مبدل های حرارتی پوسته و لوله توسط سدلهای افقی یا عمودی محافظت می شوند. ریبویلر های ترموسیفون عمودی نسبتاً کوچک هستند و معمولاً قطر آنها ماکسیمم یک متر و طول آنها ماکسیمم سه متر است و به همین دلیل میتوان آنها را از برجهای تقطیر آویزان نمود و به صورت عمودی قرار داد طوری که بسیار نزدیک به برج قرار بگیرد. معمولاً ساپورت نزدیک به تیوب شیت بالایی قرار می گیرد و دو عدد براکت در طرف های دیگر مبدل قرار می گیرد.
کندانسور ها و یا کولرهای زیر صفر عمودی نیاز به این دارند که به صورت عمودی نصب شوند تا بتوانند هر دوعملیات کندانس کردن را درست انجام داده و سپس عملیات سرد سازی تا منفی صفر را انجام دهند. در صورتی که نیاز به مبدل های بزرگتری از ریبویلرهای ذکر شده وجود داشته باشد این مبدل ها توسط چهار عدد ساپورت مورد حمایت قرار می گیرند که مجدداً به منظور کاهش مشکلات ناشی از انبساط کانکشن های بزرگ روی قسمت تیوب ساید، در نزدیکی تیوب شیت بالایی قرار میگیرد.
براکت ها روی قطر vessel و با زاویه ۹۰ درجه از همدیگر قرار می گیرند.در سایر موارد، مبدل های حرارتی به صورت افقی قرار داده می شوند و در این موارد نیاز به حمایت مبدل توسط دو عدد سدل وجود دارد.این نوع آرایش مبدل حرارتی اجازه حمایت از مبدل با قطرهای بزرگتر و طول های بیشتری را نسبت به مبدل های ذکر شده در بالا میدهد. و یا ممکن است که وزن کلی بالاتری را به دلیل نیاز به عمل کردن در فشار بالاتر داشته باشد که این امر موجب ضخیم تر شدن پوسته و فلنج های سنگین تر می شود.در خصوص استاندارد طراحی سدلها، یکی از استانداردهای بسیار جامع استاندارد BS بریتانیا میباشد.
در محاسبات سدل ها باید چندین نیروی مهم را مدنظر قرار داد که در ادامه به آنها میپردازیم.
ابتدا بايد نيروي باد را براي مخزن محاسبه كرد. نيروي اوليه باد از روي نمودارها و كد UBC بهصورت تعريف شده مشخص ميباشد و بايد شرايط رادر فرمولها و نمودارها قرار داد و مقادير را بهدست آورد. (UBC SECTION 1615)براي محاسبه نيروي باد فشار طراحي مخزن نبايد از ۱۰ PSI كمتر باشد.
نيروي باد باعث ايجاد يك نيروي برشي ميشود كه اين نيروي برشي ممان خمشي ايجاد كرده و اين نيروها بر روي SHELL تنش ايجاد ميكند. اين تنشها بر روي مخزن و پايهها نيرو وارد ميكند. از اين نيروها از نيروي برشي باد در مقابل بقيه نيروها ميتوان صرفنظر كرد به علت اين كه مقدار تنشي كه ايجاد ميكند بسيار كوچكتر از تنشي است كه در اثر ممان ايجاد ميشود. بنابراين براساس تنش ايجاد شده ميتوان ضخامت مورد نياز را محاسبه كرد.
نيروي وزن مخزن:
وزن مخزن نيز باعث ايجاد تنش فشاري بر روي پايهها ميشود كه در صورتي اين تنش را داريم كه هيچ نيروي خارج از مركزي نداشته باشيم(نيروهايي كه از محور مخزن دور هستند) وزن را براي همه قطعات مخزن محاسبه ميكند كه عبارتند از:
۱٫ shell
۲٫ Head
۳٫ پايهها و supportها
۴٫ رينگهاي سختكننده
۵٫ كليه OPPENINGها
۶٫ صفحههاي داخل مخزن
۷٫ صفحه پايه پيچها
۸٫ پيچها (Anchor Bolt)
۹٫ نردبان و سكو
۱۰٫ كليه عايقها
۱۱٫ جمع موارد زير به اضافه ۶% از وزن shell بهعنوان ضريب اطمينان
S: تنش مجاز
W: وزن كل مخزن S=
C: ضريب واحد
T: ضخامت Shell يا skitt
زمين لرزه:براي بهدست آوردن مقدار نيروي زلزله نيز بايد به استاندارد UBC مراجعه كنيم و باتوجه به دستور بخش فرآيند(process) ناحيه موردنظر را انتخاب ميكنيم و باتوجه به نمودارهاي UBC مقدار زلزله را بهدست ميآوريم.
ارتعاشات: به علت نيروي باد در مخازن عمودي ارتعاش بهوجود ميآيد و براي اينكه ايجاد نشود بايد دوره نوسان اين ارتعاش محدود و در دسترس باشد و از مقدار مجاز تجاوز نكند. زماني كه بيشترين دوره نوسان طبيعي در مخزن بهدست ميآيد ممكن است مخزن در نقاط اتصالات دچار وامادگي و تغييرشكل در مخزن و يا شكست در آن ميشود. به همين علت دوره نوسان مجاز بايد محاسبه شود.
D: قطر خارجي T = 0.0000265
H: قطر مخزن از پايه دوره نوسان
G : شتاب گرانش زمين
T : ضخامت skir . Ta= 080
V: نيروي برشي باد دوره نوسان موجاز
W: وزن مخزن
W: وزن ويژه مخزن
طراحي پايه (SKIRT SUPPORT SKIRT:SKIRT نام پايهايست كه مخازن عمودي بر روي آن قرار ميگيرد. اين پايه توسط جوش به Head متصل ميشود و معمولاً نياز است كه قطر جوش با ضخامت SKIRT برابر باشد براي محاسبه ضخامت موردنياز است كه قطر جوش با ضخامت SKIRT برابر باشد براي محاسبه ضخامت موردنياز SKIRT از فرمول زير استفاده ميشود:
t =
D: قطر خارجي SKIRT
E: ضريب اتصال
MT: ممان درمحل اتصال SKIRT و SHELL
R: شعارع خارجي SKIRT
S: تنش مجاز
T: ضخامت موردنياز
W: وزن مخزن بر روي HEAD
اتصال SKIRT به HEAD به دو نوع ميباشد:
۱٫BUTT WELD كه در شكل A آمده و در اين حالت E= 0.6
۲٫LAP WELD كه در شكل B آمده است و در اين حالت E=0.45
مساحت موردنياز بلتها در شرايطي كه مخزن خالي است اندازهگيري ميشود. براي محاسبات داريم:
ماكزيمم كشش lb/in. in T=
مساحت موردنياز ۱ بلت: in^2 BA =
تنش وارد بر انكريت psi SB =
AB: مساحت دايره بلت
CB: محيط دايره بلت
M: ممان حاصل از باد يا زمينلرزه
N: تعداد انكربلت
SB: ماكزيمم تنش مجاز ماده سازنده بلت
W: وزن مخزن در حالت ايستاده
طراحي حلقه انكربولت : حلقه بايد به اندازهكافي بزرگ باشد تا زماني كه بر روي پي بتوني قرار ميگيرد مقدار نيروي مناسب را تحمل كند.ضخامت اين حلقه بايد به اندازه كافي باشد تا بتواند تنش ايجاد شده در اثر نيروي باد يا زلزله را تحمل كند و براي اين از فرمولهاي زير استفاده ميكنيم:
ماكزيمم نيروي فشاري : ۱b/ in Pc=
فاصله عرضي از حلقه: in L=
ضخامت حلقه: in tB = 0.321
تنش كششي: psi S1=
تنش فشاري: psi S2 =
AR: مساحت حلقه
AS: مساحت بين SKIRT
Cs: محيط از قطر خارجي SKIRT
Fb : ضريب اطمينان نيرو و بتن (جدول E)
L1 : in
L1L2: in
M: ممان تا پايه
W: وزن مخزن در شرايط عادي يا تست
طراحي انكربولتها همراه حلقه آنها:
براي طراحي در اين شرايط ضخامت حلقه موردنظر است. بنابراين بايد تنشهاي وارد بر حلقه را بهدست آوريم. هنگامي كه يك مخزن تحت نيروي باد يا زلزله قرار ميگيرد در قسمت و طرفي كه در مقابل باد قرار ميگيرد تنش كششي در حلقه فولادي ايجاد ميشود و در طرف ديگر تنش فشاري در فونداسيون بتني بيشتر ميشود. اين هم واضح است كه سطح بلتها محل قارگيري آنها به هم وابستهاند اگر سطح بلتها افزايش يابد سطح حلقه كاهش مييابد پس با هم نسبت عكس دارند. با روش طراحي كه در زير ميآيد مينيمم مقدار سطح انكربلتها بر اساس سطح حلقه داده شده است و چون مقاومت فولاد و بتن با هم متفاوت است بنابراين محور مركزي بر مركز SKIRT منطق نميشود