СПОСОБ СОЗДАНИЯ ТЕПЛОЗАЩИТНОГО ЭКРАНА
METHOD TO CREATE THERMAL SHIELD

Изобретение относится к области противопожарной техники и может быть использовано для создания системы, создающей теплозащитный экран от пламени, возникающего при испытаниях морских нефтяных скважин.
Известны способы создания противопожарных завес с помощью экранов, заключающиеся в установке в защищаемом объеме стационарных или передвижных экранов, которые отражают лучистую энергию или поглощают тепло и охлаждают нагретые поверхности водяной завесой (М.Я.Ройтман, «Противопожарное нормирование в строительстве», М., Стройиздат, 1985 г., стр.253-257).
Известен способ создания противопожарной сетчатой завесы из проволоки, которую охлаждают водой, причем струю воды раздробляют спринклерными или дренчерными головками, которые располагают на расстоянии 2,5 метра из расчета подачи 0,5 литра в секунду на 1 кв. м орошаемой плоскости (там же, стр.260-261).
Недостатками известных способов являются очень большой суммарный расход воды и высокие требования к качеству воды для создания завесы.
Известен способ создания теплозащитного экрана, включающий установку между источником тепла и защищаемым объектом сетчатого экрана и подачу на него защитной охлаждающей завесы со стороны, обратной направлению теплового потока, причем охлаждающую завесу создают в виде пленочного потока, подаваемого вдоль сетчатого экрана из установленного над ним насадка (Патент РФ №2156628, МПК А62С 2/08, опубл. 27.09.2000 г.).
Недостатком данного способа является низкая эффективность из-за малых размеров создаваемого пленочного потока.
Известен способ ликвидации пожара в закрытых помещениях, включающий создание теплозащитного экрана и подачу его в зону горения путем пневмоакустического распыления смеси инертного газа и воды при соотношении газа и воды 0,7-1,5 весовых частей, а распыление ведут на частотах 16-21 кГц при звуковых давлениях 160-170 дБ (Патент РФ №2130328, МПК А62С 3/00, опубл. 20.05.1999 г.).
Недостатком данного способа является невозможность его применения в открытых пространствах, например, для защиты от пламени, возникающего при испытаниях морских нефтяных скважин, когда пламя необходимо сохранить при сжигании попутного газа.
Известен способ создания теплозащитного экрана, включающий установку между источником тепла и защищаемым объектом, с целью отражения и поглощения лучистой энергии, водяной завесы и подачу этой завесы с любой стороны экрана, выполненного в виде каркаса, на который натянуто полотно из гигроскопичного материала, причем завесу подают с удельным расходом охлаждающего агента от 3 до 4 л/мин (Патент РФ №2247584, МПК А62С 2/08, опубл. 10.03.2005 г.).
Недостатком данного способа является малая эффективность и невозможность его применения в открытых пространствах, например, для защиты от пламени, возникающего при испытаниях морских нефтяных скважин, когда пламя необходимо сохранить при сжигании попутного газа.
Известен способ тушения пожара в пространстве, главным образом в туннелях, включающий создание теплозащитного экрана и подачу его в зону горения путем распыления огнегасительной среды (Патент РФ №2317834, МПК А62С 3/00, опубл. 24.06.2003 г., заявка РСТ FI 03/00512).
Недостатком данного способа является также малая эффективность и невозможность его применения в открытых пространствах, например, для защиты от пламени, возникающего при испытаниях морских нефтяных скважин, когда пламя необходимо сохранить при сжигании попутного газа.
Известен способ тушения пожара, включающий подачу в зону горения водяной завесы путем распыления ее в виде тумана с диаметром капель не менее 0,01-0,1 мм и смешивания этой завесы со второй завесой с диаметром капель от 0,1 до 0,4 мм в диапазоне углов 60-180 градусов (Патент Германии DE 102005030023, МПК А62С 2/08, опубл. 27.04.2006 г.).
Известен способ создания теплозащитного экрана, включающий установку между источником тепла и защищаемым объектом, с целью отражения и поглощения лучистой энергии, водяной завесы и подачу этой завесы с любой стороны экрана, выполненного в виде каркаса, на который натянуто полотно, причем полотно закреплено на катушках с возможностью перемещения относительно источника тепла (Патент США №2009250174, МПК А62С 2/00, опубл. 08.10.2009 г.).
Недостатком данного способа является низкая эффективность из-за малых размеров создаваемого пленочного потока.
Известен способ тушения пожара, включающий подачу в зону горения водяной завесы путем распыления ее в виде тумана с диаметром капель до 1000 мкм (Патент Германии DE 102007015229, МПК А62С 2/08, опубл. 27.11.2008 г.).
Недостатком данного способа является низкая эффективность из-за чрезмерно больших размеров создаваемых капель.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу (прототипом) является способ создания теплозащитного экрана, включающий установку между источником тепла и защищаемым объектом для отражения и поглощения лучистой энергии водяной завесы и подачу этой завесы в пространство, образованное, по крайней мере, двумя поверхностями, причем подачу охлаждающей жидкости осуществляют путем регулируемого разбрызгивания или распыления этой жидкости для создания в пространстве между поверхностями парокапельно-воздушной среды и пленок из охлаждающей жидкости на поверхностях (Патент РФ №2182024, МПК А62С 2/08, опубл. 10.05.2002 г.).
Недостатком данного способа является низкая эффективность из-за чрезмерно больших размеров создаваемых капель, получаемых методом простого разбрызгивания и распыления.
Техническим результатом изобретения является разработка способа создания теплозащитного экрана с повышенной эффективностью, который мог бы использоваться для защиты от пламени попутного газа, возникающего при испытаниях морских скважин.
Технический результат достигается за счет того, что в способе создания теплозащитного экрана, включающем подачу между источником тепла и защищаемым объектом водяной завесы, завесу создают путем пневмоакустического распыления морской воды в виде тумана при давлении воздуха 0,35-0,6 МПа, давлении воды 0,02-0,04 МПа при объемном расходе морской воды 3-5 литров в минуту на квадратный метр защищаемого пространства и частоте акустических колебаний 18-24 кГц при звуковых давлениях 160-180 дБ.
Способ реализуется следующим образом. На морской нефтяной скважине устанавливают между факелом горения попутного газа и защищаемым оборудованием по меньшей мере одну пневмоакустическую форсунку, к которой подводят морскую воду и воздух. Параметры форсунки рассчитывают и выбирают из условий, чтобы распыление происходило в виде тумана при давлении воздуха 0,35-0,6 МПа при объемном расходе морской воды 3-5 литров в минуту на квадратный метр защищаемого пространства и частоте акустических колебаний 18-24 кГц при звуковых давлениях 160-180 дБ. При необходимости можно использовать несколько пневмоакустических форсунок. Выбранные режимы пневмоакустического распыления обеспечивают создание завесы, в которой размер капель в основном составляет несколько микрон, а эффект защиты главным образом обеспечивается рассеянием лучистой энергии на мелкодисперсных каплях, размер которых близок к длинам волн экранируемой энергии.
Изобретение обеспечивает снижение уровня теплового и электромагнитного излучения от пламени, возникающего при испытаниях морских тепловых скважин в 17-20 раз.