ПЛАВАЮЩАЯ КРЫША ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО РЕЗЕРВУАРА Российский патент 2003 года по МПК E04H7/02 B65D88/34 

Изобретение относится к строительству резервуаров, в частности к конструкциям плавающих крыш, используемых в вертикальных резервуарах для хранения нефти и легко испаряющихся нефтепродуктов.

Известны плавающие крыши в резервуарах для нефти и нефтепродуктов (см. типовые проекты 704-1-183.86÷704-1-190.86), конструкция которых содержит центральную однослойную мембрану, периферийные коробчатые понтоны и опорные стойки, закрепленные в мембране и коробах.

Центральная мембрана такой конструкции имеет очень маленькую жесткость, и поэтому ее поверхность имеет выпуклости и впадины, в которых скапливаются атмосферные осадки, что ухудшает эксплуатационные качества крыши, приводит к постепенному подламыванию опорных стоек при опускании крыши в нижнее положение (на стойки).

Известны конструкции плавающих крыш, в которых для улучшения формы центральной мембраны на ее поверхность устанавливаются пригрузы в виде отрезков труб, заполненных песком, или в виде железобетонных блоков (см. типовые проекты 704-1-187.86÷704-1-189.86). Однако, как показала практика эксплуатации, такое конструктивное выполнение крыш мало помогает сохранению конической формы мембраны. В этом случае также сохраняется опасность подламывания опорных стоек, закрепленных в гибкой мембране, при опускании крыши в нижнее положение с опиранием на днище резервуара.

В упомянутых типовых проектах (см. также справочник проектировщика "Металлические конструкции", изд. АСВ, 1998 г., с.410-411) для улучшения формы гибкой мембраны к ее внешней поверхности приваривались радиальные ребра. Однако опорные стойки закреплялись только в мембране, и дополнительная жесткость радиальных ребер практически не использовалась, а сохранялись все недостатки известных однодечных крыш.

Известны различные конструкции двудечных плавающих крыш, которые не имеют указанных недостатков, но расход металла в таких крышах, по сравнению с однодечными крышами, в 1,5-2 раза больше, а количество сварных швов, необходимых для их монтажа, может превышать протяженность сварных швов корпуса резервуара.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является конструкция плавающей крыши, включающая понтоны, стальную мембрану и пригруз (см. авт. свид. 563469, кл. Е 04 Н 7/02; В 66 D 87/18 от 17.03.1976 г.).

В этом решении в качестве пригруза предложено использовать железобетонный диск с центральным отверстием. В мембране также имеется центральное отверстие, края которого герметично соединены с краями отверстия в железобетонном диске. На практике это решение не было использовано из-за большой трудоемкости монтажа тяжелого железобетонного диска. Кроме того, данная конструкция крыши не решает проблемы закрепления опорных стоек в гибкой мембране при наличии железобетонного диска.

Предлагаемая плавающая крыша отличается тем, что ее мембрана выполнена с опорными стойками и радиальными балками, жестко соединенными с периферийными коробчатыми понтонами и расположенными под мембраной, причем опорные стойки прикреплены к радиальным балкам, а пригрузы размещены вдоль этих радиальных балок.

Пригрузы могут быть размещены на опорных стойках крыши и выполняться съемными. Техническим результатом предлагаемого решения является увеличение остойчивости плавающей крыши, улучшение ее эксплуатационных свойств, включая эффективность слива ливневых вод и продление срока службы без излишних затрат металла и усложнения монтажа.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен план плавающей крыши; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Плавающая крыша для вертикального резервуара состоит из периферийных коробчатых понтонов 1 с затвором 2, мембраны 4 с радиальными балками 3, опорных стоек 5, которые прикреплены к радиальным балкам 3.

На фиг. 2 показано, что часть опорных стоек 5 снабжена пригрузами 6. Пригрузы 6 могут быть прикреплены непосредственно к радиальным балкам 3 или размещаться на мембране 4 вдоль радиальных балок 3. На чертежах показано, что в центре крыши расположено отверстие 7 для удаления воды с крыши через систему водостока 8 за пределы резервуара, имеющего стенку 9 и днище 10.

Радиальные балки 3 жестко соединены с периферийными коробчатыми понтонами 1 и имеют уклон к центру плавающей крыши. Мембрана 4 соединена с радиальными балками 3, например, с помощью сварных герметичных швов, поэтому вся поверхность мембраны 4 имеет уклон к центру крыши, что обеспечивает гарантированное удаление атмосферных осадков в виде дождя через отверстие 7 и систему водостока 8 за пределы стенки 9 резервуара.

При положении крыши на плаву гидростатический подпор хранимого продукта выгибает мембрану 4 и через нее воздействует на радиальные балки 3, создавая в них изгибные моменты, которые выгибают радиальные балки 3 против проектного уклона. Чтобы компенсировать это воздействие, не увеличивая сечения радиальных балок 3, устанавливаются пригрузы 6, размещенные вдоль радиальных балок 3. Пригрузы 6 могут размещаться на части опорных стоек 6, как показано на фиг.2, либо крепиться непосредственно к радиальным балкам 3, либо размещаться на мембране 4 вдоль радиальных балок 3 (на чертежах не показано). Пригрузы 6, таким образом, обеспечивают необходимую остойчивость плавающей крыши, необходимый проектный уклон мембраны 4 к центру крыши и позволяют снизить расход стали на радиальные балки 3. Количество пригрузов 6, их вес и размещение рассчитываются в зависимости от диаметра резервуара, величины проектного уклона мембраны 4 к центру крыши и плотности хранимого продукта. Суммарный вес пригрузов может достигать нескольких десятков тонн, поэтому они могут набираться из отдельных элементов, которые можно вручную подавать в резервуар через люк-лаз ⊘ 600 мм при монтаже плавающей крыши без использования грузоподъемных механизмов либо устанавливать пригрузы 6 на мембрану 4 вдоль радиальных балок 3 укрупненными элементами с помощью грузоподъемного крана. В этом случае конструкция опирания пригрузов 6 на мембрану 4 не должна мешать организованному водостоку к центру плавающей крыши.

Известные однодечные плавающие крыши с периферийными коробчатыми понтонами достаточно сложно монтируются, т.к. на днище резервуара необходимо сначала уложить центральную мембрану, соединить ее с понтонами, частично заполнить резервуар водой, чтобы смонтированные понтоны с мембраной оказались на плаву, и только после этого смонтировать опорные стойки, при этом очень сложно обеспечить проектный уклон мембраны к центру.

Предлагаемая конструкция плавающей крыши для вертикального резервуара позволяет упростить ее монтаж за счет наличия радиальных балок 3, жестко соединенных с периферийными коробчатыми понтонами 1, за счет того, что короба 1 с радиальными балками 3 монтируются на опорных стойках 5 на необходимой отметке относительно днища.

Радиальные балки 3 монтируются на опорных стойках 5 с необходимым проектным уклоном к центру крыши и только после выверки смонтированных коробов 1, радиальных балок 3 и опорных стоек 5 сверху укладываются участки мембраны 4, которые герметично прикрепляются к радиальным балкам 3, например, с помощью сварки.

Предлагаемая конструкция плавающей крыши, таким образом, позволяет существенно улучшить ее форму, обеспечивающую гарантированное удаление осадков со всей поверхности мембраны 4 через центральную систему водостока 7, 8, а пригрузы 6, размещенные вдоль радиальных балок 3, позволяют улучшить остойчивость плавающей крыши и сохранить требуемую поверхность мембраны 4 в положении крыши на плаву без излишних затрат металла на радиальные балки 3.

В нижнем положении плавающей крыши, когда имеет место ее опирание на днище 10 резервуара через опорные стойки 5, форма мембраны 4 также не искажается, т. к. стойки 5 прикреплены к радиальным балкам 3, которые жестко соединены с периферийными коробчатыми понтонами 1.

Такая жесткая конструкция крыши позволяет обеспечить ее опирание на днище 10 через все опорные стойки 5, т.к. они сохраняют свою вертикальность.

Изобретение относится к области строительства, в частности к конструкциям плавающих крыш, используемых в вертикальных резервуарах для хранения нефти и легко испаряющихся нефтепродуктов. Конструкция плавающей крыши включает коробчатые понтоны с затвором, мембрану и пригрузы. Мембрана выполнена с опорными стойками и радиальными балками, жестко соединенными с периферийными коробчатыми понтонами, расположенными под мембраной. Опорные стойки прикреплены к радиальным балкам, а пригрузы размещены вдоль этих радиальных балок. Технический результат изобретения заключается в повышении устойчивости плавающей крыши, улучшении ее эксплуатационных свойств. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Плавающая крыша для вертикального резервуара, содержащая периферийные коробчатые понтоны с затвором, мембрану и пригрузы, отличающаяся тем, что мембрана выполнена с опорными стойками и радиальными балками, жестко соединенными с периферийными коробчатыми понтонами и расположенными под мембраной, причем опорные стойки прикреплены к радиальным балкам, а пригрузы размещены вдоль этих радиальных балок. 2. Плавающая крыша для вертикального резервуара по п. 1, отличающаяся тем, что пригрузы установлены на части опорных стоек крыши. 3. Плавающая крыша для вертикального резервуара по п. 1, отличающаяся тем, что пригрузы выполнены съемными.