RU2288763C1 - Automated installation of the fire extinguishing - Google Patents
Automated installation of the fire extinguishing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2288763C1 RU2288763C1 RU2005111959/12A RU2005111959A RU2288763C1 RU 2288763 C1 RU2288763 C1 RU 2288763C1 RU 2005111959/12 A RU2005111959/12 A RU 2005111959/12A RU 2005111959 A RU2005111959 A RU 2005111959A RU 2288763 C1 RU2288763 C1 RU 2288763C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fire extinguishing
- vessel
- evaporator
- extinguishing
- pressure
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к противопожарной технике, в частности к устройствам газового пожаротушения объектов и помещений.The present invention relates to fire fighting equipment, in particular to gas extinguishing devices of objects and premises.
Широко известны выбранные авторами в качестве аналогов автоматические установки пожаротушения (НПБ 88-2001 Нормы и правила проектирования установок пожаротушения и сигнализации. МЧС Российской Федерации. Государственная противопожарная служба. Глава 7. СниП 2.04.09-84 Установки газового пожаротушения. Пожарная автоматика зданий и сооружений. Пункт 4.6), содержащие баллоны со сжатым до высокого давления (например, до нескольких сотен атмосфер) газообразным огнетушащим составом, распределительные трубопроводы для подачи огнетушащего состава в защищаемое помещение, управляемый клапан между баллонами и распределительными трубопроводами, датчики обнаружения пожара, блок управления автоматической установкой пожаротушения, соединенный с датчиками и управляемым клапаном.The automatic fire extinguishing installations chosen by the authors as analogues are widely known (NPB 88-2001 Standards and design rules for fire extinguishing and signaling installations. EMERCOM of the Russian Federation. State Fire Service. Chapter 7. SNiP 2.04.09-84 Gas fire extinguishing installations. Fire automatics of buildings and structures Clause 4.6) containing cylinders with compressed to high pressure (for example, up to several hundred atmospheres) gaseous extinguishing agent, distribution pipelines for supplying the extinguishing agent to a protected room, a controlled valve between cylinders and distribution pipelines, fire detection sensors, a control unit for an automatic fire extinguishing installation, connected to sensors and a controlled valve.
Недостатком подобных автоматических установок газового пожаротушения высокого давления является экономическая и техническая нецелесообразность их применения для защиты помещений и объектов с объемами более 2000-3000 куб.м. в связи с очень большим количеством баллонов для хранения требуемого количества газообразного огнетушащего вещества.The disadvantage of such automatic high-pressure gas fire extinguishing installations is the economic and technical inappropriateness of their use for the protection of rooms and facilities with volumes of more than 2000-3000 cubic meters. due to the very large number of cylinders for storing the required amount of gaseous extinguishing agent.
Широко известны выбранные авторами в качестве аналогов автоматические установки пожаротушения (НПБ 78-99 Нормы пожарной безопасности. Установки газового пожаротушения автоматические. Резервуары изотермические. МЧС Российской Федерации. Государственная противопожарная служба. Глава 1), содержащие изотермические емкости, в которых хранится сжиженный газообразный огнетушащий состав под низким давлением (например, при давлении до 16 атмосфер), распределительные трубопроводы для подачи огнетушащего состава в защищаемое помещение, управляемый клапан между изотермической емкостью и распределительными трубопроводами, датчики обнаружения пожара, блок управления автоматической установкой пожаротушения, соединенный с датчиками и управляемым клапаном.Automatic fire extinguishing systems (NPB 78-99 Fire safety standards. Automatic gas fire extinguishing systems. Isothermal tanks. Ministry of Emergencies of the Russian Federation. State Fire Service. Chapter 1) containing isothermal containers in which liquefied gaseous fire extinguishing composition under low pressure (for example, at pressures up to 16 atmospheres), distribution pipelines for supplying the extinguishing agent to the protected room are controlled first valve between the container and the isothermal distribution pipelines, fire detection sensor, a control unit of automatic fire fighting installation connected to sensors and controllable valve.
Недостатком таких автоматических газовых установок низкого давления является следующее.The disadvantage of such automatic gas installations of low pressure is the following.
В связи с тем, что давление газифицированного газообразного огнетушащего состава не превышает давление в криогенной емкости со сжиженным газообразным огнетушащим составом (величина этого давления составляет, например, не более 16 атмосфер для типовых изотермических емкостей большого объема) плотность газифицированного огнетушащего состава невелика и соответственно его объемный расход велик, что приводит к необходимости использования в крупных автоматических системах пожаротушения такого типа распределительных трубопроводов большого диаметра (например, порядка 120-150 мм) для обеспечения малых гидравлических потерь в распределительных трубопроводах, что необходимо для обеспечения большой величины массового расхода огнетушащего состава, подаваемого в защищаемые помещения. Распределительные трубопроводы таких больших диаметров, имеющие длины до нескольких сотен метров и сложную пространственную форму, а также средства крепления их в защищаемых помещениях, металлоемки, имеют высокую стоимость, сложны по конструкции, монтаж их трудоемок.Due to the fact that the pressure of a gasified gaseous extinguishing composition does not exceed the pressure in a cryogenic tank with a liquefied gaseous fire extinguishing composition (the value of this pressure is, for example, no more than 16 atmospheres for typical isothermal tanks of large volume), the density of the gasified fire extinguishing composition is low and its volumetric the consumption is large, which leads to the need for large-scale automatic fire extinguishing systems of this type of distribution piping the first diameter (e.g., about 120-150 mm) for small hydraulic losses in the distribution pipes the need to provide large mass flow quantity of extinguishing agent applied to the protected premises. Distribution pipelines of such large diameters, having lengths of up to several hundred meters and a complex spatial shape, as well as means of fastening them in the protected premises, are metal-intensive, have a high cost, are complicated in construction, and their installation is time-consuming.
Известна автоматическая установка пожаротушения, описанная в патенте N 2108828 Российской Федерации, А 62 С 35/00, 37/00, 1995 г., выбранная авторами за прототип, содержащая криогенную емкость со сжиженным газообразным огнетушащим составом, испаритель огнетушащего состава, выполненный в виде сосуда с теплоаккумулирующей насадкой, соединенный с криогенной емкостью через управляемый клапан, распределительные трубопроводы для подачи огнетушащего состава в защищаемое помещение, датчики обнаружения пожара, блок управления автоматической установкой пожаротушения, соединенный с датчиками обнаружения пожара.A known automatic fire extinguishing installation described in the patent N 2108828 of the Russian Federation, A 62 C 35/00, 37/00, 1995, selected by the authors for the prototype, containing a cryogenic tank with a liquefied gaseous extinguishing composition, the evaporator of the extinguishing composition made in the form of a vessel with a heat storage nozzle connected to a cryogenic tank through a controllable valve, distribution pipelines for supplying a fire extinguishing agent to a protected room, fire detection sensors, control unit for automatic installation fire extinguishing connected to fire detection sensors.
Недостатком данного устройства является следующее.The disadvantage of this device is the following.
В связи с тем, что давление газифицированного газообразного огнетушащего состава не превышает давление в криогенной емкости со сжиженным газообразным огнетушащим составом (величина этого давления составляет, например, не более 16 атмосфер для типовых изотермических емкостей большого объема), плотность газифицированного огнетушащего состава невелика и соответственно его объемный расход велик, что приводит к необходимости использования в крупных автоматических системах пожаротушения рассматриваемого типа распределительных трубопроводов большого диаметра (например, порядка 120-150 мм) для удержания скоростей газового потока в разумных пределах (например, до 50...60 метров в секунду) и обеспечения малых гидравлических потерь в распределительных трубопроводах, что необходимо для обеспечения заданной большой величины массового расхода огнетушащего состава, подаваемого в защищаемые помещения (объекты). Распределительные трубопроводы таких указанных больших диаметров (которые, например, могут иметь длины до нескольких сотен метров и сложную пространственную форму) и средства крепления их в защищаемых помещениях весьма металлоемки, имеют высокую стоимость, сложны по конструкции, монтаж их в защищаемых помещениях весьма трудоемок.Due to the fact that the pressure of a gasified gaseous extinguishing composition does not exceed the pressure in a cryogenic tank with a liquefied gaseous fire extinguishing composition (the value of this pressure, for example, is no more than 16 atmospheres for typical isothermal tanks of large volume), the density of the gasified fire extinguishing composition is low and, accordingly, its the volumetric flow rate is large, which leads to the necessity of using the distribution pipes of this type in large automatic fire extinguishing systems odes of large diameter (for example, about 120-150 mm) to keep gas flow rates within reasonable limits (for example, up to 50 ... 60 meters per second) and ensure low hydraulic losses in distribution pipelines, which is necessary to ensure a given large mass value the rate of extinguishing agent supplied to the protected premises (objects). Distribution pipelines of such indicated large diameters (which, for example, can have lengths of up to several hundred meters and complex spatial shapes) and their fastening means in the protected rooms are very metal-intensive, have a high cost, are complicated in construction, their installation in the protected rooms is very time-consuming.
С помощью предлагаемого изобретения достигается технический результат, заключающийся в упрощении конструкции, уменьшении металлоемкости, упрощении монтажа автоматической установки пожаротушения, а также в расширении области эффективного (в техническом и экономическом плане) применения систем газового пожаротушения (например, при модернизации существующих систем пожаротушения).Using the present invention, a technical result is achieved, which consists in simplifying the design, reducing metal consumption, simplifying the installation of an automatic fire extinguishing installation, and also expanding the field of effective (technical and economic) application of gas fire extinguishing systems (for example, when modernizing existing fire extinguishing systems).
Технический результат достигается за счет меньших в несколько раз (например, в 2...4 раза) диаметров распределительных трубопроводов по сравнению с прототипом (и другими близкими по конструкции системами пожаротушения с использованием сжиженных газообразных огнетушащих веществ). Это возможно в связи с обеспечением в распределительных трубопроводах предложенной автоматической установки пожаротушения величины давления газифицированного газообразного огнетушащего состава, большего в несколько раз, чем величина давления в изотермической емкости с запасом сжиженного газообразного огнетушащего состава. По сути в предложенной автоматической установке пожаротушения совмещены преимущества и автоматических установок газового пожаротушения высокого давления и установок газового пожаротушения низкого давления - относительно малые диаметры распределительных трубопроводов и возможность иметь очень большие запасы огнетушащего состава, что необходимо для обеспечении защиты помещений (объектов) очень больших объемов.The technical result is achieved due to the smaller several times (for example, 2 ... 4 times) diameters of distribution pipelines compared to the prototype (and other similar fire extinguishing systems using liquefied gaseous extinguishing agents). This is possible due to the provision in the distribution pipelines of the proposed automatic fire extinguishing installation of the pressure value of a gasified gaseous extinguishing composition, several times greater than the pressure in an isothermal tank with a supply of liquefied gaseous extinguishing composition. In fact, the proposed automatic fire extinguishing installation combines the advantages of both automatic high pressure gas fire extinguishing systems and low pressure gas fire extinguishing installations - relatively small diameters of distribution pipelines and the ability to have very large reserves of fire extinguishing composition, which is necessary to ensure the protection of premises (facilities) of very large volumes.
В соответствии с предлагаемым изобретением достижение технического результата обеспечивается тем, что автоматическая установка пожаротушения содержит изотермическую криогенную емкость со сжиженным газообразным огнетушащим составом, испаритель огнетушащего состава, выполненный в виде сосуда с теплоаккумулирующей насадкой, соединенный с криогенной емкостью через управляемый клапан, распределительные трубопроводы для подачи огнетушащего состава в защищаемое помещение, датчики обнаружения пожара, блок управления автоматической установкой пожаротушения, соединенный с датчиками обнаружения пожара.In accordance with the invention, the achievement of the technical result is ensured by the fact that the automatic fire extinguishing installation contains an isothermal cryogenic container with a liquefied gaseous extinguishing composition, an extinguishing agent vaporizer made in the form of a vessel with a heat storage nozzle connected to a cryogenic tank through a controlled valve, distribution pipelines for supplying a fire extinguishing composition to the protected room, fire detection sensors, automatic control unit fire extinguishing connected to fire detection sensors.
При этом в предложенную автоматическую установку пожаротушения введен импульсный газификатор-преобразователь давления, содержащий испаритель огнетушащего состава, сосуд которого выполнен в виде емкости для испарения сжиженного газообразного огнетушащего состава под высоким давлением, частично заполненной профилированной теплоаккумулирующей насадкой, дросселирующее устройство, включенное между сосудом испарителя и распределительными трубопроводами, трубопровод предотвращения заброса давления в сосуде испарителя, включенный через клапан между сосудом испарителя и распределительными трубопроводами, а также блок программного управления клапанами импульсного газификатора-преобразователя давления, соединенный с блоком управления автоматической установкой пожаротушения и с управляемым клапаном между сосудом испарителя и криогенной емкостью, при этом распределительные трубопроводы выполнены в виде трубопроводов для подачи газообразного огнетушащего состава под высоким давлением.At the same time, a pulsed gasifier-pressure transducer is introduced into the proposed automatic fire extinguishing installation, containing an extinguishing agent vaporizer, the vessel of which is made in the form of a container for evaporating a liquefied gaseous extinguishing agent under high pressure, partially filled with a shaped heat-accumulating nozzle, a throttling device connected between the evaporator vessel and distribution pipelines, pressure surge prevention pipe in the evaporator vessel, switched on cutting a valve between the evaporator vessel and the distribution pipelines, as well as a program control unit for the valves of the pulse gasifier-pressure transducer connected to the control unit of the automatic fire extinguishing installation and with a controlled valve between the evaporator vessel and the cryogenic tank, while the distribution pipelines are made in the form of pipelines for supplying gaseous extinguishing agent under high pressure.
В предложенной автоматической установке пожаротушения в импульсном газификаторе-преобразователе давления клапан на трубопроводе предотвращения заброса давления в испарителе может быть выполнен в виде предохранительного клапана.In the proposed automatic fire extinguishing installation in a pulse gasifier-pressure transducer, the valve on the pipeline for preventing pressure build-up in the evaporator can be made in the form of a safety valve.
В предложенную автоматическую установку пожаротушения в импульсный газификатор-преобразователь давления может быть введен трубопровод быстрого заполнения сжиженным газообразным огнетушащим составом сосуда испарителя, включенный через управляемый клапан между сосудом испарителя и атмосферой, при этом управляемый клапан на трубопроводе быстрого заполнения соединен с блоком программого управления клапанами импульсного газификатора-преобразователя давленияIn the proposed automatic fire extinguishing installation, a quick-filling pipeline with a liquefied gaseous fire-extinguishing composition of the evaporator vessel can be introduced into the pulse gasifier-pressure transducer, connected via a controlled valve between the evaporator vessel and the atmosphere, while the controlled valve on the quick-filling pipe is connected to the program control unit of the pulse gasifier valves pressure transmitter
В предложенной автоматической установке пожаротушения профилированная теплоаккумулирующая насадка может иметь изменяющуюся (например, увеличивающуюся в 1,5...3 раза) по высоте сосуда испарителя удельную поверхность контакта со сжиженным газообразным огнетушащим составом.In the proposed automatic fire extinguishing installation, the profiled heat-accumulating nozzle may have a specific contact surface with a liquefied gaseous extinguishing composition that varies (for example, increasing by 1.5 ... 3 times) along the height of the evaporator vessel.
В предложенной установке пожаротушения профилированная теплоаккумулирующая насадка может иметь изменяющуюся по высоте сосуда испарителя удельную массу, например, за счет того, что размеры (в частности, толщины) поперечных сечений элементов (частиц) профилированной теплоаккумулирующей насадки могут изменяться (например, увеличиваться в 1,5...2 раза) по высоте сосуда испарителя.In the proposed fire extinguishing installation, the profiled heat-accumulating nozzle may have a specific gravity varying in height of the evaporator vessel, for example, due to the fact that the dimensions (in particular, thickness) of the cross sections of the elements (particles) of the profiled heat-accumulating nozzle can vary (for example, increase by 1.5 ... 2 times) the height of the evaporator vessel.
В предложенной установке пожаротушения сосуд испарителя может быть выполнен в виде системы параллельно соединенных емкостей для испарения сжиженного газообразного огнетушащего состава под высоким давлением, диаметры которых не превышают 150 миллиметров.In the proposed fire extinguishing installation, the evaporator vessel can be made in the form of a system of tanks connected in parallel for evaporating a liquefied gaseous extinguishing composition under high pressure, the diameters of which do not exceed 150 millimeters.
На фиг.1 представлена одна из возможных конструкций предложенной автоматической установки пожаротушения:Figure 1 presents one of the possible designs of the proposed automatic fire extinguishing installation:
1 - изотермическая криогенная емкость со сжиженным газообразным огнетушащим составом;1 - isothermal cryogenic tank with a liquefied gaseous extinguishing composition;
2 - испаритель огнетушащего состава, выполненный в виде системы нескольких параллельно соединенных сосудов высокого давления с теплоаккумулирующей насадкой;2 - extinguishing agent vaporizer, made in the form of a system of several parallel-connected high pressure vessels with a heat storage nozzle;
3 - профилированная теплоаккумулирующая насадка;3 - shaped heat storage nozzle;
4 - управляемый клапан;4 - controlled valve;
5 - распределительные трубопроводы для подачи газообразного огнетушащего состава в защищаемое помещение;5 - distribution pipelines for supplying a gaseous extinguishing composition to the protected room;
6 - выпускные сопла на распределительных трубопроводах;6 - exhaust nozzles on distribution pipelines;
7 - датчики обнаружения пожара;7 - fire detection sensors;
8 - блок управления автоматической установкой пожаротушения;8 - control unit automatic fire extinguishing installation;
9 - дросселирующее устройство;9 - throttling device;
10 - трубопровод предотвращения заброса давления;10 - pipeline to prevent pressure build-up;
11 - предохранительный клапан;11 - safety valve;
12 - блок программного управления клапанами импульсного газификатора-преобразователя давления;12 - block program control valves pulsed gasifier-pressure transducer;
13 - трубопровод быстрого заполнения сосуда испарителя;13 - pipe quick filling of the vessel of the evaporator;
14 - управляемый клапан;14 - controlled valve;
15 - предохранительный клапан;15 - safety valve;
16 - заправочный вентиль;16 - filling valve;
17 - средство поддержания постоянного давления в криогенной емкости, содержащее испаритель-подогреватель для разогрева запаса сжиженного огнетушащего состава и вывода этого запаса в равновесное состояние при давлении, например, 16 атмосфер;17 is a means of maintaining constant pressure in a cryogenic tank, containing an evaporator-heater for heating the stock of liquefied extinguishing composition and bringing this stock to an equilibrium state at a pressure of, for example, 16 atmospheres;
18 - датчик давления на выходе из испарителя 2;18 - pressure sensor at the outlet of the evaporator 2;
19 - защищаемое помещение (объект).19 - the protected room (object).
Автоматическая установка пожаротушения содержит криогенную емкость 1 со сжиженным газообразным огнетушащим составом (например, жидким азотом, жидким аргоном и др.), находящимся под постоянным давлением наддува в равновесном состоянии, которое поддерживается средством 17 (которое содержит испаритель-подогреватель для разогрева запаса сжиженного огнетушащего состава и вывода этого запаса в равновесное состояние при давлении, например, 16 атмосфер, и может содержать реконденсатор паров сжиженного газообразного огнетушащего состава), испаритель 2 огнетушащего состава, выполненный в виде сосуда, образованного системой нескольких параллельно включенных сосудов удлиненной формы высокого давления с диаметрами, не превышающими 150 миллиметров, с теплоаккумулирующей насадкой 3 внутри, соединенный с криогенной емкостью 1 через управляемый клапан 4, распределительные трубопроводы 5 для подачи огнетушащего состава через выпускные сопла 6 в защищаемое помещение (объект) 19, датчики 7 обнаружения пожара, блок 8 управления автоматической установкой пожаротушения, соединенный с датчиками обнаружения пожара 7.An automatic fire extinguishing installation contains a cryogenic tank 1 with a liquefied gaseous extinguishing agent (for example, liquid nitrogen, liquid argon, etc.), which is under constant boost pressure in an equilibrium state, which is supported by means 17 (which contains an evaporator-heater for heating the supply of liquefied fire extinguishing composition and the conclusion of this stock in equilibrium at a pressure of, for example, 16 atmospheres, and may contain a vapor condenser of a liquefied gaseous extinguishing composition), ispa fire extinguisher composition 2, made in the form of a vessel formed by a system of several parallel connected elongated high-pressure vessels with diameters not exceeding 150 millimeters, with a heat storage nozzle 3 inside, connected to a cryogenic tank 1 through a controlled valve 4, distribution pipelines 5 for supplying a fire extinguishing composition through exhaust nozzles 6 to the protected room (object) 19, fire detection sensors 7, control unit 8 for automatic fire extinguishing installation, connected to the sensor fire detection 7.
При этом в автоматическую установку пожаротушения введен импульсный газификатор-преобразователь давления, содержащий испаритель 2 огнетушащего состава, сосуд которого выполнен в виде емкости для испарения сжиженного огнетушащего вещества под высоким давлением, образованной системой параллельно соединенных сосудов высокого давления удлиненной формы (диаметры которых не превышают 150 миллиметров), частично заполненных профилированной теплоаккумулирующей насадкой 3, дросселирующее устройство 9 (выполненное, например, в виде дросселирующей шайбы, причем возможно выполнение данного дросселирующего устройства регулируемым, при этом устройство обеспечения изменения проходного сечения дросселирующего устройства может быть соединено с блоком 12 программного управления клапанами импульсного газификатора-преобразователя давления), включенное между сосудом испарителя 2 и распределительными трубопроводами 5, трубопровод 10 предотвращения заброса давления в сосуде испарителя 2, включенный через предохранительный клапан 11 между сосудом испарителя 2 и распределительными трубопроводами 5, а также блок 12 программного управления клапанами импульсного газификатора-преобразователя давления, соединенный с блоком 8 управления автоматической установкой пожаротушения и с управляемым клапаном 4 между сосудом испарителя 2 и криогенной емкостью 1, при этом распределительные трубопроводы 5 выполнены в виде трубопроводов для подачи газообразного огнетушащего состава под высоким давлением. Кроме того имеется трубопровод 13 быстрого заполнения сосуда испарителя 2, включенный через управляемый клапан 14 между сосудом испарителя 2 и атмосферой, причем управляемый клапан 14 соединен с блоком 12 программного управления клапанами импульсного газификатора-преобразователя давления. Профилированная теплоаккумулирующая насадка 3 имеет изменяющуюся (увеличивающуюся) по высоте сосуда испарителя 2 удельную поверхность контакта со сжиженным газообразным огнетушащим веществом, и изменяющуюся (увеличивающуюся) удельную массу насадки за счет увеличения толщин элементов (размера частиц) теплоаккумулирующей насадки. Имеется датчик 18 давления на выходе из испарителя 2, соединенный с блоком 12 программного управления клапанами импульсного газификатора-преобразователя давления, при помощи которого вырабатывается сигнал на открытие управляемого клапана 14 при превышении давления в сосуде испарителя 2 выше заданного.At the same time, a pulsed gasifier-pressure transducer was introduced into the automatic fire extinguishing installation, containing an evaporator 2 of a fire extinguishing composition, the vessel of which is made in the form of a container for evaporating a liquefied fire extinguishing agent under high pressure, formed by a system of elongated high-pressure vessels connected in parallel (whose diameters do not exceed 150 millimeters ), partially filled with a profiled heat-accumulating nozzle 3, a throttling device 9 (made, for example, in the form of a throttle the washer, and it is possible to make this throttling device adjustable, while the device for changing the flow area of the throttling device can be connected to the block 12 of the program control valves of the pulsed gasifier-pressure transducer) connected between the evaporator vessel 2 and distribution pipelines 5, the casting prevention pipeline 10 pressure in the vessel of the evaporator 2, connected through a safety valve 11 between the vessel of the evaporator 2 and the distribution pipes pipelines 5, as well as the block 12 of the program control valves of the pulse gasifier-pressure transducer connected to the control unit 8 of the automatic fire extinguishing system and with a controlled valve 4 between the vessel of the evaporator 2 and the cryogenic tank 1, while the distribution pipelines 5 are made in the form of pipelines for supplying gaseous extinguishing agent under high pressure. In addition, there is a pipe 13 for quickly filling the vessel of the evaporator 2, connected through a controlled valve 14 between the vessel of the evaporator 2 and the atmosphere, and the controlled valve 14 is connected to the block 12 of the program control valves of the pulse gasifier-pressure transducer. The profiled heat-accumulating nozzle 3 has a specific (specific) contact surface with a liquefied gaseous extinguishing agent that varies (increasing) in height of the evaporator vessel 2, and a varying (increasing) specific mass of the nozzle due to an increase in the thickness of the elements (particle size) of the heat-accumulating nozzle. There is a pressure sensor 18 at the outlet of the evaporator 2, connected to the block 12 of the program control valves of the pulse gasifier-pressure transducer, with which a signal is generated to open the controlled valve 14 when the pressure in the vessel of the evaporator 2 is higher than the set value.
В предложенной автоматической установке пожаротушения используются распределительные трубопроводы 5 с диаметрами в несколько раз меньшими, чем у прототипа, что достигнуто за счет обеспечения в распределительных трубопроводах 5 величины давления, подаваемого в защищаемое помещение (помещения, объекты) 19 газифицированного газообразного огнетушащего состава, большего в несколько раз, чем величина давления в изотермической емкости 1 с запасом сжиженного газообразного огнетушащего состава.The proposed automatic fire extinguishing installation uses distribution pipelines 5 with diameters several times smaller than that of the prototype, which is achieved by providing in the distribution pipelines 5 the pressure supplied to the protected room (premises, objects) 19 of a gasified gaseous fire extinguishing composition, several times larger times than the pressure in the isothermal tank 1 with a supply of liquefied gaseous extinguishing composition.
Выше было отмечено, что в предложенной системе пожаротушения диаметры параллельно соединенных емкостей сосуда испарителя не превышают 150 миллиметров. В соответствии с нормативными документами (Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением ПБ 10-115-96. Госгортехнадзор России. Пункт 1.1.3) такие емкости не подлежат регистрации в органах Госгортехнадзора. Это подтверждает высокую надежность работы таких сосудов небольшого диаметра и соответственно всей предложенной системы автоматической установки пожаротушения. Упрощаются также монтаж, испытания и прием в эксплуатацию предложенной системы пожаротушения.It was noted above that in the proposed fire extinguishing system, the diameters of the parallel connected tanks of the evaporator vessel do not exceed 150 millimeters. In accordance with regulatory documents (Rules for the design and safe operation of vessels operating under pressure PB 10-115-96. Gosgortekhnadzor of Russia. Clause 1.1.3), such containers are not subject to registration with the bodies of the Gosgortekhnadzor. This confirms the high reliability of the operation of such vessels of small diameter and, accordingly, the entire proposed system of an automatic fire extinguishing system. Installation, testing and commissioning of the proposed fire extinguishing system are also simplified.
Предложенная автоматическая установка пожаротушения работает следующим образом.The proposed automatic fire extinguishing installation operates as follows.
В исходном состоянии криогенная емкость 1 не заполнена, профилированная теплоаккумулирующая насадка 3 в сосудах испарителя 2 имеет температуру окружающей среды (например, 283 К). Клапаны 4, 14, 16, 11, 15 закрыты.In the initial state, the cryogenic tank 1 is not filled, the profiled heat storage nozzle 3 in the vessels of the evaporator 2 has an ambient temperature (for example, 283 K). Valves 4, 14, 16, 11, 15 are closed.
Включают блоки управления 8 и 12, а также датчик 18. Открывают клапан 16 и заливают в емкость 1 сжиженный газообразный огнетушащий состав (находящийся, например, при криогенной температуре 77 К). При помощи временно подсоединяемого к емкости 2 испарителя-подогревателя, входящего в средство 17 поддержания постоянного давления в криогенной емкости, производят разогрев, повышение давления и вывод в равновесное состояние сжиженного газообразного огнетушащего состава (при этом давление внутри емкости 1 составит, например, 16 кгс/кв. см.). Отсоединяют вспомогательный испаритель-подогреватель.The control units 8 and 12 are included, as well as the sensor 18. The valve 16 is opened and a liquefied gaseous extinguishing composition (which is, for example, at a cryogenic temperature of 77 K) is poured into the container 1. Using the evaporator-heater temporarily connected to the tank 2, which is included in the means of maintaining a constant pressure in the cryogenic tank, the gas is heated, pressurized and the liquefied gas extinguishing composition is brought into equilibrium (the pressure inside the tank 1 will be, for example, 16 kgf / sq. cm.). Disconnect the auxiliary evaporator-heater.
При помощи средства 17 поддержания постоянного давления наддува, за счет имеющегося в его составе реконденсатора паров, испаряющегося из-за теплопритока в емкость 1 сжиженного огнетушащего состава, обеспечивается отсутствие необходимости дозаправки емкости 1 сжиженным газообразным огнетушащим составом в течение всего срока эксплуатации данной установки пожаротушения. За счет наличия предохранительного клапана 15 предотвращается превышение давления в емкости 1 выше допустимого,Using the means 17 of maintaining a constant boost pressure, due to the vapor condenser contained in it, evaporating due to heat influx into the tank 1 of the liquefied extinguishing composition, there is no need to refuel the tank 1 with a liquefied gaseous extinguishing composition during the entire life of this fire extinguishing installation. Due to the presence of the safety valve 15 prevents the excess pressure in the tank 1 above the permissible
При обнаружении датчиками 7 возгорания в защищаемых помещениях (объектах) 19 блок 8 управления автоматической установкой пожаротушения выдает команду на начало подачи огнетушащего состава в блок 12 программного управления клапанами импульсного газификатора-преобразователя давления. Блок 12 обеспечивает согласованную по времени и с показаниями датчика 18 подачу команд на органы управления (клапаны и др.) импульсного газификатора-преобразователя давления.If the sensors 7 detect a fire in the protected rooms (objects) 19, the control unit 8 of the automatic fire extinguishing installation issues a command to start supplying the extinguishing agent to the valve control unit 12 of the pulse gasifier-pressure transducer. Block 12 provides a time-controlled and with the readings of the sensor 18 commands to the controls (valves, etc.) of the pulse gasifier-pressure transducer.
По команде блока 12 клапан 4 открывается и начинается подача под давлением сжиженного газообразного огнетушащего средства из емкости 1 в емкость для испарения сжиженного огнетушащего состава испарителя 2 огнетушащего состава. Необходимо отметить, что в емкости 1 сжиженный газообразный огнетушащий состав находится в равновесном состоянии и, следовательно, в течение всего времени истечения из емкости 1 находится под давлением, близким к начальному давлению (например, как указывалось выше, к 16 кгс/кв. см.). За счет этого обеспечивают постоянный заданный большой массовый расход (величиной, например, до нескольких десятков килограмм в секунду) сжиженного огнетушащего состава в емкость для испарения сжиженного огнетушащего состава испарителя 2 огнетушащего состава.At the command of block 12, valve 4 opens and the supply of pressurized liquefied gaseous extinguishing agent from the tank 1 to the tank for evaporating the liquefied extinguishing agent of the evaporator 2 of the extinguishing agent begins. It should be noted that in the tank 1, the liquefied gaseous extinguishing composition is in equilibrium and, therefore, during the entire time of expiration from the tank 1 is under pressure close to the initial pressure (for example, as mentioned above, to 16 kgf / sq. Cm. ) Due to this, they provide a constant predetermined large mass flow rate (for example, up to several tens of kilograms per second) of a liquefied extinguishing composition into a container for evaporating the liquefied extinguishing composition of the evaporator 2 of the extinguishing composition.
Необходимо отметить, что внутри сосуда испарителя 2 перед началом подачи сжиженного огнетушащего средства давление равно атмосферному.It should be noted that inside the vessel of the evaporator 2 before the supply of liquefied extinguishing agent, the pressure is atmospheric.
Одновременно по команде блока 12 открывается клапан 14 на трубопроводе 13 быстрого заполнения сосуда испарителя.At the same time, at the command of block 12, the valve 14 opens on the pipeline 13 for quickly filling the vessel of the evaporator.
За счет перепада давления между емкостью и сосудом испарителя 2 за несколько секунд весь запас сжиженного огнетушащего средства из емкости 1 через клапан 4 поступает в сосуд испарителя 2 огнетушащего состава. Важно отметить, что в первые секунды подачи интенсивность испарения сжиженного огнетушащего состава и соответственно выделения газообразной фазы огнетушащего состава низкая в связи с пленочным режимом кипения на поверхности профилированной насадки 3 испарителя в связи с большим перепадом температуры между поверхностным слоем элементов (частиц) насадки 3 и сжиженным огнетушащим составом, находящимся при криогенной температуре.Due to the pressure difference between the tank and the vessel of the evaporator 2 in a few seconds, the entire supply of liquefied extinguishing agent from the tank 1 through the valve 4 enters the vessel of the evaporator 2 of the fire extinguishing composition. It is important to note that in the first seconds of supply, the evaporation rate of the liquefied extinguishing composition and, accordingly, the evolution of the gaseous phase of the extinguishing composition is low due to the film boiling mode on the surface of the shaped nozzle 3 of the evaporator due to the large temperature difference between the surface layer of the elements (particles) of the nozzle 3 and the liquefied extinguishing agent at cryogenic temperature.
Наличие открытых в атмосферу через дросселирующее устройство 9 трубопроводов 5 и открытого в это время в атмосферу трубопровода быстрого заполнения 13 обеспечивают отсутствие существенного противодавления перетеканию сжиженного огнетушащего состава во время подачи сжиженного огнетушащего средства из емкости 1 и очень быстрое заполнение сосуда испарителя 2 (например, за несколько секунд).The presence of pipelines 5 open to the atmosphere through the throttling device 9 and the quick-filling pipelines 13 open at that time to the atmosphere ensure that there is no significant backpressure to the flow of the liquefied extinguishing agent during the supply of the liquefied extinguishing agent from the tank 1 and very fast filling of the evaporator vessel 2 (for example, in several seconds).
После поступление в сосуд испарителя 2 всего запаса сжиженного огнетушащего состава из емкости 1 по команде блока программого управления 12 закрываются клапаны 4 и 14. После этого давление внутри емкости 1 не зависит от давления в сосуде испарителя 2 (в частности, рост давления внутри сосуда испарителя 2 в дальнейшем не приводит к росту давления внутри емкости 1).After the entire supply of liquefied extinguishing composition from the vessel 1 enters the evaporator vessel 2, valves 4 and 14 are closed by the command of the program control unit 12. After that, the pressure inside the vessel 1 does not depend on the pressure in the evaporator vessel 2 (in particular, the pressure increase inside the evaporator vessel 2 further does not lead to an increase in pressure inside the tank 1).
По мере охлаждения поверхностных слоев элементов профилированной насадки 3 в процессе кипения сжиженного огнетушащего состава в течение нескольких секунд процесс кипения переходит в пузырьковый режим, коэффициент теплоотдачи от насадки к сжиженному огнетушащему составу резко увеличивается и соответственно резко возрастает объем газифицированной фазы огнетушащего состава. При этом происходит быстрый рост давления внутри сосуда испарителя 2 (например, до 50...100 кгс/кв. см). Одновременно начинается ограниченная (расчетная) за счет наличия дросселирующего устройства 9 подача газифицированного огнетушащего состава в распределительные трубопроводы 5 и в защищаемые помещения (объекты) 19.As the surface layers of the elements of the shaped nozzle 3 are cooled during the boiling of the liquefied extinguishing composition for several seconds, the boiling process goes into the bubble mode, the heat transfer coefficient from the nozzle to the liquefied extinguishing composition sharply increases and, accordingly, the volume of the gasified phase of the extinguishing composition increases sharply. In this case, a rapid increase in pressure occurs inside the vessel of the evaporator 2 (for example, up to 50 ... 100 kgf / sq. Cm). At the same time, a limited (calculated) flow due to the presence of a throttling device 9 starts supplying a gasified fire extinguishing composition to distribution pipelines 5 and to the protected premises (objects) 19.
Как показывают данные наших экспериментов и расчетные оценки, в самом начале указанного интенсивного процесса газификации по всему заполненному сжиженным огнетушащим составом объему профилированной теплоаккумулирующей насадки 3 внутри сосуда испарителя 2 наблюдается кратковременный (продолжительностью несколько секунд) заброс давления внутри сосуда испарителя 2 из-за особенно интенсивной газификации сжиженного огнетушащего состава в начале основного рабочего режима газификации. Для предотвращения выхода давления газа в сосуде испарителя 2 в этот момент за допустимое предусмотрен трубопровод 10 предотвращения заброса давления, на котором установлен предохранительный клапан 11. При срабатывании предохранительного клапана 11 при превышении допустимого давления в сосуде испарителя 2 излишки газифицированного огнетушащего состава перепускаются в распределительные трубопроводы 5, минуя при этом дросселирующее устройство 9, параметры которого выбраны из расчета обеспечения заданной интенсивности процесса газификации и величины давления в сосуде испарителя 2 на основном стационарном режиме подачи газифицированного огнетушащего состава в защищаемые помещения (объекты) 19.As the data of our experiments and calculated estimates show, at the very beginning of the indicated intensive gasification process, over the entire volume of the shaped heat-accumulating nozzle 3 filled with the liquefied extinguishing composition inside the vessel of the evaporator 2, a short-term (several seconds) pressure build-up inside the vessel of the evaporator 2 is observed due to particularly intense gasification liquefied extinguishing agent at the beginning of the main operating mode of gasification. To prevent the pressure of the gas in the vessel of the evaporator 2 at this moment from being allowed, a pressure overburden prevention pipe 10 is provided on which the safety valve 11 is installed. When the safety valve 11 is activated when the permissible pressure in the evaporator vessel 2 is exceeded, excess gasified fire extinguishing composition is transferred to distribution pipelines 5 while bypassing the throttling device 9, the parameters of which are selected from the calculation of ensuring a given intensity of the gasification process uu and pressure in the vessel 2 to the evaporator substantially steady state flow of gasified extinguishing agent into the protected room (objects) 19.
Кроме того, исходя из временной циклограммы работы импульсного газификатора-преобразователя давления и из сигнала датчика давления 18, при излишнем превышении давления в сосуде испарителя 2 блок программного управления 12 может выдать команду на кратковременное открытие управляемого клапана 14 на трубопроводе 13 быстрого заполнения сосуда испарителя.In addition, based on the time sequence of the operation of the pulse gasifier-pressure transducer and from the signal from the pressure sensor 18, if the pressure in the vessel of the evaporator 2 is excessively excessive, the program control unit 12 can issue a command to briefly open the controlled valve 14 on the pipeline 13 for quickly filling the evaporator vessel.
После завершения указанного переходного процесса внутри сосуда испарителя 2 по всему объему профилированной теплоаккумулирующей насадки происходит стабильное интенсивное испарение сжиженного огнетушащего состава, причем за счет выбора параметров дросселирующего устройства 9 (прежде всего площади его проходного сечения) и диаметров распределительных трубопроводов 5 в распределительных трубопроводах в течение всего процесса тушения (продолжительность которого не должна превышать 60 секунд в соответствии НПБ 88-2001 Нормы и правила проектирования установок пожаротушения и сигнализации, МЧС Российской федерации) поддерживается высокое давление (например 50...100 кгс/кв. см) и соответственно высокая плотность подаваемого в защищаемые помещения (объекты) 19 газифицированного огнетушащего средства.After the completion of the specified transient process inside the vessel of the evaporator 2 throughout the entire volume of the shaped heat-accumulating nozzle, stable intensive evaporation of the liquefied extinguishing composition occurs, moreover, due to the choice of the parameters of the throttling device 9 (primarily the area of its through section) and the diameters of the distribution pipelines 5 in the distribution pipelines throughout extinguishing process (the duration of which should not exceed 60 seconds in accordance with NPB 88-2001 Standards and rules for tirovanie extinguishing installations and alarm, emergency Russian Federation) is supported by a high pressure (e.g. 50 ... 100 kg / sq. cm) and high density, respectively fed to the protected space (objects) gasified 19 extinguishing agent.
Дополнительное выравнивание величины массового расхода газифицированного огнетушащего средства во время цикла подачи достигается за счет использования изменяющихся по высоте сосуда испарителя удельной поверхности контакта теплоаккумулирующей насадки 3 и ее удельной массы (например, за счет различной степени развитости поверхности насадки 3, ее порозности (пористости) и других известных в технике мероприятий).An additional equalization of the mass flow rate of the gasified fire extinguishing agent during the supply cycle is achieved by using the specific contact surface of the heat storage nozzle 3 and its specific mass varying in height of the evaporator vessel (for example, due to the different degree of development of the surface of the nozzle 3, its porosity (porosity), and others known in technology events).
Это обеспечивает возможность использования для подачи газифицированного огнетушащего средства с большими массовыми расходами (до нескольких десятков килограмм в секунду) распределительных трубопроводов небольшого (во много раз меньшего по сравнению с прототипом) диаметра.This makes it possible to use for supplying a gasified fire extinguishing agent with large mass flows (up to several tens of kilograms per second) of distribution pipelines of small (many times smaller in comparison with the prototype) diameter.
В связи с этим предложенная конструкция автоматической системы пожаротушения обеспечивает упрощение конструкции, уменьшение металлоемкости, упрощение монтажа, расширение области эффективного (в техническом и экономическом смыслах) применения (например, при модернизации существующих систем пожаротушения) автоматических установок пожаротушения с использованием сжиженных газообразных огнетушащих веществ, прежде всего предназначенных для защиты крупных объектов (помещений). За счет этого достигается также существенное уменьшение удельных затрат на противопожарную защиту объектов. В ряде случаев лишь предложенная система автоматического пожаротушения может обеспечить эффективное и быстрое тушение загорания, например, при модернизации систем пожаротушения существующих объектов, когда нет возможности замены распределительных трубопроводов.In this regard, the proposed design of an automatic fire extinguishing system provides simplification of design, reduction of metal consumption, simplification of installation, expansion of the area of effective (in technical and economic sense) application (for example, when modernizing existing fire extinguishing systems) of automatic fire extinguishing systems using liquefied gaseous extinguishing substances, before total designed to protect large objects (premises). Due to this, a significant reduction in unit costs for fire protection of objects is also achieved. In some cases, only the proposed automatic fire extinguishing system can provide effective and quick fire extinguishing, for example, when modernizing fire extinguishing systems of existing facilities when it is not possible to replace distribution pipelines.
Создан экспериментальный образец предложенной автоматической установки пожаротушения.An experimental model of the proposed automatic fire extinguishing system has been created.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005111959/12A RU2288763C1 (en) | 2005-04-22 | 2005-04-22 | Automated installation of the fire extinguishing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005111959/12A RU2288763C1 (en) | 2005-04-22 | 2005-04-22 | Automated installation of the fire extinguishing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2288763C1 true RU2288763C1 (en) | 2006-12-10 |
Family
ID=37665525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005111959/12A RU2288763C1 (en) | 2005-04-22 | 2005-04-22 | Automated installation of the fire extinguishing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2288763C1 (en) |
-
2005
- 2005-04-22 RU RU2005111959/12A patent/RU2288763C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Fire and explosion risk analysis and evaluation for LNG ships | |
| Hooker et al. | Experimental releases of liquid hydrogen | |
| US5197548A (en) | Fire extinguishing device with storage tank for a low-boiling liquefied gas which serves as extinguishing agent | |
| US20060283977A1 (en) | Novel cryogenic firefighting and hazardous materials suppression apparatus | |
| Li et al. | Case study: Assessment on large scale LPG BLEVEs in the 2011 Tohoku earthquakes | |
| RU2009118358A (en) | INTERIOR DEVICE WITH SAFETY DEVICE | |
| WO2015181575A1 (en) | Installed fire fighting apparatus for flammable objects | |
| RU2288763C1 (en) | Automated installation of the fire extinguishing | |
| RU75580U1 (en) | INSTALLATION OF GAS EXTINGUISHING | |
| CN206414650U (en) | A kind of hanged extinguishing equipment | |
| FI100459B (en) | Fire extinguishing system in which high pressure gas is used as the extinguishing agent | |
| CN101500659A (en) | Frost resistant container for extinguishing fluid | |
| CN213900703U (en) | Liquid nitrogen storage tank | |
| RU2425702C1 (en) | Method of fire protection of reservoirs for storage of liquid combustibles and device for its realisation | |
| RU2253492C1 (en) | Volumetric fire-extinguishing method and device | |
| CN111214784A (en) | Adopt nitrogen gas to carry out safety protection's city utility tunnel system | |
| CN207506890U (en) | Fixed special type automatic fire extinguisher | |
| US3097499A (en) | rodgers | |
| EP3010600B1 (en) | System and method for limiting explosion hazard | |
| CN114082127B (en) | Constant-temperature storage cabinet type carbon dioxide inerting fire extinguishing device | |
| RU2589562C2 (en) | Method of preventing explosion and localising spill of liquefied natural gas and liquefied hydrocarbon gas with combined air-water foam with low and medium expansion ratio and fire-extinguishing agent and system for implementation thereof | |
| Harrington et al. | Carbon dioxide systems | |
| RU2286190C1 (en) | Extinguishing system for multistory building or building structure | |
| RU2802495C1 (en) | Method for lowering the temperature and sorption of combustion and explosion products in mine workings and tunnels and a device for its implementation | |
| RU2131755C1 (en) | Gas fire-extinguishing engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110423 |
|
| RZ4A | Other changes in the information about an invention | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160423 |