RU2552725C1

RU2552725C1 - Reservoir for storage of liquid goods

Info

Publication number: RU2552725C1
Application number: RU2014114906/03A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2015-06-10

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: in a reservoir for storage of liquid goods, comprising a wall, a bottom, a roof and foam generator, the reservoir roof is made using fire shields, in each of which a foam generator is mounted, a sight hole with a cover, besides, each shield has a lining area with weakened welded seams, providing for roof opening in case of surplus pressure inside the reservoir. Covers of holes may be combined with a power traction rod with control arranged outside the limits of the reservoir damming-in. Foam generators are equipped with nozzles directed towards the mirror of the product at different angles by height and along circumference of the reservoir to provide for overlapping of foam jets above the surface of the stored product.

EFFECT: increased reliability of safe storage of liquid goods.

5 dwg

Description

Изобретение относится к средствам безопасного хранения жидких грузов типа нефтепродуктов и является эффективным устройством в случае возникновения чрезвычайной ситуации.The invention relates to a safe storage of liquid cargo such as petroleum products and is an effective device in case of emergency.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой конструкции является стальной цилиндрический резервуар по патенту РФ №2121048, включающий стенку, днище, кровлю и пеногенераторы, расположенные в верхней части стенки резервуара (прототип).The closest in technical essence to the proposed design is a steel cylindrical tank according to the patent of Russian Federation No. 2121048, including a wall, bottom, roof and foam generators located in the upper part of the tank wall (prototype).

Недостатками известного технического решения является то, что в случае аварийной пожарной ситуации упорный шов между крышей и стенкой не раскрывается полностью, а пеногенераторы, расположенные в верхних поясах стенки резервуара, не обеспечивают распределения пены по всей поверхности продукта, чем снижается эффективность пожаротушения.The disadvantages of the known technical solution is that in the event of an emergency fire situation, the thrust seam between the roof and the wall does not fully open, and the foam generators located in the upper zones of the tank wall do not provide foam distribution over the entire surface of the product, which reduces the fire fighting efficiency.

Кроме того, расположение пеногенераторов в верхних поясах стенки снижает используемый объем резервуара на 10-12%. При аварийном возгорании продукта внутри резервуара, например в результате заискрения, резко повышается избыточное давление и происходит совместный отрыв окраек со стенкой от земли, а после частичного раскрытия монтажного упорного шва между крышей и стенкой давление внутри резервуара падает, а сам резервуар резко опускается и его нижние пояса с окрайками деформируются вплоть до разрыва, что приводит к разливу нефтепродукта.In addition, the location of the foam generators in the upper zones of the wall reduces the used tank volume by 10-12%. In the event of an emergency ignition of the product inside the tank, for example, as a result of sparking, the overpressure sharply increases and the paint stains together with the wall from the ground, and after the installation of the mounting stop joint between the roof and the wall is partially opened, the pressure inside the tank drops and the tank itself drops sharply and its lower belts with edges are deformed up to a gap, which leads to oil spills.

Технически достижимый результат - повышение надежности безопасного хранения жидких грузов типа нефтепродуктов путем предотвращения разрушения резервуара за счет эффективного распыления пены по всей поверхности хранимого продукта.A technically achievable result is an increase in the reliability of safe storage of liquid cargo such as oil products by preventing the destruction of the tank due to the effective spraying of foam over the entire surface of the stored product.

Это достигается тем, что в резервуаре для хранения жидких грузов, например нефтепродуктов, включающем стенку, днище, кровлю и пеногенераторы, кровля резервуара выполнена с применением противопожарных щитов, в каждый из которых вмонтирован пеногенератор, смотровой люк с крышкой, причем каждый щит имеет участок обшивки с ослабленными сварными швами, допускающими раскрытие кровли при сверхизбыточном давлении внутри резервуара. При этом крышки люков могут быть объединены силовой тягой с управлением, расположенным за пределами обвалования резервуара. Кроме того, пеногенераторы снабжены соплами, направленными по отношению к зеркалу продукта под разными углами по высоте и по окружности резервуара с обеспечением перехлеста струй пены над поверхностью хранимого продукта.This is achieved by the fact that in the tank for storing liquid cargo, for example, petroleum products, including a wall, bottom, roof and foam generators, the roof of the tank is made using fire shields, in each of which a foam generator is mounted, an inspection hatch with a lid, and each shield has a lining section with weakened welds, allowing the disclosure of the roof at an excess pressure inside the tank. At the same time, manhole covers can be combined with power traction with controls located outside the tank bunding. In addition, the foam generators are equipped with nozzles directed with respect to the product mirror at different angles in height and around the tank circumference to ensure overlapping foam jets over the surface of the stored product.

На фиг. 1 изображен резервуар, общий вид; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - схема пеногенератора, на фиг. 4 - схема сопла пеногенератора, на фиг. 5 - схема варианта выполнения сопла пеногенератораIn FIG. 1 shows a reservoir, a general view; in FIG. 2 - top view; in FIG. 3 is a diagram of a foam generator, FIG. 4 is a diagram of a foam generator nozzle; FIG. 5 is a diagram of an embodiment of a foam generator nozzle

Резервуар (фиг. 1 и 2) содержит стенку 1, днище 2, кровлю 3, противопожарные щиты 4, трубы 5 подачи пены внутрь резервуара, пеногенераторы 6 с соплами 7, направленными под разными углами. На щитах также смонтированы люки 8 с крышками 9, к которым прикреплены тяги 10 для их открывания из зоны за пределами обвалования резервуара. Каждый щит также имеет обшивку с ослабленными сварными швами 11 и площадку обслуживания 12, причем толщина обшивки ослабленного участка составляет от 1 до 0,5 толщины обшивки щита.The tank (Fig. 1 and 2) contains a wall 1, a bottom 2, a roof 3, fire shields 4, pipes 5 for supplying foam into the tank, foam generators 6 with nozzles 7 directed at different angles. Hatches 8 with covers 9 are also mounted on the shields, to which rods 10 are attached to open them from the zone outside the tank envelope. Each shield also has a skin with weakened welds 11 and a service area 12, and the thickness of the skin of the weakened portion is from 1 to 0.5 of the thickness of the skin of the shield.

Пеногенератор (фиг. 3) состоит из корпуса 13, выполненного в виде цилиндрической обечайки с круговыми ребрами жесткости по краям (на чертеже не показано), продавленными на обечайке в виде окружностей полусферического профиля. Корпус установлен на двух опорных горизонтальных планках 2 с крепежными отверстиями (на чертеже не показано).The foam generator (Fig. 3) consists of a housing 13 made in the form of a cylindrical shell with circular stiffeners at the edges (not shown in the drawing), pressed on the shell in the form of circles of a hemispherical profile. The housing is mounted on two horizontal support strips 2 with mounting holes (not shown in the drawing).

С одной стороны к корпусу 13 присоединен распределитель 15 пенораствора посредством по крайней мере трех спиц 16, расположенных по образующим усеченной конической поверхности, осесимметричной и соосной цилиндрической обечайки, при этом одним, большим, основанием конической поверхности является основание цилиндрической обечайки корпуса 13, а другим, меньшим, - распределитель 15 пенораствора, который имеет форму соосной цилиндрической обечайке корпуса 13 тороидальной поверхности, соединенной с вертикально расположенным по отношению к горизонтальным планкам 14 входным трубопроводом 17 с фланцем на одном конце и заглушкой на другом (на чертеже не показано). При этом входной трубопровод 17 делит тороидальную поверхность на две симметричные части 19 и 20. Перпендикулярно входному трубопроводу 17 и соосно горизонтальной оси тороидальной поверхности распределителя 15 расположен дополнительный трубопровод 18 с заглушками на обоих концах (на чертеже не показано), вписываемый во внутренний контур тороидальной поверхности распределителя 15, причем диаметры внутренних полостей тороидальной поверхности и входного 17, и дополнительного 18 трубопроводов равны между собой, а сами полости соединены между собой. Причем к внутренним полостям 19 и 20 тороидальной поверхности входного 17 и дополнительного 18 трубопроводов, подсоединены со стороны цилиндрической обечайки корпуса 13 и параллельно ее оси отводы: укороченные 23, средние 22 и длинные 21, заканчивающиеся распылительными соплами 24, ориентированными к направляющему устройству 28.On the one hand, a foam dispenser 15 is connected to the housing 13 through at least three spokes 16 located along the generatrices of the truncated conical surface, an axisymmetric and coaxial cylindrical shell, while one large base of the conical surface is the base of the cylindrical shell of the housing 13, and the other smaller - foam dispenser 15, which has the form of a coaxial cylindrical shell of the housing 13 of the toroidal surface connected to a vertically arranged relative to the horizontal ntal strips 14 inlet pipe 17 with a flange at one end and a plug at the other (not shown). In this case, the inlet pipe 17 divides the toroidal surface into two symmetric parts 19 and 20. Perpendicular to the inlet pipe 17 and coaxially with the horizontal axis of the toroidal surface of the distributor 15, an additional pipe 18 with plugs at both ends (not shown) is inserted into the inner contour of the toroidal surface the distributor 15, and the diameters of the internal cavities of the toroidal surface and the input 17 and additional 18 pipelines are equal to each other, and the cavities themselves are connected between oh. Moreover, to the internal cavities 19 and 20 of the toroidal surface of the inlet 17 and an additional 18 pipelines, bends are connected from the side of the cylindrical shell of the housing 13 and parallel to its axis: shortened 23, middle 22 and long 21, ending with spray nozzles 24 oriented to the guiding device 28.

Направляющее устройство 28 состоит из внутренней 27 и внешней 25 генерирующих сеток, которые выполнены в виде соосных усеченных конических поверхностей, имеющих одно общее основание в виде первого жесткого кольца круглого профиля, соединенного посредством по крайней мере трех спиц 26, расположенных по образующим внешней 25 усеченной конической поверхности, с одним из оснований цилиндрической обечайки корпуса 13. Внутренняя 27 генерирующая сетка имеет второе жесткое кольцо круглого профиля, соединенное с первым жестким кольцом посредством по крайней мере трех спиц (на чертеже не показано), расположенных по образующим внутренней 27 усеченной конической поверхности, и расположенное перед основанием цилиндрической обечайки корпуса 13 со стороны, противоположной распределителю 15.The guide device 28 consists of an inner 27 and an outer 25 generating grids, which are made in the form of coaxial truncated conical surfaces having one common base in the form of a first rigid ring of a circular profile connected by at least three spokes 26 located along the generatrices of the outer 25 truncated conical surface, with one of the bases of the cylindrical shell of the housing 13. The inner 27 generating grid has a second rigid ring of circular profile connected to the first rigid ring by at least three spokes (not shown) located along the generatrices of the inner 27 truncated conical surface, and located in front of the base of the cylindrical shell of the housing 13 from the side opposite to the distributor 15.

Каждое из распылительных сопел 24 (фиг. 4 и фиг. 5) содержит корпус 29 со шнеком 35, соосно расположенным в нижней части корпуса, и расположенный в верхней части корпуса штуцер 30 с цилиндрическим отверстием 31 для подвода жидкости, соединенным с диффузором 32, осесимметричным корпусу 29 и штуцеру 30. Для герметичного соединения корпуса 29 со штуцером 30 предусмотрена уплотняющая прокладка 33. Шнек 35 запрессован в корпус с образованием конической камеры 34, расположенной над шнеком 35, соосно диффузору 32, которая соединена с ним последовательно. Шнек 35 выполнен сплошным, причем внешняя поверхность шнека 35 представляет собой две последовательно соединенные поверхности, одна их которых представляет собой по крайней мере однозаходную винтовую канавку 36 с правой или левой нарезкой, и расположена внутри корпуса 29, а вторая поверхность 38 выполнена гладкой в виде тела вращения, осесимметрично соединенного с распылительным диском 39, расположенным перпендикулярно оси корпуса, и выступает за торцевую поверхность нижней части корпуса, причем в качестве линии, образующей эту поверхность, может быть как прямая линия, так и кривая линия n-го порядка, например сферическая, эллиптическая, параболическая и др. (фиг. 5). Шнек 35 в этом случае может фиксироваться в корпусе дополнительно посредством винтов 37. Шнек 35 форсунки выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.Each of the spray nozzles 24 (Fig. 4 and Fig. 5) contains a housing 29 with a screw 35 coaxially located in the lower part of the housing, and a fitting 30 located in the upper part of the housing with a cylindrical fluid inlet 31 connected to the diffuser 32, axisymmetric the housing 29 and the fitting 30. To seal the housing 29 with the fitting 30, a sealing gasket 33 is provided. The screw 35 is pressed into the housing to form a conical chamber 34 located above the screw 35, coaxially with the diffuser 32, which is connected in series with it. The screw 35 is made continuous, and the outer surface of the screw 35 is two serially connected surfaces, one of which is at least a single-helical screw groove 36 with right or left thread, and is located inside the housing 29, and the second surface 38 is made smooth in the form of a body rotation axisymmetrically connected to the spray disk 39, located perpendicular to the axis of the housing, and protrudes beyond the end surface of the lower part of the housing, and as a line forming this surface, there can be either a straight line or an nth-order curved line, for example, spherical, elliptical, parabolic, etc. (Fig. 5). In this case, the screw 35 can be fixed in the housing by means of screws 37. The nozzle screw 35 is made of solid materials: tungsten carbide, ruby, sapphire.

Пеногенератор устанавливается непосредственно над зоной возможного возгорания, длина создаваемой струи в горизонтальном или вертикальном положении генератора не превышает 1,8 м.The foam generator is installed directly above the zone of possible ignition, the length of the created jet in the horizontal or vertical position of the generator does not exceed 1.8 m.

Пеногенератор работает следующим образом.The foam generator operates as follows.

При возникновении пожара насосная установка (на чертеже не показано) подает раствор пенообразователя из бака-дозатора или пожарной машины во входной трубопровод 17 пеногенератора, откуда он через распределитель 15 пенораствора под давлением подается на отводы 21, 22, 23, сопла 24 которых формируют распыленные струи. Струи с коротких отводов 23 попадают на внешнюю генерирующую сетку 25, а с длинных 21 и средних 22 отводов - на внутреннюю сетку 27.In the event of a fire, a pumping unit (not shown in the drawing) delivers a foaming agent solution from a metering tank or a fire truck to the inlet pipe 17 of the foam generator, from where it is supplied under pressure foam distributor 15 to the bends 21, 22, 23, whose nozzles 24 form atomized jets . The jets from the short taps 23 fall on the external generating grid 25, and from the long 21 and middle 22 taps - on the inner grid 27.

Распылительное сопло для распыливания жидкостей работает следующим образом.A spray nozzle for spraying liquids operates as follows.

Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 31 в диффузор 32, а из него в коническую камеру 34, из которой под давлением поступает в винтовую внешнюю полость шнека 35. Вращающийся поток жидкости во внешней винтовой полости шнека образует вихревое движение, при этом происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет турбулизации потока на выходе, и мелкодисперсный вращающийся поток выходит из форсунки с широким вращающимся факелом распыляющейся жидкости (раствора).The liquid is supplied through a cylindrical hole 31 into the diffuser 32, and from it into the conical chamber 34, from which it flows under pressure into the screw external cavity of the screw 35. The rotating fluid flow in the external screw cavity of the screw forms a vortex movement, with additional crushing of liquid drops due to turbulization of the outlet stream, and a finely divided rotating stream exits the nozzle with a wide rotating torch of the atomized liquid (solution).

В начале факела распыленная струя раствора пенообразователя имеет наибольшую скорость и при попадании на сетку формируется пена с пузырьками малого размера (2-3 мм в поперечнике), с удалением от сопла скорость струи падает и далее на сетке формируется пена с более крупными пузырьками (4-12 мм в поперечнике). Таким образом, пеногенератор вырабатывает полидисперсную (разноразмерную по пузырькам) пену, которая обладает свойством быстрого растекания по поверхности.At the beginning of the torch, the sprayed spray of the foaming agent solution has the highest speed and, when it gets on the mesh, foam with small bubbles (2-3 mm across) is formed, with the distance from the nozzle, the jet velocity drops and then foam with larger bubbles forms on the mesh (4- 12 mm across). Thus, the foam generator produces polydisperse (differently sized for bubbles) foam, which has the property of rapid spreading over the surface.

Испытания показали, что даже в условиях интенсивного задымления пена образуется в заданных объемах и имеет хорошую устойчивость к распаданию.Tests have shown that even in conditions of intense smoke, foam is formed in predetermined volumes and has good resistance to decay.

В качестве пенообразователя в таких системах пожаротушения применяется фторсинтетический пенообразователь типа "Мультипена". Работает также на 6%-водном растворе фторсодержащего пенообразователя "Подслойный" в условиях задымления помещения.As a foaming agent in such fire extinguishing systems, a fluorosynthetic foaming agent of the "Multipena" type is used. It also works on a 6% aqueous solution of fluorinated foaming agent "Sublayer" in the conditions of smoke in the room.

Пеногенератор предназначен для автоматических систем пожаротушения закрытых технологических помещений (подача пены на место возгорания), где возможно образование паро- и газовоздушных смесей, например в насосных залах насосных нефтеперекачивающих станций, камерах регулирования давления и т.п.The foam generator is designed for automatic fire extinguishing systems of closed technological rooms (supplying foam to the ignition site), where vapor and gas mixtures can form, for example, in pump rooms of pumping stations, pressure control chambers, etc.

Пеногенератор работает эффективно при следующих оптимальных параметрах технических характеристик:The foam generator works efficiently with the following optimal technical parameters:

Рабочее давление раствора пенообразователя, МПаThe working pressure of the foaming agent, MPa 0.9±0.10.9 ± 0.1 Расход по раствору пенообразователя, л/с, не менееFoaming agent solution consumption, l / s, not less 3,53,5 Производительность по пене, м³/с, не менееProductivity on foam, m ³ / s, not less 1,41.4 Кратность пены, не менееMultiplicity of foam, not less 400400

Работа резервуара при аварии сводится к следующему.The operation of the tank during an accident is as follows.

При возникновении аварийной пожарной ситуации внутри резервуара путем дистанционного управления тягой 10 открываются все сблокированные крышки 9 люков 8, благодаря чему сбрасывается избыточное давление внутри резервуара. В случае недостаточного сброса давления через крышки 9 люков 8 происходит раскрытие ослабленных швов участков 11 противопожарных щитов 4.In the event of an emergency fire situation inside the tank by remote control of the traction 10, all interlocked covers 9 of the manholes 8 are opened, thereby relieving excess pressure inside the tank. In case of insufficient pressure relief through the covers 9 of the hatches 8, the weakened seams of the sections 11 of the fire panels 4 are opened.

При этом сопла 7 пеногенераторов 6, расположенные под разными углами, обеспечивают покрытие пеной всей поверхности и эффективное гашение пожара. Вместе с тем перенос пеногенераторов 6 со стенки 1 резервуара на его кровлю 3 позволяет увеличить используемый объем резервуара на 10-12%.In this case, the nozzles 7 of the foam generators 6, located at different angles, provide foam covering the entire surface and effective extinguishing of the fire. However, the transfer of foam generators 6 from the wall 1 of the tank to its roof 3 allows you to increase the used volume of the tank by 10-12%.

Преимуществом предлагаемого изобретения является: предотвращение разрушения конструкций резервуара путем своевременного сброса избыточного давления через крышки и ослабленные участки кровли, более эффективное пожаротушение благодаря рациональной подаче пены на поверхность хранимого продукта, исключение размыва хранимого продукта и увеличение используемого объема резервуара путем переноса пеногенераторов со стенки резервуара на кровлю.An advantage of the present invention is: prevention of destruction of reservoir structures by timely overpressure relief through covers and weakened roof sections, more effective fire fighting due to rational supply of foam to the surface of the stored product, elimination of erosion of the stored product and increase in the used volume of the tank by transferring foam generators from the tank wall to the roof .

Claims

A tank for storing liquid cargo, for example, petroleum products, including a wall, bottom, roof and foam generators, while the roof of the tank is made with fire shields, in each of which a foam generator, inspection hatch with a lid are mounted, each shield has a lining section with weakened welds, providing roof disclosure at excessive pressure inside the tank, and manhole covers are combined by a power rod with controls located outside the tank bunding, while foam generators are supplied with s nozzles directed in relation to the product mirror at different angles, each of the foam generators is made of a vortex type and contains a housing, a distribution and a guiding device, while the housing is made in the form of a cylindrical shell with circular stiffeners along the edges, pressed on the shell in the form of circles hemispherical profile and is mounted on two horizontal support strips with mounting holes, and on one side of the casing is connected a foam dispenser by means of at at least three spokes located along the generatrices of the truncated conical surface, an axisymmetric and coaxial cylindrical shell, with one large base of the conical surface being the base of the cylindrical shell of the body, and the other smaller one is the foam dispenser, which has the form of a coaxial cylindrical shell of the shell of the toroidal surface connected to the inlet pipe vertically positioned relative to the horizontal bars with a flange at one end and a plug at the other, while The pipeline divides the toroidal surface into two symmetrical parts, and perpendicular to the inlet pipe and coaxially to the horizontal axis of the toroidal surface of the distributor there is an additional pipeline with plugs at both ends, which fits into the inner contour of the toroidal surface of the distributor, and the diameters of the internal cavities of the toroidal surface and the input and additional pipelines are equal between themselves, and the cavities themselves are interconnected, and to the internal cavities of the toroidal surface and inlet and additional pipelines are connected from the side of the cylindrical shell of the housing and parallel to its axis, bends: shortened, medium and long, ending with spray nozzles oriented to the guiding device, which consists of internal and external generating grids, which are made in the form of coaxial truncated conical surfaces, having one common base in the form of a first rigid ring of a circular profile connected by at least three spokes located along the generatrices of the outer a truncated conical surface, with one of the bases of the cylindrical shell of the body, the inner generating grid having a second rigid ring of circular profile connected to the first rigid ring by at least three spokes located along the generatrices of the inner truncated conical surface, and located in front of the base of the cylindrical shell the housing from the side opposite to the distributor, characterized in that each of the spray nozzles comprises a housing with a screw coaxially located in the lower part of the housing, and the fitting located in the upper part of the housing with a cylindrical hole for supplying fluid connected to the diffuser, an axisymmetric housing and the fitting, while for sealing the housing with the fitting, a sealing gasket is provided, and the screw is pressed into the housing to form a conical chamber located above the screw, coaxial to the diffuser, which is connected in series with it, and the screw is solid, and the outer surface of the screw is two serially connected surface parts, one of which is at least a one-way screw groove with right or left thread and located inside the body, and the second surface is made smooth in the form of a body of revolution axisymmetrically connected to the spray disk located perpendicular to the axis of the body, and protrudes beyond the end surface of the lower parts of the body, moreover, the line forming this surface can be either a straight line or an nth-order curved line.