Приложение П.17 (обязательное) Резервуары с защитной стенкой СТО-СА-03-002-2009
П.17.1 Основные положения
П.17.1.1 Резервуары с защитной стенкой должны проектироваться, изготавливаться и монтироваться в соответствии с требованиями Стандарта и дополнительными указаниями настоящего Приложения.
П.17.1.2 Резервуары с защитной стенкой состоят из основного – внутреннего резервуара, предназначенного для хранения продукта, и защитного – наружного резервуара, предназначенного для удержания продукта в случае аварии или нарушения герметичности основного резервуара.
Основной резервуар может выполняться со стационарной крышей или с плавающей крышей.
П.17.1.3 Высота стенки защитного резервуара должна составлять не менее 80 % от высоты стенки основного резервуара.
Диаметр защитного резервуара должен назначаться таким образом, чтобы в случае повреждения внутреннего резервуара и перетекания части продукта в защитный резервуар уровень продукта был на 1 м ниже верха стенки защитного резервуара. При этом ширина межстенного пространства должна быть не менее 1,8 м.
П.17.1.4 Днище основного резервуара может опираться непосредственно на днище защитного резервуара или, для лучшего контроля возможных протечек продукта, на разделяющие днища решетки, арматурные сетки или иные прокладки.
Уклон днищ резервуаров с защитной стенкой должен быть только наружу (от центра к периферии).
П.17.1.5 Межстенное пространство между наружной и внутренней стенками рекомендуется перекрывать погодозащитным козырьком, предотвращающим падение снега с крыши основного резервуара в межстенное пространство.
П.17.1.6 На основной стенке должны быть установлены стальные аварийные канаты, сечение и места расположения которых определяются специальным расчетом. Канаты должны быть установлены без предварительного натяжения и без провисания между узлами их крепления к стенке. Вместо стальных канатов допускается применять синтетические монтажные полотенца, равнопрочные стальным канатам.
П.17.1.7 На защитной стенке должны быть установлены кольца жесткости, рассчитанные на гидродинамический удар продукта при аварии основного резервуара.
П.17.1.8 Для удаления атмосферных осадков в межстенном пространстве должны быть установлены лотковые или круглые зумпфы зачистки.
П.17.1.9 При размещении резервуаров с защитной стенкой в составе резервуарных парков складов нефти и нефтепродуктов следует за диаметр резервуара с защитной стенкой принимать диаметр основного резервуара.
Резервуары с защитной стенкой не требуют устройства железобетонного каре для защиты от гидростатического удара продукта при мгновенном хрупком разрушении резервуара, а требуют обычной защиты для гидростатического удержания и организованного отвода растекающейся жидкости.
П.17.1.10 Рекомендуемое конструктивное решение резервуара с защитной стенкой показано на рис. П.17.1.
Рис. П.17.1 Резервуар с защитной стенкой
1 – основная стенка; 2 – защитная стенка; 3 – основное днище; 4 – защитное днище; 5 – стационарная крыша; 6 – кольцевая ветровая площадка; 7 – аварийные канаты; 8 – кольца жесткости; 9 – лотковый зумпф зачистки; 10 – погодозащитный козырек; 11 – круглый зумпф зачистки.
П.17.1.11 Испытания резервуаров с защитной стенкой должны выполняться в два этапа:
1 – испытание основного резервуара;
2 – испытание защитного резервуара.
Гидравлическое испытание защитного резервуара следует проводить путем перелива воды из основного резервуара в межстенное пространство до выравнивания уровней в основном и защитном резервуарах (до достижения проектного уровня в защитном резервуаре).
По результатам испытаний должны составляться раздельные акты испытаний основного резервуара и акт гидравлического испытания защитного резервуара.
П.17.2 Расчет резервуаров с защитной стенкой
П.17.2.1 Расчет резервуара с защитной стенкой должен выполняться с учетом двух основных сочетаний нагрузок в условиях эксплуатации и гидро-пневмоиспытаний, а также особого сочетания нагрузок в условиях аварии.
П.17.2.2 Расчет стенки и крыши основного резервуара следует выполнять также, как для резервуаров без защитной стенки. При этом ветровое воздействие на стенку основного резервуара из состава нагрузок исключается.
П.17.2.3 Защитная стенка должна быть рассчитана на прочность и устойчивость для основных и особого сочетания нагрузок (таблица П.4.7 Приложения П.4). В условиях аварийной ситуации следует учесть гидродинамические эффекты и неосесимметричный характер распределения нагрузки, прикладываемой к защитной стенке (рис. П.17.2 а).
Рис. П.17.2 Схема приложения нагрузки к защитной стенке резервуара и ее фундаменту в условиях аварии
а) общий вид; б) нагрузка на стенку; в) нагрузка по контуру стенки
П.17.2.4 Расчет нагрузок на фундамент основной и защитной стенок для основных сочетаний нагрузок производится в соответствии с требованиями п. 10.7.
П.17.2.5 Особое сочетание нагрузок предполагает следующий сценарий развития аварии:
а) основная стенка получает мгновенное хрупкое разрушение вдоль образующей по всей высоте;
б) в образовавшийся разрыв происходит выливание продукта с одновременным увеличением ширины разрыва;
в) канаты (тросы), установленные на основной стенке, замедляют ее раскрытие до момента затекания продукта в межстенное пространство и обеспечивают сохранение формы основной стенки в зоне разрыва, предотвращая тем самым ударное взаимодействие основной и защитной стенок.
г) гидродинамическая нагрузка от продукта на защитную стенку воспринимается установленными на ней кольцами жесткости.
П.17.2.6 Защитная стенка должна быть рассчитана на прочность и устойчивость от аварийной нагрузки pe(z, φ), приведенной на рис. П.17.2 б и зависящей от вертикальной z (м) и угловой φ (рад) координат следующим образом:
где
П.17.2.7 Применение схемы нагрузки, приведенной на рис. П.17.2 б, допускается для резервуаров с объемом до 25000 м3 включительно. Для резервуаров большего объема требуется проведение расчетов аварийного сценария на основе гидродинамической модели с подвижными границами, соответствующими движению разрушенной основной стенки.
П.17.2.8 Прочность защитной стенки должна оцениваться с учетом напряжений в нейтральной поверхности оболочки по формуле:
где
γс = 1 – коэффициент условий работы.
П.17.2.9 Погонную равномерно распределенную нагрузку, передаваемую на фундамент по контуру защитной стенки в процессе аварии qf0, и угловой размер сектора действия этой нагрузки φf0 следует определять по формулам (рис. П.17.2 в):
П.17.2.10 Нагрузка на фундаментное основание в межстенном пространстве в процессе аварии равна ре(z, φ) при z = 0 (рис. П.17.2).
П.17.2.11 Погонную нагрузку, передаваемую на фундамент по контуру основной стенки в процессе аварии следует определять по формулам:
где
Qmax определяется по формуле 10.2.6 при pv = 0; qmin соответствует зоне разрыва стенки, qmax – диаметрально противоположной стороне резервуара.
П.17.2.12 Допускаемые нагрузки на патрубки определяются конечно-элементным расчетом. Требования к расчетной схеме и критерий несущей способности врезки в двустенный резервуар должны соответствовать п. 7.6.5.
