带与外罐底板的焊接处，并在内罐壁上产生很大的局部应力，使该两处有破坏的危险，从而造成内部低温介质外泄，导致二次危害。采用加减震垫的做法固然可行，但减震垫价格昂贵，且很多减震垫在未地震仅在安装后就被破坏，在未来服役的20-25年内需定期更换，更换非常麻烦。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种双壳低温罐内罐用抗震结构，其能使低温内罐在地震时既得到固定，又防止外罐内介质泄漏，同时避免低温内罐的冷量对外罐及承台基础的不利影响。

为了实现上述目的，本发明提供一种双壳低温罐内罐用抗震结构，其包括：锚带箱，设置在承台基础中，顶端露出于承台基础的上表面，并穿过外罐底板与外罐底板密封焊接；盖体，露出于承台基础的下表面，密封所述锚带箱的底端；以及锚带，下端穿过锚带箱与盖体连接，上端活动连接内罐壁。

进一步地，锚带的上端通过可伸缩机构活动连接内罐壁，可伸缩机构包括：卡子，与内罐壁焊接，锚带穿过卡子与内罐壁的空隙；以及限位板，与卡子之间具有间隔，厚度大于所述空隙，与穿过卡子的锚带焊接，当内罐提离时，限位板与卡子扣紧。

进一步地，所述双壳低温罐内罐用抗震结构还包括：保冷材料，填充在锚带箱内，用于减少锚带的冷量辐射。

进一步地，保冷材料为膨胀珍珠砂，填充在锚带箱内。

进一步地，所述双壳低温罐内罐用抗震结构还包括：散热机构，设置在盖体上。

进一步地，散热机构为散热片，焊接在盖体上。

进一步地，所述双壳低温罐内罐用抗震结构还包括：上盖板，锚带箱与外罐底板通过所述上盖板密封焊接。

进一步地，锚带箱包括：方形箱体；圆棒，焊接在方形箱体上，与承台基础中的混凝土钢筋焊接；方形法兰，与方形箱体焊接，盖体焊接于方形法兰；以及加强筋，设置于方形箱体与方形法兰的焊接处。

进一步地，方形箱体的板材厚度为4-6mm，选用压力容器低温钢板16MnDR或9％Ni。

进一步地，圆棒采用耐低温钢棒。

本发明的有益效果如下：

在根据本发明的双壳低温罐内罐用抗震结构中，锚带穿过预埋在混凝土承台基础中的锚带箱后与外露的盖体连接，锚带不与锚带箱接触，不与外罐底板接触，该结构具有以下有益效果：第一，锚带与低温内罐接触后，避免了低温内罐的冷量通过锚带直接传导到锚带箱和外罐底板，从而避免低温内罐的冷量传导给外罐导致外罐低温破坏的问题；第二，避免地震时锚带对外罐底板产生撕拉力破坏，避免了外罐内部的介质外泄；第三，避免锚带将低温内罐的冷量传导给承台基础导致承台基础低温破坏的问题；第四，锚带的上端活动连接内罐壁，能够避免锚带对内罐壁产生附加拉力，而且当地震时，还可固定低温内罐，将罐体的地震力直接传递给承压平台，避免低温内罐在地震时产生提离破坏。

本发明可用于各种低温罐内罐的抗震固定，结构简单，密封效果良好，经济实用，保证低温内罐的安全。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本发明的双壳低温罐内罐用抗震结构的示意图。

图2示出了双壳低温罐内罐用抗震结构的锚带箱的示意图。

图3示出了图2中锚带箱的A向示意图。

图4示出了图2中锚带箱的节点I的局部放大图。

图5示出了本发明的双壳低温罐内罐用抗震结构的连接示意图。

图6示出了图5的B向示意图。

图7示出了本发明卡子及限位板的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。

参照图1，根据本发明的双壳低温罐内罐用抗震结构包括：锚带箱5设置在承台基础10中，顶端露出于承台基础10的上表面，并穿过外罐底板9与外罐底板9密封焊接；盖体6，固定且露出于承台基础10的下表面，密封所述锚带箱5的底端；以及锚带3，下端穿过锚带箱5与盖体6连接，上端活动连接内罐壁11。

在根据本发明的双壳低温罐内罐用抗震结构中，锚带3穿过预埋在混凝土承台基础10中的锚带箱5后与外露的盖体6连接(所述连接可为焊接)，锚带3不与锚带箱5接触，不与外罐底板9接触，该结构具有以下有益效果：第一，锚带3与低温内罐12接触后，避免了低温内罐12的冷量通过锚带3直接传导到锚带箱5和外罐底板9，从而避免低温内罐12的冷量传导给外罐13导致外罐13低温破坏的问题；第二，避免地震时锚带3对外罐底板9产生撕拉力破坏，避免了外罐13内部的介质L(低温易燃易爆气体)外泄；第三，避免锚带3将低温内罐12的冷量传导给承台基础10导致承台基础10低温破坏的问题；第四，锚带3的上端活动连接内罐壁11，能够避免锚带3对内罐壁11产生附加拉力，而且当地震时，还可固定低温内罐12，将罐体的地震力直接传递给承压平台，避免低温内罐12在地震时产生提离破坏。

本发明可用于各种低温内罐的抗震固定，结构简单，密封效果良好，经济实用，保证低温内罐的安全。

在根据本发明的双壳低温罐内罐用抗震结构的一实施例中，参照图1和图7，锚带3的上端可通过可伸缩机构活动连接内罐壁11，可伸缩机构可包括：卡子2，与内罐壁11焊接，锚带3穿过卡子2与内罐壁11的空隙；以及限位板1，与卡子2之间具有间隔，厚度大于所述空隙，与穿过卡子2的锚带3焊接，当低温内罐12提离时，限位板1与卡子2扣紧。如图7所示，锚带3的上端穿过卡子2与内罐壁11的空隙后与限位板1焊接，挂在内罐壁11上的卡子2上。由于低温内罐12装低温介质后冷缩，直径会变小产生水平位移，所以限位板1需与卡子2之间间隔一定距离。可伸缩机构使锚带3的上端能够自由伸缩，解决了制造安装误差、水压试验、正常操作工况时，锚带3对内罐壁11产生附加拉力的问题，而且当地震时，由于低温内罐12提离，限位板1与卡子2扣紧，从而达到固定低温内罐12的作用，防止低温内罐12在地震时被破坏。

在根据本发明的双壳低温罐内罐用抗震结构的一实施例中，参照图1，所述双壳低温罐内罐用抗震结构还可包括：保冷材料4，填充在锚带箱5内，用于减少锚带3的冷量辐射。保冷材料4的设置进一步避免了锚带3的冷量通过辐射方式传给锚带箱5，从而传至外罐底板9和承台基础10。在一实施例中，保冷材料4可为膨胀珍珠砂，填充在锚带箱5内，处于松散状态。为保证保冷效果和地震时锚带3可固定低温内罐12，膨胀珍珠砂需按要求不得填实，保证处于松散状态。

在根据本发明的双壳低温罐内罐用抗震结构的一实施例中，参照图1、图5和图6，所述双壳低温罐内罐用抗震结构还可包括：散热机构7，设置在盖体6上。散热机构7可以将锚带3的冷量散发，防止锚带3将冷量传给盖体6而在此处结冰将混凝土承台基础10冻胀破坏。在一实施例中，散热机构7可为散热片，焊接在盖体6上。锚带3的底部因冷量损失温度已上升很多，其露出承台基础10外面的部分，通过散热片使承台基础10下方的空气对流，保证锚带3的底部温度高于0度，不结冰。

在根据本发明的双壳低温罐内罐用抗震结构的一实施例中，参照图1，所述双壳低温罐内罐用抗震结构还可包括：上盖板8，锚带箱5与外罐底板9通过所述上盖板8密封焊接。用上盖板8与锚带箱5的侧壁及外罐底板9焊接，达到密封作用。

在根据本发明的双壳低温罐内罐用抗震结构的一实施例中，参照图1至图6，锚带箱5可包括：方形箱体50；圆棒52，焊接在方形箱体50上，与承台基础中的混凝土钢筋焊接，用于固定方形箱体50；方形法兰51，与方形箱体50焊接，盖体6焊接于方形法兰51；以及加强筋53，设置于方形箱体50与方形法兰51的焊接处。

圆棒52按照混凝土承台基础10中的预埋钢筋的配筋位置预先焊接在方形箱体50上。圆棒52起到固定方形箱体50的作用，从而使方形箱体50在地震时不因锚带3传过来的力发生位移。

为确保使用过程中，该方形箱体50不会发生泄漏，对方形箱体50的焊缝做100％的无损检测和压力试验，并制造临时盖板54，压力试验取1.2倍设备罐体设计压力做气压试验，进行气密试验，全部合格后预埋到混凝土承台基础10中，待低温内罐12调平水泥层施工完毕后将临时盖板54切除，使方形箱体50略高出调平水泥层。

在一实施例中，在方形箱体50与方形法兰51的焊接处均匀设置4个低温材料的加强筋53进行加强。加强筋53可以防止混凝土钢筋与方形箱体50上的圆棒52对接焊接时，由于位置调整、安装误差、对不上，强行弯曲圆棒52，强行错位可能导致的方形箱体50与方形法兰51焊接处焊缝破裂的问题。

在方形箱体50的一实施例中，方形箱体50可由两块薄板弯折后角接制造，折弯处采用圆弧过度，两薄板滚出圆角后，对接处采用角焊接。

在一实施例中，方形箱体50插入方形法兰51与之焊接时，方形箱体50对接处伸出的部分与方形法兰51相撞，方形箱体50下部采用氩弧焊角接。参照图3，方形法兰51的中心设置有与方形箱体50的横截面形状相同的方孔H，方形箱体50插入该方孔H中进行焊接。参照图4，方形箱体50与方形法兰51角焊接。

在方形箱体50的一实施例中，方形箱体50的板材厚度可为4-6mm，优选5mm。

在方形箱体50的一实施例中，方形箱体50的板材可选用压力容器低温钢板16MnDR或9％Ni。

在圆棒52的一实施例中，圆棒52可采用耐低温钢棒。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。