RU2816387C1

RU2816387C1 - Emergency anti-evaporation coating

Info

Publication number: RU2816387C1
Application number: RU2022135144A
Authority: RU
Inventors: Константин Юрьевич Шабанов; Илья Сергеевич Виноградов; Станислав Анатольевич Холодков; Дмитрий Владимирович Жуков; Алексей Владимирович Колесников; Дмитрий Валерьевич Савин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансназ Самара"
Filing date: 2022-12-28
Publication date: 2024-03-28

Abstract

FIELD: coatings.

SUBSTANCE: floating block cover consists of sealed blocks made of thin sheet material and is installed on the bottom of a containment tray under the container. The sealed blocks are connected to each other by flexible connectors of adjustable size, and along the outer perimeter they are attached to the underlying surface with anchor ties having a length equal to the height of the pallet. Stabilizers are mounted on the underside of the sealed blocks, providing a gap between the underlying surface and the sealed blocks for the passage of liquid; the total area of the floating block covering is up to 95% of the area of the pallet.

EFFECT: rate and amount of evaporation are reduced by decreasing the exposed surface of the liquid in the event of an emergency spill from storage tanks, and the environmental friendliness is improved.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике для уменьшения последствий и ликвидации аварий при разливах нефти, нефтепродуктов, жидких углеводородов или других жидкостей, а именно к способам сокращения объемов испарения жидкостей в случаях их аварийного пролива из емкостей хранения в локализующие разлив поддоны.The invention relates to technology for reducing the consequences and eliminating accidents during spills of oil, petroleum products, liquid hydrocarbons or other liquids, namely to methods for reducing the volume of evaporation of liquids in cases of emergency spillage from storage tanks into spill containment trays.

В настоящее время широко используются технические средства для уменьшения испарения. В большинстве случаев используются плавающие покрытия или химические вещества, распределяющиеся по поверхности в виде пленки.Currently, technical means are widely used to reduce evaporation. In most cases, floating coatings or chemicals are used that spread over the surface in the form of a film.

Известны плавающие крыши или понтоны для резервуаров нефти и нефтепродуктов, содержащие настил, балки, цилиндрические обечайки, поплавки и опорные стойки (патенты RU №2127216, RU №2137689, RU №2111910, RU №211791).Floating roofs or pontoons for oil and petroleum product tanks are known, containing decking, beams, cylindrical shells, floats and support posts (patents RU No. 2127216, RU No. 2137689, RU No. 2111910, RU No. 211791).

Указанные покрытия отличаются сложностью конструкции и предназначены для полного покрытия поверхности продукта. Для решения задачи по сокращению испарений при аварийном выбросе с обеспечением протекания продуктов под них не применимы.These coatings are complex in design and are designed to completely cover the surface of the product. To solve the problem of reducing evaporation during an emergency release while ensuring the flow of products under them, they are not applicable.

Известно применение пластиковых пустотелых шаров (Kumar P.Vasantha, Kumar S.V. Naveen, Kumar P. Saravana, Subash S., Sivaraja M. Reduction of Water Vapour by Using Shade Balls //International Journal of Engineering and Techniques. 2018. №4, 2.) для сокращения испарения с водной поверхности. Применяются плавающие диски из полипропилена и полиэтилена высокой плотности (Baldwin Н. Assessment of Floating Hard Covers on Large Water Storages, Urban Water Security Research Alliance. 2010. Technical report) Проведенные исследования показали снижение испарений из защищенных дисками резервуаров до 80% по отношению к открытой поверхности (Aminzadeh М., Lehmann P., and Or D. Evaporation suppression and energy balance of water reservoirs covered with self- assembling floating elements // Hydrology and earth system sciences. 2018. №22. C. 4015-4032.) Данные решения близки по своему результату к предлагаемому решению, однако не применимы в случае аварийных выбросов продуктов из-за своей формы, используемых материалов и конструкционных особенностей.The use of plastic hollow balls is known (Kumar P.Vasantha, Kumar S.V. Naveen, Kumar P. Saravana, Subash S., Sivaraja M. Reduction of Water Vapour by Using Shade Balls //International Journal of Engineering and Techniques. 2018. No. 4, 2 .) to reduce evaporation from the water surface. Floating disks made of polypropylene and high-density polyethylene are used (Baldwin N. Assessment of Floating Hard Covers on Large Water Storages, Urban Water Security Research Alliance. 2010. Technical report) Studies have shown a reduction in evaporation from disk-protected tanks by up to 80% relative to open surfaces (Aminzadeh M., Lehmann P., and Or D. Evaporation suppression and energy balance of water reservoirs covered with self-assembling floating elements // Hydrology and earth system sciences. 2018. No. 22. P. 4015-4032.) Data the solutions are close in their results to the proposed solution, but are not applicable in the case of emergency releases of products due to their shape, materials used and design features.

Известен резервуар с плавающим блочным покрытием для технологических операций с нефтью и нефтепродуктами, содержащий герметичные поплавки, отличающийся тем, что для придания надежности и прочности покрытию, сохранности кольцевой формы при выбросе парогазовоздушных пробок из магистрального трубопровода в резервуар, а также для повышения эффективности пожаротушения и снижения расхода пенообразователя, плавающее покрытие выполнено в виде плавающих и полностью закрывающих поверхность жидкости блоков, блоки герметичны и выполнены в виде коробов из тонколистового материала и заполнены жестким пенополимерным материалом, блоки соединены и рядами закреплены на продольных балках, балки скреплены поперечными стяжками, а на покрытии по окружности диаметром меньшим, чем диаметр покрытия, на равноудаленном расстоянии от периметрального затвора, закреплено кольцо жесткости, состоящее из профильных верхнего и нижнего колец, соединенных между собой вертикальной стенкой, при этом вертикальная стенка является заградительным барьером пены (патент №2364561).A known tank with a floating block coating for technological operations with oil and petroleum products, containing sealed floats, characterized in that to impart reliability and strength to the coating, preserve the annular shape when steam-gas plugs are released from the main pipeline into the tank, as well as to increase the efficiency of fire extinguishing and reduce foam concentrate consumption, the floating coating is made in the form of floating blocks that completely cover the surface of the liquid, the blocks are sealed and made in the form of boxes made of thin sheet material and filled with rigid foam polymer material, the blocks are connected and fixed in rows on longitudinal beams, the beams are fastened with transverse ties, and on the coating circle with a diameter smaller than the diameter of the coating, at an equidistant distance from the perimeter shutter, a rigidity ring is fixed, consisting of profiled upper and lower rings connected to each other by a vertical wall, while the vertical wall is a foam barrier (patent No. 2364561).

Данное устройство является наиболее близким по технической сущности и взято за прототип.This device is the closest in technical essence and is taken as a prototype.

Недостатком прототипа, препятствующим решению технической задачи, является его полная герметичность и жесткость конструкции, препятствующие протеканию жидкости под герметичные блоки.The disadvantage of the prototype, which prevents the solution of the technical problem, is its complete tightness and rigidity of the structure, which prevent liquid from leaking under the sealed blocks.

Общими признаками с прототипом являются плавающее блочное покрытие, состоящее из соединенных между собой герметичных блоков, выполненных из тонколистового материала.Common features with the prototype are a floating block coating consisting of interconnected sealed blocks made of thin sheet material.

Техническая проблема заключается в создании устройства, обеспечивающего сокращение объемов испарения жидкости, в случае ее пролива в локализирующие поддоны, имеющего длительный срок службы и не требующего постоянного обслуживания.The technical problem is to create a device that reduces the volume of liquid evaporation if it spills into containment pans, has a long service life and does not require constant maintenance.

Технический результат направлен на снижение скорости и количества испарений, путем уменьшения отрытой поверхности жидкости в случае ее аварийного пролива из емкостей хранения и повышение экологичности окружающей среды.The technical result is aimed at reducing the rate and amount of evaporation by reducing the exposed surface of the liquid in the event of an emergency spill from storage tanks and increasing the environmental friendliness of the environment.

Технический результат достигается тем, что плавающее блочное покрытие состоит из герметичных блоков, выполненных из тонколистового материала, при этом оно установлено на дно локализующего поддона под емкостью, герметичные блоки соединены между собой гибкими соединителями регулируемого размера, по внешнему периметру прикрепляются к подстилающей поверхности якорными стяжками, имеющими длину, равную высоте поддона, при этом на нижней стороне герметичных блоков монтируются успокоители, обеспечивающие зазор между подстилающей поверхностью и герметичными блоками для прохождения жидкости, суммарная площадь плавающего блочного покрытия составляет до 95% площади поддона, при чем покрытие изготавливается в виде герметичных блоков, имеющих сквозные отверстия для протекания жидкости.The technical result is achieved by the fact that the floating block covering consists of sealed blocks made of thin sheet material, while it is installed on the bottom of a localizing tray under the container, the sealed blocks are connected to each other by flexible connectors of adjustable size, and along the outer perimeter they are attached to the underlying surface with anchor ties, having a length equal to the height of the pallet, while dampers are mounted on the underside of the sealed blocks, providing a gap between the underlying surface and the sealed blocks for the passage of liquid, the total area of the floating block coating is up to 95% of the area of the pallet, and the coating is made in the form of sealed blocks, having through holes for liquid flow.

Предлагаемое решение позволяет значительно снизить объем испаряемой жидкости за счет уменьшения площади ее открытой поверхности. Устройство применяется как аварийно-предохранительное, например, для снижения зоны поражения в случае аварийной разгерметизации емкостей, содержащих аварийные химически опасные вещества (АХОВ).The proposed solution makes it possible to significantly reduce the volume of evaporated liquid by reducing its open surface area. The device is used as an emergency safety device, for example, to reduce the affected area in the event of an emergency depressurization of containers containing emergency chemically hazardous substances (HAS).

Устройство устанавливается на дно локализующих поддонов, установленных под емкостями, содержащими АХОВ. При аварийной разгерметизации, жидкость проливается в локализующий поддон, протекая между герметичными блоками по оставленным зазорам. Плавающее блочное покрытие всплывает, оставляя для испарения жидкости только площадь зазоров между блоками. Поверхность герметичных блоков выполняется гладкой, ровной или выпуклой в верхней части, для снижения толщины слоя разлития жидкости по непосредственно самому покрытию и обеспечения перетекания ее большей части под герметичные плавающие блоки.The device is installed on the bottom of localizing trays installed under containers containing hazardous substances. In case of emergency depressurization, liquid spills into the localizing pan, flowing between the sealed blocks along the gaps left. The floating block coating floats up, leaving only the gap area between the blocks for liquid evaporation. The surface of the sealed blocks is made smooth, even or convex in the upper part, to reduce the thickness of the liquid spill layer directly on the coating itself and ensure that most of it flows under the sealed floating blocks.

Масштаб возможного химического заражения от выброса ядовитых жидкостей, кипящих выше температуры окружающей среды, рассчитывается по вторичному облаку, образованному парами жидкости за принятый период времени от начала аварии до ее ликвидации или полного испарения жидкости.The scale of possible chemical contamination from the release of toxic liquids boiling above the ambient temperature is calculated from the secondary cloud formed by liquid vapor over the accepted period of time from the beginning of the accident until its elimination or complete evaporation of the liquid.

На фиг. 1. приведен общий вид поддона накопителя с установленными в нем аварийным противоиспарительным покрытием, поддон изображен в разрезе.In fig. 1. shows a general view of the storage tray with an emergency anti-evaporation coating installed in it, the tray is shown in section.

Покрытие состоит из набора соединенных между собой герметичных блоков с зазорами между блоками и стенками поддона, обеспечивающими пропуск жидкости на подстилающую поверхность и быстрое всплытие покрытия. Для лучшего протекания жидкости и исключения эффекта прилипания, нижняя часть покрытия оборудована опорами-успокоителями, высотой до 25 мм, обеспечивающими зазор между покрытием и подстилающей поверхностью. Внешняя поверхность изготавливается из алюминия, его сплавов, жести или другого стойкого к проливаемой жидкости негорючего материала. Внутри блоки могут заполняться воздухом, инертными газами, пенополимерными материалами, сотовыми элементами или вспененным металлом.The coating consists of a set of interconnected sealed blocks with gaps between the blocks and the walls of the pan, ensuring the passage of liquid onto the underlying surface and rapid floating of the coating. For better fluid flow and to eliminate the sticking effect, the lower part of the coating is equipped with stabilizer supports up to 25 mm high, providing a gap between the coating and the underlying surface. The outer surface is made of aluminum, its alloys, tin or other non-flammable material resistant to spilled liquids. Inside, the blocks can be filled with air, inert gases, foamed polymer materials, honeycomb elements or foamed metal.

Раздельные герметичные блоки скрепляются между собой гибкими соединителями регулируемого размера для исключения перехлеста герметичных блоков при всплытии и их равномерного распределения по поверхности жидкости. Герметичные блоки могут быть оборудованы сквозными отверстиями для повышения устойчивости при всплытии и упрощения монтажа и эксплуатации. По периметру покрытие прикрепляется якорными стяжками к подстилающей поверхности, имеющими длину, равную высоте поддона, что препятствует выбросу покрытия из поддона при сильных разовых выбросах жидкости.Separate sealed blocks are fastened together with flexible connectors of adjustable size to prevent overlapping of sealed blocks during ascent and to distribute them evenly over the surface of the liquid. Sealed blocks can be equipped with through holes to increase stability during ascent and simplify installation and operation. Along the perimeter, the coating is attached with anchor ties to the underlying surface, having a length equal to the height of the pallet, which prevents the coating from being ejected from the pallet during strong one-time releases of liquid.

На фиг. 1. представлен вариант плавающего блочного покрытия, выполненного из герметичных блоков 1, скрепленных между собой гибкими соединителями регулируемого размера 2, по внешнему периметру прикрепленных к подстилающей поверхности якорными стяжками 3, имеющими длину, равную высоте поддона 4, при этом на нижней стороне герметичных блоков 1 монтируются успокоители 5, обеспечивающие зазор между подстилающей поверхностью поддона 4 и герметичными блоками 1 для прохождения жидкости и исключения эффекта прилипания.In fig. 1. a variant of a floating block covering is presented, made of sealed blocks 1, fastened together with flexible connectors of adjustable size 2, along the outer perimeter attached to the underlying surface with anchor ties 3, having a length equal to the height of the pallet 4, while on the lower side of the sealed blocks 1 dampers 5 are installed to provide a gap between the underlying surface of the tray 4 and the sealed blocks 1 for the passage of liquid and to eliminate the sticking effect.

В случае аварийного пролива жидкости из емкости 6, представленного на фиг. 2, герметичные блоки 1, скрепленные между собой гибкими соединителями регулируемого размера 2, и по внешнему периметру прикрепленные к подстилающей поверхности якорными стяжками 3, имеющими длину, равную высоте поддона 4, обеспечивают протекание жидкости в оставленные соединителями 2 зазоры и под герметичные блоки 1, в зазоры между подстилающей поверхностью поддона 4 и герметичными блоками 1, образованные успокоителями 5. Плавающее покрытие всплывает за счет действия гидростатической подъемной силы.In the event of an emergency spill of liquid from container 6, shown in FIG. 2, sealed blocks 1, fastened together by flexible connectors of adjustable size 2, and along the outer perimeter attached to the underlying surface with anchor ties 3, having a length equal to the height of the tray 4, ensure the flow of liquid into the gaps left by the connectors 2 and under the sealed blocks 1, in gaps between the underlying surface of the pallet 4 and the sealed blocks 1, formed by dampers 5. The floating coating floats up due to the action of hydrostatic lifting force.

Claims

1. A floating block covering consisting of sealed blocks made of thin-sheet material, characterized in that it is installed on the bottom of a localizing tray under the container, the sealed blocks are interconnected by flexible connectors of adjustable size, and along the outer perimeter are attached to the underlying surface with anchor ties having a length , equal to the height of the pallet, while dampers are mounted on the underside of the sealed blocks, providing a gap between the underlying surface and the sealed blocks for the passage of liquid, the total area of the floating block covering is up to 95% of the area of the pallet.

2. The coating according to claim 1, characterized in that the coating is made in the form of sealed blocks having through holes for the flow of liquid.