ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ЛЕГКОИСПАРЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ
VERTICAL CYLINDRICAL TANK FOR VOLATILE FLUIDS

Изобретение относится к хранению жидкостей, в частности нефти и нефтепродуктов в вертикальных цилиндрических резервуарах с понтоном, предохраняющим нефтепродукты от испарения при их хранении и проведении сливно-наливных операций.
Из практики эксплуатации резервуаров с понтоном следует, что большинство из них имеют сложную и материалоемкую конструкцию понтона, на монтаж которого внутри резервуара требуется несколько месяцев (Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов при их транспортировке и хранении. Абузова Ф.Ф., Бронштейн И.С., Новоселов В.В. и др. - М., Недра, 1981, с.91-98).
Перед авторами стояла задача разработать вертикальный цилиндрический резервуар с понтоном, обеспечивающий снижение затрат на его изготовление, монтаж и повышение эффективности эксплуатации.
При анализе источников патентной информации были выявлены технические объекты, частично решающие поставленную задачу.
Известен резервуар с плавающим блочным покрытием для технологических операций с нефтью и нефтепродуктами, содержащий плавающее покрытие, выполненное в виде плавающих и полностью закрывающих поверхность жидкости герметичных блоков, которые выполнены в виде коробов из тонколистового материала, заполнены жестким полимерным материалом и соединены между собой и рядами закреплены на продольных балках, которые скреплены поперечными стяжками. На покрытии по окружности диаметром меньшим, чем диаметр покрытия, на равноудаленном расстоянии от периметрального затвора, закреплено кольцо жесткости, состоящее из профильных верхнего и нижнего колец, соединенных между собой вертикальной стенкой, являющейся заградительным барьером пены (патент RU №2364561 C1, МПК B65D 88/00, 30.01.2008 г.).
Недостатками этого резервуара являются высокая стоимость изготовления, сложность герметизации рядов блоков на продольных балках и большие трудозатраты на монтаж плавающего блочного покрытия внутри резервуара.
Известен резервуар для хранения нефтепродуктов, содержащий патрубки входа и выхода нефтепродуктов, размещенную внутри защитную пленку, на верхней части которой закреплен поплавок со штуцером для закачивания инертного газа и клапан для сброса паровоздушной смеси, а нижняя часть пленки посредством крепежной пластины зафиксирована на стенке резервуара. Над патрубком откачки нефтепродуктов установлен козырек, предотвращающий затягивание защитной пленки при откачке нефтепродукта (патент RU №2256594 C2, МПК В65D 88/34, E04H 7/02, 7.05.2003 г.).
Недостатком указанного резервуара является то, что наличие поплавка, заполненного инертным газом и связанного по его периметру с защитной пленкой, не исключает защемление защитной пленки между поплавком и стенкой резервуара в процессе его опорожнения, что может привести к заклиниванию поплавка и к повреждению защитной пленки в процессе последующего заполнения резервуара.
Известен также резервуар для нефти и нефтепродуктов, в нижней части корпуса которого выполнены люк-лаз и приемо-раздаточные патрубки, облегающий внутреннюю поверхность резервуара понтон, выполненный в виде полой оболочки, в которой создается давление и поддерживается постоянным в процессе заполнения и опорожнения резервуара. Зазор между краем понтона и стенкой резервуара заполняют эластичным полимерным материалом с помощью экструдера (патент RU №2374159 C1, МПК В65D 88/34, 09.06.2008 г.). Недостатками указанного резервуара являются:
большая трудоемкость и продолжительность монтажа понтона, связанная с необходимостью развертывания дополнительного экструзионного оборудования для заполнения зазора между краем понтона и стенкой резервуара эластичным полимерным материалом;
ненадежная герметичность в зазоре между краем понтона и стенкой резервуара, т.к. герметизирующий слой формируется в нижнем положении понтона в резервуаре без учета возможных колебаний размеров диаметра резервуара по высоте, которые имеют место в процессе монтажа и эксплуатации резервуара;
отсутствие клапана выпуска газовоздушной смеси из-под понтона приводит к образованию газовоздушной смеси под понтоном, что повышает потери нефтепродукта от испарения, а также возможен перекос понтона и его заклинивание.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и взятым за прототип является устройство для предохранения нефти и нефтепродуктов от испарения при хранении в резервуарах, включающее понтон из резинотканевого или синтетического материала, выполненный в виде полой оболочки, облегающей внутреннюю поверхность резервуара, источник для создания давления в полой оболочке и газосборник для сброса давления. Источник для создания давления и газосборник связаны с полостью понтона через автоматические регуляторы давления. Понтон может иметь в верхней части средство для крепления к верхней части резервуара (патент RU №2176978 C1, МПК В65D 90/28, 88/34, 07.07.2000 г.).
Недостатки указанного резервуара:
большой расход эластичного материала на изготовление полой оболочки в связи с тем, что понтон, заполненный воздухом, занимает весь объем порожнего резервуара;
в процессе заполнения резервуара из трубопровода вместе с нефтепродуктом поступают газовоздушные пробки, которые образуют под понтоном неудаляемую газовоздушную подушку, которая приподнимает понтон над поверхностью нефтепродукта, повышая его испаряемость;
в процессе опорожнения резервуара для заполнения полой оболочки воздухом необходимо обязательное включение источника создания давления, что, в конечном итоге, повышает расходы на эксплуатацию резервуара.
Технический результат изобретения - повышение эффективности резервуара за счет снижения затрат на его изготовление, сборку и эксплуатацию.
Этот технический результат достигается тем, что вертикальный цилиндрический резервуар для легкоиспаряющихся жидкостей, содержащий размещенные в нижней части корпуса люк-лаз и приемо-раздаточный патрубок, полый понтон, связанный газовой линией, в которой установлен запорный клапан, с источником сжатого воздуха согласно изобретению дополнительно содержит полый торообразный элемент, эластичный пояс-уплотнитель, выполненный с горизонтальными гофрами, вершины которых постоянно находятся в контакте с внутренней поверхностью корпуса резервуара, а поверхность между гофрами герметично закреплена на торообразном элементе, герметично связанном с верхним и нижним полотнищами полого понтона, по центральной оси которого закреплен цилиндрический стакан с перфорированным днищем, в крышке которого выполнен сквозной канал, соосно которому с внутренней стороны дополнительно установлен нормально-открытый игольчато-поплавковый клапан, при этом источник сжатого воздуха дополнительно подключен к полости торообразного элемента, а между верхним и нижним полотнищами понтона по всей площади закреплены эластичные вертикальные перемычки, длина каждой из которых не превышает диаметра сечения полого торообразного элемента.
На фиг.1 представлен вертикальный цилиндрический резервуар для хранения легкоиспаряющихся жидкостей (в разрезе);
на фиг.2 - то же (узел А на фиг.1);
на фиг.3 - узел Б на фиг.1 в разрезе;
на фиг.4 - вид А-А, расположение перемычек на полотнищах понтона;
на фиг.5 - узел В на фиг.1 в разрезе.
Вертикальный цилиндрический резервуар для хранения легкоиспаряющихся жидкостей состоит из корпуса 1, днища 2 и крыши 3. В нижней части корпуса 1 расположены приемо-раздаточный патрубок 4 (один или два) и люк-лаз 5. На крыше 3 резервуара установлены световой люк 6 (один или два), дыхательный клапан 7 и предохранительный клапан 8. Внутри резервуара размещен полый понтон (без позиции), по периметру которого размещен полый торообразный элемент 9, на котором герметично закреплен эластичный пояс-уплотнитель 10, выполненный с горизонтальными гофрами, вершины которых постоянно находятся в контакте с внутренней поверхностью корпуса резервуара, а поверхность между гофрами герметично закреплена на торообразном элементе 9, который герметично связан с нижним 11 и верхним 12 полотнищами полого понтона. Между нижним 11 и верхним 12 полотнищами по всей площади закреплены эластичные вертикальные перемычки 13, длина каждой из которых не превышает диаметра сечения полого торообразного элемента.
Источник сжатого воздуха 14 подключен через газовую линию 15, запорный клапан 16, штуцер-тройник 17 и штуцер 18 к полостям торообразного элемента 9 и понтона.
В качестве источника сжатого воздуха используется компрессор или газовый баллон, заполненный воздухом.
Над приемо-раздаточным патрубком 4 установлен перфорированный кожух 19 для исключения перекрытия патрубка 4 перед окончанием слива нефтепродукта понтоном.
По центральной оси понтона на нижнем 11 и верхнем 12 полотнищах закреплен цилиндрический стакан 20 с перфорированным днищем 21. В крышке 22 стакана 20 выполнены осевой сквозной канал 23 и радиальные каналы 24 с внутренней стороны крышки 22. С внутренней стороны крышки 22 соосно осевому каналу 23 установлен нормально-открытый игольчато-поплавковый клапан 25, закрепленный на кронштейне 26.
На каждом из полотнищ 11 и 12 (фиг.4 и 5) с внутренней стороны в диаметральных направлениях (не менее четырех) на равном расстоянии друг от друга закреплены эластичные перемычки 13 с отверстиями (без позиций) для установки замкового устройства 27, выполненного в виде заклепки, изготовленной из металла, не дающего искры, или полимерного материала.
Понтон выполнен из бензостойкого резинотканевого материала или из полимерных материалов, например, из «Полифунда» или «Эволайна», изготовленных по ТУ 2245-001-52186250-2005, с минимальной проницаемостью нефтепродуктов.
Для снятия статического электричества полимерные материалы «Полифунд» и «Эволайн» выполнены электропроводящими. Понтон изготавливается в заводских условиях.
Резервуар эксплуатируется следующим образом.
Перед первым заполнением резервуара нефтепродуктом открываются люк-лаз 5 и световой люк 6. С соблюдением правил техники безопасности через люк-лаз 5 в резервуар заносится свернутый в рулон эластичный понтон и расправляется на днище 2 резервуара. Затем от источника сжатого воздуха 14 через газовую линию 15 и запорный клапан 16 производится подача воздуха в полый торообразный элемент 9 и в пространство между полотнищами 11 и 12 понтона до давления 0,02-0,03 МПа. Давление в полости торообразного элемента 9 и в понтоне в процессе заполнения воздухом контролируется по манометру, установленному на источнике сжатого воздуха 14.
После заполнения понтона и полого торообразного элемента 9 воздухом закрывают запорный клапан 16 и отсоединяют от него газовую линию 15 источника сжатого воздуха 14. Закрывают люк-лаз 5 и световой люк 6. Резервуар готов к заполнению нефтепродуктом.
В процессе заполнения резервуара нефтепродуктом понтон, плавающий на поверхности нефтепродукта, поднимается вверх, вытесняя воздух из пространства над понтоном через дыхательный клапан 7 в атмосферу. Вершины горизонтальных гофр эластичного пояса-уплотнителя 10 скользят по внутренней поверхности резервуара и исключают контакт нефтепродукта с атмосферным воздухом, находящимся над понтоном. Газовоздушная смесь, имеющаяся под понтоном, выходит через игольчато-поплавковый клапан 25 в пространство над понтоном. При сливе нефтепродукта из резервуара понтон опускается вниз, при этом вершины горизонтальных гофр эластичного пояса-уплотнителя 10 скользят по внутренней поверхности резервуара, препятствуя поступлению воздуха под понтон. Свободное пространство над понтоном заполняется атмосферным воздухом через дыхательный клапан 7. Наличие в резервуаре полого понтона, полого торообразного элемента и эластичного пояса-уплотнителя с горизонтальными гофрами исключает потери нефтепродуктов как от «больших», так и от «малых» дыханий и обеспечивает устойчивое положение понтона на поверхности нефтепродукта.
Повышается эффективность эксплуатации резервуара за счет снижения затрат на его изготовление, сборку и эксплуатацию.