Устройство для безопасного хранения жидких грузов



Устройство для безопасного хранения жидких грузов
Устройство для безопасного хранения жидких грузов
Устройство для безопасного хранения жидких грузов
Устройство для безопасного хранения жидких грузов

 


Владельцы патента RU 2575369:

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России" (федеральный центр науки и высоких технологий) (RU)

Изобретение относится к средствам безопасного хранения жидких грузов типа нефтепродуктов. Технический результат изобретения - повышение надежности безопасного хранения жидких грузов. Устройство для безопасного хранения жидких грузов включает стенку, днище, кровлю и пеногенераторы. Кровля выполнена с противопожарными щитами, в каждый из которых вмонтирован пеногенератор, смотровой люк с крышкой. Пеногенераторы снабжены соплами, направленными по отношению к зеркалу продукта под разными углами по высоте и по окружности резервуара с обеспечением перехлеста струй пены над поверхностью хранимого продукта. Каждое из распылительных сопел содержит полый цилиндрический корпус, соединенный с рассекателем. Корпус состоит из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости и внутренней резьбой для соединения с рассекателем посредством диска и жестко связанного с ним кольца через круглую пластину, в которой выполнен паз по спирали Архимеда, имеющий направление крутки, совпадающее с направлением крутки потока жидкости завихрителя, расположенного с зазором относительно внутренней цилиндрической поверхности корпуса и закрепленного в своей нижней части посредством жестко присоединенной к нему круглой пластины нижним винтом, имеющим головку, выполненную в виде конического обтекателя. Завихритель выполнен в виде втулки с винтовой внешней нарезкой с крупным шагом трапецеидального профиля и внутренней резьбой, в которую входит резьбовая часть конического обтекателя в верхней части завихрителя, а цилиндрическая камера служит для подвода жидкости. Соосно нижнему винту, к его головке с коническим обтекателем присоединен распылитель в виде перфорированного конического раструба, вершина конуса которого обращена в сторону конического обтекателя нижнего винта. 4 ил.

 

Изобретение относится к средствам безопасного хранения жидких грузов типа нефтепродуктов и является эффективным устройством в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

Наиболее близким по технической сущности предлагаемой конструкции является стальной цилиндрический резервуар по патенту РФ №2121048, включающий стенку, днище, кровлю и пеногенераторы, расположенные в верхней части стенки резервуара (прототип).

Недостатками известного технического решения является то, что в случае аварийной пожарной ситуации упорный шов между крышей и стенкой не раскрывается полностью, а пеногенераторы, расположенные в верхних поясах стенки резервуара, не обеспечивают распределения пены по всей поверхности продукта, чем снижается эффективность пожаротушения.

Кроме того, расположение пеногенераторов в верхних поясах стенки снижает используемый объем резервуара на 10-12%. При аварийном возгорании продукта внутри резервуара, например в результате заискрения, резко повышается избыточное давление и происходит совместный отрыв окраек со стенкой от земли, а после частичного раскрытия монтажного упорного шва между крышей и стенкой давление внутри резервуара падает, а сам резервуар резко опускается и его нижние пояса с окрайками деформируются вплоть до разрыва, что приводит к разливу нефтепродукта.

Технически достижимый результат - повышение надежности безопасного хранения жидких грузов типа нефтепродуктов путем предотвращения разрушения резервуара за счет эффективного распыления пены по всей поверхности хранимого продукта.

Это достигается тем, что в устройстве для безопасного хранения жидких грузов, например нефтепродуктов, включающем стенку, днище, кровлю и пеногенераторы, кровля резервуара выполнена с применением противопожарных щитов, в каждый из которых вмонтирован пеногенератор, смотровой люк с крышкой, причем каждый щит имеет участок обшивки с ослабленными сварными швами, допускающими раскрытие кровли при сверхизбыточном давлении внутри резервуара. При этом крышки люков могут быть объединены силовой тягой с управлением, расположенным за пределами обвалования резервуара. Кроме того, пеногенераторы снабжены соплами, направленными по отношению к зеркалу продукта под разными углами по высоте и по окружности резервуара с обеспечением перехлеста струй пены над поверхностью хранимого продукта, а каждое из распылительных сопел содержит полый цилиндрический корпус, соединенный с рассекателем, корпус состоит из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости и внутренней резьбой для соединения с рассекателем посредством диска и жестко связанного с ним кольца через круглую пластину, в которой выполнен паз по спирали Архимеда, имеющий направление крутки, совпадающее с направлением крутки потока жидкости завихрителя, расположенного с зазором относительно внутренней цилиндрической поверхности корпуса и закрепленного в своей нижней части посредством жестко присоединенной к нему круглой пластины нижним винтом, имеющим головку, выполненную в виде конического обтекателя, при этом завихритель выполнен в виде втулки с винтовой внешней нарезкой с крупным шагом трапецеидального профиля и внутренней резьбой, в которую входит резьбовая часть конического обтекателя в верхней части завихрителя, цилиндрическая камера служит для подвода жидкости, а соосно нижнему винту, к его головке с коническим обтекателем присоединен распылитель в виде перфорированного конического раструба, вершина конуса которого обращена в сторону конического обтекателя нижнего винта.

На фиг. 1 изображен общий вид резервуара устройства; на фиг. 2 - вид сверху фиг. 1; на фиг. 3 - схема пеногенератора, на фиг. 4 - схема сопла пеногенератора.

Устройство для безопасного хранения жидких грузов содержит резервуар (фиг. 1 и 2), состоящий из стенки 1, днища 2, кровли 3, противопожарных щитов 4, труб 5 для подачи пены внутрь резервуара, пеногенераторов 6 с соплами 7, направленными под разными углами. На щитах 4 также смонтированы люки 8 с крышками 9, к которым прикреплены тяги 10 для их открывания из зоны за пределами обвалования резервуара. Каждый щит также имеет обшивку с ослабленными сварными швами 11 и площадку обслуживания 12, причем толщина обшивки ослабленного участка составляет от 1 до 0,5 толщины обшивки щита.

Пеногенератор (фиг. 3) состоит из корпуса 13, выполненного в виде цилиндрической обечайки с круговыми ребрами жесткости по краям (на чертеже не показано), продавленными на обечайке в виде окружностей полусферического профиля. Корпус установлен на двух опорных горизонтальных планках 2 с крепежными отверстиями (на чертеже не показано).

С одной стороны к корпусу 13 присоединен распределитель 15 пенораствора посредством, по крайней мере трех, спиц 16, расположенных по образующим усеченной конической поверхности, осесимметричной и соосной цилиндрической обечайке, при этом одним, большим, основанием конической поверхности является основание цилиндрической обечайки корпуса 13, а другим, меньшим, - распределитель 15 пенораствора, который имеет форму соосной цилиндрической обечайке корпуса 13 тороидальной поверхности, соединенной с вертикально расположенным по отношению к горизонтальным планкам 14 входным трубопроводом 17 с фланцем на одном конце и заглушкой на другом (на чертеже не показано). При этом входной трубопровод 17 делит тороидальную поверхность на две симметричные части 19 и 20. Перпендикулярно входному трубопроводу 17 и соосно горизонтальной оси тороидальной поверхности распределителя 15 расположен дополнительный трубопровод 18 с заглушками на обеих концах (на чертеже не показано), вписываемый во внутренний контур тороидальной поверхности распределителя 15, причем диаметры внутренних полостей тороидальной поверхности и входного 17 и дополнительного 18 трубопроводов равны между собой, а сами полости соединены между собой. Причем к внутренним полостям 19 и 20 тороидальной поверхности входного 17 и дополнительного 18 трубопроводов подсоединены со стороны цилиндрической обечайки корпуса 13 и параллельно ее оси отводы: укороченные 23, средние 22 и длинные 21, заканчивающиеся распылительными соплами 24, ориентированными к направляющему устройству 28.

Направляющее устройство 28 состоит из внутренней 27 и внешней 25 генерирующих сеток, которые выполнены в виде соосных усеченных конических поверхностей, имеющих одно общее основание в виде первого жесткого кольца круглого профиля, соединенного посредством, по крайней мере трех, спиц 26, расположенных по образующим внешней 25 усеченной конической поверхности, с одним из оснований цилиндрической обечайки корпуса 13. Внутренняя 27 генерирующая сетка имеет второе жесткое кольцо круглого профиля, соединенное с первым жестким кольцом посредством, по крайней мере трех, спиц (на чертеже не показано), расположенных по образующим внутренней 27 усеченной конической поверхности, и расположенное перед основанием цилиндрической обечайки корпуса 13 со стороны, противоположной распределителю 15.

Каждое из распылительных сопел 24 (фиг. 4) содержит корпус, состоящий из цилиндрической части 29 с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода (на чертеже не показано) для подвода жидкости и внутренней резьбой для соединения с рассекателем 36 посредством диска 34 и жестко связанного с ним кольца 37 через круглую пластину 38, в которой выполнен паз по спирали Архимеда, имеющий направление крутки, совпадающее с направлением крутки потока жидкости завихрителя 31. Завихритель 31 расположен с зазором относительно внутренней цилиндрической поверхности корпуса 29 и закреплен в своей нижней части посредством жестко присоединенной к нему круглой пластины 38 нижним винтом 39, имеющим головку, выполненную в виде конического обтекателя. Завихритель 31 выполнен в виде втулки с винтовой внешней нарезкой с крупным шагом трапецеидального профиля и внутренней резьбой 33, в которую входит резьбовая часть конического обтекателя 30 в верхней части завихрителя 31. Цилиндрическая камера 32 служит для подвода жидкости. Соосно нижнему винту 39, к его головке с коническим обтекателем присоединен распылитель 35 в виде перфорированного конического раструба, вершина конуса которого обращена в сторону конического обтекателя нижнего винта 39.

Устройство для безопасного хранения жидких грузов работает следующим образом.

Пеногенератор устанавливается непосредственно над зоной возможного возгорания, длина создаваемой струи в горизонтальном или вертикальном положении генератора не превышает 1,8 м. При возникновении пожара насосная установка (на чертеже не показано) подает раствор пенообразователя из бака-дозатора или пожарной машины во входной трубопровод 17 пеногенератора, откуда он через распределитель 15 пенораствора под давлением подается на отводы 21, 22, 23, сопла 24 которых формируют распыленные струи. Струи с коротких отводов 23 попадают на внешнюю генерирующую сетку 25, а с длинных 21 и средних 22 отводов - на внутреннюю сетку 27.

Работа сопла осуществляется следующим образом.

При подаче жидкости в корпус 29 под действием перепада давления 0,4…0,8 МПа в камере 32 благодаря завихрителю 31 создаются вихревые потоки жидкости, которые устремляются в рассекатель 36, выполненный в виде паза по спирали Архимеда, где создаются вихревые потоки жидкости, устремляющиеся к распылителю 35, чем и обеспечивается генерация распыленных мелкодисперсных потоков жидкости.

В начале факела распыленная струя раствора пенообразователя имеет наибольшую скорость и при попадании на сетку формируется пена с пузырьками малого размера (2÷3 мм в поперечнике), с удалением от сопла скорость струи падает и далее на сетке формируется пена с более крупными пузырьками (4÷12 мм в поперечнике). Таким образом пеногенератор вырабатывает полидисперсную (разноразмерную по пузырькам) пену, которая обладает свойством быстрого растекания по поверхности.

Испытания показали, что даже в условиях интенсивного задымления пена образуется в заданных объемах и имеет хорошую устойчивость к распаданию.

В качестве пенообразователя в таких системах пожаротушения применяется фторсинтетический пенообразователь типа "Мультипена". Работает также на 6%-водном растворе фторсодержащего пенообразователя "Подслойный" в условиях задымления помещения.

Пеногенератор предназначен для автоматических систем пожаротушения закрытых технологических помещений (подача пены на место возгорания), где возможно образование паро- и газовоздушных смесей, например, в насосных залах насосных нефтеперекачивающих станций, камерах регулирования давления и т.п.

Пеногенератор работает эффективно при следующих оптимальных параметрах технических характеристик:

Рабочее давление раствора пенообразователя, МПа 0.9
±0.1
Расход по раствору пенообразователя, л/с, не менее 3,5
Производительность по пене, м3/с, не менее 1,4
Кратность пены, не менее 400

При возникновении аварийной пожарной ситуации внутри резервуара путем дистанционного управления тягой 10 открываются все сблокированные крышки 9 люков 8, благодаря чему сбрасывается избыточное давление внутри резервуара. В случае недостаточного сброса давления через крышки 9 люков 8 происходит раскрытие ослабленных швов участков 11 противопожарных щитов 4.

При этом сопла 7 пеногенераторов 6, расположенные под разными углами, обеспечивают покрытие пеной всей поверхности и эффективное гашение пожара. Вместе с тем перенос пеногенераторов 6 со стенки 1 резервуара на его кровлю 3 позволяет увеличить используемый объем резервуара на 10-12%.

Преимуществом предлагаемого изобретения являются: предотвращение разрушения конструкций резервуара путем своевременного сброса избыточного давления через крышки и ослабленные участки кровли, более эффективное пожаротушение благодаря рациональной подаче пены на поверхность хранимого продукта, исключение размыва хранимого продукта и увеличение используемого объема резервуара путем переноса пеногенераторов со стенки резервуара на кровлю.

Устройство для безопасного хранения жидких грузов, содержащее стенку, днище, кровлю и пеногенераторы, при этом кровля резервуара выполнена с противопожарными щитами, в каждый из которых вмонтирован пеногенератор, смотровой люк с крышкой, причем каждый щит имеет участок обшивки с ослабленными сварными швами, обеспечивающими раскрытие кровли при сверхизбыточном давлении внутри резервуара, а крышки люков объединены силовой тягой с управлением, расположенным за пределами обвалования резервуара, при этом пеногенераторы снабжены соплами, направленными по отношению к зеркалу продукта под разными углами, причем каждый из пеногенераторов выполнен вихревого типа и содержит корпус, распределительное и направляющее устройства, при этом корпус выполнен в виде цилиндрической обечайки с круговыми ребрами жесткости по краям, продавленными на обечайке в виде окружностей полусферического профиля, и установлен на двух опорных горизонтальных планках с крепежными отверстиями, причем с одной стороны к корпусу присоединен распределитель пенораствора посредством, по крайней мере трех, спиц, расположенных по образующим усеченной конической поверхности, осесимметричной и соосной цилиндрической обечайке, при этом одним, большим, основанием конической поверхности является основание цилиндрической обечайки корпуса, а другим, меньшим, - распределитель пенораствора, который имеет форму соосной цилиндрической обечайке корпуса тороидальной поверхности, соединенной с вертикально расположенным по отношению к горизонтальным планкам входным трубопроводом с фланцем на одном конце и заглушкой на другом, при этом входной трубопровод делит тороидальную поверхность на две симметричные части, а перпендикулярно входному трубопроводу и соосно горизонтальной оси тороидальной поверхности распределителя расположен дополнительный трубопровод с заглушками на обеих концах, вписываемый во внутренний контур тороидальной поверхности распределителя, причем диаметры внутренних полостей тороидальной поверхности и входного и дополнительного трубопроводов равны между собой, а сами полости соединены между собой, а к внутренним полостям тороидальной поверхности, входного и дополнительного трубопроводов, подсоединены со стороны цилиндрической обечайки корпуса и параллельно ее оси отводы: укороченные, средние и длинные, заканчивающиеся распылительными соплами, ориентированными к направляющему устройству, которое состоит из внутренней и внешней генерирующих сеток, которые выполнены в виде соосных усеченных конических поверхностей, имеющих одно общее основание в виде первого жесткого кольца круглого профиля, соединенного посредством, по крайней мере трех, спиц, расположенных по образующим внешней усеченной конической поверхности, с одним из оснований цилиндрической обечайки корпуса, причем внутренняя генерирующая сетка имеет второе жесткое кольцо круглого профиля, соединенное с первым жестким кольцом посредством, по крайней мере трех, спиц, расположенных по образующим внутренней усеченной конической поверхности, и расположенное перед основанием цилиндрической обечайки корпуса со стороны, противоположной распределителю, отличающееся тем, что каждое из распылительных сопел содержит полый цилиндрический корпус, соединенный с рассекателем, корпус состоит из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости и внутренней резьбой для соединения с рассекателем посредством диска и жестко связанного с ним кольца через круглую пластину, в которой выполнен паз по спирали Архимеда, имеющий направление крутки, совпадающее с направлением крутки потока жидкости завихрителя, расположенного с зазором относительно внутренней цилиндрической поверхности корпуса и закрепленного в своей нижней части посредством жестко присоединенной к нему круглой пластины нижним винтом, имеющим головку, выполненную в виде конического обтекателя, при этом завихритель выполнен в виде втулки с винтовой внешней нарезкой с крупным шагом трапецеидального профиля и внутренней резьбой, в которую входит резьбовая часть конического обтекателя в верхней части завихрителя, а цилиндрическая камера служит для подвода жидкости, а соосно нижнему винту, к его головке с коническим обтекателем присоединен распылитель в виде перфорированного конического раструба, вершина конуса которого обращена в сторону конического обтекателя нижнего винта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам ремонта стенки вертикального резервуара, выполненного из стальных листов, соединенных между собой сварными швами в полотнище.

Изобретение относится к строительству и, в частности, к возведению вертикальных цилиндрических резервуаров на кольцевых фундаментах. Технический результат изобретения заключается в обеспечении равномерности осадок днища резервуара в период эксплуатации.

Изобретение относится к области строительства, в частности к резервуарам для хранения жидких грузов типа нефтепродуктов. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности безопасного хранения жидких грузов.

Изобретение относится к средствам хранения жидкости типа нефтепродуктов. Технический результат - повышение надежности безопасного хранения жидкости.

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам монтажа емкостей из сборных элементов для возведения хранилищ для жидких и сыпучих материалов. Технический результат изобретения заключается в упрощении монтажа.

Изобретение относится к области строительства, в частности к стальным резервуарам с алюминиевой крышей, для хранения нефти и нефтепродуктов под небольшим избыточным давлением.

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям резервуаров для хранения жидких грузов типа нефтепродуктов. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к возведению стальных вертикальных резервуаров, расположенных в сейсмически неустойчивых районах и районах с повышенными требованиями к экологической безопасности.

Изобретение относится к способу изготовления цилиндрического контейнера, а также соответствующему цилиндрическому контейнеру, к быстрому изготовлению цилиндрического контейнера при значительной независимости от точности предварительных работ, несмотря на достижимость высокой конечной точности, а также легкой транспортировке отдельных деталей к месту сборки.

Изобретение относится к области строительства, в частности способу сооружения цилиндрических силосов. .
Наверх