原油储罐设计计算书
一、设计总说明
1. 设计目的
本设计计算书针对立式圆筒形钢制焊接原油储罐进行全面的结构设计计算，确保储罐在正常操作、试水试验、风载荷、地震载荷等各种工况下的安全性和可靠性。设计遵循国家相关标准规
范，采用先进的设计方法，保证储罐的强度、刚度和稳定性满足要求，同时考虑经济性和可施工性。
2. 设计依据
1. GB 50341-2014 《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》
2. GB 50017-2017 《钢结构设计标准》
3. GB 50011-2010 《建筑抗震设计规范》（2016年版）
4. GB 50009-2012 《建筑结构荷载规范》
5. SH/T 3046-2024 《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》
6. API 650 《Welded Tanks for Oil Storage》
7. 设计任务书及相关技术要求
3. 设计范围
1. 储罐本体结构设计（罐壁、罐底、浮顶/内浮顶）
2. 罐壁强度计算和稳定性校核
3. 罐底板应力分析和厚度设计
4. 浮盘密封系统设计
5. 附件选型（人孔、接管、液位计等）
6. 基础设计条件提出
7. 抗震和抗风稳定性计算
4. 技术参数
参数名称
储罐容积 50000 m³ 公称容积
储罐内径 60 m 内直径
设计液位高度 19 m 最大液位高度
储罐总高度 m 包括罐顶
设计温度 60 ℃ 原油最高温度
设计压力 200 Pa 微内压
负压 -490 Pa 真空度
储液密度 900 kg/m³ 原油密度
地震设防烈度 7 度 基本地震加速度
基本风压 600 Pa 50年一遇
雪荷载 kN/m² 屋面活荷载
5. 计算方法
1. 罐壁厚度计算：采用GB 50341-2014规定的变设计点法，考虑设计条件和试水条件
2. 罐壁强度校核：按第三强度理论（最大切应力理论）进行强度校核
3. 罐壁稳定性计算：考虑风载荷和地震载荷组合作用下的稳定性
4. 底板应力分析：采用弹性理论分析底板边缘应力，确定底板厚度
5. 浮盘密封设计：按GB 50341-2014要求设计一次和二次密封系统
6. 抗震计算：采用反应谱法进行地震作用分析
7. 抗风计算：考虑风载荷作用下的罐壁稳定性和锚固设计
6. 其他说明
1. 本设计计算书严格按照国家现行标准规范进行编制
2. 所有计算结果均满足规范要求的安全系数
3. 材料选用考虑了耐腐蚀性和焊接性能要求
4. 施工过程应严格按照设计文件和相关规范执行
5. 储罐建成后应进行充水试验，检验结构安全性
6. 定期维护和检查确保储罐长期安全运行
原油储罐设计计算书
一、设计总说明
本设计计算书针对立式圆筒形钢制焊接原油储罐进行全面的结构设计计算，确保储罐在正常操作、试水试验、风载荷、地震载荷等各种工况下的安全性和可靠性。设计遵循国家相关标准规
范，采用先进的设计方法，保证储罐的强度、刚度和稳定性满足要求，同时考虑经济性和可施工性。
1. GB 50341-2014 《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》
2. GB 50017-2017 《钢结构设计标准》
3. GB 50011-2010 《建筑抗震设计规范》（2016年版）
4. GB 50009-2012 《建筑结构荷载规范》
5. SH/T 3046-2024 《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》
6. API 650 《Welded Tanks for Oil Storage》
7. 设计任务书及相关技术要求
1. 储罐本体结构设计（罐壁、罐底、浮顶/内浮顶）
2. 罐壁强度计算和稳定性校核
3. 罐底板应力分析和厚度设计
4. 浮盘密封系统设计
5. 附件选型（人孔、接管、液位计等）
6. 基础设计条件提出
7. 抗震和抗风稳定性计算
1. 罐壁厚度计算：采用GB 50341-2014规定的变设计点法，考虑设计条件和试水条件
2. 罐壁强度校核：按第三强度理论（最大切应力理论）进行强度校核
3. 罐壁稳定性计算：考虑风载荷和地震载荷组合作用下的稳定性
4. 底板应力分析：采用弹性理论分析底板边缘应力，确定底板厚度
5. 浮盘密封设计：按GB 50341-2014要求设计一次和二次密封系统
6. 抗震计算：采用反应谱法进行地震作用分析
7. 抗风计算：考虑风载荷作用下的罐壁稳定性和锚固设计
1. 本设计计算书严格按照国家现行标准规范进行编制
2. 所有计算结果均满足规范要求的安全系数
3. 材料选用考虑了耐腐蚀性和焊接性能要求
4. 施工过程应严格按照设计文件和相关规范执行
5. 储罐建成后应进行充水试验，检验结构安全性
6. 定期维护和检查确保储罐长期安全运行
序号 计算项目 符号表示 参数来源 计算公式
一、罐壁强度计算
1 储罐内径 D 设计值 D=60
2 设计液位高度 H 设计值 H=19
3 储液密度 ρ 设计值 ρ=900
4 设计温度 T 设计值 T=60
5 钢材屈服强度 σ_y 查表值 σ_y=345
6 许用应力 [σ]_d 计算值 [σ]_d=×σ_y
7
常温许用应力 [σ]_t 计算值 [σ]_t=×σ_y
8
焊接接头系数 φ 选用值 φ=
9 厚度附加量 C 计算值 C=C1+C2
2. 罐壁厚度计算
10 设计条件下计算厚度 t_d 计算值 t_d=(ρ×g×H×D)/(2×[σ]_d×φ)
11 试水条件下计算厚度 t_t 计算值 t_t=(ρ_w×g×H×D)/(2×[σ]_t×φ)
12 所需最小厚度 t_min 计算值 t_min=max(t_d,t_t)
13
名义厚度 t_n 选用值 t_n=ceil(t_min+C)
14 底圈罐壁厚度 t_b 选用值 t_b=t_n
3. 强度校核
15
最大环向应力 σ_θ 计算值
σ_θ=(ρ×g×H×D)/(2×(t_n-
C)×φ)
16 许用应力 [σ] 查表值 [σ]=207
17 强度安全系数 n 计算值 n=[σ]/σ_θ
18 强度校核结果 Result 判断值 σ_θ≤[σ]
二、底板应力分析
19
罐底边缘板厚度 t_b 选用值 t_b=16
20 罐底中幅板厚度 t_m 选用值 t_m=10
21 边缘板径向宽度 L 计算值 L=2×sqrt(D×t_b)
22 边缘板实际宽度 L_act 选用值 L_act=
23
底板腐蚀裕量 C3 选用值 C3=2
2. 底板应力计算
24 边缘板最大弯曲应力 σ_b 计算值 σ_b=(3×p×L²)/(2×t_b²)
25 边缘板许用应力 [σ]_b 查表值 [σ]_b=207
26
底板强度安全系数 n_b 计算值 n_b=[σ]_b/σ_b
27
中幅板最大应力 σ_m 计算值 σ_m=(3×p×a²)/(2×t_m²)
28
底板应力校核结果 Result 判断值 σ≤[σ]
三、浮盘密封设计
29
浮盘直径 D_f 设计值 D_f=D-2×δ
30 环形间隙宽度 δ 设计值 δ=100
31
密封补偿范围 Δ 选用值 Δ=±100
32
一次密封类型 Type1 选用值 软泡沫密封
33
二次密封类型 Type2 选用值 油气隔膜密封
34 密封材料 Material 选用值 耐油橡胶
2. 密封性能计算
35
一次密封接触压力 P1 计算值 P1=~
36
二次密封接触压力 P2 计算值 P2=~
37
密封系统总泄漏率 Q 计算值 Q=Q1+Q2
38
密封系统寿命 L 计算值 L=10~15
39
密封设计校核结果 Result 判断值 满足规范要求
国际单位 计算结果 参数说明 规范依据 其他说明
m 60 储罐内部直径 GB 50341-2014
m 19 最大液位高度 GB 50341-2014
kg/m³ 900 原油密度 API 650
℃ 60
原油最高温度 GB 50341-2014
MPa 345
Q345R钢板屈服强度 GB 713-2014
MPa 207 设计温度下许用应力 GB 50341-2014
MPa 207
20℃时许用应力 GB 50341-2014
-
底圈罐壁焊接系数 GB 50341-2014 其他圈取
mm 2 C1=,C2= GB 50341-2014
腐蚀裕量
mm 变设计点法计算 GB 50341-2014附录G
mm
ρ_w=1000kg/m³ GB 50341-2014
mm
取较大值 GB 50341-2014
mm 26 圆整到标准厚度 GB 50341-2014
钢板标准厚度26m
m
mm 26 实际选用厚度 GB 50341-2014 满足要求
MPa 实际应力计算 第三强度理论
MPa 207 设计温度下许用应力 GB 50341-2014
-
安全系数 GB 50341-2014 满足n≥要求
- 满足 应力小于许用应力 GB 50341-2014 强度满足要求
mm 16 环形边缘板厚度 GB 50341-2014表
mm 10
中间区域底板厚度 GB 50341-2014表
m
最小径向宽度 GB 50341-2014 不小于600mm
m 2 实际采用宽度 GB 50341-2014 满足L≥
mm 2
底部腐蚀裕量 GB 50341-2014 比罐壁大
MPa p=ρ×g×H 弹性理论
一、罐壁强度计算
2. 罐壁厚度计算
3. 强度校核
二、底板应力分析
2. 底板应力计算
MPa 207
Q345R许用应力 GB 50341-2014
-
安全系数 GB 50341-2014 满足要求
MPa
a=板边长 弹性理论
- 满足 所有应力小于许用应力 GB 50341-2014 底板强度满足
m
δ=100mm间隙 GB 50341-2014
mm 100
浮盘与罐壁间隙 GB 50341-2014
mm 100 径向补偿量 GB 50341-2014
- 软泡沫 主密封 GB 50341-2014
- 隔膜 辅助密封 GB 50341-2014
-
耐油橡胶 NBR材料 HG/T 2801 耐油耐老化
N/mm
最佳接触压力 API 650
N/mm 辅助密封压力 API 650
m³/h Q1=,Q2= API 650 满足环保要求
年 12 设计使用寿命 API 650 定期检查维护
- 满足 所有参数符合规范 GB 50341-2014 密封系统合格
三、浮盘密封设计
2. 密封性能计算
