ПОЛНОКОНТАКТНЫЙ ПОНТОН ДЛЯ РЕЗЕРВУАРОВ С ЛЕГКОИСПАРЯЮЩИМИСЯ НЕФТЕПРОДУКТАМИ
FULL-CONTACT PONTOON FOR TANKS WITH VOLATILE OIL PRODUCTS

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано на предприятиях, имеющих вертикальные цилиндрические резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов.
Поверхность легкоиспаряющегося нефтепродукта в резервуаре изолируют от атмосферного воздуха при помощи плавающего покрытия, называемого плавающей крышей в открытых резервуарах и понтоном - в крытых. Во многих странах, в том числе и в России, это стало обязательной нормой, так как благодаря этим покрытиям, наряду с экономией нефтепродукта, предотвращается загрязнение воздуха, уменьшается риск пожаров.
Различают поплавковые и полноконтактные понтоны. Поплавковым называют понтон, плавучесть которого обеспечивается поплавками, погруженными в жидкость не более чем на 50% от их высоты. Между поверхностью нефтепродукта и настилом понтона имеется пространство, заполненное паровоздушной смесью. По периметру понтона расположен гидрозатвор, препятствующий выходу газа из-под понтона. Нижний настил полноконтактного понтона после его всплытия лежит на нефтепродукте, газовое пространство под ним отсутствует. Эти понтоны выполняют одинаковую функцию: значительно сокращают потери от испарения нефтепродукта, однако не могут полностью предотвращать их, так как по периметру имеют затвор, через который происходит утечка паров нефтепродукта в надпонтонное пространство, а оттуда в атмосферу.
Известны полноконтактные понтоны чашеобразного типа, понтонные и двухслойные /1, 2/. Эти понтоны, как правило, стальные сварные, свариваются внутри резервуара, что является их недостатком, кроме того, обладают большой массой, требуют хорошей защиты от коррозии.
Известный полноконтактный понтон, заполненный изнутри сотовой конструкцией, представляет собой герметичную цельную панель /3/. Такие несборные и несварные понтоны могут быть использованы только в малогабаритных открытых резервуарах, а диаметр нефтяных резервуаров с понтоном достигает 60 м и более.
Известен резервуар с плавающим блочным покрытием, состоящим из блоков в форме коробов из тонколистового материала, заполненных полимерным пенопластом /4/. Блоки закреплены рядами на продольных балках, балки скреплены поперечными стяжками. Это покрытие также является полноконтактным понтоном. Преимуществом этого понтона является его блочность. Его недостатки: наличие балок и стяжек, так как короба не являются несущими; заполняющий короба полимерный пенопласт все же поглощает нефтепродукт и его пары, насыщается ими в случае нарушения герметичности оболочки коробов из тонколистового материала, а это создает скрытую пожаро- и взрывоопасность коробов. Кроме того, полимерный пенопласт, особенно насыщенный нефтепродуктами, трудно поддается утилизации; вывозить их на мусорные отвалы запрещено, при сгорании его образуются ядовитые и отравляющие вещества. Это один из наиболее близких аналогов предлагаемого в настоящей заявке понтона.
В предложенной конструкции полноконтактный понтон собирается из центральных прямоугольных и периферийных трапециевидных коробов, имеющих внутреннюю решетчатую или сотовую структуру, скрепленных между собой и образующих сплошное покрытие на поверхности жидкости, по периферии обрамленное цилиндрическим ободом, нижний край которого расположен ниже ватерлинии понтона, на верхнем крае закреплен затвор. Центральные короба расположены вдоль хорд окружности, периферийные - по окружности, между периферийными коробами и ободом расположены окрайки в форме кругового сегмента, короба по продольным краям имеют омегообразный профильный паз, на концах закреплена заглушка также с омегообразным профильным пазом, смежные короба между собой скреплены при помощи фиксатора, имеющего восьмеркообразную форму в поперечном сечении, посередине снабженного приливом по всей длине, фиксатор может передвигаться в омегообразном пазу.
Сочетание конструктивных форм элементов понтона, их взаимное расположение позволяют осуществить быструю сборку понтона без применения болтовых и сварных соединений. Понтон также быстро можно разобрать, обеспечивая сохранность и работоспособность всех его элементов. Достаточно снять один из крайних коробов, чтобы полностью разобрать понтон (а если надо и обратно собрать). Зацепив за прилив при помощи щупа, фиксатор можно перемещать в омегообразном пазу, а если нужно, и удалить. Так, короб за коробом происходит сборка и разборка понтона. В рабочем положении нижняя поверхность понтона полностью контактирует с нефтепродуктом, между понтоном и поверхностью нефтепродукта газовое пространство отсутствует. Благодаря этому предлагаемый понтон имеет высокую эффективность по сокращению потерь от испарения нефтепродукта при хранении и технологических операциях.
Фиг.1 - резервуар, внутри которого расположен понтон.
Фиг.2 - понтон в плане.
Фиг.3 - короб с омегообразными пазами по краям.
Фиг.4 - короб с вставленными на концах заглушками.
Фиг.5 - восьмеркообразный фиксатор с приливом.
Фиг.6 - расположение опорных стоек понтона.
Фиг.7 - окрайка.
Фиг.8 - соединение смежных коробов в сборке.
В резервуаре 1 расположен понтон 2, который состоит из коробов 3 и 4, по краям которых расположены омегообразные пазы 5, по их концам установлены заглушки 6 также с омегообразными пазами, смежные короба между собой соединены и скреплены при помощи восьмеркообразных фиксаторов 7, по средине которых по всей длине устроен гладкий прилив 8. По периметру понтона расположен обод 9, на котором установлен затвор 10, контактирующий со стенкой резервуара.
Периферийные короба имеют трапециевидную форму, а обод цилиндрический. В пространство между ободом и периферийными коробами установлены окрайки 11, имеющие форму усеченного кругового сегмента. Короба имеют внутреннюю решетчатую или сотовую структуру для обеспечения их прочности и жесткости. В омегообразном профильном пазу посередине имеется полуцилиндрический паз 13, в который устанавливается эластичный уплотнитель 14. Уровень жидкости 15 в резервуаре находится выше нижней кромки обода, чтобы образовать гидрозатвор. В крайнем нижнем положении понтон опирается на опорные стойки 16, расположенные равномерно по всей площади понтона.
Предлагаемый понтон работает следующим образом. При заполнении резервуара нефтепродуктом понтон плавает на поверхности нефтепродукта за счет подъемной силы всех его коробов. Опорные стойки движутся вместе с понтоном. Уплотняющий затвор скользит по внутренней поверхности стенки резервуара, изолируя поверхность нефтепродукта от атмосферного воздуха. Обод нижней частью погружен в нефтепродукт, поэтому паровоздушная смесь, которая может образоваться под настилом, не может перемещаться в подзатворное пространство.
При опорожнении резервуара понтон в своем нижнем положении садится на опорные стойки, которые воспринимают вес понтона и внешнюю нагрузку. Внешняя нагрузка создается за счет веса попавшей на настил понтона жидкости (конденсат или выброс жидкости на понтон через затвор под действием турбулентности или удара газовых пробок). Чтобы слить эту жидкость в понтоне предусмотрены дренажи.
Все короба имеют достаточную прочность и жесткость благодаря их размерам, форме и внутренней структуре. Поэтому для этого понтона не требуются какие-либо дополнительные элементы типа балок, связей или стяжек для обеспечения его прочности и жесткости. Размеры коробов выбираются исходя из технологических возможностей предприятия изготовителя и размеров люков-лазов в первом поясе резервуара. Благодаря этому все короба понтона являются унифицированными для резервуаров различного диаметра. Очертив круг большего или меньшего размера на понтоне в плане на фиг.2, можно получить готовый план понтона различного диаметра.
Источники информации
1. Фатхиев Н.М. Эксплуатация резервуаров с плавающей крышей. Тематический обзор, ЦНИИТЭнефтехим. М., 1991.
2. United States Patent 2586856. Dauble - Deck Floating Roof. Cl. 220-26.
3. Патент на полезную модель №78176. Резервуар с плавающей крышей для хранения жидкостей.
4. Патент на изобретение №2364561. Резервуар с плавающим блочным покрытием для технологических операций с нефтью или нефтепродуктами.