完全创新的储油罐

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百万级油罐组示意图 见附件

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笔者还将每周一次的继续细解水中油罐，欢迎大家关注，我的邮箱地址：guojilie@163.com,也欢迎大家私下与我交流。

水中油罐附件说明
一  管道接口标准件
金属管道与混凝土两者的膨胀系数较为相同，但是两者的温度变化时有不同，例如每次进油时，管道温度受油温影响迅速变化，而混凝土罐体温度变化极为缓慢，水中油罐的寿命又在百年以上，管道与罐体之间在长期热胀冷缩的变化中，防渗漏是一个必须考虑的问题，具体措施有：1 管道接口尽量避免安装在液下，对此，分舱的进出油管道，沉淀管，呼吸管，消防管，液位计管，取样管等均设置在隧道两侧上方，保证接口脱离油液。2部分管道如油罐总进出管长期在水面下（进入罐体后，通过地井上升至隧道，与油不接触），上方蓄水池的消防管与水管也是长期浸泡在水中，均需做防渗透处理。3 所有管道接口均做成标准件形式，结构如附图所示，不同的管道，只是尺寸上的区别。管道标准件焊接完工后，整体镀锌，特别加厚镀层，然后对其中段包覆高防渗混凝土。保证混凝土尺寸大于或等于油罐体厚度。
附件一：管道接口标准件示意图
附件二：管道接口标准件安装示意图

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管道标准件附件如下

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是理想化的想像吧？

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二  罐底管道的固定方式
进出油管，沉淀管这三根油管从顶部垂直到达底部，必需加以固定，可使用标准件方式，结构大致如附图所示。不用膨胀螺栓与罐底连接，因为罐底打膨胀螺栓孔，会导致水分的渗入，影响罐体寿命，而采用二次混凝土浇注，利用现浇混凝土与罐底混凝土结合为一体，将钢条固定。沉淀管吸口对应于环舱的最低处，出（抽）油管口位于底面的相对底处，即斜坡的下部，而不是最低处。进油管口位于环舱底面的相对高处，进油管接近底面时，通过90度弯头，再串连多级喷口，每级由直管及三通缩径加弯头组成，多级长管也采用水泥墩方式固定在罐底上，弯头出口均统一朝向前方，形成较大范围的冲洗效果。实际使用几级出口，要根据分仓大小而定，以保证分舱冲洗效果。两个分舱共用一套管线的，可以将喷管延长引入到另一舱内。环舱内的隔墙，最底部是空的，每个环舱不论有几个分舱，都是相通的，借助于进油的动力，底部油料会在环舱内流动，流动的油料，会使水分杂质向内侧的最低处集结，每次进油，都是对油罐底部的自然冲洗。再通过沉淀管将底部油料抽至沉淀罐内，保证罐内的洁净。从降低成本考虑，没有必要每个分舱配一套进出油及沉淀管，但每个环舱至少要配2套以上。以提高安全系数。
附图：

心想事成

感觉造价不会太低，宇宙飞船和小轿车有区别

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三  人孔标准件
每个分舱设一个人孔（如果两个分舱共用一套管道的，对应人孔也是2个分舱共用），人孔同时还是拆模时的模板运出通道，在保证最大体积模板通过前提下，尽量减少尺寸，图示人孔尺寸为0.7米×1.3米。人孔安装在隧道混凝土墙壁上，高度要在安全容积油面上方，尽管已经设计成不直接接触油面，但为了留有充足的安全余地，仍需采取防渗措施，与管道标准件一样，仍然用工厂化生产模式解决，大致构造见附图。

在这里使用椭圆状是为了有利于罐内的混凝土浇筑模板出来，具体尺寸要在模板设计定型后决定。整个钢质框架焊接成型后，特别加厚镀锌处理。与其配套的钢质面板上需焊接两个大尺寸的把手及一个供吊挂的半环，表面同样是加厚镀锌处理。

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四  吊环标准件
为了便于人员及物料进出舱内，为了便于管道的安装与维修更换，在舱内人孔位置的分舱顶部，距离隧道50cm75cm100cm位置分别安置3对吊环（安装数量多，是为了提高备用量，以方便吊挂不同大小的吊篮），每对相距50cm左右，用于今后临时性吊篮升降。对应油管安装中心线一侧（偏人孔侧），一前一后在罐内顶部安置一对吊环，两者间距30-40厘米左右，可供同时吊装2组油管。为了便于人员从人孔到达各管道处，可在舱内人孔位置下半段左右各安置一排吊环，吊环间距70-80cm左右，布满管道之间，用于临时性吊挂一排作业平台。人孔钢质面板体大沉重，为了便于安装拆卸，隧道墙壁对应面板中线上方适当距离，也安装一只吊环，用于临时吊挂面板。
吊环标准件如附图所示：
由于吊环日后难以更换，需采用不锈钢品种，如316号不锈钢等。
下图为吊环安装在混凝土墙体内敲碎水泥块后的效果图：

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五 10万吨级水中油罐
目前的水中油罐，还停留在三维参数化建模软件中，建立了不同容量不同款式的三维模型，并没有实物。现实中制作1-2万立方米混凝土油罐，人们已经不陌生，但是制作十万立方以上的大型混凝土油罐，尤其是水中油罐，人类还没有这样的尝试，国外虽有海底油罐，但如此巨大的也是空白，实际应用还需面临一些挑战。为了减少失误，可以先从小吨位水中罐开始，例如可先制作10万吨级的，示意图如下：

油罐直径82米；
隧道总长86米（含门台88.4米）
总高31米；
最大容积1号环舱3.3万方，2号环舱7.3万， 共10.6万m³
钢筋混凝土量1.157万方
墙体面积2.6万㎡
剖面图如下：

隧道内部分接口安装示意图如下：


与前面介绍的管道不同的是，进出油管不再分开，而是共用一根。


2舱拱顶水中罐如下

剖面示意图如下：

通过上面两例图示，灌顶有平顶的也有拱形顶的，各有特色，平顶的结构简单，便于施工，但是受力状态较差，需要大量的横梁支撑，拱形顶的，力学状态较好，不需横梁，但是施工麻烦一些。平顶的隧道位置也发生了变化，由一半在舱内一半在舱外，变成在罐顶。进入油舱的管道接口和人孔，可以全部设置在隧道地面上。隧道出入口也由顶面改为隧道端面。隧道顶部对应下面两人孔位置中心设了井孔，方便12米长度的管道进入油舱内，此井孔还兼作通风用，并配有井盖。
两环舱油罐获得成功后，再逐步增加环舱数量。而前期制作的模板，可继续在本系列多舱油罐中使用，只需增加部分模板。例如2环舱与3-6环舱的1号舱完全一样，隧道口径也一样。水中油罐总体设计思路是系列化，每个系列模板绝大多数可通用。同一种罐体高度及跨度的为一个系列（选罐体高度而不选总高度，是因为不同数量环舱，顶部配重水池高度不一样）。可设任意高度及环舱宽度为一个系列，如20米一个系列，15米又是一个系列等，10米作为微小油库再来一个系列，但过小的高度，单位造价会上升。
水中混凝土油罐，结构较传统油罐复杂，又是一个庞然大物，制作难度自然很大。一是模板的设计与制作，模板种类及数量多，虽说水中油罐的模板较为复杂，但是细想一下，不就是数量多吗？世上比它复杂的混凝土建筑多了去了，设计制作这样的模板，根本就没有技术上的障碍，只不过比传统混凝土油罐复杂以及更大一些罢了。二是施工工艺流程的编制，如此大型的混凝土油罐工程，一个合理详细周全的工艺流程及各工种的详细工艺流程以及各种规范，以及熟练的操作员工，是获得成功的保障。而这样的建筑规范，国标或部标面面俱到，已十分成熟，因此这一条也没有任何技术障碍。其次是混凝土的配方，以高抗渗耐久性长寿命为主要目标，根据水中罐不同高度，选择不同的抗渗等级，例如油罐下半部分，抗渗设计等级为P10-P12，中段P8-P10，顶及上水池P4-P6。GBJ82—85规定，通过试验确定，分为P4、P6、P8、P10和P12共5个等级，分别表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的水压力而不渗漏。实际选用工程埋置深度（m）设计抗渗等级<10m P6,　10~20m P8, 20~30 mP10 ，30~40m P12， 强度早已不是目标（强度经常与寿命相抵触）。为了获得长寿，耐久性为首要考量。耐久性好的防渗透配方现已十分成熟，并被广泛应用。混凝土地桩就是典型的高抗渗长寿命配方，深入地下数十米，永远浸泡在地下水中，承托着上面的建筑，它的设计寿命超过上面的建筑寿命，否则会给上面的建筑带来毁灭性的灾难。所有楼房的基础部分，也是永远浸泡在水中，也是使用了抗渗混凝土。所以配方的问题也不存在任何障碍。障碍只是来自人们心中对水中罐缺乏了解而已。例如人们会担心浇注过程中出现一些意外，如此大体积的结构体，会不会产生裂纹，会不会在今后的使用中，因热胀冷缩产生裂纹等等担心。水中罐体不是实体，是薄壳体，以现在的配方科技，加上浇注工艺的控制，水泥固化过程中的收缩开裂现象完全可以得到有效控制。三峡大坝如此巨量的实体混凝土结构，都能解决好这一问题，对水中罐来说，更不是问题了。四季变化中热胀冷缩对罐体有无伤害，因罐体尺寸巨大，热胀冷缩中总变化值绝对不是一个小数值，但是罐体与地基无固定连接，与水池也无固定连接，因此罐体自身可以自由的膨胀或收缩不会带来任何伤害。混凝土水中罐，缺少的不是设计能力，不是施工工艺，不是混凝土配方，缺少的只是实践而已，世上比它复杂的大型混凝土工程多了去了，就石油行业来说，海上混凝土石油钻井平台，就是一例。
附图在附件中：

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六 水中混凝土油罐的经济性
水中油罐的单价，直接影响到推广速度。之前笔者也是凭想象，将水中混凝土油罐与传统混凝土油罐作比较，感觉水中罐比传统混凝土罐复杂，罐中多了隧道，顶部多了水池，外部也多了水池，土石方开挖量巨大，由此推断水中罐一定比传统油罐贵很多。经过仔细分析，水中罐的单价并不是天价，而具有较好的经济性。历史的数据告诉我们，5000m&sup3;以上的混凝土油罐，经济性已经超跃了传统钢质油罐，且容量越大，越占优势。我们就将水中罐与传统混凝土油罐对比，看谁的优势更大，传统混凝土油罐，最怕的是地基不均匀下沉及地震危害，为此在地基上投入较大，而水中罐对地基的投入极少，由此可以基本对冲土石方开挖的投入。传统油罐因安全问题，还需设置防火堤，可以对冲顶部水池的部分投入，隧道的费用可以由节省的土地费用相抵。最后再看容量因素，容量越大单价越低，这是油罐有别于其它建筑的一条定律，传统混凝土油罐容量绝大多数在数千至2万m&sup3;，而水中罐的容量在10万至百万级，因容量因素节省的费用可以对冲大水池费用，上述几项可能不能全部对冲，但总体对冲一半应该是可行的，由此可以推断水中罐的单价应该比传统混凝土油罐高百分之几十，考虑到是首创，初期单价还会偏高一些，总体估价应在2倍左右，若再放宽松一些，三倍足以。但是水中罐的长寿，是传统的露天混凝土油罐不能相比的，如果用年均单价来衡量，那就更低了，水中油罐的经济性远胜于一切钢质及混凝土油罐。如果再加上性价比，水中油罐可以独占鳌头。
从性价比来看，先规划一组10万吨级组成一个新型油库较为合理。先试制一只，成功后再逐罐完成全部罐，这样可大大降低模板费用，一套模板可以完成全库油罐，还可不断在实践中总结施工经验改进施工工艺，为下一步更大级别油罐做技术储备。
下面是2环舱平顶水中罐的数据，可供大家较为准确的参考估价。
环形水池壁钢筋加混凝土总量 3018m&sup3; ；
油罐钢筋加混凝土总量11605m&sup3;；
两项合计14623m&sup3;。
水池墙体面积1万平方米；
油罐墙体（含顶底及上部水池）面积2.6万平方米；
两项合计墙体总面积3.6万平方米。
土石方开挖量约30万方。
最大罐容10.6万方