Устройство для защиты вертикального резервуара с плавающей крышей для хранения жидких углеводородов от ледовых и снеговых нагрузок
DEVICE FOR PROTECTION OF VERTICAL RESERVOIR WITH FLOATING ROOF FOR STORAGE OF LIQUID HYDROCARBONS FROM ICE AND SNOW LOADS

Изобретение относится к области резервуаростроения и прежде всего - к вертикальным резервуарам с плавающими крышами для хранения жидких углеводородов (в основном - нефти и нефтепродуктов).
Изобретение может быть использовано на объектах хранения жидких углеводородов, преимущественно, в климатических районах со значительными снеговыми осадками.
Проблема заключается в том, что в результате обильных снегопадов на поверхности плавающей крыши скапливаются большие массы снега, которые, как правило, неравномерно распределяются по ее площади, приводя к заклиниванию плавающей крыши и нарушению нормальной эксплуатации резервуара. При этом ручная уборка снега представляет собой весьма трудоемкий и сложный процесс, а применение, например, антиобледенительных материалов и химических реагентов связано с образованием водонасыщенных масс, которые также требуется удалять механическими способами, и необходимостью применения дополнительных мероприятий по предотвращению их негативного воздействия на окружающую среду.
При рассмотрении технической литературы выявлен ряд конструктивных решений, относящихся к указанной проблематике.
Известен вертикальный цилиндрический резервуар, содержащий стенку, днище, плавающую крышу с уплотнением и опорными стойками, дренажную систему, катучую лестницу, нагревательные элементы, смонтированные на наружной поверхности плавающей крыши и в дренажной системе (авторское свидетельство на изобретение SU 628271, кл. Е04Н 7/02, опубл. 15.10.1978 г., бюл. №38).
Известен резервуар для нефтепродуктов, содержащий днище, вертикальный цилиндрический корпус, плавающую крышу, разделенную на секторы, каждый из которых оборудован системой нагрева с лепестковыми датчиками, систему слива талых вод (патент на изобретение RU 2198125, кл. B65D 88/34, B65D 90/22, опубл. 10.02.2003 г., бюл. №4).
Недостатками данных резервуаров являются:
3
ограниченные возможности для применения. Так, например, при значительных снеговых осадках и сильных морозах интенсивность оттаивания льда и снега нагревательными элементами может быть ниже интенсивности образования на плавающей крыше ледового и снежного покрова, особенно - по ее краям (прежде всего это относится к резервуарам вместимостью 50000 м и более), что приведет к усложнению эксплуатации резервуара; наличие постоянного риска воспламенения паров углеводородов при возникновении искры в конструкциях нагревательных элементов.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ эксплуатации резервуаров с плавающей крышей для хранения нефтепродуктов и устройство для его осуществления, содержащие соединенные трубопроводом нагнетатель и кольцевой коллектор с соплами и плоским кольцевым обтекателем с плоскими завихрителями (авторское свидетельство на изобретение SU 1685822, кл. B65D90/22, B65D 88/34, опубл. 23.10.1991 г., бюл. №39).
Недостатками данного технического решения являются:
высокая энергозатратность, связанная с весьма продолжительной непрерывной работой устройства при частых, продолжительных и обильных снегопадах;
высокая вероятность обледенения строительных конструкций резервуара в перерывах между включениями устройства в работу, что может привести к заклиниванию плавающей крыши и нарушению нормальной эксплуатации резервуара.
Задача, решаемая в изобретении, заключается в устранении указанных недостатков путем применения технического решения, обеспечивающего повышение надежности резервуара с плавающей крышей в условиях эксплуатации при значительных снеговых осадках.
Технический результат изобретения заключается в разработке конструкции устройства, обеспечивающего недопущение образования на плавающей крыше вертикального резервуара снежного покрова при эксплуатации в условиях снеговых осадков.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается в результате того, что, согласно изобретению, устройство для защиты вертикального резервуара с плавающей крышей для хранения жидких углеводородов от ледовых и снеговых нагрузок содержит ленточные конвейеры, установленные в верхней части резервуара над плавающей крышей и размещенные в вертикальной плоскости ступенчато от краев резервуара к его середине с захлестом каждого нижерасположенного соседнего ленточного конвейера, в количестве, необходимом для перекрытия всей площади горизонтального сечения резервуара, приводные барабаны, установленные с внешней стороны стенки резервуара и размещенные относительно друг друга в вертикальной плоскости в шахматном порядке, движитель, подвижно соединенный с приводными валами, на которых закреплены приводные барабаны, транспортерные ленты, усиленные гибкими стальными армирующими элементами, натяжные и оконечные барабаны, установленные в верхней части резервуара, ролики, размещенные над плавающей крышей между верхними и нижними частями транспортерных лент и соединенные несущими тросами с осями соответствующих натяжных и оконечных барабанов.
Изобретение поясняется фиг. 1-5.
На фиг. 1 изображено устройство для защиты вертикального резервуара с плавающей крышей для хранения жидких углеводородов от ледовых и снеговых нагрузок, вид сверху.
На фиг. 2 изображено устройство для защиты вертикального резервуара с плавающей крышей для хранения жидких углеводородов от ледовых и снеговых нагрузок, вид сбоку со стороны приводных барабанов.
На фиг. 3 изображено устройство для защиты вертикального резервуара с плавающей крышей для хранения жидких углеводородов от ледовых и снеговых нагрузок, вид в вертикальном разрезе со стороны приводных барабанов.
На фиг. 4 изображено устройство для защиты вертикального резервуара с плавающей крышей для хранения жидких углеводородов от ледовых и снеговых нагрузок, вид в вертикальном разрезе перпендикулярно боковой поверхности транспортерной ленты.
На фиг. 5 изображен фрагмент транспортерной ленты в разрезе.
На фиг. 1-5 применены следующие обозначения:
1 - корпус резервуара;
2 - плавающая крыша;
3 - транспортерная лента;
4 - приводной барабан;
5 - натяжной барабан;
6 - оконечный барабан;
7 - ролики;
8 - несущий трос;
9 - верхний приводной вал;
10 - нижний приводной вал;
11 - движитель;
12 - ось;
13 - гибкий стальной армирующий элемент.
Устройство для защиты вертикального резервуара с плавающей крышей для хранения жидких углеводородов от ледовых и снеговых нагрузок работает следующим образом.
На первом этапе установки ленточных конвейеров в верхней части корпуса резервуара 1 закрепляют опорные элементы (не показаны) для размещения на них осей 12, на каждую из которых устанавливают верхний и нижний натяжные барабаны 5 (см. фиг. 4). С противоположной стороны закрепляют опорные элементы (не показаны) для размещения на них осей 12, на каждую из которых устанавливают оконечный барабан 6. Для того, чтобы обеспечить перекрытие всей площади горизонтального сечения резервуара и не допустить образования на плавающей крыше 2 снежного покрова, количество ленточных конвейеров определяют исходя из ширины применяемых транспортерных лент 3 и диаметра корпуса резервуара 1 (см. фиг. 1). При этом расположение натяжных 5 и оконечных 6 барабанов выполняют ступенчато, от краев резервуара к его середине, с захлестом каждого соседнего барабана. При этом натяжные барабаны 5 устанавливают попарно - для верхних и нижних частей транспортерных лент 3. Для контроля предельного напряжения полотна транспортерной ленты 3, создаваемого массой находящегося на нем снежного покрова, верхний натяжной барабан 5 оснащают датчиком (не показан), от которого воздействующий сигнал поступает на механизм включения/выключения движителя 11. Вдоль стенки корпуса резервуара 1, под местом установки натяжных барабанов 5, сооружают ферму (не показана) для крепления на ней опорных элементов (не показаны) с верхним 9 и нижним 10 приводными валами, а также движителя 11 с приводом (не показан). На верхний 9 и нижний 10 приводные валы в шахматном порядке устанавливают приводные барабаны 4 (см. фиг. 2).
На втором этапе установка ленточных конвейеров выполняется с крайнего, например, левого натяжного барабана 5 к центру, а затем - с крайнего правого натяжного барабана 5 к центру. Для повышения несущей способности каждой транспортерной ленты 3 и предотвращения трения ее верхней части о нижнюю часть применяют устанавливаемые между ними ролики 7 (см. фиг. 3). Для этого по натяжному барабану 5 и находящемуся напротив него оконечному барабану 6 протягивают, с использованием монтажного троса (не показан) и тягового механизма (не показан), несущие тросы 8 с прикрепленными к ним осями роликов 7. Концы несущих тросов 8 закрепляют на концах осей 12 натяжного 5 и оконечного 6 барабанов (см. фиг. 1). На каждый очередной верхний натяжной барабан 5 и на расположенный напротив него оконечный барабан 6 укладывают монтажный трос (не показан), к одному из концов которого прикрепляют конец транспортерной ленты 3, предварительно снабженной гибкими стальными армирующими элементами 13 (см. фиг. 5), а второй конец монтажного троса (не показан) прикрепляют к тяговому механизму (не показан). Включают тяговый механизм (не показан) и помещают транспортерную ленту 3 на натяжной 5 и оконечный 6 барабаны. После достижения транспортерной лентой 3 устойчивого положения на верхнем натяжном 5 и оконечном 6 барабанах монтажный трос (не показан) отсоединяют, тяговый механизм (не показан) перемещают на противоположную сторону, конец монтажного троса (не показан) укладывают на нижний натяжной барабан 5 и протягивают про нему транспортерную ленту 3 которую затем устанавливают на приводной барабан 4, и ее концы соединяют между собой (см. фиг. 4). С помощью натяжных барабанов 5 регулируют натяжение транспортерной ленты 3.
После поступления на механизм включения/выключения движителя 11 сигнала от установленного на верхнем натяжном барабане 5 датчика (не показан) о предельном уровне напряжения полотна транспортерной ленты 3 происходит включение движителя 11, от которого усилия вращения передаются через приводы (не показаны) на верхний 9 и нижний 10 приводные валы и через них - на приводные барабаны 4. В результате транспортерные ленты 3 по натяжным 5 и оконечным 6 барабанам, а также роликам 7 по направлению к оконечным барабанам 6. Снег, лежащий на верхних частях транспортерных лент 3, сбрасывают в сторону корпуса резервуара 1, где расположены оконечные барабаны 6, а снег, находящийся на нижних частях транспортерных лент 3 - в сторону, где расположены натяжные барабаны 5. При этом снег, падающий с краев транспортерных лент 3 в процессе их движения над плавающей крышей 2, попадает на нижерасположенные транспортерные ленты 3, а не на плавающую крышу 2.
Для устранения излишнего провисания транспортерных лент 3 (в результате удлинения гибких стальных армирующих элементов 13) и несущих тросов 8 их натяжение в процессе эксплуатации периодически регулируют путем изменения положения осей 12.
Таким образом, в результате реализации предложенного технического решения обеспечивается недопущение образования на плавающей крыше вертикального резервуара снежного покрова при эксплуатации в условиях снеговых осадков.