CN115031162B - 一种用于lng储罐的防火隔震装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于LNG储罐的防火隔震装置，包括隔震支座以及安装在所述隔震支座上的喷淋管，所述喷淋管与消防水管之间通过支管连通，所述支管上设有控制阀门，所述喷淋管在所述隔震支座的周围形成水幕。所述喷淋管通过支管、控制阀门与储罐消防水管相连，一旦发生火灾，控制阀门开启，消防水管为喷淋管供水，从而形成水幕系统阻止火焰延伸至隔震支座的橡胶保护层，达到防火隔热的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种防火隔震装置，属于工程隔震技术领域。
背景技术
在LNG储罐设计中，地震荷载是储罐结构设计的控制荷载。为了满足地震荷载的设计要求，需要采取不同的措施抵抗或者降低地震荷载，随着技术的不断发展，设计理念由原来的抗震设计逐步变为减隔震设计，通常的做法是在储罐承台与基础之间设置隔震支座，降低地震荷载对上部构件的作用。《建设工程抗震管理条例》于2021年9月1日实施之后，隔震技术应用越来越广泛，特别是随着储罐大型化的趋势，隔震支座几乎成为超大型LNG储罐的标配。
隔震支座由多层橡胶和多层钢板或其他材料交替叠置结合而成，防火性能较差，研究表明隔震橡胶支座的耐火极限仅82分钟，而按照《建筑设计防火规范》GB 50016-2014中对于民用建筑的规定，耐火等级为一级的柱构件，耐火极限不低于3小时。针对该情况，目前有不少研究者研究了防火阻燃型隔震支座产品，这些产品大多是在隔震支座橡胶保护层外面增加各种材料的阻燃层以达到防火的目的，但是这些产品应用在LNG储罐设计中存在以下3个方面的问题： (1)这些产品的阻燃层可以阻止橡胶层的燃烧，但是不能有效阻止火灾高温的传递，橡胶材料承受高温后刚度急剧下降，从而导致支座承载力下降引发储罐倾斜；(2)目前的阻燃时间均是按照耐火3小时设计，而在LNG储罐设计中要求结构耐火时间达到6小时，因此用于支撑储罐的隔震支座耐火时间也不能低于6 小时，目前的产品不能满足要求；(3)在隔震支座橡胶保护层外面增加防火保护层，若防火保护层为硬质材料会影响隔震支座在地震作用下的变形，从而影响减隔震效果，达不到减隔震设计要求。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于LNG储罐的防火隔震装置，结构简单，耐火时间长，成本较低，只要消防水量充足，完全可以满足耐火6 个小时的要求。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明的技术方案提供了一种用于LNG储罐的防火隔震装置，包括隔震支座以及安装在所述隔震支座上的喷淋管，所述喷淋管与消防水管之间通过支管连通，所述支管上设有控制阀门，所述喷淋管在所述隔震支座的周围形成水幕。
进一步地，所述喷淋管为环形，环形的所述喷淋管固定套设在所述隔震支座上，所述喷淋管上沿着周向方向间隔开设有若干个喷水口，所述水幕为环形水幕。
进一步地，所述隔震支座包括上连接板、下连接板、橡胶层以及橡胶保护层，所述橡胶层固定安装在所述上连接板和下连接板之间，所述橡胶层为多层橡胶和多层钢板交替叠置而成，所述橡胶保护层套设在所述橡胶层外，所述喷淋管固定安装在所述上连接板上。
进一步地，所述喷淋管与所述橡胶保护层之间隔开。
进一步地，所述喷淋管和橡胶保护层之间隔开的距离为l满足公式：
式(1)中，d为喷淋管直径，h为上连接板和下连接板之间的高度，Tr为橡胶层内橡胶垫片的总厚度。
进一步地，所述喷淋管的直径d满足公式：
式(2)中Q为每个橡胶垫所需的冷却水量；v为所述喷淋管道内的液体流速。
进一步地，每个所述喷水口处均设有喷头，所述喷头的数量满足公式：
式(3)中s为保护面积，W为供给强度，所述供给强度的单位为L/(min·㎡)， q为单个所述喷头的流量。
进一步地，所述防火隔震装置还包括分布管，所述喷淋管包括多个，多个所述喷淋管沿着所述LNG储罐的周向分布，所述分布管为环形，所述分布管套设在所述LNG储罐的外侧，每一个所述喷淋管与所述分布管之间通过所述支管连接，所述分布管的入水端通过连接主管与消防水管连接，所述控制阀门设置在所述连接主管上。
进一步地，所述喷淋管上还连接预留接口，所述喷淋管与所述支管之间通过所述预留接口连接。
进一步地，所述控制阀门为自动控制阀门，在检测到火气和烟气时自动开启。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
本发明充分利用所有LNG储罐自备消防系统的优势，通过在隔震支座上安装喷淋管，将LNG储罐消防系统的消防用水引入隔震支座喷淋管形成水幕系统，在水幕系统的保护下，发生火灾时隔震支座的橡胶不会燃烧，温度也会保持在较低的水平，从而起到防火隔热的作用。该装置结构简单，只需在现有隔震支座基础上增加一根圆形喷淋管，造价低；同时耐火时间长，只要消防水量充足，完全可以满足耐火6个小时的要求，而储罐消防系统的消防水量根据全厂消防系统配置的，完全可以满足隔震支座消防水量的要求，因此本发明在LNG储罐设计中具有非常实用的工程价值。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
在附图中：
图1是本发明提供的用于LNG储罐的防火隔震装置的实施例一的结构示意图；
图2是喷淋管的结构示意图；
图3是用于LNG储罐的防火隔震装置的实施例二的布局示意图；
图4是图3中A处的局部放大示意图；
图5是LNG储罐的防火隔震装置的实施例二的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明的实施例提供了一种用于LNG储罐的防火隔震装置，包括隔震支座以及安装在所述隔震支座上的喷淋管，所述喷淋管与消防水管之间通过支管连通，所述支管上设有控制阀门，所述喷淋管在所述隔震支座的周围形成水幕。所述喷淋管通过支管、控制阀门与储罐消防水管相连，一旦发生火灾，控制阀门开启，消防水管为喷淋管供水，从而形成水幕系统阻止火焰延伸至隔震支座的橡胶保护层，达到防火隔热的目的。
实施例1
如图1和图2所示，本发明的实施例1提供了一种用于LNG储罐的防火隔震装置，所述防火隔震装置包括隔震支座以及安装在所述隔震支座上的喷淋管。
所述隔震支座1包括上连接板11、下连接板14、橡胶层以及橡胶保护层13，所述橡胶层固定安装在所述上连接板11和下连接板14之间，所述橡胶层为多层橡胶和多层钢板交替叠置而成，所述橡胶保护层13套设在所述橡胶层外，所述喷淋管12固定安装在所述上连接板11上。所述喷淋管12为环形，环形的所述喷淋管12上沿着周向方向间隔开设有若干个喷水口121，所述水幕为环形水幕。一旦发生火灾，控制阀门开启，消防水管为喷淋管12供水，从而形成环形的水幕系统，阻止火焰延伸至隔震支座的橡胶保护层，达到防火隔热的目的。
这里需要说明的是所述喷淋管12可以通过焊接或者卡箍的形式固定在隔震支座1上连接板11的下表面或者侧面。喷淋管12通过焊接固定在隔震支座1 上时，若安装在隔震支座1上连接板11的下表面施工时容易对支座橡胶保护层造成损失，因此在这种情况下优选将喷淋管12安装在支座上连接板11的侧面。
喷水口121可以是圆形出水孔、通长缝隙和喷头三种形式，若喷水口121 为喷头则可以通过喷头控制角度和出水量，这样可以减少出水口的数量；若喷水口121为圆形出水孔和通长缝隙则需要计算出水口喷射的角度，以保证能够对整个橡胶保护层13进行喷淋。
所述喷淋管12上还连接预留接口122，所述喷淋管12与所述支管32之间通过所述预留接口122连接。
所述控制阀门34为自动控制阀门，在检测到火气和烟气时自动开启。
布置时，喷淋管12与橡胶保护层13之间的间距必须满足隔震支座大变形试验的距离要求。所述喷淋管12和橡胶保护层13之间隔开的距离为l满足公式：
式(1)中，d为喷淋管直径，h为上连接板和下连接板之间的高度，Tr为橡胶层内橡胶垫片的总厚度。
所述喷淋管12的直径d满足公式：
式(2)中Q为每层橡胶所需的冷却水量；v为所述喷淋管道内的液体流速。
每个所述喷水口处均设有喷头，所述喷头的数量满足公式：
式(3)中s为橡胶保护层13的面积，W为供给强度，所述供给强度的单位为L/(min·㎡)，所述供给强度的单位为L/(min·㎡)，q为单个所述喷头的流量。
实施例2
如图3至图5所示，本发明的实施例2提供的防火隔震装置与实施例1的不同在于还包括分布管，所述喷淋管31包括多个，多个所述喷淋管31沿着所述LNG储罐的周向分布形成为一圈，所述分布管33为环形，所述分布管33套设在所述LNG储罐的外侧，每一个所述喷淋管31与所述分布管33之间通过所述支管32连接，所述分布管33的入水端通过连接主管35与消防水管36连接，所述控制阀门34设置在所述连接主管35上。
进一步的，多个所述喷淋管31沿着所述LNG储罐的周向分布形成为两圈，所述分布管33位于两圈所述喷淋管31之间，每个所述喷淋管31与所述分布管 33之间均通过所述支管32连接，所述消防水管36通过连接主管35和分布管 33为每个所述喷淋管31供水。每个所述喷淋管31用于为对应的隔震支座形成环形的水幕，止火焰延伸至隔震支座的橡胶保护层，达到防火隔热的目的。
该装置包括隔震支座及喷淋管31，喷淋管31通过连接主管35及自动控制阀34连接至LNG储罐消防水管36，一旦发生火灾自动控制阀34通过火气和烟气探测自动开启，实现消防水管36为隔震支座的喷淋管31供水，喷淋管31在隔震支座橡胶保护层13附近形成水幕系统，对支座形成防火隔热的作用。该装置结构简单，只需在隔震支座增加一根喷淋管31，再对LNG储罐消防系统的供水管线稍加改造即可实现防火隔热的作用，造价低，耐火时间长，且火灾期间支座的橡胶材料性能不会受到任何影响，具有极高的实用性。并且对已经完成施工但没有防火装置的支座，可以方便地利用本发明进行改造，只需在隔震支座1上连接板的侧面安装喷淋管，再增加连接管线和自动控制阀即可实现。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (3)
1.一种用于LNG储罐的防火隔震装置，其特征在于，包括隔震支座以及安装在所述隔震支座上的喷淋管，所述喷淋管与消防水管之间通过支管连通，所述支管上设有控制阀门，所述喷淋管在所述隔震支座的周围形成水幕；
所述防火隔震装置还包括分布管，所述喷淋管包括多个，多个所述喷淋管沿着所述LNG储罐的周向分布，所述分布管为环形，所述分布管套设在所述LNG储罐的外侧，每一个所述喷淋管与所述分布管之间通过所述支管连接，所述分布管的入水端通过连接主管与消防水管连接，所述控制阀门设置在所述连接主管上；
所述喷淋管上还连接预留接口，所述喷淋管与所述支管之间通过所述预留接口连接；
所述控制阀门为自动控制阀门，在检测到火气和烟气时自动开启；
所述喷淋管为环形，环形的所述喷淋管固定套设在所述隔震支座上，所述喷淋管上沿着周向方向间隔开设有若干个喷水口，所述水幕为环形水幕；
所述喷淋管和橡胶保护层之间隔开的距离为l满足公式：
式(1)中，d为喷淋管直径，h为上连接板和下连接板之间的高度，Tr为橡胶层内橡胶垫片的总厚度；
所述喷淋管的直径d满足公式：
式(2)中Q为每个橡胶垫所需的冷却水量；v为所述喷淋管道内的液体流速；
每个所述喷水口处均设有喷头，所述喷头的数量满足公式：
式(3)中s为保护面积，W为供给强度，所述供给强度的单位为L/(min·㎡)，q为单个所述喷头的流量。
2.根据权利要求1所述的用于LNG储罐的防火隔震装置，其特征在于，所述隔震支座包括上连接板、下连接板、橡胶层以及橡胶保护层，所述橡胶层固定安装在所述上连接板和下连接板之间，所述橡胶层为多层橡胶和多层钢板交替叠置而成，所述橡胶保护层套设在所述橡胶层外，所述喷淋管固定安装在所述上连接板上。
3.根据权利要求2所述的用于LNG储罐的防火隔震装置，其特征在于，所述喷淋管与所述橡胶保护层之间隔开。
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2022
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