РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ЖИДКИХ ГРУЗОВ
LIQUID CARGOS STORAGE TANK

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 резервуаре для 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.
На фиг. 1 изображен резервуар, общий вид; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - схема пеногенератора.
Резервуар (фиг. 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 (фиг. 3) содержит корпус 13, состоящий из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру (не показано) распределительного трубопровода для подвода жидкости, и закрепленную в нижней части корпуса накидную гайку 18 с рассекателем 19 потока жидкости. В корпусе 13, соосно ему, выполнено цилиндрическое отверстие 14, в верхней части которого установлен сетчатый фильтр 16, а в нижней части - дроссельная шайба 15 с жиклером 17.
К торцевой поверхности накидной гайки 18, осесимметрично корпусу 13, крепится рассекатель 19, который состоит из трех соосных коаксиально расположенных пирамидальных обечаек 20, 21, 22 в виде генерирующих сеток: внешней 20, промежуточной 21 и внутренней 22. Каждая из обечаек содержит проволочный каркас из двух оснований в виде квадрата и боковых ребер усеченной пирамидальной поверхности. Внешняя обечайка 20 большим основанием крепится к накидной гайке 18, а ее второе меньшее основание является одновременно большим основанием промежуточной 21 обечайки с боковыми ребрами, а ее меньшее основание является одновременно большим основанием внутренней 22 обечайки с меньшим основанием. Генерирующие сетки в виде усеченных пирамидальных поверхностей расположены таким образом, что все вершины их лежат на оси, совпадающей с осью корпуса 13, причем направление вершин внешней 20 и внутренней 22 генерирующих сеток совпадает, а вершина промежуточной 21 генерирующей сетки направлена противоположно вершинам внешней 20 и внутренней 22 генерирующих сеток, причем в сторону дроссельной шайбы 15 с жиклером 17.
Перфорация на внешней обечайке 20, со стороны крепления ее усеченной пирамидальной поверхности к торцевой поверхности накидной гайки 18, выполнена с более мелким шагом и большим диаметром отверстий, способствующих усилению эжекционного эффекта.
Перфорация внутренней обечайки 22 на основании, обращенном в сторону от дроссельной шайбы 15 с жиклером 17 и выполненном в виде квадрата, имеет больший диаметр отверстий, способствующих усилению эжекционного эффекта и дальнобойности распыляемого потока.
Пеногенератор работает следующим образом.
В начале формирования факела распыленная струя жидкости имеет наибольшую скорость и при попадании на генерирующую сетку формируется пена с пузырьками воздуха малого размера (2÷3 мм в поперечнике) за счет эжектирования воздуха через сетки 20, 21, 22 рассекателя 19, а с удалением от жиклера 17 скорость струи падает и далее на сетке формируется пена с более крупными пузырьками (4÷12 мм в поперечнике) воздуха. Таким образом рассекатель вырабатывает полидисперсную (разноразмерную по пузырькам) пену, которая обладает свойством быстрого растекания по поверхности. Получение пены осуществляется по принципу эжекции воздуха распыленными струями жидкости в рассекателе 19.
Пеногенератор устанавливается непосредственно над зоной возможного возгорания, длина создаваемой струи в горизонтальном или вертикальном положении генератора не превышает 1,8 м.
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, м<sup>3</sup>/с, не менее
1,4
Кратность пены, не менее
400
Работа резервуара при аварии сводится к следующему.
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.