Резервуар для хранения жидких грузов

Полезная модель относится к области средств безопасного хранения жидких грузов, например, нефтепродуктов и является эффективным устройством в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Технически достижимый результат - повышение надежности и безопасности хранения жидких грузов типа нефтепродуктов путем предотвращения разрушения резервуара за счет эффективного распыления пены по всей поверхности хранимого продукта. Это достигается тем, что в резервуаре для хранения жидких грузов, например, нефтепродуктов, включающем в себя стенку, днище, кровлю и пеногенераторы, кровля резервуара выполнена с применением противопожарных щитов, в каждый из которых вмонтирован пеногенератор и смотровой люк с крышкой. При этом 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 системой управлениея, расположенной 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.

Полезная модель относится к средствам безопасного хранения жидких грузов, например, нефтепродуктов и является эффективным устройством в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемой конструкции является стальной цилиндрический резервуар (Патент РФ 2121048), включающий в себя 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 распределение пены по всей поверхности продукта, в связи с чем снижается эффективность пожаротушения.

Кроме того, расположение пеногенераторов в верхних поясах стенки приводит к уменьшению используемого объема резервуара на 10-12%. При аварийном возгорании продукта внутри резервуара, например в результате искры, 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. В результате этого сам резервуар резко опускается и его нижние пояса с окрайками деформируются вплоть до разрыва, что приводит к разливу нефтепродуктов.

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

Это достигается тем, что в резервуаре для хранения жидких грузов, например, нефтепродуктов, включающем в себя стенку, днище, кровлю и пеногенераторы. кровля резервуара выполнена с применением противопожарных щитов, в каждый из которых вмонтирован пеногенератор и смотровой люк с крышкой. При этом 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 системой управления, расположенной 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.

На рис. 1 изображен резервуар, общий вид; на рис. 2 вид сверху; на рис. 3 - схема пеногенератора. на рис. 4 - схема сопла пеногенератора, на рис. 5 - схема варианта выполнения сопла пеногенератора. Резервуар (рис. 1 и 2) содержит стенку 1, днище 2, кровлю 3, противопожарные щиты 4, трубы 5 подачи пены внутрь резервуара, пеногенераторы 6 с соплами 7. направленными под разными углами. На щитах 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 (рис. 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 обоих 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. При этом 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 перед основанием цилиндрической обечайки корпуса 13 со стороны, противоположной распределителю 15.

Каждое из распылительных сопел 24 (рис. 4 и 5) содержит корпус 29 со шнеком 35, соосно расположенным в нижней части корпуса и, расположенный в верхней части корпуса, штуцер 30 с цилиндрическим отверстием 31 для подвода жидкости, соединенный с диффузором 32, осесимметричным корпусу 29 и штуцеру 30. Для герметичного соединения корпуса 29 со штуцером 30 предусмотрена уплотняющая прокладка 33. Шнек 35 запрессован в корпус с образованием конической камеры 34, расположенной над шнеком 35, соосно диффузору 32, которая соединена с ним последовательно. Шнек 35 выполнен сплошным, Причем, внешняя поверхность шнека 35 представляет собой две последовательно соединенных между собой поверхности, одна их которых представляет собой, по крайней мере, однозаходную винтовую канавку 36 с правой или левой нарезкой. Она расположена внутри корпуса 29, а вторая поверхность 38 выполнена гладкой в виде тела вращения, осесимметрично соединенного с распылительным диском 39, расположенным перпендикулярно оси корпуса, и выступает за торцевую поверхность нижней части корпуса. Причем в качестве линии, образующей эту поверхность может быть принята как прямая линия, так и кривая линия n-го порядка, например сферическая, эллиптическая, параболическая и др. (рис. 5). Шнек 35 в этом случае может фиксироваться в корпусе дополнительно посредством винтов 37. Шнек 35 форсунки выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.

Пеногенератор устанавливается непосредственно над зоной возможного возгорания. Длина создаваемой струи в горизонтальном или вертикальном положении генератора не превышает 1,8 м.

Пеногенератор работает следующим образом. 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.

Распылительное сопло для распыливания жидкостей работает следующим образом. Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 31 в диффузор 32, а из него в коническую камеру 34, из которой под давлением поступает в винтовую внешнюю полость шнека 35. Вращающийся поток жидкости во внешней винтовой полости шнека образует вихревое движение. При этом происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет турбулизации потока на выходе, и мелкодисперсный вращающийся поток выходит из форсунки с широким вращающимся факелом распыляющейся жидкости (раствора).

В начальный период времени распространения факела распыленная струя раствора пенообразователя имеет наибольшую скорость. В результате этого, при попадании на сетку формируется пена с пузырьками малого размера (2÷3 мм в поперечнике), а 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 (разную по размерам пузырьков) 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.

В качестве пенообразователя в таких системах пожаротушения применяется фторсинтетический пенообразователь типа "Мультипена". Работа может вестись также с использованием 6%-водного раствора фторсодержащего пенообразователя "Подслойный" в условиях задымления помещения.

Пеногенератор предназначен для автоматических систем пожаротушения закрытых технологических помещений (с подачей 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:

Работа резервуара при аварии заключается в следующем. При возникновении аварийной пожарной ситуации внутри резервуара путем дистанционного управления тягой 10 открываются все блокированные 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 тушение 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.

Резервуар для хранения жидких грузов, например нефтепродуктов, включающий 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, отличающийся тем, что каждое из распылительных сопел содержит корпус со шнеком, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер с цилиндрическим отверстием для подвода жидкости, соединенным с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру, при этом для герметичного соединения корпуса со штуцером предусмотрена уплотняющая прокладка, а шнек запрессован в корпус с образованием конической камеры, расположенной над шнеком, соосно диффузору, которая соединена с ним последовательно, причем шнек выполнен сплошным, а внешняя поверхность шнека представляет собой две последовательно соединенны поверхности, одна их которых представляет собой, по крайней мере, однозаходную винтовую канавку с правой или левой нарезкой и расположена внутри корпуса, а вторая поверхность выполнена гладкой в виде тела вращения, осесимметрично соединенного с распылительным диском, расположенным перпендикулярно оси корпуса, и выступает за торцевую поверхность нижней части корпуса, причем в качестве линии, образующей эту поверхность, может быть как прямая линия, так и кривая линия n-го порядка.