БЕЗОПАСНАЯ И ЭКОЛОГИЧНАЯ ПОДЗЕМНАЯ ЕМКОСТЬ ДЛЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ
SAFE AND ECOFRIENDLY UNDERGROUND STORAGE TANK FOR OIL PRODUCTS

Область техники
Данное изобретение относится к емкостям для нефтепродуктов, в частности к безопасной и экологичной подземной емкости для нефтепродуктов, предотвращающей разливание нефтепродукта, заливаемого в емкость, а также просачивание или утечку нефтепродукта сквозь стенки емкости. Таким образом, данное изобретение относится к области техники, в которой применяются безопасные подземные емкости для хранения нефтепродуктов.
Предшествующий уровень техники
Большинство емкостей для хранения нефтепродуктов на бензозаправочных станциях представляют собой расположенные под землей резервуары. Обычно такие резервуары представляют собой емкости с бетонными стенками. Промежуток между внутренней и внешней стенками резервуара заполнен химически нейтральным мелким песком или же мешками с песком. Толщина крышки, закрывающей такой резервуар, должна быть не менее 0,5 м, а толщина слоя грунта вокруг внешней стенки резервуара должна быть не менее 0,9 м. Прослойка из песка между внутренней и внешней стенками резервуара должна предотвращать попадание воздуха в заполняющую резервуар жидкость и, таким образом, обеспечивать взрывобезопасность. В процессе наполнения резервуара бензином последний может перелиться через край или же в нем могут образоваться пузыри. В этом случае пролитый бензин будет сразу же впитываться песком. Таким образом, строительство подземных емкостей требует большого количества песка. На некоторых бензозаправочных станциях используются емкости других конструкций, в которых песок засыпается лишь в верхнюю часть резервуара или же не засыпается совсем, что может иметь очень серьезные последствия. Более того, вследствие просачивания или утечки нефтепродукта через стенки резервуара в процессе его эксплуатации или из-за осадки фундамента, в водонепроницаемом слое дна резервуара могут образовываться трещины и содержимое емкости может легко пройти сквозь ее стенки, нанося ущерб почве вокруг этой емкости и подземным водам. Кроме того, в настоящее время некоторые конструкции подземных емкостей для хранения нефтепродуктов предусматривают лишь одну стенку вместо двух, а некоторые конструкции надземных емкостей предусматривают две стенки, главным образом для защиты от ударов и для теплоизоляции. Другими словами, недостаток конструкций существующих емкостей для хранения нефтепродуктов состоит в том, что невозможно своевременно обнаружить и предотвратить разливание нефтепродукта и образование в нем пузырей в процессе его наливания, а также просачивание и утечку нефтепродукта сквозь стенки емкости, что представляет большую потенциальную опасность.
Подземная емкость для хранения нефтепродуктов, описываемая в данном изобретении, содержит вертикальный колодец и очистной туннель. Пространство между внутренней и внешней стенками корпуса емкости заполнено взрывозащитными материалами, описанными в предыдущих заявках на патент настоящего заявителя, таких как китайский патент № ZL 01144635.8 и китайские патенты № CN 200510067976.1 и CN 200510066233.2, ссылки на которые содержатся в данной заявке на патент.
Раскрытие изобретения
Первым техническим заданием данного изобретения является создание безопасной и экологичной подземной емкости для нефтепродуктов, лишенной недостатков, присущих существующим емкостям такого назначения. Использование в предлагаемой в этом изобретении емкости разделительных взрывозащитных материалов позволяет предотвратить аварийные ситуации, такие как горение и взрывы, вызванные открытым огнем, статическим электричеством, сваркой, выстрелами из огнестрельного оружия, столкновениями и неправильными действиями персонала, и таким образом обеспечивает безопасность такой емкости.
Вторым техническим заданием данного изобретения является создание безопасной и экологичной подземной емкости для нефтепродуктов, лишенной недостатков, присущих существующим емкостям такого назначения. Использование в предлагаемой в этом изобретении емкости двойных стенок позволяет предотвратить просачивание и утечку нефтепродуктов и газа и таким образом избежать загрязнения почвы вокруг бензозаправочных станций и загрязнения подземных вод. В промежутке между двойными стенками емкости устанавливается устройство для обнаружения течи нефтепродукта, что позволяет своевременно обнаруживать пары жидкого нефтепродукта или газ и производить ремонт заполненой нефтепродуктами емкости сваркой. Кроме того, вокруг заливного люка емкости устанавливается ванна для предотвращения разлива нефтепродукта, что позволяет избежать разливания нефтепродукта и образования в нем пузырей при наполнении им емкости, а также своевременно провести необходимые мероприятия для устранения описанных выше ситуаций.
Вышеупомянутые технические задания данного изобретения могут быть выполнены с помощью следующих технических решений.
Безопасная и экологичная подземная емкость для нефтепродуктов имеет корпус с двойными стенками, одна из стенок является внутренней стенкой, а другая - внешней стенкой корпуса такой емкости. Между стенками имеется промежуточный слой. Полость внутри корпуса емкости, а также вышеупомянутый промежуточный слой заполнены наполнителем из взрывозащитных материалов. В промежуточном слое емкости устанавливается устройство для обнаружения течи нефтепродукта. Вокруг заливного люка емкости установлена ванна для предотвращения разлива нефтепродукта, дно этой ванны сообщается с промежуточным слоем корпуса емкости.
Для удобства содержания и технического обслуживания, а также очистки корпуса емкости, в нем установлен вертикальный колодец, положение верхнего края которого соответствует положению заливного люка на корпусе емкости. Вертикальный колодец представляет собой рамную конструкцию, которая пересекает корпус емкости по вертикали в радиальном направлении, на верхнем и нижнем концах которой размещены соответственно верхняя и нижняя круглые дугообразные торцевые крышки. Вертикальный колодец содержит в себе не менее двух внутренних баллонов, причем каждый такой баллон наполнен разделительным взрывозащитным материалом. Внутри корпуса емкости на ее дне располагается очистной туннель. Этот очистной туннель образован полукруглой металлической сеткой и опорной рамой, расположенной в нижней части металлической сетки. Оба конца очистного туннеля плотно прилегают к внутренней стенке корпуса емкости. Металлическая сетка покрыта также слоем сетчатого фильтра. Вообще говоря, разделительные взрывозащитные материалы, заполняющие полость внутри корпуса емкости и промежуточный слой, имеют различную структуру, разделительные взрывозащитные материалы, заполняющие внутреннюю полость корпуса емкости, собраны в блоки, имеющие каркас из уголковой стали. Каркас снаружи окружен ограждением из металлической сетки, сплетенной из стальной проволоки, а внутренняя часть каркаса заполнена слоистыми или сфероидальными материалами, обладающими высокой степенью пористости. Разделительные взрывозащитные материалы, заполняющие промежуточный слой корпуса емкости, представляют собой слоистые материалы с высокой степенью пористости, которые покрывают внешнюю стенку внутренней части емкости в несколько слоев и таким образом заполняют весь промежуточный слой. В различных вариантах применения емкости могут использоваться различные формы каркаса для блоков разделительных взрывозащитных материалов, такие как куб, прямоугольный параллелепипед, треугольная призма, круглый цилиндр или тело неправильной формы. Для своевременного обнаружения и устранения разлива нефтепродуктов и образования пузырей, которые могут иметь место при наполнении емкости, в упомянутой ванне для предотвращения разливания нефтепродукта установлено устройство для обнаружения течи нефтепродукта, которое подключено к блоку преобразования сигнала и усиления мощности, выходной сигнал которого поступает на сигнализатор.
В заключение перечислим преимущества данного изобретения над имеющимися аналогами.
1. Наличие внутри корпуса емкости для нефтепродуктов разделительных взрывозащитных материалов позволяет предотвратить аварийные ситуации, такие как горение и взрывы, вызванные открытым огнем, статическим электричеством, сваркой, выстрелами из огнестрельного оружия, столкновениями и неправильными действиями персонала, и таким образом обеспечивает безопасность такой емкости.
2. Двустенная конструкция корпуса емкости для нефтепродуктов позволяет предотвратить утечку жидкого нефтепродукта или газа и таким образом избежать загрязнения почвы вокруг бензозаправочных станций и загрязнения подземных вод.
3. Устройство для обнаружения течи нефтепродукта, устанавливаемое в промежуточном слое корпуса емкости, позволяет своевременно обнаружить смесь паров жидкого нефтепродукта и газа и провести ремонт заполненой нефтепродуктами емкости сваркой.
4. Ванна для предотвращения разлива нефтепродуктов, устанавливаемая вокруг заливного люка емкости, позволяет предотвратить разливание жидкого нефтепродукта и образование пузырей при наполнении им емкости, а также своевременно провести необходимые мероприятия для устранения вышеупомянутых ситуаций.
Дальнейшее подробное описание технических предложений данного изобретения будет сопровождаться описанием прилагаемых чертежей и вариантами осуществления изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - общий вид и строение данного изобретения.
Фиг.2 - часть А на Фиг.1 в увеличенном масштабе.
Фиг.3-5 - строение блоков разделительных взрывозащитных материалов по данному изобретению.
Фиг.6 - размещение блоков разделительных взрывозащитных материалов внутри емкости для нефтепродуктов по данному изобретению.
Фиг.7 - устройство ванны для предотвращения разлива нефтепродукта по данному изобретению.
Фиг.8 - размещение соединительных вставок на внутренней стенке емкости для нефтепродуктов данного изобретения.
Фиг.9 - внутреннее строение емкости для нефтепродуктов с перегородкой данного изобретения.
На чертежах используются следующие обозначения:
1 - корпус емкости, 11 - внутренняя стенка корпуса емкости, 12 - внешняя стенка корпуса емкости, 121 - соединительная вставка, 13 - промежуточный слой, 14 - заливной люк;
2 - устройство для обнаружения течи нефтепродукта, 21 - блок преобразования сигнала и усиления мощности, 22 - сигнализатор, 23 - датчик;
3 - разделительный взрывозащитный материал, 31, 31', 31'' - блоки разделительных взрывозащитных материалов, 311 - каркас, 311' - каркас в форме прямоугольного параллелепипеда, 311'' - каркас в форме треугольной призмы, 312 - наполнитель, 32 - крестовидное крепление;
4 - ванна для предотвращения разлива нефтепродукта, 41 - отверстие для стекания нефтепродукта, 42 - водонепроницаемая крышка;
5 - вертикальный колодец;
6 - очистной туннель, 61 - ограждение из металлической сетки;
7 - антикоррозионное покрытие, 8 - теплоизоляционный слой, 9 - спускной кран для слива нефтепродукта, 10 - перегородка.
Подробное описание предпочтительных воплощений изобретения
Вариант 1
4
2
2
На Фиг.1 представлен общий вид и устройство данного изобретения. Как показано на Фиг.1, данное изобретение представляет собой безопасную и экологичную подземную емкость для нефтепродуктов. Корпус емкости 1 представляет собой двустенную конструкцию, состоящую из внутренней стенки емкости 11 и внешней стенки емкости 12. Между внутренней и внешней стенками емкости расположен промежуточный слой 13. Вообще говоря, разделительные взрывозащитные материалы 3, заполняющие соответственно внутреннюю полость корпуса емкости 1 и промежуточный слой 13, имеют различную структуру. Разделительные взрывозащитные материалы 3, заполняющие внутреннюю полость корпуса емкости 1, представляют собой блоки разделительных взрывозащитных материалов 31, в то время как разделительные взрывозащитные материалы 3, заполняющие промежуточный слой 13, представляют собой слоистые материалы с высокой степенью пористости и покрывают внешнюю стенку внутренней части емкости в несколько слоев и полностью заполняют пространство промежуточного слоя 13. На Фиг.2 представлена часть А на Фиг.1 в увеличенном масштабе. Как показано на Фиг.2, в промежуточном слое 13 двустенного корпуса емкости установлено устройство 2 для обнаружения течи нефтепродукта, которое подключено к блоку 21 преобразования сигнала и усиления мощности, выходной сигнал которого идет на сигнализатор 22. Внутри промежуточного слоя 13 располагается датчик 23 устройства 2 для обнаружения течи нефтепродукта. В случае просачивания или утечки нефтепродукта из корпуса емкости пары вытекшего нефтепродукта могут быстро распространиться внутри промежуточного слоя 13 двустенного корпуса емкости, и датчик 23 устройства 2 для обнаружения течи нефтепродукта немедленно обнаружит наличие смеси паров нефтепродукта и газа и через блок 21 преобразования сигнала и усиления мощности передаст выходной сигнал на сигнализатор тревоги 22. Таким образом, сразу после обнаружения утечки нефтепродукта можно провести своевременный ремонт корпуса емкости сваркой и избежать при этом загрязнения почвы вокруг бензозаправочной станции и загрязнения подземных вод. Для стандартных условий эксплуатации емкости для нефтепродуктов в качестве устройства 2 для обнаружения течи нефтепродукта можно использовать промышленный детектор горючих газов типа ХР - 314, который работает по принципу измерения теплопроводности газов и может обнаруживать отопительный газ, природный газ, СН, Н, Не и CO в диапазоне концентраций 0-100 об.%. Как показано на Фиг.1, внутренняя полость корпуса емкости 1 заполнена разделительными взрывозащитными материалами 3, а вокруг заливного люка 14 корпуса емкости 1 установлена ванна 4 для предотвращения разлива нефтепродукта, дно которой сообщается с промежуточным слоем 13 емкости. Таким образом удается повысить взрывобезопасность емкости для нефтепродуктов.
Как показано на Фиг.1, для удобства содержания и технического обслуживания, а также очистки емкости для нефтепродуктов, в корпусе емкости 1 установлен вертикальный колодец 5. Конструкция этого вертикального колодца 5 такая же, как и в патенте «Разделительная и взрывозащищенная подземная емкость для нефтепродуктов, с возможностью очистки и технического обслуживания» (китайский патент № ZL01144635.8). Положение верхнего края колодца соответствует положению заливного люка 14 на корпусе емкости 1. Вертикальный колодец представляет собой рамную конструкцию, которая пересекает корпус емкости 1 по вертикали в радиальном направлении, на верхнем и нижнем концах которой размещены соответственно верхняя и нижняя круглые дугообразные торцевые крышки (не показаны). Конструкция вертикального колодца 5 содержит в себе не менее двух внутренних баллонов, причем каждый такой баллон наполнен слоистыми разделительными взрывозащитными материалами или разделительными взрывозащитными материалами сфероидальной формы. На дне внутренней полости корпуса емкости 1 располагается очистной туннель 6. Как описано в патенте «Разделительная и взрывозащищенная подземная емкость для нефтепродуктов, с возможностью очистки и технического обслуживания» (китайский патент № ZL01144635.8), очистной туннель 6 образован полукруглой металлической сеткой и опорной рамой, расположенной в нижней части металлической сетки. Оба конца очистного туннеля 6 плотно прилегают к внутренней стенке корпуса емкости 1. Металлическая сетка покрыта также слоем сетчатого фильтра 61.
На практике, разделительные взрывозащитные материалы 3, заполняющие соответственно промежуточный слой 13 и внутреннюю полость корпуса емкости 1, имеют различную структуру. Разделительные взрывозащитные материалы 3, заполняющие внутреннюю полость корпуса емкости 1, собраны в более чем один блок 31 разделительных взрывозащитных материалов. Конструкция блоков подробно описана в заявках на патент «Разделительный взрывозащитный материал» (заявка № CN 200510067976.1) или «Блок разделительных взрывозащитных материалов» (заявка № CN 200510066233.2). На Фиг.3-5 изображено строение блоков разделительных взрывозащитных материалов по данному изобретению. Как показано на Фиг.3, блок разделительных взрывозащитных материалов 31 состоит из каркаса 311 из уголковой стали, ограждения из металлической сетки 3111, сплетенной из стальной проволоки и расположенной снаружи каркаса 311 для предотвращения попадания в нефтепродукт обломков взрывозащитных материалов. Каркас 311 заполнен материалами ромбовидной формы 312 (или сфероидальной формы), имеющими слоистую структуру и обладающими высокой степенью пористости, которые изготовлены с помощью прокатки из специальной металлической фольги, которой затем придается форма решетки или сфероидов (сфероиды получают путем повторной обработки слоистых материалов) со слоистой структурой, обладающей высокой степенью пористости. Внутри каркаса 311 размер пор в ромбовидных материалах 312 может плавно уменьшаться в направлении сверху вниз. Как показано на Фиг.4-5, каркас 311 блоков 31 разделительных взрывозащитных материалов может иметь различную форму для размещения в различных частях емкости для нефтепродуктов, для которых они предназначены. Возможны несколько форм каркасов, например, каркас 311 может иметь форму куба, как показано на Фиг.3, форму прямоугольного параллелепипеда 311' (Фиг.4), форму треугольной призмы 311'' (Фиг.5), иметь форму круглого цилиндра или же быть неправильной формы.
На Фиг.6 изображено размещение блоков разделительных взрывозащитных материалов внутри емкости для нефтепродуктов по данному изобретению. Как показано на Фиг.6, в процессе заполнения блоками разделительных взрывозащитных материалов емкости для нефтепродуктов, блоки разделительных взрывозащитных материалов 31'' с каркасом в форме треугольной призмы 311'' размещают возле стенки корпуса емкости для нефтепродуктов, а блоки разделительных взрывозащитных материалов 31' с каркасом в форме прямоугольного параллелепипеда 311' размещают внутри емкости. Для крепления каркасов блоков разделительных взрывозащитных материалов используется крестовидное крепление 32. Наконец, в λ-образном отверстии необходимо использовать блоки разделительных взрывозащитных материалов 31 с каркасом 311 в форме куба или цилиндра (не показаны) для завершения процесса заполнения корпуса емкости взрывозащитными материалами. Для заполнения горизонтальной емкости необходимо дополнительно использовать блоки разделительных взрывозащитных материалов в форме полусфер на обоих концах емкости. Для очистки корпуса емкости и блоков разделительных взрывозащитных материалов необходимо просто вынимать по очереди эти блоки до опорожнения корпуса емкости. Очистка емкости не занимает много времени и выполняется обычными методами, не требующими больших усилий.
На Фиг.7 изображено строение ванны для предотвращения разлива нефтепродукта данного изобретения. Как показано на Фиг.7, в дне ванны 4 для предотвращения разлива нефтепродукта имеется отверстие 41 для отекания нефтепродукта. Посредством отверстия 41 для отекания нефтепродукта ванна 4 для предотвращения разлива нефтепродукта соединяется с промежуточным слоем 13 корпуса емкости. Для повышения безопасности такой емкости и обеспечения возможности проводить необходимые мероприятия при обнаружении разлива нефтепродукта и образования пузырей в процессе наполнения емкости нефтепродуктами в ванне 4 для предотвращения разлива нефтепродукта устанавливается устройство 2 для обнаружения течи нефтепродукта, состоящее из датчика 23, блока преобразования сигнала и усиления мощности 21 и сигнализатора 22. При попадании паров нефтепродукта через отверстие 41 в промежуточный слой 13 корпуса емкости 1 зонд 23 устройства 2 для обнаружения течи нефтепродукта, который также расположен внутри промежуточного слоя 13, обнаружит пары вытекшего нефтепродукта и подаст сигнал на сигнализатор 22 через блок преобразования сигнала и усиления мощности 21. После получения сигнала сигнализатор 22 издаст сигнал тревоги для персонала для проведения необходимых аварийных мероприятий. Такое двойное размещение устройств для обнаружения течи нефтепродукта (в ванне 4 и в промежуточном слое 13) позволяет не только повысить чувствительность к обнаружению течи нефтепродукта, но и исключает случаи необнаружения течи при выходе из строя одного из устройств для обнаружения течи нефтепродукта, что в свою очередь позволяет устранить потенциальную опасность. Для предотвращения загрязнения окружающей почвы, ванна 4 для предотвращения разлива нефтепродукта накрывается водонепроницаемой крышкой 42.
На Фиг.8 и 9 изображены двустенная конструкция емкости для нефтепродуктов и размещение стыковых накладок на внутренней стенке емкости для нефтепродуктов по данному изобретению. Внутренняя стенка 11 и внешняя стенка 12 корпуса емкости 1, изображенные на Фиг.8, изготовлены из углеродистой стали марки Q235 и имеют разную толщину. Обычно толщина внешней стенки емкости меньше, чем толщина внутренней стенки емкости, главным образом потому, что внешняя стенка играет роль защитной поверхности. В процессе изготовления корпуса емкости 1, как правило, необходимо разделить внешний корпус емкости на две половины для их обработки, а затем соединить эти две половины вокруг внутреннего корпуса емкости в соответствии со стандартной технологией обработки и сборки корпуса емкости. Внешняя стенка корпуса емкости и внутренняя стенка корпуса емкости крепятся друг к другу с помощью вставок 121, которые играют роль соединительного и опорного элемента, как показано на Фиг.8. Вставки 121 имеют толщину 40-50 мм и обычно располагаются на определенном расстоянии друг от друга и ориентированы вдоль оси корпуса емкости 1. Тем не менее, расстояние между внутренней стенкой и внешней стенкой корпуса емкости, а именно толщина промежуточного слоя 13 составляет 30-50 мм. Как показано на Фиг.7, для обеспечения лучших условий хранения нефтепродуктов внешнюю стенку корпуса емкости покрывают снаружи антикоррозионным покрытием 7 и теплоизоляционным слоем 8. В качестве антикоррозионного покрытия 1 на внешнюю стенку емкости наносят битумное антикоррозионное покрытие повышенной прочности. В некоторых случаях, в качестве антикоррозионного покрытия на внешнюю стенку емкости наносят эпоксидно-битумное антикоррозионное покрытие повышенной прочности.
Кроме того, как показано на Фиг.1, на дне корпуса емкости 1 располагается спускной кран 9 для слива нефтепродукта. С одной стороны спускной кран 9 соединяется с промежуточным слоем 13, а с другой стороны - с внутренней полостью корпуса емкости 1, что позволяет заливать пролитый нефтепродукт назад внутрь корпуса емкости 1.
Вариант 2
На Фиг.9 изображено внутреннее строение емкости для нефтепродуктов с перегородкой по данному изобретению. Как показано на Фиг.9, внутри корпуса емкости 1 могут располагаться одна и более перегородок 10, которые разделяют объем корпуса емкости 1 на два и более независимых отсека. Наличие перегородок 10 увеличивает прочность корпуса емкости для нефтепродуктов 1 и, с другой стороны, делит емкость на несколько независимых отсеков, что позволяет хранить в одной и той же емкости нефтепродукты нескольких видов, например, бензин нескольких марок (с октановым числом 90, 93, 97 и т.д.).
Следует отметить, что в этом варианте осуществления изобретения к каждому отсеку должны быть подведены свой очистной туннель и свой спускной кран для обеспечения своевременной очистки и слива нефтепродукта.