NO316268B1 - Oppvarmingssystem for tanker for lagring av flytende produkter - Google Patents

Abstract

Systemet anvender radiale hovedrør (4) som forbinder en indre sentral bue (3) med en ytre bue (2). Flere grener (5) går ut fra disse rørene (4) og antar så en radial geometri, og danner sekundære radiale rør som strekker seg så langt som til den ytre buen (2). Systemet hviler fritt på bunnen av tanken.

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår forbedret oppvarming av flytende produkter, spesielt petroleum og dets derivater, og tar sikte på å forenkle drenering av uønskede mate-rialer (faste rester, slam, vann, sand, etc) som normalt oppsamles i bunnen av væskelag-nngstanker, og nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen et oppvarmingssystem av den art som angitt i innledningen til patentkrav 1 Oppfinnelsen vedrører dessuten anvendelse av oppvarmingssystemet som angitt i patentkrav 7

Det er kjent å anordne et flytende tak på en tank som inneholder relativt flyktige væsker, for å inngå dannelsen av et gassrom i tanken Når det flytende taket til en slik tank for å lagre væskeprodukter er lavt, er det ikke mulig å anvende de vanlige systemene som normalt brukes for å oppvarme væskeproduktene generelt, idet disse i sin grunnform avhenger av en rekke faktorer slik som typen produkt, mengden som lagres, temperatu-ren som skal nås, og oppvarmingstiden

Den foreliggende oppfinnelsen tar sikte på å tilveiebringe haker med lave, flytende tak, slik som beskrevet i den internasjonale patentsøknaden PCT7BR97/00022, med et indi-viduelt oppvarmingssystem som kan anvendes for slike lave dnftshøyder, men som også kan anvendes i konvensjonelle tanker

Lagertanker er mye brukt innen olje- eller petroleumindustnen og er vesentlig for drif-ten De kan f eks være tiltenkt å lagre råolje, mellomprodukter og sluttprodukter

Oppvarmingskildene som innbefatter oppvarmede væsker, damper under trykk, elektrisk energi eller andre mindre konvensjonelle kilder

Spoler eller spiralrør som varm væske passerer gjennom er blant de mest vanlige måtene for å oppvarme tanker I normal bruk er de anordnet generelt i en avstand på 0,8 m fra nivået til tankbunnen Det er betraktelig mye bortkastet rom Sidemonterte varmeveksle-re blir også brukt

Vår internasjonale patentsøknad PCT/BR97/00022 relaterer seg til en ny type tankbunn som det foreliggende oppvarmingssystemet er spesielt godt egnet for Det foreslås an-vendelsen av en bunn hvis senter befinner seg på et mvå som ligger under nivået til kantene Reststoffer i tanken som skal dreneres konsentrerer seg i det sentrale området av bunnen til tanken

Med installasjonen av denne nye typen bunn vil, på grunn av den bedre dreneringen av uønskede væsker, det flytende taket til tanken kunne nedsenkes til en posisjon som er mye nærmere bunnen enn det som tidligere var mulig Følgelig oppstår et nytt problem ved at dersom produktet må oppvarmes i en tank med en konfigurasjon av denne typen, vil det være nødvendig å ha et oppvarmingssystem som kan opptas i et lite rom (mini-mum dnftshøyde), som kan være så lite som en høyde på 10 cm Et oppvarmingssystem av denne typen er imidlertid ikke tidligere kjent fra teknikkens stand

Den minimale dnftshøyden er minimumshøyden over bunnen til tanken som det flytende taket må holde seg på under drift I dagens lagertanker, og spesielt disse med stor kapasitet, kan denne minimale dnftshøyden være så mye som omtrent lm og 40 cm

Vedlikeholdshøyden er høyden hvorved det flytende taket må holdes under vedlike-holdsarbeid, for å gjøre det mulig for personell å entre tanken for å utføre vedhkeholds-operasjoner Denne er høyere enn den minimale dnftshøyden

DE-A-2534380 beskriver en tank som har varmerør like over bunnen til tanken, med en flerhet av rør som strekker seg radialt og som er tilkoplet i det minste ett buet ytre om-kretsrør og anordnet slik at tilliggende radiale rør er sammenkoplet nær senteret av tankbunnen

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en forbedring av produktlagnngstanker som løser problemene beskrevet ovenfor, sparer tid og reduserer driftskostnader

Dette oppnås med et oppvarmingssystem som angitt innledningsvis, som er kjenneteg-net ved trekkene angitt i karakteristikken til patentkrav 1

Fordelaktige utførelser av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige patentkravene

Det gjøres bruk av et system av i hovedsaken radiale rør som strømmen av oppvarmingsfluid, fortrinnsvis damp, flyter langs, og som kan være konvergerende (mot senteret) eller divergerende (mot periferien) Alle rørene fører oppvarmingsfluider og forbinder en sentral indre bue med en ytre bue Hver bue kan i seg selv danne en ring, eller det kan være en rekke av buer som kan, eller ikke kan, danne en fullstendig nng

Denne montasjen kan ansees analogt til et hjul, hvor hjulfelgen korresponderer med den ytre ringen (periferien) og hjulnavet korresponderer med den indre ringen Hjulekene korresponderer med de radiale rørene På denne måten omfatter systemet et første rør som i hovedsaken er i form av en ytre bue og et andre rør som i hovedsaken er i form av en indre bue, som begge er forbundet ved hjelp av radiale hovedrør hvorfra det utgår en flerhet av grener som så også antar en radial geometri og danner sekundære radiale rør som strekker seg så langt som til den ytre buen Systemet blir opplagret ved hjelp av støtter som er festet til rørene og bare ligger an mot bunnen av tanken uten å være festet, f eks fastsveist De fleste av rørene i systemet heller nedover, hvilket forhindrer dannelsen av vannstøt og som (hvilket vil bli beskrevet nedenfor) kan spare energi

Tankbunnen har fortrinnsvis sitt senter på et nivå som ligger under nivået til kantene På denne måten vil restene som det er ønskelig å drenere bort konsentrerer seg i et sentralt område på bunnen Det blir i dette tilfellet også gjort slik av en rampetype drenenngskanal som starter fra senteret til tankbunnen og løper mot kantene Denne rampen heller tilstrekkelig til å forøke dreneringen av de uønskede materialene til utsiden av tanken

Den foreliggende oppfinnelsen kan imidlertid isteden anvendes i tankbunner med drenering ved omkretsen av tanken, for å utstyre denne tanktypen med et oppvarmingssystem

De karakteristiske trekkene ved den foreliggende oppfinnelsen vil forstås bedre på bak-grunn av den detaljerte beskrivelsen som vil bh gitt i det etterfølgende som et rent ek-sempel, i kombinasjon med tegningene som er en integrert del av den foreliggende fremstillingen, og hvori

Fig 1 er en plantegning av det segmenterte, radialtype oppvarmingssystem for en pro-duktlagnngstank med en invertert bunn (oppover konveks), som i PCT/BR97/00022, og tegningen viser en av utførelsene av den foreliggende oppfinnelsen Fig 2 er et sidenss av oppvarmingssystemet, også for en petroleumslagnngstank, med en invertert bunn, og tegningen viser en andre utførelse av den foreliggende oppfinnelsen, og Fig 3 er et sidenss av oppvarmingssystemet av en annen petroleumslagnngstank, men med en konvensjonell bunn, og tegningen viser en tredje utførelse av den foreliggende oppfinnelsen Oppvarmingssystemet vist på disse tegningene anvender som varmemedium damp som kan være overhetet Fig 1 viser en lagertank 1 med oppvarmingssystemet i henhold til den foreliggende oppfinnelsen Omkretslinjen representerer sideveggen til tanken og sirkelhnjen omkretsen til tankbunnen Det er et første buet rør 2 som hovedsakelig er i form av en ytre bue og danner en ytre nngseksjon (som tjener som en fordeler for varmt oppvarmingsfluidet eller dampen entrer via, og et andre buet rør 3 som i hovedsaken er i form av en indre bue og danner en indre nngseksjon (mottaksanordning for kalt oppvarmingsfluid eller kondensat) som dampen slipper ut via Oppvarmingssystemet som er illustrert dekker litt mindre enn lA av arealet til tankbunnen Fem radiale hovedrør 4 kan ses Fig 1 viser også fire sekundære radiale rør 5, som hver er forbundet ved hjelp av et lite rørsegment ved et mellomliggende punkt på et respek-tivt radialt hovedrør, og disse punktene er fortrinnsvis nærmere buen til det indre røret 3 enn buen til det ytre røret 2 Det er også i det minste en liten kanal 61 tankbunnen, som er en drenenngskanal for å drenere bort de flytende produktene fra tanken, men denne lille kanalen utgjør imidlertid ingen del av den foreliggende oppfinnelsen Hver slik liten kanal 6 løper fra senteret av tankbunnen til kanten av tanken, og har en helning som tillater drenenngen å finne sted Fig 2 viser et sidenss av en andre utførelse av den foreliggende oppfinnelsen hvor de radiale rørene her dekker mer enn Vi (omtrent en halvsirkel) av det sirkulære arealet til tanken) Denne utførelsen passer også på en lagertank med en invertert (oppover, ko-nisk) bunn slik som på fig 1 Opplagnngene eller støttene 8 for rørene 4 og 5 er på bunnen 7 til tanken Det kan ses at denne figuren ikke viser de sekundære radiale rørene 5 Opplagnngene 8 har hovedsakelig like lengder, hvilket betyr at rørene 4 og 5 opprett-holder den samme vertikale avstanden fra tankbunnen 7 Helningen til tankbunnen 7 er tilstrekkelig hl å forøke drenenngen av uønskede væsker fra kantene til tanken mot senteret av tanken Fig 2 viser også bunnen 9 til en drenenngskanal som strekker seg radialt i tankbunnen 7 og hvon, ved hjelp av støtter 10 utløpsrørene 11 for varmesystem-kondensator er anordnet Toppen til hver støtte eller opplagnng 8,10 er festet til et res-pektivt rør 4,11 og bunnen av opplagnngen hviler kun på tankbunnen 7 eller henholds-vis kanalbunnen 9 Hver opplagnng kan være en blokk med avfaset innhakk, som er sveiset til røret Fig 3 viser en tredje utførelse av den foreliggende oppfinnelsen anvendt på en lagertank med en konvensjonell bunn (kanter lavere enn senteret) Opplagnngssystemet er montert på bunnen 12 til tanken, så lavt som mulig og festet bare til opplagnngene 8, som i hovedsaken har like lengder Denne festingen oppnås på samme måte som i utførelsen på fig 2 I motsetning til tilfellet med den inverterte bunnen er det imidlertid i det minste et hovedsakelig radialt lnnløpsrør 13 som oppvarmingsdampen entrer via Dette mnløpsrø-ret blir, slik som andre av denne typen, opplagret av støtter 14 som har lengder som minsker dess nærmere de er anordnet senteret av tanken Helningen til tankbunnen 12 er tilstrekkelig til å forøke drenenngen av uønskede væsker fra senteret til kantene av lagertanken 1

I avhengighet av typen bunn, invertert eller konvensjonell, fungerer den indre buen som mottaksanordningen eller fordeleren, dvs at dampen kan entre via det ytre buerøret 2 eller via det indre buerøret 3 I begge tilfellene vil de radiale hovedrørene 4, de sekundære, radiale rørene S, innløpsrørene 13 og utløpsrørene 11 alle helle nedover i forhold til helningen til tankbunnen Den ikke-hellende delen til systemet er bare i nngene 2 og 3 og i den ikke-radiale avgremngsseksjonen som forbinder de sekundære rørene 5, og er imidlertid ganske kort Strømmen av damp i systemet vil således alltid gå nedover og dette vil forenkle utslippet av kondensat Følgelig vil ikke systemet ha oppsamling av kondensat, hvilket kunne bidra til dannelsen av vannstøt Dersom det ikke er noe støtfe-nomen, er det mulig å utnytte en del av energien til kondensatet, ved at det brukes en termostatstyreinnretning istedenfor en kondensatdrenenngsventil i varmemiddeluttap-pingen Dette kan representere en energibesparelse på mer enn 10 %, i avhengighet av egenskapene til dampen som anvendes, (f eks graden av overheting)

hvilket er en stor fordel ved den foreliggende oppfinnelsen

Antallet radiale rør kan vanere som en funksjon av rommet eller plasten t bunnen av tanken Fig 1 viser de respektive rørene 2 og 3 til den ytre og indre bueseksjonen, og viser også radiale rør som opptar nærmest V* av sirkelen til tanken, dvs at de opptar bare en sektor av sirkelen På fig 1 er disse rørene 2 og 3 buede, men de kan også ha en annen form, f eks polygonale, i plannss

Systemet kan være segmentert, men behøver ikke det Dersom det er segmentert er det forskjellige uavhengige sektorer, som hver danner en individuell oppvarmer Dersom det ikke er segmentert, er nngene ubrutte Begge mulighetene ligger innenfor rammen for oppfinnelsen Uttømming av kondensat kan være konsentrert til et rør med større diameter Derfor kan f eks på fig 2 diameteren til røret 2 ved omkretsen være 10,16 cm

(4") og diameteren til røret 3 ved senteret være 15,24 cm (6") På fig 3 er disse fore-trukne verdiene reversert, dvs at røret 2 er større enn røret 3 Arrangementet av de sekundære radiale rørene 5 på fig 1 gjør det mulig å trekke full fordel av overflatearealet til tankbunnen, og sikre at varmen blir jevnt fordelt i alle posisjoner på tankbunnen

Nivåforskjellen som er tilstede mellom senteret av bunnen til lagertanken og kantene tar sikte på å forenkle forflytting av de uønskede væskene mot det laveste punktet av lager-tankbunnen Det er en fordel med den foreliggende oppfinnelsen at hovedandelen av varmerørene som anvendes i denne er radiale, dvs at de løper i den samme retningen som bevegelsesretningen til det uønskede materialet, og derfor er det ingen vesentlige hindringer for slik bevegelse I tilfellet med spiralrør vil endel av rørene alltid være tverrgående i forhold til banen hvor det uønskede materialet forflytter seg, og denne bevegelsen kan da bli vanskelig

En ytterligere fordel ved den foreliggende oppfinnelsen er den enorme oppvarmingska-pasiteten til det radiale systemet sammenlignet med spiralrørformen, siden de radiale rørene kan være svært nær hverandre Det er også mulig å oppvarme tanken i blokker istedenfor å varme opp hele tanken Dette gjør det derfor mulig å forhindre utslipp av kondensat ved høye temperaturer Kondensatet kan slippe ut ved styrte temperaturer, hvilket sparer energi

Claims (7)

1 Oppvarmingssystem for en tank for å lagre flytende produkter, innbefattende a) et første rør (2) hvis akse i hovedsaken strekker seg over en ytre bue sentrert på tank-senteret og et andre rør (3) som i hovedsaken strekker seg over en indre slik bue, og b) radiale hovedrør (4) for å forbinde det første (2) og det andre (3) buede røret, karakterisert vedc) flere avgrerunger som går ut fra de radiale hovedrørene og så inntar en radial retning, og danner sekundære radiale rør (5) som strekker seg til og er forbundet med det ytre buede røret (2), og d) opplagnnger (8) festet til rørene og som hviler på bunnen (7,12) av tanken

2 System i henhold til krav 1, karakterisert ved at tankbunnen (7) har sitt senter på et mvå som ligger under nivået til kantene, og har en drenenngskanal (6), som strekker seg utover fra senteret av tankbunnen (7), og ved at det er i det minste et utløpsrør (11) for kondensat fra det andre røret (3), utstyrt med opplagnnger (10) festet til rørene og som hviler på bunnen (9) til kanalen (6)

3 System i henhold til krav 1, karakterisert ved at bunnen (12) til tanken har sine kanter på et mvå som ligger under nivået ved senteret, og at det er i det minste et hovedsakelig radialt innløpsrør (13) via hvilket damp entrer det andre røret (3), og ved at innløpsrøret (13) blir opplagret ved hjelp av opplagnnger (14) festet til rørene og som hviler på bunnen (12) til tanken

4 System i henhold til et hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at det første og det andre røret i hovedsaken opptar i det minste en sektor av sirkelen

5 System i henhold til et hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at oppvarmingen skjer ved hjelp av damp

6 Tank i henhold til et hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at opplagnngene (8, 8,9,8,14) hviler på tanken uten å være festet til denne

7 Anvendelse av et oppvarmingssystem i henhold ul et hvilket som helst av kravene 1-6 til oppvarming av en tank for lagring av flytende produkter