КРУГЛАЯ КРЫША ДЛЯ РЕЗЕРВУАРА С НЕФТЕПРОДУКТАМИ
ROUND ROOF FOR OIL PRODUCTS RESERVOIR

Изобретение относится к устройствам обеспечения пожарной безопасности при хранении нефти и нефтепродуктов в вертикальных цилиндрических резервуарах с плавающими крышами или плавающими понтонами.
Известно устройство, включающее плавающую крышку, установленную в резервуаре для нефтепродукта с возможностью вертикального перемещения в зависимости от уровня нефтепродукта по направляющей стойке, жестко закрепленной на дне резервуара. При этом крышка выполнена сборной, состоящей из трех частей по высоте, образующих трехслойную многогранную конструкцию лепестковой формы с окнами между лепестками и центральным отверстием, охватывающим установленную в центре резервуара направляющую стойку (Патент РФ №170678 U1, дата приоритета 15.04.2016, дата публикации 03.05.2017, авторы: Минкин А.Н., Бражников А.В. и др., RU).
Недостатками известного аналога являются:
- во-первых, сложность конструкции, способная привести к снижению ее надежности и повышению вероятности отказов работы механизмов крышки при возникновении пожара в резервуаре;
- во-вторых, инертность работы устройства, обусловленная наличием подвижной, поворотной части, способствующая вскипанию и выбросу горючей жидкости с последующим разрушением стенок резервуара.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство, выполненное в виде круглой крыши, состоящей из цельного диска, изготовленного из искусственных каменных материалов малой плотности, на внешней поверхности которого выполнены радиально расположенные глухие конические отверстия, предназначенные для равномерного разрушения под действием опасных факторов пожара горючих жидкостей, причем вершины конусов обращены к нижней поверхности крыши. При этом диск, в частности может быть изготовлен из газобетона, а глухие конические отверстия выполнены с возможностью разлома диска на отдельные тонущие части на дно резервуара (Патент РФ №204852 U1, дата приоритета 26.04.2021, дата публикации 15.06.2021, авторы: Едимичев Д.А., Минкин А.Н., Елфимова М.В. и др., RU, прототип).
Недостатками прототипа являются:
- во-первых, невозможность исключения образования явления «огненного шара», обусловленная попаданием воздуха как окислителя на отрытую поверхность горючей жидкости при разрушении круглой крыши в результате воздействия на нее ударной волны.
- во-вторых, затрудненное движение разломанных секций крыши резервуара из-за применения легкого материала (например - газобетона) с равномерной плотностью по всему сечению круглой крыши.
Технической проблемой изобретения является необходимость исключения контакта воздуха с поверхностью горючей жидкости в резервуаре и обеспечение быстрого движения ко дну резервуара разломанных секций круглой крыши.
Для решения технической проблемы предложена круглая крыша для резервуара с нефтепродуктами, плавающая вдоль стенок резервуара, выполненная в виде цельного диска из искусственных материалов малой плотности, на внешней поверхности которого выполнены радиально расположенные глухие конические отверстия, предназначенные для равномерного разрушения и разлома диска на отдельные сектора под действием опасных факторов пожара горючих жидкостей, при этом вершины конусов обращены к нижней поверхности крыши, а образующиеся при разломе сектора предназначены для утопления. Новым является то, что крыша дополнительно содержит полости с огнетушащим веществом, выполненные в толще диска вдоль вероятной линии разлома между радиально расположенными упомянутыми коническими отверстиями, а между вероятными линиями разлома на нижней поверхности диска закреплены утяжелители, предназначенные для более быстрого продвижения ко дну резервуара образующихся при разломе диска секторов, при этом утяжелители расположены диаметрально на равноудаленном от геометрического центра крыши расстоянии, не превышающем половины радиуса диска.
В частном случае осуществления изобретения внутренние полости, расположенные вдоль вероятной линии излома крыши, предпочтительно имеют сферообразную форму и заполнены огнетушащим порошком, пригодным для ликвидации пожаров нефти и нефтепродуктов, например, бикарбонатом натрия или хлоридом калия.
В частном случае осуществления изобретения утяжелители, закрепленные на нижней поверхности диска, могут быть выполнены из тяжелого, метала, например, чугуна или свинца.
Сущность изобретения поясняется графически.
На фиг. 1 схематично показан цилиндрический резервуар для нефтепродуктов с плавающей вдоль его стенок круглой крышей, общий вид в аксонометрии; на фиг. 2 изображена конструкция плавающей крыши в виде диска, общий вид с разрезом; на фиг. 3 изображен сломанный сектор плавающей крыши резервуара, где указаны следующие обозначения: 1 - плавающая крыша; 2 - глухие конические отверстия на поверхности крыши; 3 - внутренние полости, постоянно заполненные огнетушащим порошком; 4 - утяжелители; 5 - резервуар.
Процесс изготовления предлагаемой крыши для резервуара с нефтепродуктами предполагает заливку предварительно приготовленной цементно-песчаной смеси с затворенной в ней алюминиевой пудрой в специальные открытые, цилиндрические формы. Диаметр формы для заливки соответствует внутреннему диаметру резервуара, под который данная крыша изготавливается. Днище формы при этом имеет конусообразные выпуклости, необходимые для образования глухих конических отверстий в крыше резервуара после схватывания залитой смеси. Заливка приготовленной смеси в формы осуществляется в два этапа. На первом этапе форма заполняется смесью примерно на половину своей высоты так, чтобы выступали из-под смеси вершины конусообразных выпуклостей. Полная высота формы соответствует толщине изготавливаемой крыши. После заполнения формы первым объемом смеси в форму закладываются сферообразные мешки, заполненные огнетушащим порошком. Оболочка закладываемых мешков должна быть выполнена из любого легкоразрушающегося материала, но не вступающего в реакцию с компонентами смеси (например, из полиэтилена или влагостойкой бумаги). Закладка мешков осуществляется между вершинами выпуклостей, формирующих конические отверстия, т.е. по траектории вероятной линии излома крыши. После закладки мешков с огнетушащим порошком осуществляется второй этап заливки смеси, при котором заполняется уже весь объем заливаемой формы. После полной заливки форма должна быть подвергнута термовлажностной обработке паром для окончательного твердения смеси и приобретения крышей резервуара требуемых прочностных свойств. В заключительной стадии производства к нижней части изготовленной крыши прикрепляются утяжелители, а форма снимается. Технология крепления утяжелителей возможна любым механическим способом. Изготовленная крыша может быть установлена как на вновь сооружаемые, так и на реконструируемые резервуары марки РВСПК. Допускается использование предлагаемой крыши в качестве плавающего понтона в резервуарах марки РВСП.
Круглая крыша для резервуара с нефтепродуктами используется следующим образом.
При возникновении пожара в резервуаре, в результате вскипания или выброса горючей жидкости и последующего образования избыточного давления под плавающей крышей, или в результате воздействия ударной волны (при взрыве) предлагаемая конструкция плавающей крыши равномерно разрушается в соответствии с теорией механического разрушения. В результате данного разрушения предлагаемая конструкция плавающей крыши равномерно разламывается на отдельные секции в виде секторов, как показано на фиг. 3. Вследствие разрушения плавающей крыши из ее внутренних сферообразных полостей высвобождается огнетушащий порошок, покрывающий в результате открытую поверхность горючей жидкости, а образовавшиеся секции за счет утяжелителей быстро устремляются ко дну резервуара. Таким образом, исключаются препятствия подачи огнетушащих веществ основными системами пожаротушения на слой или под слой горящей жидкости, а высвобождаемый в момент разрушения крыши огнетушащий порошок значительно снижает вероятность образования огненного шара в первые секунды пожара. Кроме того, быстрое устремление сломанных секций крыши ко дну резервуара создает благоприятные условия для быстрого тушения резервуара прибывшими подразделениями пожарной охраны.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в свойстве плавающей крыши резервуара при ее разрушении высвобождать огнетушащее вещество и обеспечивать относительно малую инертность опускания сломанных секций крыши ко дну резервуара.
При этом технико-экономическая эффективность от использования предлагаемой конструкции круглой крыши для резервуара с нефтепродуктами обусловлена следующими преимуществами.
1. Значительным снижением ущерба от пожара в резервуарных парках за счет исключения разрушения стенок горящего резервуара, сокращения времени на его тушение и недопущения распространения пожара на рядом стоящие резервуары.
2. Снижением затрат на изготовление, монтаж и эксплуатацию предлагаемой крыши резервуара вследствие простоты ее конструкции, а также экономичности и долговечности используемых материалов.
3. Уменьшением количества подаваемых огнетушащих веществ в горящий резервуар, как результат отсутствия «карманов», благодаря открытой поверхности горючей жидкости вследствие разрушенной плавающей крыши и быстрого устремления ко дну сломанных ее секций.
4. Снижение вероятности образования огненного шара в первые секунды пожара за счет быстрого высвобождения огнетушащего порошка на поверхность горючей жидкости.