Способ тушения пожаров газовых, нефтяных и нефтегазовых фонтанов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к пожаротушению и может быть использовано для локализации любых высокотемпературных струй газов, образующихся при горении различных материалов. Цель - повышение эффективности тушения за счет возможности создания двухфазного потока и термобарического воздействия на его жидкую фазу. Для этого образуют двухфазный поток огнетушащей жидкости путем торможения ее совместно с фонтанирующей струей газои нефтепродуктов и одновременно создают условие, при котором T<SB POS="POST">р</SB> *98 T<SB POS="POST">S</SB>(P<SB POS="POST">S</SB>), где T<SB POS="POST">р</SB> - равновесная т-ра жидкой фазы, а T<SB POS="POST">S</SB> - т-ра насыщения пара при давлении P. Жидкая фаза - вода-подается по трубопроводу 1 через кольцевой незамкнутый коллектор 2 и установленные на нем распылители 3 в камеру 8 смешения, образованную коническим корпусом, состоящим из подвижной 5 и неподвижной 4 частей, установленных соосно с возможностью вращения относительно одна другой. Образующийся двухфазный поток частично тормозится с помощью преграждающего элемента 9. Отношение его высоты к его гидравлическому диаметру находится в пределах 1÷7. Капли воды в результате термобарического воздействия на поток вскипают и интенсивно испаряются за счет теплового взрыва. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1502811

А1 ($1) 4 Е 21 В 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3949503/23-03 (22) 23.05.85 (46) 23.08.89. Бюл. 1р 31 (71) Высшая инженерная пожарно-техническая школа и Всесоюзный научно-исследовательский институт противопожарной обороны (72) Л.Г.Бочков и А.Ф.Иванов (53) 622.245.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 955945, кл. Е 2 1 В 35/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 37025, кл. Е 21 В 35/00, 1961. (54) СПОСОБ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ ГАЗОВЫХ, НЕФТЯНЫХ И НЕФТЕГАЗОВЫХ ФОНТАНОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к пожаротушению и м.б. использовано для локализации любых высокотемпературных струй газов, образующихся при горении различных материалов. Цель— повышение эффективности тушения за счет возможности создания двухфазного потока и термобарического воздействия на его жидкую Фазу,Цля этого образуют двухфазный поток orнетушащей жидкости путем торможения ее совместно с фонтанирующей струей газо- и нефтепродуктов и одновременно создают условие, при котором Тр p T> / (P ) где Т р Рав» новесная т-ра жилкой фазы, а Т, т-ра насыщения пара при давлении

P. Жидкая фаза — вода — подается по трубопроводу 1 через кольцевой незамкнутый коллектор 2 и установленные на нем распылители 3 в камеру 8 смещения, образованную коническим корпусом, состоящим из подвижной 5 и неподвижной 4 частей, установленных соосно с воэможностью вращения относительно одна другой.

Образующийся двухфазный поток частично тормозится с помощью преграждающего элемента 9. Отношение его высоты к его гидравлическому диаметру находится в пределах 1-7. Капли воды в результате термобарического воздействия на поток вскипают и интенсивно испаряются в результате теплового взрыва. 2 с.п. ф-лы, li ц. ргтгние относится к об.",асти

1 1281

t. .. ж, рг 1 ушения, в частности к туше —нию газовых, нефтяньгс и газонефтянь.х фонт;.н <руюцих скважин, а также мож-т ;ыть использована для с <.,÷ø. зции лкбых высокотемпературных струй газов, образующихся при горении различных материалов, образующихся на производствах химиче- !О ской нромьппленности и т ° п.

Цепью изобретения является повы— шение. эффективности тушения за счет возможности создания двухфазного потока и термобарического воздейст- !5 вия на его жидкую фазу °

Сущность способа заключается в образовании двухфазного потока огнетушащей жидкости путем торможения ее совместно с фонтанирующей струей 20 нефтепродуктов для создания условий термобарического воздействия на огнетушащую жидкость. Последнее заключается в том, что распыленное огнетушащее вещество, например вода, по- 25 падая в струю газа, на начальном участке движения прогревается от начальной температуры Т „ до максимально возможной равновесной температуры Тр, соответствующей температуре 30 газа Т и давлению насыщения паров

r этого огнетушащего вещества в потоР, .

При частичном торможении потока проигходит перераспределение давле- 35 ния и, следовательно, нарушается термоцинамическое равновесие в двухфазном потоке, так как в силу инерционности процесса охлаждения температура капли Т становится больше температуры Т насыщения паров,соответствующей давлению их насьш(ения в потоке Р .

При Тр > Т (P ) происходит мгновенное вскипание капли, что обеспечивает эффект тушения за счет одновременного снижения температуры пламени и паровой изоляции факела от кисл ор ода в о з дух а .

На чертеже изображено устройство для тушения фонтана.

Устройство содержит подводящий трубопровод 1, кольцевой незамкнутый коллектор 2, распылители 3, конический корпус, состоящий из непсдвижной 4 и подвижной 5 частей, упор-фиксатор б. rèáêèé привод 7 вращения подвижной части конического корпуса, камеру 8 смещс.ния и преграждаюрций элем нт 9 °

Устройство работает следующим образом.

Устройство, установленное, например, на шасси самоходной установки и соединенное подводящим трубопроводом 1 с источником воды, надвигают на устье фонтана так,чтобы незамкнутый коллектор 2 с распылителями 3 и неподвижной частью 4 корпуса, совмещенные с подвижной частью 5 упором-захватом 6, достиг трубы устья скважины. Затем поворотом с помощью гидравl лического гибкого привода 7 подвижной части 5 вокруг оси замыкают контур камеры 8 смешения. Торможение потока с малыми скоростями в устройстве обеспечивается дополнительным преграждающим элементом 9, например решеткой, соплом и гидроцилиндром.

После этого подают воду. Образующийся двухфазный поток частично тормозится с помощью преграждающего элемента, при этом капли воды в результате термобарического воздействия на поток вскипают и интенсивно за счет теплового "взрыва испаряются. Термобарическое воздействие — это воздействие, связанное с изменением температуры и давления в потоке.

Чтобы перед тепловым "взрывомн капли успевали прогреться до максимальной равновесной температуры, воду надо подавать не ближе 200—

300 мм до этой эоны термобарического воздействия на поток или камеры смешения устройства. Кроме того, отношение высоты преграждающего элемента, который может быть цилиндрической обечайкой, отверстиями в решетке и др,, к его гидравлическому диаметру (1/d) должно находиться в соотношении 1:7.

При меньшем соотношении 1/d не достигается необходимого. перепада давления в струе двухфазного потока, обеспечивающего условие термобарического воздействия и получения эффекта теплового "взрыва" капель при прохождении его сквозь преграду, а увеличение 1/Й больше 7 нецелесообразно ввиду возможного запирания канала, снижения скорости потока и, как следствие, снижения эффективности испарения капель.

1502811

Составитель E.Àôàíàñüåâ

Редактор В.Бугренкова Техред Л.Олийнык Корректор Н.Борисова

Заказ 5062/44 Тираж 14 Подписное

ЬНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Формула изобретения

1. Способ тушения пожаров газовых, нефтяных и нефтегазовых фонтанов, включающий подачу огнетушащего вещества в фонтанирующую струю газа и нефтепродуктов на устье скважины и осуществление торможения о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения эффективности тушения за счет возможности создания двухфазного потока и термобарического воздействия на его жидкую фазу, осуществляют торможение образовавшегося потока фонтанирующей струи газа и нефтепродуктов соЪместно с огнетушащим веществом и одновременно создают условие, при котором

Тр ) Т (P ), где Тр — равновесная температура жидкой фазы, а Т вЂ” температура насыщения пара лри давлении Р1.

2. Устройство для тушения пожаров газовых, нефтяных и нефтегазовых фонтанов, содержащее конический корпус с преграждающим элементом, кольцевой незамкнутый коллектор с установленными на нем распылителями и упором-фиксатором и подводящий трубопровод, о т л и ч а ю щ е е с я

1р тем, что, с целью повьппения эффективности тушения эа счет возможности создания двухфазного потока и термобарического воздействия на его жидкую фазу, конический корпус выпол15 нен из двух частей, установленных соосно с возможностью вращения одна относительно другой, а отношение высоты преграждающего элемента к его гидравлическому диаметру нахо20 дится в соотношении 1-7.