ВЕРТИКАЛЬНЫЙ СТАЛЬНОЙ РЕЗЕРВУАР
VERTICAL STEEL RESERVOIR

Изобретение относится к области резервуаростроения и может быть использовано для хранения жидких продуктов, а именно к возведению стальных вертикальных резервуаров, расположенных в сейсмически неустойчивых районах и районах с повышенными требованиями к экологической безопасности.
Известны резервуары, состоящие из днища, корпуса и кровли основного резервуара, днища и стенки защитного резервуара [1]. Стенка защитного резервуара расположена по концентрической окружности около основного резервуара, конструктивно аналогична стенке основного резервуара и предназначена для предотвращения экологически опасной ситуации при отказе основного резервуара (разлива огромной массы хранимого продукта). Недостатками подобного решения является конструкция защитной стенки, которая не может противостоять значительным нагрузкам, возникающим при разрушении стенки основного резервуара (гидростатический удар хранимого продукта и непосредственное воздействие разрушенной стенки основного резервуара), поэтому она не сможет предотвратить экологически опасной ситуации при отказе основного резервуара, образуемое между стенками пространство в данной конструкции не используется для хранения продукта, а также невозможна локализация утечек.
Наиболее близким по техническому исполнению является вертикальный стальной резервуар [2], включающий днище, стенку и кровлю основного резервуара, днище и стенку защитного резервуара, собранную из отдельных криволинейных обечаек, кривизна которых противоположна кривизне стенки основного резервуара, и центры кривизны обечаек расположены на окружности с центром, совпадающим с центром кривизны стенки основного резервуара. Обечайки герметично соединены между собой с помощью стоек «Ш»-образного поперечного сечения. Стенка защитного резервуара укреплена стальными полосами из сечения, стенка защитного резервуара укреплена стальными полосами из высокопрочной стали.
Наличие стенки наружного резервуара каннелюрного типа значительно повышает эксплуатационную надежность основного резервуара. При отказе основного резервуара такая защитная стенка может выдержать гидростатический удар хранимого продукта. Однако такие вышеперечисленные недостатки для конструкции [1], как невозможность точной локализации места утечки жидкости из основного резервуара, а также нерациональное использование межстенного пространства сохраняются и для этой известной модели. Данное техническое решение по патенту РФ №59673, как наиболее близкое по технической сущности и достигаемому полезному результату, принято за прототип.
Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационной надежности вертикального стального резервуара, снижение возможности создания экологически опасной ситуации, идентификация и локализация мест утечек из резервуара, а также увеличение полезного объема конструкции.
Технический результат достигается тем, что в вертикальном стальном резервуаре, включающем стенку, днище и кровлю основного резервуара и стенку защитного резервуара, стенка которого собрана из отдельных криволинейных обечаек, каждая обечайка защитного резервуара имеет крышу и представляет собой стальной полый полуцилиндр, привариваемый к основному резервуару, изолированный между соседними обечайками и основным резервуаром и используемый для хранения продукта; стенка защитного резервуара укреплена стальными полосами, которые прикреплены между каждыми соседними обечайками с равным шагом; для операций слива-налива продукта в обечайки предусмотрена общая для них система технологических трубопроводов, представляющая собой металлическую трубу с подводящими патрубками, последовательно обвязывающую все обечайки по периферии на уровне первого пояса стенки.
Обечайки опираются на общее с основным резервуаром днище. Сверху каждая обечайка имеет индивидуальную стационарную крышу, обеспечивает защиту находящегося в обечайке продукта от испарения, а также влияния внешних факторов. В каждой из них предусмотрен люк-лаз для обеспечения доступа внутрь с целью проведения ремонтных работ и других технологических операций. Для своевременного выявления утечки из основного резервуара посредством слежения за уровнем жидкости в обечайке на стенке каждой из них установлен уровнемер. Для операций слива-налива продукта в обечайки предусмотрена общая для них система технологических трубопроводов с патрубками, представляющая собой металлическую трубу, последовательно обвязывающую все обечайки по периферии на уровне первого пояса стенки. В режиме эксплуатации обечайки изолированы между собой и центральной частью. На уровне последнего пояса стенки резервуара предусматриваются технологические отверстия заданного диаметра для газовоздушного сообщения центральной и лепестковой части резервуара. Ввиду того что прямой доступ к центральному резервуару невозможен из-за наличия на его периферии «лепестков», в один из «лепестков» вваривают трубу. На внешней и внутренней стенках предусматриваются люки-лазы для доступа к центральной части. Приемно-раздаточный патрубок и сифонный кран ввариваются насквозь через обе стенки.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на рис.1 изображен общий вид и вид на резервуар для хранения нефти и нефтепродуктов сверху, на рис.2 - вид сверху на технологическую обвязку для операций слива-налива жидкости в обечайки.
На рис.1 вертикальный стальной резервуар состоит из днища 1, стенки 2, кровли 3 основного резервуара и стенки 4 защитного резервуара. Стенка 4 защитного резервуара состоит из обечаек, имеющих индивидуальную крышу 5 и соединенных между собой с помощью стоек 6. Обечайки соединены между собой дополнительными полосами (ребрами жесткости) 7, которые, воспринимая воздействие от стенки основного резервуара при его разрушении, перераспределяют ударную нагрузку на все обечайки защитной стенки, что повышает сопротивляемость последней такому воздействию.
На рис.2 показана технологическая обвязка для операций слива-налива жидкости в обечайки. Устройство работает следующим образом: через приемораздаточный патрубок 8 основной резервуар 9 заполняется продуктом. По системе вспомогательных трубопроводов - гнутый отвод 10, трубу 11 и патрубки 12, оснащенные задвижками 13 - обвязывающих «лепестки» 14, последние также заполняются жидкостью.
Необходимо следить за тем, чтобы уровень заполнения «лепестков» был ниже высотной отметки жидкости в основном резервуаре. При соблюдении этого условия в случае аварии по изменению уровня продукта в «лепестке» можно будет судить о наличии и месте расположения трещины в основной части конструкции. Ввиду того что высота «лепестка» меньше высоты основного резервуара, но выше уровня жидкости в нем, при возникновении аварийной ситуации продукт не сможет «вылиться» из «лепестков» (свойство «сообщающихся сосудов»).
Налив резервуара осуществляется пошагово. По причине возможности резкого перепада давления на внутреннюю стенку невозможно поочередное наполнение частей лепесткового резервуара. Нефть начинает поступать в основной резервуар, «лепестки» остаются пустыми. На уровне первого пояса стенки центрального резервуара начинают заливать жидкость в «лепестки» до высотной отметки чуть ниже первого пояса. Далее операция повторяется. При поступлении жидкости в основной резервуар задвижки патрубков «лепестков» закрыты, производится отслеживание уровня жидкости в них. Благодаря такому способу налива становится возможным отслеживание утечек во внутренней стенке конструкции непосредственно в момент наполнения.
Равенство уровней в лепестковой части достигается за счет открытия задвижек патрубков технологической обвязки при наполнении «лепестков», т.к. в этом состоянии они представляют собой сообщающиеся сосуды.
Аналогично производится операция слива жидкости.
При отсутствии операций слива-налива технологические задвижки «лепестков» закрыты, они изолированы друг от друга, и изменение уровня жидкости в одном из них служит свидетельством утечки в данном секторе внутренней стенки.
Источники информации
1. Бордовский A.M., Медноик Б.М., Радыш Ю.В., Цвигун А.А. Тенденции в развитии комплексных требований к резервуарам для хранения нефти (зарубежный опыт). - Киев.: Основа, 2000. - 208 с.
2. Патент РФ №59673 U1 (E04H 7/00).