本發(fā)明涉及料倉，尤其涉及一種料倉及其輕量化方法、系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、作為貯存聚丙烯、聚乙烯等松散物料的料倉，因儲藏量大、占地面積小、機械化程度高、物料浪費少和便于機械化作業(yè)等優(yōu)點而得到了廣泛的應(yīng)用。其中，鋁合金料倉因其具有密度小、易成型、外觀好、耐腐蝕和經(jīng)濟實用等優(yōu)點，尤其是沒有鐵污染物質(zhì)而受到了廣泛的應(yīng)用。隨著聚烯烴裝置規(guī)模的增加，大型鋁料倉(容積超過1000m3)不斷出現(xiàn)，對成本的要求進一步提高，故而需要一種料倉及其輕量化方法、系統(tǒng)，在不改變性能的前提下進一步降低料倉成本，從而滿足目前的綠色、節(jié)能環(huán)保的要求。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，聚烯烴裝置用于儲存聚烯烴粉料、粒料的料倉絕大部分采用的是全焊接形式。尤其是聚烯烴裝置趨于大型化的背景下，此結(jié)構(gòu)形式料倉的不足尤為明顯，具體缺陷如下：

3、(1)焊接式料倉設(shè)計標(biāo)準nb/47003.2采用的是筒體薄膜理論進行分析，是一種理想化的分析方法，當(dāng)筒體作用有平面外載荷時，特別是在筒體壁厚變化處及殼面轉(zhuǎn)折處(如料倉圓筒與下料斗連接處)，該方法會引起較大誤差。標(biāo)準中為了考慮此種誤差的影響，采用了偏于安全的設(shè)計理念，因此導(dǎo)致料倉壁厚偏大，無法實現(xiàn)輕量化設(shè)計。

4、(2)由于料倉一般屬于超限設(shè)備(直徑超限)，需要較大的現(xiàn)場施工面積及較多的現(xiàn)場施工人員，現(xiàn)場管理成本高；

5、(3)焊接式料倉在現(xiàn)場一般只能采用手工焊接方式(外部手工焊接)，焊接工作量大，從而導(dǎo)致施工工期長，料倉的建造費用居高不下。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例通過提供一種料倉及其輕量化方法、系統(tǒng)，至少部分解決了現(xiàn)有技術(shù)中料倉成本高的技術(shù)問題，實現(xiàn)了大型鋁制料倉的輕量化設(shè)計，低成本制作的技術(shù)效果。

2、第一方面，為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施例提供了如下技術(shù)方案：

3、一種料倉，包括：

4、裙座、設(shè)置于上述裙座上的料倉筒體、設(shè)置于上述料倉筒體上的錐頂、以及設(shè)置于上述料倉筒體下部的料斗；

5、上述裙座、上述料倉筒體、上述錐頂和上述料斗分別分割成多個對應(yīng)的單元，任一上述單元與其他上述單元的連接處外壁通過法蘭進行連接，上述連接處的內(nèi)壁采用焊接。

6、可選的，上述料倉筒體包括多個首尾連接的圓筒殼單元，任一上述圓筒殼單元與其他上述圓筒殼單元的連接處外壁通過法蘭進行連接，上述連接處的內(nèi)壁采用焊接。

7、可選的，上述圓筒殼單元包括多個第一圓弧單元，任一上述第一圓弧單元與其他上述第一圓弧單元的連接處外壁通過法蘭進行連接，上述連接處的內(nèi)壁采用焊接。

8、可選的，上述料斗包括多個空心圓臺單元，任一上述空心圓臺單元與其他上述空心圓臺單元的連接處外壁通過法蘭進行連接，上述連接處的內(nèi)壁采用焊接。

9、可選的，上述空心圓臺單元包括多個第二圓弧單元，任一上述第二圓弧單元與其他上述第二圓弧單元的連接處外壁通過法蘭進行連接，上述連接處的內(nèi)壁采用焊接。

10、可選的，上述料倉筒體與上述料斗的連接處設(shè)有環(huán)梁。

11、可選的，上述裙座包括依次連接的上段、下段和地腳螺栓座，上述上段與上述料倉筒體連接，上述上段采用鋁合金，上述下段與上述地腳螺栓座連接，上述下段采用碳素鋼。

12、可選的，上述上段和上述下段之間設(shè)通過周向法蘭連接。

13、可選的，上述周向法蘭和上述環(huán)梁之間設(shè)有第一加強筋，上述下段和上述地腳螺栓座之間設(shè)有第二加強筋。

14、第二方面，提供一種料倉輕量化方法，包括：

15、建立料倉的有限元三維模型，對上述料倉的預(yù)設(shè)組件進行殼單元模擬；

16、基于預(yù)設(shè)工況加載預(yù)設(shè)載荷，并設(shè)置邊界條件；

17、基于預(yù)設(shè)軟件對加載后的上述有限元三維模型進行求解，得到需求參數(shù)，基于上述需求參數(shù)，調(diào)整上述料倉筒體的壁厚直至符合預(yù)設(shè)強度及穩(wěn)定性指標(biāo)。

18、可選的，上述調(diào)整上述料倉筒體的壁厚直至符合預(yù)設(shè)強度及穩(wěn)定性指標(biāo)的步驟，還包括：

19、基于預(yù)設(shè)軟件對加載后的上述有限元三維模型進行求解，得到應(yīng)力強度云圖，以及任一預(yù)設(shè)工況下上述三維模型的最大應(yīng)力點處的等效應(yīng)力；

20、當(dāng)上述等效應(yīng)力滿足基于預(yù)設(shè)標(biāo)準規(guī)則設(shè)置的條件時，料倉強度滿足要求；反之，調(diào)整上述料倉筒體的壁厚，并重新進行有限元分析求解，直至滿足預(yù)設(shè)強度要求。

21、可選的，上述調(diào)整上述料倉筒體的壁厚直至符合預(yù)設(shè)強度及穩(wěn)定性指標(biāo)的步驟，還包括：

22、將上述有限元三維模型進行線彈性分支屈曲模擬分析，得到料倉的彈性失穩(wěn)載荷；

23、將上述有限元三維模型進行彈塑性非線性分析，得到塑性極限失穩(wěn)載荷；

24、基于上述塑性極限失穩(wěn)載荷、彈性失穩(wěn)載荷和預(yù)設(shè)公式，計算設(shè)計許用失穩(wěn)壓力；

25、當(dāng)上述料倉的設(shè)計外壓力小于或等于上述設(shè)計許用失穩(wěn)壓力時，判定為滿足穩(wěn)定性要求；反之，則調(diào)整料倉筒體壁厚，并基于上述步驟重新計算設(shè)計許用失穩(wěn)壓力。

26、第三方面，提供一種料倉輕量化系統(tǒng)，包括：

27、模型建立模塊，用于建立如權(quán)利要求1～9任一項上述料倉的有限元三維模型，對上述料倉的預(yù)設(shè)組件進行殼單元模擬；

28、加載模塊，基于預(yù)設(shè)工況加載預(yù)設(shè)載荷，并設(shè)置邊界條件；

29、穩(wěn)定性評定模塊，基于預(yù)設(shè)軟件對加載后的上述有限元三維模型進行求解，得到需求參數(shù)，基于上述需求參數(shù)，調(diào)整上述料倉筒體的壁厚直至符合預(yù)設(shè)強度及穩(wěn)定性指標(biāo)。

30、本發(fā)明實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

31、本發(fā)明基于加強筋對提高料倉穩(wěn)定性的作用，并采用法蘭的形式進行連接，從而實現(xiàn)料倉輕量化設(shè)計。對于工程公司執(zhí)行聚烯烴項目，特別是海外聚烯烴項目，能夠縮短料倉制作周期以及材料成本，降低現(xiàn)場施工以及管理成本以及安全風(fēng)險(海外項目的人員動遷成本高)，從而有效降低聚烯烴項目的執(zhí)行成本，為實現(xiàn)更多盈利提供保障，具有非常廣闊的應(yīng)用前景和重要的現(xiàn)實意義。

技術(shù)特征：

1.一種料倉，其特征在于，所述料倉包括：

2.如權(quán)利要求1所述的料倉，其特征在于，所述料倉筒體包括多個首尾連接的圓筒殼單元，任一所述圓筒殼單元與其他所述圓筒殼單元的連接處外壁通過法蘭進行連接，所述連接處的內(nèi)壁采用焊接。

3.如權(quán)利要求2所述的料倉，其特征在于，所述圓筒殼單元包括多個第一圓弧單元，任一所述第一圓弧單元與其他所述第一圓弧單元的連接處外壁通過法蘭進行連接，所述連接處的內(nèi)壁采用焊接。

4.如權(quán)利要求1所述的料倉，其特征在于，所述料斗包括多個空心圓臺單元，任一所述空心圓臺單元與其他所述空心圓臺單元的連接處外壁通過法蘭進行連接，所述連接處的內(nèi)壁采用焊接。

5.如權(quán)利要求4所述的料倉，其特征在于，所述空心圓臺單元包括多個第二圓弧單元，任一所述第二圓弧單元與其他所述第二圓弧單元的連接處外壁通過法蘭進行連接，所述連接處的內(nèi)壁采用焊接。

6.如權(quán)利要求1所述的料倉，其特征在于，所述料倉筒體與所述料斗的連接處設(shè)有環(huán)梁。

7.如權(quán)利要求1所述的料倉，其特征在于，所述裙座包括依次連接的上段、下段和地腳螺栓座，所述上段與所述料倉筒體連接，所述上段采用鋁合金，所述下段與所述地腳螺栓座連接，所述下段采用碳素鋼。

8.如權(quán)利要求7所述的料倉，其特征在于，所述上段和所述下段之間通過周向法蘭連接。

9.如權(quán)利要求8所述的料倉，其特征在于，所述周向法蘭和所述環(huán)梁之間設(shè)有第一加強筋，所述裙座下段和所述地腳螺栓座之間設(shè)有第二加強筋。

10.一種料倉輕量化方法，其特征在于，所述方法包括：

11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述調(diào)整所述料倉筒體的壁厚直至符合預(yù)設(shè)強度及穩(wěn)定性指標(biāo)的步驟，還包括：

12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述調(diào)整所述料倉筒體的壁厚直至符合預(yù)設(shè)強度及穩(wěn)定性指標(biāo)的步驟，還包括：

13.一種料倉輕量化系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種料倉及其輕量化方法、系統(tǒng)，其包括：裙座、設(shè)置于裙座上的料倉筒體、設(shè)置于料倉筒體上的錐頂、以及設(shè)置于料倉筒體下部的料斗；裙座、料倉筒體、錐頂和料斗分別分割成多個對應(yīng)的單元，任一單元與其他單元的連接處外壁通過法蘭進行連接，連接處的內(nèi)壁采用焊接。而后通過建立料倉的有限元三維模型，對料倉的預(yù)設(shè)組件進行殼單元模擬；基于預(yù)設(shè)工況加載預(yù)設(shè)載荷，并設(shè)置邊界條件；基于預(yù)設(shè)軟件對加載后的有限元三維模型進行求解，得到需求參數(shù)，基于需求參數(shù)，調(diào)整料倉筒體的壁厚直至符合預(yù)設(shè)強度及穩(wěn)定性指標(biāo)。由此實現(xiàn)料倉的輕量化設(shè)計，從而有效降低聚烯烴項目的料倉的建造成本。

技術(shù)研發(fā)人員：王磊,蔣小文,彭薇薇,陶鈞,魏冬雪,徐儒庸,程偉,李芳玲,李曉波,趙栓柱,丘波,董奇
受保護的技術(shù)使用者：中國石油天然氣集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9