ОПОРА ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ АППАРАТОВ Российский патент 2011 года по МПК F16M11/00 C10B1/04 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и может быть использовано для монтажа вертикальных аппаратов, например, реакторов установок замедленного коксования (УЗК) установок получения нефтяного пека.

В корпусе аппаратов, работающих в циклическом режиме «нагрев-охлаждение», например, таких как реакторы УЗК, возникают знакопеременные термические напряжения, особенно заметные в местах крепления корпуса к опоре. В сварочном шве соединения корпуса с опорой образуются усталостные трещины [Походенко Н.Т., Брондз Б.И. Эксплуатация и пути повышения надежности работы реакторов установок замедленного коксования. - М., 1980. - 56 с. Сер. Эксплуатация, модернизация и ремонт оборудования в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности: Тематический обзор / ЦНИИТЭнефтехим]. Сила напряжений и скорость образования термоусталостных трещин в сварочном шве определяются как технологическими факторами (высокие скорости нагрева и охлаждения корпуса реактора), так и конструкцией опоры (повышенная жесткость опоры).

Известна опора для свободного (плавающего) крепления вертикальных аппаратов на постаменте, содержащая опорную обечайку, на которую установлен вертикальный аппарат, корпус которого снабжен кольцевым выступом, расположенным по периметру его внешней боковой поверхности в месте соединения с опорой. При этом внутренний диаметр опоры больше внешнего диаметра корпуса аппарата на величину увеличения последнего при максимальном термическом расширении [Авт. свид. СССР №997790, кл. B01J 19/00, 1983 г.].

Эта опора позволяет аппарату свободно перемещаться в горизонтальной плоскости при температурных расширениях корпуса.

Недостаток данной опоры заключается в том, что на такие опоры можно устанавливать лишь вертикальные аппараты, имеющие отношение высоты (Н) к диаметру (D) меньше пяти при общей высоте аппарата на постаменте менее 20 м [Бабицкий И.Ф., Вихман Г.Л., Вольфсон С.И. Расчет и конструирование аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов. - М.: Недра, 1965. - С.284-294]. Аппараты с большей общей высотой или имеющие указанное отношение H/D>5 обязательно должны жестко крепиться к постаментам (фундаментам, металлоконструкциям) для предупреждения их падения от воздействия ветровых и/или сейсмических нагрузок. Кроме того, конструктивный элемент в виде кольцевого выступа технологически может быть выполнен только методом приварки к корпусу аппарата и, следовательно, будут происходить деформации в корпусе аппарата и опорной обечайке.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому объекту является опора для крепления вертикальных аппаратов, содержащая опорные лапы, каждая из которых представляет собой опорную пластину с ребром жесткости, к которому прикреплена с возможностью сопряжения с нижней частью аппарата криволинейная пластина, повторяющая по форме форму нижнего днища аппарата [Coby W. Stewart, Aaron M. Stryk and Lee Presley Coke drum design. PTQ Q3, 2006. - P.63-69].

При такой опоре аппарату должно обеспечиваться перемещение в горизонтальной плоскости за счет гибкости криволинейных пластин.

Однако в реальных условиях работы аппарата невозможно совместить в опоре и гибкость для компенсации термических деформаций аппарата, и способность выдерживать осевую нагрузку от того же аппарата. На практике одним из этих свойств, чаще всего гибкостью, приходится жертвовать, и тогда такая опора превращается в обычную жесткую опору, при которой происходят деформации в корпусе аппарата и опорных элементах.

Изобретение направлено на повышение надежности крепления вертикальных аппаратов путем снижения воздействия динамических ветровых и/или сейсмических нагрузок.

Это достигается тем, что в опоре для крепления вертикальных аппаратов, содержащем опорные лапы, каждая из которых представляет собой опорную пластину с ребром жесткости, к которому прикреплена с возможностью сопряжения с нижней частью аппарата криволинейная пластина, повторяющая по форме форму нижнего днища аппарата, согласно изобретению верхняя часть ребра жесткости снабжена упругим средством для защемления аппарата, например пружиной сжатия с регулируемой жесткостью, установленным с возможностью сопряжения с аппаратом.

На фиг.1 показана опора для крепления вертикальных аппаратов, общий вид, совмещенный с разрезом; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Опора для крепления вертикальных аппаратов 1 содержит опорные лапы, каждая из которых включает опорную пластину 2 с ребром жесткости 3, к которому прикреплена с возможностью сопряжения с нижней частью аппарата криволинейная (фигурная) пластина 4, повторяющая по форме форму нижнего днища аппарата. Для закрепления опорных пластин 2 на постаменте 5 каждая пластина 2 снабжена анкерным болтом 6. Верхняя часть ребра жесткости 3 снабжена пружиной сжатия 7, установленной с возможностью сопряжения со стенкой аппарата и служащей для демпфирования ветровых и/или сейсмических нагрузок.

Вертикальный аппарат 1 устанавливают на постамент 5 так, что опорные пластины 2 лежат на нем, а нижняя часть аппарата сопрягается с криволинейными пластинами 4. Опорные пластины 2 закрепляют на постаменте 5 при помощи анкерных болтов 6, при этом пружины 7 располагаются между стенкой аппарата и опорными лапами.

При разогреве (охлаждении) вертикального аппарата 1 корпус его расширяется (сжимается) и, соответственно, несколько приподнимается (опускается), скользя по криволинейным пластинам 4 опоры. При воздействии на вертикальный аппарат ветровых и/или сейсмических нагрузок он удерживается от опрокидывания при помощи расположенных в верхней части опоры пружин 7. При этом опрокидывающая нагрузка передается через криволинейные пластины 4 на ребра жесткости 3 и далее - на опорную пластину 2, жестко закрепленную на фундаменте посредством анкерного болта 6.

Таким образом, использование предлагаемой опоры позволит по сравнению с прототипом повысить надежность крепления вертикальных аппаратов за счет обеспечения демпфирования действия ветровых и/или сейсмических нагрузок при помощи пружин сжатия, расположенных между стенкой аппарата и ребрами жесткости.

Установка и эксплуатация предлагаемой упруго защемленной опоры не представляет трудностей для строительно-монтажных организаций, ведущих ремонтные работы на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и др. предприятиях.

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Опора для крепления вертикальных аппаратов 1 содержит опорные лапы, каждая из которых представляет собой опорную пластину 2 с ребром жесткости 3, к которому прикреплена с возможностью сопряжения с нижней частью аппарата криволинейная пластина 4, повторяющая по форме форму нижнего днища аппарата. Верхняя часть ребра жесткости 3 снабжена пружиной сжатия 7, расположенной между стенкой аппарата и опорными лапами и установленной с возможностью сопряжения со стенкой аппарата. Изобретение позволяет повысить надежность крепления вертикальных аппаратов путем снижения воздействия динамических ветровых или сейсмических нагрузок. 2 ил.

Опора для крепления вертикальных аппаратов, содержащая опорные лапы, каждая из которых представляет собой опорную пластину с ребром жесткости, к которому прикреплена с возможностью сопряжения с нижней частью аппарата криволинейная пластина, повторяющая по форме форму нижнего днища аппарата, отличающаяся тем, что верхняя часть ребра жесткости снабжена пружиной сжатия, расположенной между стенками аппарата и опорными лапами и установленной с возможностью сопряжения со стенкой аппарата.