WO2015147678A1 - Способ тепловой изоляции резервуаров - Google Patents

Способ тепловой изоляции резервуаров Download PDF

Info

Publication number
WO2015147678A1
WO2015147678A1 PCT/RU2014/000213 RU2014000213W WO2015147678A1 WO 2015147678 A1 WO2015147678 A1 WO 2015147678A1 RU 2014000213 W RU2014000213 W RU 2014000213W WO 2015147678 A1 WO2015147678 A1 WO 2015147678A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tank
blocks
wall
roof
layer
Prior art date
Application number
PCT/RU2014/000213
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Юрий Викторович ЛИСИН
Павел Олегович РЕВИН
Виталий Иванович СУРИКОВ
Анатолий Евгеньевич СОЩЕНКО
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "ТРАНСНЕФТЬ"
Открытое, Акционерное Общество "Сибнефтепровод"
Общество, С Ограниченной Ответственностью "Научно-Исследовательский Институт Транспорта Нефти И Нефтепродуктов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "ТРАНСНЕФТЬ", Открытое, Акционерное Общество "Сибнефтепровод", Общество, С Ограниченной Ответственностью "Научно-Исследовательский Институт Транспорта Нефти И Нефтепродуктов filed Critical Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "ТРАНСНЕФТЬ"
Priority to CA2942805A priority Critical patent/CA2942805C/en
Priority to PCT/RU2014/000213 priority patent/WO2015147678A1/ru
Publication of WO2015147678A1 publication Critical patent/WO2015147678A1/ru
Priority to US15/226,884 priority patent/US10072435B2/en

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H7/00—Construction or assembling of bulk storage containers employing civil engineering techniques in situ or off the site
    • E04H7/02—Containers for fluids or gases; Supports therefor
    • E04H7/04—Containers for fluids or gases; Supports therefor mainly of metal
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H7/00—Construction or assembling of bulk storage containers employing civil engineering techniques in situ or off the site
    • E04H7/02—Containers for fluids or gases; Supports therefor
    • E04H7/04—Containers for fluids or gases; Supports therefor mainly of metal
    • E04H7/06—Containers for fluids or gases; Supports therefor mainly of metal with vertical axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D90/00—Component parts, details or accessories for large containers
    • B65D90/02—Wall construction
    • B65D90/06—Coverings, e.g. for insulating purposes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/762—Exterior insulation of exterior walls
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/78—Heat insulating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/001—Thermal insulation specially adapted for cryogenic vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/03—Dealing with losses
    • F17C2260/031—Dealing with losses due to heat transfer
    • F17C2260/033—Dealing with losses due to heat transfer by enhancing insulation

Definitions

  • the invention relates to heat-insulating equipment, and in particular to a method of thermal insulation of tanks, mainly cylindrical vertical steel with a volume of 200 to 20,000 m 3 , intended for storage of oil and oil products, and can be used in the operation of tank farms and warehouses of oil and oil products, such as gasoline, oil, fuel oil, etc. in the chemical, petrochemical, oil refining industries, including in difficult climatic conditions (at low temperatures).
  • the task of storing oil in tanks is important and relevant for a number of industries - oil production, energy, engineering, etc.
  • oil and oil products are stored in metal tanks, and the storage time can be very long.
  • the task of storing oil in tanks acquires a number of subtasks due to the physical and chemical properties of oil.
  • One of these subtasks is the insulation of tanks. Taking into account the fact that the freezing temperature of oil lies in the range from -60 degrees Celsius to +30, and its boiling can begin already at +28 degrees (depending on composition), the requirements for maintaining the temperature inside the tank are very stringent.
  • the task of thermal insulation is greatly complicated in places of oil production with harsh and often extreme environmental conditions.
  • a method for manufacturing a cryogenic tank comprising pouring and curing a concrete foundation onto which a plurality of cellular glass blocks are installed. On top of the blocks, a leveling layer of concrete is applied and, after curing, a bottom plate is installed and the inner tank and the outer shell are mounted. The annular gap between the inner reservoir and the outer shell is filled with perlite.
  • the known technical solutions do not provide structural elements that compensate for the deformation of the wall of the protected structure during its operation. In the event of deformation of the tank wall, the probability of destruction of the insulating layer is high. In addition, the solutions do not provide quick access to the surface of the tank for its maintenance and repair.
  • the manufacture of a wall system includes the installation of many metal battens, the installation of external panels, each of which attached to metal crates with the formation of an external flooring, the installation of heat-insulating blocks between a metal crate and an external panel with a bar between a heat-insulating block and an outer panel equipped with a protrusion securing the heat-insulating block and reducing the mutual lateral movements of the heat-insulating block and lath, while the outer panel, lath and heat-insulating block are fastened to the metal sheathing using fasteners.
  • the outer panels are used, including steel sheets.
  • an adhesive layer between the block and the metal lathing can be additionally used, which facilitates the assembly of the insulated wall and holds the block in place while fastening is carried out.
  • the adhesive contact adhesives, reactive adhesives (e.g., epoxy resin, acrylate, etc.), pressure sensitive adhesives, hot melt adhesives, and the like can be used.
  • the disadvantage of this technical solution is the excessive rigidity of the structure, which can lead to the destruction of a rigid thermal insulation material during deformation of the tank wall during its operation.
  • the objective of the invention is to develop a method of installing thermal insulation of the tank, taking into account cyclic loads on the design of the tank (for example, due to technological operations of filling and emptying the tank with oil and oil products), in difficult climatic conditions up to minus 60 ° C with ensuring the safety of thermal insulation and maintaining the temperature regime of the stored product.
  • the technical result consists in ensuring the strength of the thermal insulation of the tank under loads on its structure (increasing resistance to deformation) due to loading and discharge of raw materials, as well as climatic factors, while maintaining the temperature regime of the stored product and ensuring the safety of thermal insulation. Furthermore, the use of the proposed method provides protection of soil against heat stored in the product tank (including an exception soil thawing) allows dismantling and reassembly of the thermal insulation vessel 'for its maintenance and repair.
  • the method of thermal insulation includes preparing the foundation with elements of thermal insulation of the bottom of the tank, installing the tank on the prepared foundation, installing thermal insulation of the wall and roof of the tank, while for the thermal insulation of the wall and roof of the tank, they fasten support unloading belts for thermal insulation material with the formation of tiers; then fill the tiers from bottom to top with heat-insulating material, which is used as foam glass blocks, while in the lower tier, between the lower support belt and the edge of the base of the tank, the foam glass blocks are installed at least in one row and are removable, with the possibility of providing access to the “wall-bottom” seam; the remaining tiers of the side wall and the roof are filled with foam glass blocks that are attached to the surface of the tank and are interconnected using adhesive material, while the blocks are placed in several rows with the blocks shifted in adjacent rows, and blocks are used as foam glass blocks, made with a cross-shaped recess from the side of the mounting unit to the tank for placement of adhesive material; removable blocks of the lower tier are
  • Supporting unloading belts are fixed on the wall and roof of the tank with a step of 1, 5-2 m.
  • the fastening of the support unloading belts on the wall and roof is carried out using fasteners made of the material of manufacture of the tank, and representing a plate with a support platform welded to it perpendicular to the plane of the plate for fastening on it, for example, by welding, the support unloading belt, while supporting unloading belts are made in the form of beams or corners.
  • the fasteners of the supporting unloading belts are welded to the surface of the tank with a step along the perimeter of the side wall and along the circumference of the roof, not exceeding 1.5 m.
  • the metal sheets of the coating layer are attached to the support unloading belts using self-tapping screws with rubber gaskets.
  • Blocks of foamed glass for thermal insulation of the wall and the roof of the tank are selected with the following characteristics: thermal conductivity - not more than 0.05 W / mK, vapor permeability - 0 mg / mchPa, combustibility group - NG, compressive strength - not less than 0.7 MPa, density - 1 15 - 180 kg / m3; block geometric dimensions 450x300 mm and thickness 25 - 125 mm.
  • Blocks of foamed glass in each row of each tier are placed with horizontal displacement of the relative blocks in the adjacent row by half its length.
  • foam rubber is used with a thickness of 20 to 25 mm, for example, K-Flex, Armaflex grades, which are fixed around the perimeter of the block.
  • a metal plate on the outer surface of the blocks to ensure the protection of the blocks from mechanical stress use a plate of galvanized steel with a thickness of 0.7 mm with a tolerance of 0.08 mm, while the plate on the outside is made with a corrosion-resistant coating.
  • a polyurethane sealant for example, ZM grade, is used as an adhesive material for fastening foam glass blocks to the surface of the tank and connecting to each other.
  • the clearance for the formation of vertical and horizontal expansion joints is chosen (20 ⁇ 3) mm.
  • At least three support unloading belts are fixed to the tank wall.
  • Profiled steel galvanized sheets are used as the covering layer of the tank wall, and smooth galvanized steel sheets are used as the roof covering layer, while the sheets are fastened with self-tapping screws with a pitch of (300 ⁇ 5) mm, and the overlapping places of the covering layer sheets are connected by blind rivets made of aluminum with a step (300 ⁇ 5) mm.
  • the sheets of the coating layer are glued to the foam glass blocks with an adhesive.
  • a cross-shaped recess is performed with a cross-sectional shape in the form of a semicircle with a diameter of 20 mm with a tolerance of 2 mm.
  • Preparation of the foundation with thermal insulation elements for the bottom of the tank includes the installation of a reinforced concrete grill, laying the leveling layer on the reinforced concrete grill, covering the leveling layer with bituminous mastic, laying the foam glass blocks on the leveling layer with filling the joints between the bitumen mastic blocks, laying the waterproofing layer on the foam glass blocks.
  • foam glass blocks are used with the following characteristics: thermal conductivity - not more than 0.05 W / mK, vapor permeability -0 mg / mhPa, combustibility group - NG, compressive strength not less than 0.9 MPa, density - 130 - 180 kg / m3; geometric dimensions of the block 600x450 mm and a thickness of 40 to 180 mm.
  • a layer of cement screed or medium sand at least 50 cm thick.
  • a layer of asphalt concrete for example, grades I-III and a thickness of 1-3 mm, is used.
  • the joints between the blocks located on the bottom side are filled with bitumen mastic with a mastic layer width of (3 ⁇ 1) mm.
  • a visor On the roof of the tank at the junction with the covering layer of the wall, a visor is made in the form of a protruding part of the covering layer of the roof.
  • a cover sheet mounted to the collar using self-tapping screws is installed on the nozzles and hatches of the tank.
  • weatherproof anticorrosion coatings based on epoxy and polyurethane are used.
  • FIG. 1 shows a diagram of a thermal insulation device on a tank wall, front view, in FIG. 2 is a side view of a thermal insulation device on a tank wall, FIG. 3 is a side view of a thermal insulation device on a tank roof;
  • FIG. 4 is a diagram of a device for thermal insulation of hatches and pipes on the tank wall, front view in FIG. 5 is a diagram of a thermal insulation device on the bottom of a tank, a side view,
  • FIG. 6 is a general view of a quick-detachable heat insulation element of a wall-bottom bottom of a tank,
  • FIG. 7 is a diagram of a fastening of support discharge belts,
  • FIG. 8 is a diagram of a cover fastening tank wall layer, front view.
  • the positions in the drawings indicate:
  • 19 a support platform for fastening on it a support unloading belt, 20 - galvanized self-tapping screws with rubber gaskets,
  • the inventive method is as follows.
  • Supporting unloading belts 5 are made, for example, of steel, in the form of beams or corners. At the same time, support unloading belts are mounted on the wall along the perimeter of the tank, and on the roof along concentric circles, in increments of 1, 5–2 m.
  • the number of supporting unloading belts mounted on the wall and roof is determined based on the geometric dimensions of tanks of various capacities.
  • the fastening of the supporting discharge belts 5 is carried out using fasteners made of the material of manufacture of the tank (article), and representing a plate 18 with a support platform 19 welded to it perpendicular to the plane of the plate for fastening on it, for example, by welding, a supporting discharge belt ( see Fig. 7).
  • the fasteners of the supporting discharge belts are welded to the surface of the tank with a step along the perimeter of the side wall and around the roof circumference not exceeding 1, 5 m.
  • the outer surface of the tank and the supporting structures for fastening the thermal insulation are protected by weather-resistant anticorrosion coatings.
  • blocks of foam glass (foam glass) 7 are installed on the support unloading belts 5 in a tiered way, from bottom to top.
  • the foam glass blocks are installed at least at least in one row, and perform removable, with the possibility of their quick extraction to provide easy access to the carbon seam "wall-bottom”.
  • Removable blocks 10 of the lower tier are performed with shock-absorbing sealing gaskets 11 (see FIG. 6) with a thickness of 20 to 25 mm, made, for example, of foamed rubber (foam rubber) -Flex or Armaflex grades.
  • a metal plate 12 is installed in the form of a smooth galvanized steel sheet with a thickness of 0.7 mm with a tolerance of 0.08 mm, made with an external sides with anti-corrosion coating. To protect against mechanical stress, it is also possible to install a metal plate with an anti-corrosion coating on the inner surface of the block.
  • the size of the removable blocks is determined taking into account the location of the lower support belt.
  • the remaining tiers of the wall and the roof of the tank are filled with foam glass blocks, which are attached to the surface of the tank and are interconnected using adhesive material 13.
  • adhesive material for example, polyurethane sealant of the ZM brand is used. Joints between adjacent blocks, as well as joints between blocks and structural elements of the tank, are filled with polyurethane sealant applied around the perimeter of the blocks.
  • the width of the layer of polyurethane sealant is chosen (3 ⁇ 1) mm, which provides a balance between the strength of the joint and the elasticity of the structure. In this case, the placement of the blocks is carried out in several rows with the displacement of the blocks in adjacent rows, for example, at half its length.
  • blocks are used in the form of a rectangular parallelepiped, on the edge of which a cross-shaped recess is made on the side of the attachment to the tank.
  • the cross-shaped recess is formed by two grooves (grooves) intersecting at right angles in the center of the block face in contact with the surface of the tank.
  • the grooves have a cross-sectional shape in the form of a semicircle with a diameter of 20 mm with a tolerance of 2 mm and pass through the entire surface of the block to the ribs.
  • the cross-shaped recess is completely filled with polyurethane sealant, while the recess is filled with the protrusion of adhesive material on 8-12 mm above the surface of the block, which provides improved adhesion of the block to the surface of the tank.
  • foam-glass blocks with geometric dimensions of 450x300 mm and a thickness of 25 - 125 mm are used, having the following characteristics: thermal conductivity - not more than 0.05 W / mK, vapor permeability - 0 mg / mhPa, combustibility group - NG (non-combustible), compressive strength - not less than 0.7 MPa, density - 1 15 - 180 kg / mZ.
  • Insulation works are carried out with the help of scaffolding.
  • the scaffolds are moved along the generatrix of the tank and installed along the entire height of the adjacent heat insulation section.
  • expansion joints are formed on the surface of the tank by installing blocks and / or their parts with a gap, which are filled, for example, with 3M butyl rubber sealant.
  • at least one horizontal expansion joint 14 is formed on the tank wall, and in each tier, except for the bottom, at least ten vertical expansion joints 15 (see Figs. 1, 2).
  • At least ten expansion joints located in the radial direction are formed on the roof of the tank in each tier.
  • the size of the gap for the formation of expansion joints is chosen (20 ⁇ 3) mm.
  • Vertical expansion joints 15 are, for example, every 5 m along the perimeter of the tank, and a horizontal joint 14 is placed, for example, between the second and third supporting unloading belts (in the center). To ensure the continuity of the vertical expansion joint of the wall and the expansion joint of the tank roof, the foam glass blocks are trimmed in place.
  • the location of the expansion joints, the material of their filling and size can compensate for the deformation of the tank under external mechanical loads while maintaining the integrity of the thermal insulation.
  • Covering layers 16, 17 of metal sheets are installed on the outer surface of the foam glass blocks 7 of the wall and the tank roof to protect from mechanical damage and environmental influences.
  • galvanized steel sheets are used as metal sheets. 0.7 mm thick with an allowable deviation of 0.08 mm, made with an anti-corrosion coating on the outside.
  • profiled sheets with a profile height of 10 to 35 mm and a width of at least 1000 mm are used for the cover layer 16 of the thermal insulation of the tank wall.
  • smooth sheets with a width of at least 1000 mm are used.
  • the metal sheets are glued to the foam glass blocks, for example, using polyurethane sealant, and also fastened to the support unloading belts 5 with the help of self-tapping galvanized screws 20 with rubber sealing gaskets, which are installed in the holes drilled together in the sheet and the supporting unloading belt 5 (see. Fig.7).
  • the sheets are fixed with a step (300 ⁇ 5) mm along the perimeter of the tank, ensuring their tight fit to each other and the heat-insulating layer, and the places of overlapping of the sheets of the coating layer are connected by exhaust rivets 25 of aluminum also with a step (300 ⁇ 5) mm (see Fig. .8).
  • the overlap size of the sheets in the horizontal plane is chosen (50 ⁇ 5), in the vertical plane - one step of the profile corrugation.
  • the selected values of the values ensure the preservation of the mutual arrangement of the sheets and the continuity of the structure with longitudinal and transverse movements of the tank wall.
  • a protrusion is provided - a visor 27 located at the junction with the coating layer of the wall (see Fig. 3).
  • embedded panels made of galvanized sheet steel are installed for fastening the cover layer 17 on the surface of the tank roof blocks.
  • the sheets of the coating layer are attached to the embedded panels using self-tapping galvanized screws with rubber sealing gaskets, which are installed in the holes drilled together in the sheet and embedded panel.
  • collars 28 are made of steel sheet 5 mm thick (see Figure 4).
  • a backing sheet 29 of sheet galvanized steel installs a backing sheet 29 of sheet galvanized steel.
  • the cover sheet 30 on the nozzles and hatches is mounted to the collar 28 and the backing sheet 29 using self-tapping screws 20.
  • the contact points of the backing sheets, the cover sheet and the collar are sealed with mastic.
  • weather-resistant anti-corrosion coatings based on epoxy and polyurethane are used.
  • Installation of thermal insulation of the bottom of the tank 1 includes the installation of a reinforced concrete ring (grillage) 22, on which a leveling layer 23 is laid, designed to level the surface for laying blocks of foamed glass, for example, made in the form of a cement screed or medium-grained sand, at least 50 cm thick (see 5).
  • a reinforced concrete ring (grillage) 22 on which a leveling layer 23 is laid, designed to level the surface for laying blocks of foamed glass, for example, made in the form of a cement screed or medium-grained sand, at least 50 cm thick (see 5).
  • the leveling layer is covered with a layer of bitumen mastic 24 and a heat-insulating layer of foam glass blocks 25 with a size of 600x450 mm, a thickness of 40 to 180 mm and having the following characteristics is laid on it: thermal conductivity - not more than 0.05 W / mK, vapor permeability - 0 mg / mhPa
  • the combustibility group is NG (non-combustible), the compressive strength is not less than 0.9 MPa, and the density is 130 - 180 kg / m3.
  • the joints between the blocks are also filled with bitumen mastic (adhesive for the bottom) with a layer of mastic layer (3 ⁇ 1) mm.
  • a waterproofing layer 26 with a thickness of 1-3 mm is laid on the heat-insulating layer, designed to protect the bottom of the tank 1 from surface corrosion, as well as to evenly distribute the load on the heat insulation and eliminate local stress concentrations in the heat insulation during installation and operation of the tank.
  • asphalt concrete of grades I-III is used.
  • foam blocks can also be used as the insulating material of the tank bottom.
  • the application of the proposed method ensures the integrity of thermal insulation during longitudinal and transverse movements of the tank wall, provides insulation of the walls, roof and bottom of the tank from the effects of low ambient temperatures, and also prevents the cooling of the product stored in the tank and the thawing of the soil.
  • the constructive implementation of thermal insulation provides the possibility of its dismantling and re-installation for maintenance and repair of the tank, including quick access to the masonry seam of the tank wall.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Изобретение относится к теплоизоляционной технике, а именно к способу теплоизоляции резервуаров, преимущественно вертикальных стальных объемом от 200 до 20000 м3, предназначенных для хранения нефти и нефтепродуктов. В предлагаемом способе тепловой изоляции резервуаров осуществляют подготовку фундамента с элементами теплоизоляции днища резервуара, монтаж резервуара на подготовленном фундаменте, монтаж теплоизоляции стенки и крыши резервуара. На стенку и крышу резервуара устанавливают опорные разгрузочные пояса, образующие ярусы, заполняют ярусы блоками вспененного стекла, предусматривая при этом деформационные швы, на наружную поверхность блоков монтируют покрывной слой из металлических листов, при этом в нижнем ярусе блоки из вспененного стекла выполняют съемными, с возможностью обеспечения доступа к уторному шву «стенка-днище», а в остальных ярусах блоки крепят к поверхности резервуара и соединяют между собой с помощью адгезионного материала. Технический результат заключается в обеспечении безопасности и прочности теплоизоляции резервуара при нагрузках на его конструкцию, обусловленных наливом и сливом сырья, а также климатическими факторами, при сохранении температурного режима хранящегося продукта. Кроме того, применение предложенного способа обеспечивает защиту грунта от теплового воздействия хранимого в резервуаре продукта.

Description

СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ РЕЗЕРВУАРОВ
Область техники
Изобретение относится к теплоизоляционной технике, а именно к способу теплоизоляции резервуаров, преимущественно цилиндрических вертикальных стальных объемом от 200 до 20000 м3, предназначенных для хранения нефти и нефтепродуктов, и может быть использовано при эксплуатации резервуарных парков и складов нефти и нефтепродуктов, таких как бензин, нефть, мазут и т.п. в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей отраслях промышленности, в том числе в сложных климатических условиях (при отрицательных температурах).
Предшествующий уровень техники
Задача хранения нефти в резервуарах является важной и актуальной для целого ряда отраслей - нефтедобывающей, энергетической, машиностроительной и др. Как правило, нефть и нефтепродукты хранятся в металлических резервуарах, причем время хранения может быть весьма длительным. В связи с этим задача хранения нефти в резервуарах приобретает ряд подзадач, обусловленных физическими и химическими свойствами нефти. Одной из таких подзадач является теплоизоляция резервуаров. Принимая во внимание тот факт, что температура замерзания нефти лежит в диапазоне от -60 градусов Цельсия до +30, а ее кипение может начаться уже при +28 градусах (в зависимости от состава), требования к поддержанию температуры внутри резервуара оказываются весьма жесткими. Кроме того, задача теплоизоляции существенно усложняется в местах добычи нефти с суровыми и часто экстремальными природными условиями.
Для решения задачи теплоизоляции резервуаров широко используются ряд материалов и конструкций, которые могут отличаться в зависимости от природных условий и иных факторов. В качестве теплоизоляционных материалов, как правило, применяют полиуретан, минеральные плиты, пеностекло и др. При этом в сложных климатических условиях эксплуатации наиболее подходящим оказывается пеностекло. Это связано с тем, что данный материал не изменяет своих теплоизоляционных и механических свойств в очень широком диапазоне температур и влажности. Важным фактором является также то, что пеностекло является негорючим материалом. Учитывая высокую пожароопасность резервуаров с нефтью и нефтепродуктов, данное свойство играет существенную роль при выборе материалов и способов теплоизоляции. Известны различные технические решения теплоизоляции резервуаров.
Из патента США JNO4073976 (опубликовано 14.02.1978, МПК F17C 13/00) известно использование блоков ячеистого стекла, покрытых слоем частиц вермикулита, в качестве нагружаемой изоляции днища резервуаров (для хранения сжиженного газа), что обеспечивает более высокую устойчивость к нагрузке на сжатие.
Из заявки США N°2012325821 (опубликовано 27.12.2012, МПК F17C13/00) известен способ изготовления криогенного резервуара включающий заливку и отверждение бетонного фундамента, на который устанавливают множество блоков ячеистого стекла. Сверху на блоки наносят выравнивающий слой бетона и после его отверждения устанавливают донную пластину и осуществляют монтаж внутреннего резервуара и наружной оболочки. Кольцевой зазор между внутренним резервуаром и наружной оболочкой заполняют перлитом.
Из патента РФ на полезную модель °117467 (опубликовано 27.06.2012, МПК Е04В1/76) известен способ изготовления теплоизоляционного покрытия на основе блоков пеностекла, выполненных в форме уплощенной призмы. Для крепления блоков из пеностекла к основанию защищаемой конструкции и между собой использована жидкая керамическая теплоизоляция.
Однако в известных технических решениях не предусмотрены конструктивные элементы, компенсирующие деформации стенки защищаемой конструкции при ее эксплуатации. При возникновении деформаций стенки резервуара велика вероятность разрушения теплоизоляционного слоя. Кроме того, решения не обеспечивают быстрого доступа к поверхности резервуара для его технического обслуживания и ремонта.
Из патента США .N°8615946 (опубликовано 31.12.2013, МПК Е04В7/00) известен способ изготовления изолированной стеновой системы, который может найти применение для теплоизоляции промышленных сооружений. Теплоизоляцию осуществляют с помощью теплоизоляционных блоков из любого изолирующего материала, известного в данной области, включая, но не ограничиваясь следующими: полистирол, полиуретан, полиизоцианурат, их смеси и др. Изготовление стеновой системы включает установку множества металлических обрешетин, установку наружных панелей, каждую из которых крепят к металлическим обрешетинам с образованием наружного настила, установку теплоизоляционных блоков между металлической обрешетиной и наружной панелью с планкой между теплоизоляционным блоком и наружной панелью, снабженной выступом, закрепляющим теплоизоляционный блок и уменьшающим взаимные боковые перемещения теплоизоляционного блока и планки, при этом наружную панель, планку и теплоизоляционный блок скрепляют с металлической обрешетиной с помощью крепежа. В качестве наружных панелей используют, в том числе, стальные листы. Для крепления блоков дополнительно может быть использован клеевой слой между блоком и металлической обрешетиной, облегчающий сборку изолированной стены и удерживающий блок на месте пока осуществляют крепеж. В качестве клея могут быть использованы контактные клеи, реактивные клеи (например, эпоксидная смола, акрилат и т.д.), чувствительные к давлению клеи, клеи-расплавы, и т.п.
Недостатком данного технического решения является избыточная жесткость конструкции, которая может приводить к разрушению жесткого теплоизоляционного материала при деформациях стенки резервуара в процессе его эксплуатации.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ монтажа теплоизоляции резервуара по патенту РФ Ν°2079620 (опубликовано 20.05.2007, МПК Е04Н7/04), который включает жесткое крепление на корпусе резервуара опорных элементов в виде горизонтально расположенных бандажей с последующей установкой на них облицовки и теплоизоляционных панелей, при этом бандажи выполняют в виде уголков, закрепляют на корпусе резервуара с помощью предварительно смонтированных на нем опор и располагают по высоте корпуса на расстоянии 2,0 - 4,0 м друг над другом, после чего на бандажах закрепляют облицовку, а в зазор между ней и стенкой резервуара устанавливают теплоизоляционные панели в виде полужестких минераловатных или шлаковатных блоков, причем монтаж теплоизоляции осуществляют секционно по всей высоте резервуара с подмостей, смонтированных с возможностью перемещения.
Однако данный способ теплоизоляции не обеспечивает достаточной прочности и безопасности теплоизоляции резервуара при нагрузках, обусловленных наливом и сливом сырья, а также климатическими факторами.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является разработка способа монтажа теплоизоляции резервуара, учитывающего циклические нагрузки на конструкцию резервуара (например, вследствие технологических операций наполнения и опорожнения резервуара нефтью и нефтепродуктами), в сложных климатических условиях до минус 60°C с обеспечением безопасности теплоизоляции и сохранением температурного режима хранящегося продукта.
Технический результат заключается в обеспечении прочности теплоизоляции резервуара при нагрузках на его конструкцию (повышение устойчивости к деформациям), обусловленных наливом и сливом сырья, а также климатическими факторами, при сохранении температурного режима хранящегося продукта и обеспечении безопасности теплоизоляции. Кроме того, применение предложенного способа обеспечивает защиту грунта от теплового воздействия хранимого в резервуаре продукта (в т.ч. исключение растепления грунта), обеспечивает возможность демонтажа и повторного монтажа тепловой изоляции резервуара' для его технического обслуживания и ремонта.
Поставленная задача решается тем, что способ тепловой изоляции включает подготовку фундамента с элементами теплоизоляции днища резервуара, монтаж резервуара на подготовленном фундаменте, монтаж теплоизоляции стенки и крыши резервуара, при этом для теплоизоляции стенки и крыши резервуара осуществляют закрепление на них опорных разгрузочных поясов для теплоизоляционного материала с образованием ярусов; затем осуществляют заполнение ярусов снизу вверх теплоизоляционным материалом, в качестве которого используют блоки вспененного стекла, при этом в нижнем ярусе - между нижним опорным поясом и окрайкой основания резервуара блоки вспененного стекла устанавливают, по крайней мере, в один ряд, и выполняют съемными, с возможностью обеспечения доступа к уторному шву «стенка- днище»; остальные ярусы боковой стенки и крыши заполняют блоками вспененного стекла, которые прикрепляют к поверхности резервуара и соединяют между собой с помощью адгезионного материала, при этом размещение блоков осуществляют в несколько рядов со смещением блоков в смежных рядах, а в качестве блоков из вспененного стекла используют блоки, выполненные с крестообразной выемкой со стороны крепления блока к резервуару для размещения адгезионного материала; съемные блоки нижнего яруса выполняют с амортизирующими прокладками, размещенными с торцевых сторон блока, обеспечивающими плотное прилегание блоков друг к другу, и, при необходимости, съем блоков нижнего яруса, при этом внешняя поверхность блоков снабжена металлической пластиной для обеспечения защиты блоков от механических воздействий; в процессе крепления блоков к поверхности резервуара формируют деформационные швы посредством установки блоков с зазором между соседними блоками, при этом на стенке резервуара формируют, по крайней мере, один горизонтальный деформационный шов, и, расположенные в каждом ярусе, кроме нижнего, вертикальные деформационные швы; на крьппе резервуара в каждом ярусе формируют деформационные швы, расположенные в радиальном направлении; деформационные швы заполняют бутилкаучуковым герметиком; на наружную поверхность блоков вспененного стекла за исключением блоков нижнего яруса монтируют покрывной слой из металлических листов для обеспечения защиты блоков от механических воздействий.
Опорные разгрузочные пояса закрепляют на стенке и крыше резервуара с шагом 1 ,5-2 м.
Закрепление на стенке и крыше опорных разгрузочных поясов осуществляют с помощью крепежных элементов, выполненных из материала изготовления резервуара, и представляющих собой пластину с приваренной к ней перпендикулярно плоскости пластины опорной площадкой для крепления на ней, например, с помощью сварки, опорного разгрузочного пояса, при этом опорные разгрузочные пояса выполнены в виде балок или уголков.
Крепежные элементы опорных разгрузочных поясов приваривают к поверхности резервуара с шагом по периметру боковой стенки и по окружности крыши, не превышающим 1,5 м.
Металлические листы покрывного слоя прикрепляют к опорным разгрузочным поясам с помощью винтов самонарезающих с уплотнительными резиновыми прокладками.
Блоки вспененного стекла для теплоизоляции стенки и крыши резервуара выбирают со следующими характеристиками: теплопроводность - не более 0,05 Вт/мК, паропроницаемость - 0 мг/мчПа, группа горючести - НГ, предел прочности при сжатии - не менее 0,7 МПа, плотность - 1 15 - 180 кг/мЗ; геометрическими размерами блока 450x300 мм и толщиной 25 - 125 мм.
Блоки вспененного стекла в каждом ряду каждого яруса размещают с горизонтальным смещением относительного блоков в смежном ряду на половину своей длины.
В качестве амортизирующих прокладок блоков вспененного стекла нижнего яруса используют вспененный каучук толщиной от 20 до 25 мм, например, марок К- Flex, Armaflex, который закрепляют по периметру блока. В качестве металлической пластины внешней поверхности блоков для обеспечения защиты блоков от механических воздействий используют пластину из оцинкованной стали толщиной 0,7 мм с допустимым отклонением 0,08 мм, при этом пластина с внешней стороны выполнена с антикоррозионным покрытием.
Заполнение адгезионным материалом крестообразной выемки на блоке вспененного стекла для последующего приклеивания к поверхности резервуара осуществляют с выступом адгезионного материала на величину 8 - 12 мм над поверхностью блока.
В качестве адгезионного материала для крепления блоков вспененного стекла к поверхности резервуара и соединения между собой используют полиуретановый герметик, например, марки ЗМ.
Используют резервуар объемом от 200 до 20000 мЗ.
Величину зазора для формирования вертикальных и горизонтальных деформационных швов выбирают (20±3) мм.
На стенке резервуара закрепляют, по крайней мере, три опорных разгрузочных пояса.
Вертикальные деформационные швы располагают через каждые 4,5-5,5 м по периметру резервуара, а горизонтальный шов размещают между вторым и третьим опорными разгрузочными поясами.
В качестве металлических листов покрывного слоя стенки и крыши резервуара для обеспечения защиты блоков от механических воздействий используют листы из оцинкованной стали толщиной 0,7 мм с допустимым отклонение 0,08 мм, выполненные с антикоррозионным покрытием с внешней стороны.
В качестве покрывного слоя стенки резервуара используют профилированные стальные оцинкованные листы, а в качестве покрывного слоя крыши - гладкие стальные оцинкованные листы, при этом крепление листов осуществляют винтами самонарезающими с шагом (300±5) мм, а места нахлеста листов покрывного слоя соединяют вытяжными заклепками из алюминия с шагом (300±5) мм.
Листы покрывного слоя приклеивают к блокам вспененного стекла с помощью адгезива.
Крестообразную выемку выполняют с формой поперечного сечения в виде полукруга диаметром 20 мм с допустимым отклонением 2 мм. Подготовка фундамента с элементами теплоизоляции для днища резервуара включает установку железобетонного ростверка, укладку выравнивающего слоя на железобетонный ростверк, покрытие выравнивающего слоя битумной мастикой, укладку блоков вспененного стекла на выравнивающий слой с заполнением стьпсов между блоками битумной мастикой, укладку гидроизоляционного слоя на блоки вспененного стекла.
При подготовке фундамента с элементами теплоизоляции для днища резервуара используют блоки вспененного стекла со следующими характеристиками: теплопроводность - не более 0,05 Вт/мК, паропроницаемость -0 мг/мчПа, группа горючести - НГ, предел прочности при сжатии - не менее 0,9 МПа, плотность - 130 - 180 кг/мЗ; геометрическими размерами блока 600x450 мм и толщиной от 40 до 180 мм.
В качестве выравнивающего слоя используют слой цементной стяжки или среднезернистого песка толщиной не менее 50 см.
В качестве гидроизоляционного слоя используют слой асфальтобетона, например, марок I-III и толщиной 1-3 мм.
Стыки между блоками, расположенными со стороны днища, заполняют битумной мастикой с шириной слоя мастики (3±1) мм.
На крыше резервуара в месте соединения с покрывным слоем стенки выполняют козырек в виде выступающей части покрывного слоя крыши.
Осуществляют монтаж теплоизоляции на конструктивные элементы резервуара, включающие патрубки и люки резервуара.
На патрубки и люки на стенке и крыше резервуара устанавливают воротники из стального листа толщиной 5 мм.
На патрубки и люки резервуара устанавливают покрывной лист, монтируемый к воротнику с помощью винтов самонарезающих.
В качестве антикоррозионного покрытия используют атмосферостойкие антикоррозионные покрытия на эпоксидной и полиуретановой основе.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами фиг. 1 - фиг. 8.
На фиг. 1 представлена схема устройства теплоизоляции на стенке резервуара, вид спереди, на фиг. 2 - схема устройства теплоизоляции на стенке резервуара, вид сбоку, на фиг. 3 - схема устройства теплоизоляции на крыше резервуара, вид сбоку, на фиг. 4 - схема устройства теплоизоляции люков и патрубков на стенке резервуара, вид спереди, на фиг. 5 - схема устройства теплоизоляции на днище резервуара, вид сбоку, на фиг.6 - общий вид быстросъемного элемента теплоизоляции уторного шва «стенка- днище» резервуара, на фиг.7 - схема крепления опорных разгрузочных поясов, на фиг.8 - схема крепления покрывного слоя стенки резервуара, вид спереди. Позициями на чертежах обозначены:
1 - днище резервуара,
2 - стенка резервуара,
3 - крыша резервуара,
4 - патрубки и люки резервуара,
5 - опорный разгрузочный пояс резервуара,
6 - ярус между опорными разгрузочными поясами,
7 - блоки из пеностекла для теплоизоляции стенки и крыши резервуара,
8 - нижний опорный разгрузочный пояс,
9 - уторный шов «стенка- днище» резервуара (окрайка основания резервуара), 10 - съемные блоки из пеностекла,
1 1 - амортизирующие герметизирующие прокладки съемных блоков,
12 - металлическая пластина съемного блока,
13 - адгезионный материал,
14 - горизонтальный деформационный шов стенки резервуара,
15 - вертикальный деформационный шов стенки резервуара,
16 - покрывной слой теплоизоляции стенки резервуара,
17 - покрывной слой теплоизоляции крыши резервуара,
18 - пластина крепежного элемента,
19 - опорная площадка для крепления на ней опорного разгрузочного пояса, 20 - винты самонарезающие оцинкованные с уплотнительными резиновыми прокладками,
21 - вытяжные заклепки,
22 - железобетонный ростверк,
23 - выравнивающий слой,
24 - слой битумной мастики,
25 - блоки вспененного стекла для теплоизоляции днища резервуара,
26 - гидроизоляционный слой,
27 - козырек крыши резервуара,
28 - воротники патрубков и люков на стенке и крыше резервуара, 29 - подкладной лист патрубков и люков резервуара,
30 - покрывной лист патрубков и люков резервуара.
Лучший вариант осуществления изобретения
Заявляемый способ осуществляют следующим образом.
Подготавливают фундамент (основание), на котором осуществляют монтаж цилиндрического резервуара, включающий установку днища 1 резервуара, монтаж стенки 2 и крыши 3 резервуара. Затем производят монтаж теплоизоляции на стенке и на крыше резервуара, для чего предварительно осуществляют закрепление на них несущих конструкций для установки теплоизоляционного материала, представляющих собой опорные разгрузочные пояса 5, образующие по высоте ярусы 6 (см. Фиг.1). Опорные разгрузочные пояса 5 выполнены, например, из стали, в виде балок или уголков. При этом на стенке опорные разгрузочные пояса крепят по периметру резервуара, а на крыше - по концентрическим окружностям, с шагом 1 ,5— 2 м. В том случае, если расстояние между поясами превысит 2 м, будет происходить деформация теплоизоляционного материала. При расстоянии между поясами менее 1,5 м значительно повышается металлоемкость конструкции. Количество опорных разгрузочных поясов, монтируемых на стенке и крыше, определяют исходя из геометрических размеров резервуаров различной емкости. Закрепление опорных разгрузочных поясов 5 осуществляют с помощью крепежных элементов, выполненных из материала изготовления резервуара (стати), и представляющих собой пластину 18 с приваренной к ней перпендикулярно плоскости пластины опорной площадкой 19 для крепления на ней, например, с помощью сварки, опорного разгрузочного пояса (см. Фиг.7). Крепежные элементы опорных разгрузочных поясов приваривают к поверхности резервуара с шагом по периметру боковой стенки и по окружности крыши, не превышающим 1 ,5 м. После установки элементов крепления, наружную поверхность резервуара и несущие конструкции для крепления теплоизоляции защищают атмосферостойкими антикоррозионными покрытиями.
Затем на опорные разгрузочные пояса 5 поярусно - снизу вверх устанавливают блоки из вспененного стекла (пеностекла) 7. При этом в нижнем ярусе - между нижним опорным разгрузочным поясом 8 и окрайкой основания резервуара 9 (вокруг уторного шва), блоки вспененного стекла устанавливают, по крайней мере, в один ряд, и выполняют съемными, с возможностью их быстрого извлечения для обеспечения легкого доступа к угарному шву «стенка-днище». Съемные блоки 10 нижнего яруса выполняют с амортизирующими герметизирующими прокладками 11 (см. Фиг.6) толщиной от 20 до 25 мм, выполненными, например, из вспененного каучука (пенокаучук) марок -Flex или Armaflex. Герметизирующие прокладки приклеивают по периметру блока на его торцевых сторонах (нижней, верхней и двух боковых), что обеспечивает плотное прилегание блоков друг к другу, и, при необходимости, съем блоков нижнего яруса. При этом на внешнюю («фасадную») поверхность съемных блоков 10 для обеспечения защиты блоков от механических воздействий при помощи битумной мастики устанавливают металлическую пластину 12 в виде гладкого оцинкованного стального листа толщиной 0,7 мм с допустимым отклонением 0,08 мм, выполненную с внешней стороны с антикоррозионным покрытием. Для защиты от механических воздействий допускают также установку металлической пластины с антикоррозионным покрытием на внутреннюю поверхность блока. Размер съемных блоков определяют с учетом расположения нижнего опорного пояса.
Остальные ярусы стенки и крыши резервуара заполняют блоками из вспененного стекла, которые прикрепляют к поверхности резервуара и соединяют между собой с помощью адгезионного материала 13. В качестве адгезионного материала используют, например, полиуретановый герметик марки ЗМ. Стыки между соседними блоками, а также стыки между блоками и конструктивными элементами резервуара заполняют полиуретановым герметиком, нанесенным по периметру блоков. Ширину слоя полиуретанового герметика выбирают (3±1) мм, что обеспечивает баланс между прочностью соединения и эластичностью конструкции. При этом размещение блоков осуществляют в несколько рядов со смещением блоков в смежных рядах, например, на половину своей длины. В качестве блоков из вспененного стекла используют блоки в форме прямоугольного параллелепипеда, на грани которого со стороны крепления к резервуару выполнена крестообразная выемка. Крестообразная выемка образована двумя канавками (проточками), пересекающимися под прямым углом в центре грани блока, контактирующей с поверхностью резервуара. Канавки имеют форму поперечного сечения в виде полукруга диаметром 20 мм с допустимым отклонением 2 мм и проходят через всю поверхность блока до ребер. Для крепления блоков к поверхности резервуара крестообразную выемку полностью заполняют полиуретановым герметиком, при этом заполнение выемки осуществляют с выступом адгезионного материала на величину 8 - 12 мм над поверхностью блока, что обеспечивает улучшенное сцепление блока с поверхностью резервуара.
В качестве теплоизоляционных блоков 7 стенки и крыши резервуара используют пеностекольные блоки с геометрическими размерами 450x300 мм и толщиной 25 - 125 мм, обладающие следующими характеристиками: теплопроводность - не более 0,05 Вт/мК, паропроницаемость - 0 мг/мчПа, группа горючести - НГ (негорючий), предел прочности при сжатии - не менее 0,7 МПа, плотность - 1 15 - 180 кг/мЗ.
Работы по монтажу теплоизоляции ведут с помощью лесов. Когда по периметру резервуара секция теплоизоляции смонтирована, леса перемещают по образующей резервуара и производят монтаж по всей высоте соседней секции теплоизоляции.
В процессе крепления блоков на поверхности резервуара формируют деформационные швы посредством установки блоков и/или их частей с зазором, которые заполняют, например, бутилкаучуковым герметиком марки ЗМ. При этом на стенке резервуара формируют, по крайней мере, один горизонтальный деформационный шов 14, и в каждом ярусе, кроме нижнего, по крайней мере, десять вертикальных деформационных швов 15 (см. Фиг.1, 2). На крыше резервуара в каждом ярусе формируют, по крайней мере, десять деформационных швов, расположенных в радиальном направлении. Величину зазора для формирования деформационных швов выбирают (20±3) мм.
Вертикальные деформационные швы 15 располагают, например, через каждые 5 м по периметру резервуара, а горизонтальный шов 14 размещают, например, между вторым и третьим опорными разгрузочными поясами (по центру). Для обеспечения непрерывности вертикального деформационного шва стенки и деформационного шва крыши резервуара проводят подрезку блоков вспененного стекла по месту.
Таким образом, расположение деформационных швов, материал их заполнения и размер позволяют компенсировать деформации резервуара при внешних механических нагрузках с сохранением целостности теплоизоляции.
На наружную поверхность блоков из вспененного стекла 7 стенки и крыши резервуара с целью защиты от механических повреждений и воздействия окружающей среды устанавливают покрывные слои 16, 17 из металлических листов.
В качестве металлических листов используют листы из оцинкованной стали толщиной 0,7 мм с допустимым отклонение 0,08 мм, выполненные с антикоррозионным покрытием с внешней стороны. При этом для покрывного слоя 16 теплоизоляции стенки резервуара применяют профилированные листы с высотой профиля от 10 до 35 мм и шириной не менее 1000 мм. Для покрывного слоя 17 теплоизоляции крыши резервуара применяют гладкие листы шириной не менее 1000 мм. Металлические листы приклеивают к блокам вспененного стекла, например, с помощью полиуретанового герметика, а также крепят к опорным разгрузочным поясам 5 с помощью винтов самонарезающих оцинкованных 20 с уплотнительными резиновыми прокладками, которые устанавливают в совместно просверленные в листе и опорном разгрузочном поясе 5 отверстия (см. Фиг.7). Листы закрепляют с шагом (300±5) мм по периметру резервуара, обеспечивающим плотное их прилегание друг к другу и теплоизоляционному слою, а места нахлеста листов покрывного слоя соединяют вытяжными заклепками 25 из алюминия также с шагом (300±5) мм (см. Фиг.8). Величину нахлеста листов в горизонтальной плоскости выбирают (50±5), в вертикальной плоскости - один шаг гофры профиля. Выбранные значения величин обеспечивают сохранение взаимного расположения листов и сплошности конструкции при продольных и поперечных подвижках стенки резервуара.
Для предотвращения загрязнения стенки 2 резервуара грязевыми потоками на крыше 3 предусматривают выступ - козырек 27, расположенный в месте соединения с покрывным слоем стенки (см. Фиг.З). Для крепления покрывного слоя 17 на поверхность блоков крыши резервуара устанавливают закладные панели из тонколистовой оцинкованной стали. Листы покрывного слоя крепят к закладным панелям с помощью винтов самонарезающих оцинкованных с уплотнительными резиновыми прокладками, которые устанавливают в совместно просверленные в листе и закладной панели отверстия.
На патрубки и люки 4 на стенке и крыше резервуара методом сварки устанавливают воротники 28 из стального листа толщиной 5 мм (см. Фиг.4). Для усиления мест врезки патрубков и люков под покрывной лист 30 устанавливают подкладной лист 29 из тонколистовой оцинкованной стали. Покрывной лист 30 на патрубки и люки монтируют к воротнику 28 и подкладному листу 29 с помощью винтов самонарезающих 20. Места прилегания подкладных листов, покрывного листа и воротника герметизируют между собой мастикой. В качестве антикоррозионного покрытия покрывного слоя стенки, крыши патрубков и люков резервуара используют атмосферостойкие антикоррозионные покрытия на эпоксидной и полиуретановой основе.
Монтаж теплоизоляции днища 1 резервуара включает установку железобетонного кольца (ростверка) 22, на который укладывают выравнивающий слой 23, предназначенный для выравнивания поверхности под укладку блоков вспененного стекла, например, выполненный в виде цементной стяжки или среднезернистого песка, толщиной не менее 50 см (см.Фиг.5). Выравнивающий слой покрывают слоем битумной мастики 24 и укладывают на него теплоизоляционный слой из блоков вспененного стекла 25 размером 600x450 мм, толщиной от 40 до 180 мм и обладающих следующими характеристиками: теплопроводность - не более 0,05 Вт/мК, паропроницаемость - 0 мг/мчПа, группа горючести - НГ (негорючий), предел прочности при сжатии - не менее 0,9 МПа, плотность 130 - 180 кг/мЗ. При монтаже теплоизоляционного слоя допускают подрезку блоков из пеностекла по месту. Стыки между блоками также заполняют битумной мастикой (адгезив для днища) с шириной слоя мастики (3±1) мм. На теплоизоляционный слой осуществляют укладку гидроизоляционного слоя 26 толщиной 1 - 3 мм, предназначенного для защиты днища 1 резервуара от поверхностной коррозии, а также для равномерного распределения нагрузки на теплоизоляцию и устранения локальных концентраций напряжения в теплоизоляции при монтаже и эксплуатации резервуара. Для устройства гидроизоляционного слоя 26 применяют, например, асфальтобетон марок I-III. В качестве теплоизоляционного материала днища резервуара допускают также использование блоков пенобетона.
Применение предложенного способа обеспечивает сохранение целостности теплоизоляции при продольных и поперечных подвижках стенки резервуара, обеспечивает изоляцию стенок, крыши и днища резервуара от воздействия низких температур окружающей среды, а также предотвращает охлаждение хранящегося в резервуаре продукта и растепление грунта. Конструктивное выполнение теплоизоляции обеспечивает возможность ее демонтажа и повторного монтажа для технического обслуживания и ремонта резервуара, включая быстрый доступ к уторному шву стенки резервуара.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ тепловой изоляции резервуаров, включающий монтаж элементов теплоизоляции днища резервуара в процессе подготовки фундамента перед установкой резервуара, монтаж теплоизоляции стенки и крыши резервуара после установки резервуара на подготовленном фундаменте, при этом
для теплоизоляции стенки и крыши резервуара осуществляют закрепление на них опорных разгрузочных поясов для теплоизоляционного материала с образованием ярусов;
затем осуществляют заполнение ярусов снизу вверх теплоизоляционным материалом, в качестве которого используют блоки вспененного стекла, при этом в нижнем ярусе - между нижним опорным поясом и окрайкой основания резервуара блоки вспененного стекла устанавливают, по крайней мере, в один ряд, и выполняют съемными, с возможностью обеспечения доступа к уторному шву «стенка-днище»; остальные ярусы боковой стенки и крыши заполняют блоками вспененного стекла, которые прикрепляют к поверхности резервуара и соединяют между собой с помощью адгезионного материала, при этом размещение блоков осуществляют в несколько рядов со смещением блоков в смежных рядах, а в качестве блоков из вспененного стекла используют блоки, выполненные с крестообразной выемкой со стороны крепления блока к резервуару, которую заполняют адгезионным материалом и прикрепляют к стенке резервуара, при этом съемные блоки нижнего яруса выполняют с амортизирующими прокладками, размещенными с торцевых сторон блока, обеспечивающими плотное прилегание блоков друг к другу, и, при необходимости, съем блоков нижнего яруса, и с металлической пластиной, размещенной со стороны внешней поверхности блоков для обеспечения защиты блоков от механических воздействий;
в процессе крепления блоков к поверхности резервуара формируют деформационные швы посредством установки блоков с зазором между соседними блоками, при этом на стенке резервуара формируют, по крайней мере, один горизонтальный деформационный шов, и, расположенные в каждом ярусе, кроме нижнего, вертикальные деформационные швы; на крыше резервуара в каждом ярусе формируют деформационные швы, расположенные в радиальном направлении; деформационные швы заполняют бутилкаучуковым герметиком;
после установки блоков вспененного стекла на их наружную поверхность за исключением блоков нижнего яруса монтируют покрывной слой из металлических листов для обеспечения защиты блоков от механических воздействий.
2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что опорные разгрузочные пояса закрепляют на стенке и крыше резервуара с шагом 1,5-2 м.
3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что закрепление на стенке и крыше опорных разгрузочных поясов осуществляют с помощью крепежных элементов, выполненных из материала изготовления резервуара, и представляющих собой пластину с приваренной к ней перпендикулярно плоскости пластины опорной площадкой для крепления на ней, например, с помощью сварки, опорного разгрузочного пояса, при этом опорные разгрузочные пояса выполнены в виде балок или уголков.
4. Способ по п.З, характеризующийся тем, что крепежные элементы опорных разгрузочных поясов приваривают к поверхности резервуара с шагом по периметру боковой стенки и по окружности крыши, не превышающим 1,5 м.
5. Способ по п.1, характеризующийся тем, что металлические листы покрывного слоя прикрепляют к опорным разгрузочным поясам с помощью винтов самонарезающих с уплотнительными резиновыми прокладками.
6. Способ по п.1, характеризующийся тем, что блоки вспененного стекла для теплоизоляции стенки и крыши резервуара выбирают со следующими характеристиками: теплопроводность - не более 0,05 Вт/мК, паропроницаемость - 0 мг/мчПа, группа горючести - НГ, предел прочности при сжатии - не менее 0,7 МПа, плотность - 115 - 180 кг/мЗ; геометрическими размерами блока - 450x300 мм и толщиной 25 - 125 мм.
7. Способ по п.1, характеризующийся тем, что блоки вспененного стекла в каждом ряду каждого яруса размещают с горизонтальным смещением относительного блоков в смежном ряду на половину своей длины.
8. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве амортизирующих прокладок блоков вспененного стекла нижнего яруса используют вспененный каучук толщиной от 20 до 25 мм, например, марок K-Flex, Armaflex, который закрепляют по периметру блока.
9. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве металлической пластины внешней поверхности блоков для обеспечения защиты блоков от механических воздействий используют пластину из оцинкованной стали толщиной 0,7 мм с допустимым отклонением 0,08 мм, при этом пластина с внешней стороны выполнена с антикоррозионным покрытием.
10. Способ по п.1, характеризующийся тем, что заполнение адгезионным материалом крестообразной выемки на блоке вспененного стекла для последующего приклеивания к поверхности резервуара осуществляют с выступом адгезионного материала на величину 8 - 12 мм над поверхностью блока.
1 1. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве адгезионного материала для крепления блоков вспененного стекла к поверхности резервуара и соединения между собой используют полиуретановый герметик, например, марки ЗМ.
12. Способ по п.1, характеризующийся тем, что используют резервуар объемом от 200 до 20000 мЗ.
13. Способ по п.1, характеризующийся тем, что величину зазора для формирования вертикальных и горизонтальных деформационных швов выбирают (20±3) мм.
14. Способ по п.1, характеризующийся тем, что на стенке резервуара закрепляют, по крайней мере, три опорных разгрузочных пояса.
15. Способ по п.14, характеризующийся тем, что вертикальные деформационные швы располагают через каждые 4,5-5,5 м по периметру резервуара, а горизонтальный шов размещают между вторым и третьим опорными разгрузочными поясами.
16. Способ по п.1 , характеризующийся тем, что в качестве металлических листов покрывного слоя стенки и крыши резервуара для обеспечения защиты блоков от механических воздействий используют листы из оцинкованной стали толщиной 0,7 мм с допустимым отклонение 0,08 мм, выполненные с антикоррозионным покрытием с внешней стороны.
17. Способ по п.16, характеризующийся тем, что в качестве покрывного слоя стенки резервуара используют профилированные стальные оцинкованные листы, а в качестве покрывного слоя крыши - гладкие стальные оцинкованные листы, при этом крепление листов осуществляют винтами самонарезающими с шагом (300±5) мм, а места нахлеста листов покрывного слоя соединяют вытяжными заклепками из алюминия с шагом (300±5) мм.
18. Способ по п.1 , характеризующийся тем, что листы покрывного слоя приклеивают к блокам вспененного стекла с помощью адгезива.
19. Способ по п.1, характеризующийся тем, что крестообразную выемку выполняют с формой поперечного сечения в виде полукруга диаметром 20 мм с допустимым отклонением 2 мм.
20. Способ по п.1 , характеризующийся тем, что подготовка фундамента с элементами теплоизоляции для днища резервуара включает установку железобетонного ростверка, укладку выравнивающего слоя на железобетонный ростверк, покрытие выравнивающего слоя битумной мастикой, укладку блоков вспененного стекла на выравнивающий слой с заполнением стыков между блоками битумной мастикой, укладку гидроизоляционного слоя на блоки вспененного стекла.
21. Способ по п.20, характеризующийся тем, что при подготовке фундамента с элементами теплоизоляции для днища резервуара используют блоки вспененного стекла со следующими характеристиками: теплопроводность - не более 0,05 Вт/мК, паропроницаемость - 0 мг/мчПа, группа горючести - НГ, предел прочности при сжатии - не менее 0,9 МПа, плотность - 130 - 180 кг/мЗ; геометрическими размерами блока 600x450 мм и толщиной от 40 до 180 мм.
22. Способ по п.20, характеризующийся тем, что в качестве выравнивающего слоя используют слой цементной стяжки или среднезернистого песка толщиной не менее 50 см.
23. Способ по п.20, характеризующийся тем, что в качестве гидроизоляционного слоя используют слой асфальтобетона, например, марок I-III и толщиной 1-3 мм.
24. Способ по п.20, характеризующийся тем, что стыки между блоками, расположенными со стороны днища, заполняют битумной мастикой с шириной слоя мастики (3±1) мм.
25. Способ по п.1, характеризующийся тем, что на крыше резервуара в месте соединения с покрывным слоем стенки выполняют козырек в виде выступающей части покрывного слоя крыши.
26. Способ по п.1 , характеризующийся тем, что осуществляют монтаж теплоизоляции на конструктивные элементы резервуара, включающие патрубки и люки резервуара.
27. Способ по п.26, характеризующийся тем, что на патрубки и люки на стенке и крыше резервуара устанавливают воротники из стального листа толщиной 5 мм.
28. Способ по п.26, характеризующийся тем, что на патрубки и люки резервуара устанавливают покрывной лист, монтируемый к воротнику с помощью винтов самонарезающих.
29. Способ по п.7 или п.12, характеризующийся тем, что в качестве антикоррозионного покрытия используют атмосферостойкие антикоррозионные покрытия на эпоксидной и полиуретановой основе.
PCT/RU2014/000213 2014-03-28 2014-03-28 Способ тепловой изоляции резервуаров WO2015147678A1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA2942805A CA2942805C (en) 2014-03-28 2014-03-28 Method for thermally insulating reservoirs
PCT/RU2014/000213 WO2015147678A1 (ru) 2014-03-28 2014-03-28 Способ тепловой изоляции резервуаров
US15/226,884 US10072435B2 (en) 2014-03-28 2016-08-02 Method for thermally insulating reservoirs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2014/000213 WO2015147678A1 (ru) 2014-03-28 2014-03-28 Способ тепловой изоляции резервуаров

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/226,884 Continuation US10072435B2 (en) 2014-03-28 2016-08-02 Method for thermally insulating reservoirs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015147678A1 true WO2015147678A1 (ru) 2015-10-01

Family

ID=54196048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2014/000213 WO2015147678A1 (ru) 2014-03-28 2014-03-28 Способ тепловой изоляции резервуаров

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10072435B2 (ru)
CA (1) CA2942805C (ru)
WO (1) WO2015147678A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3038690B1 (fr) * 2015-07-06 2018-01-05 Gaztransport Et Technigaz Cuve etanche et thermiquement isolante ayant une membrane d'etancheite secondaire equipee d'un arrangement d'angle a toles metalliques ondulees

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB907860A (en) * 1960-09-26 1962-10-10 Chicago Bridge & Iron Co Cryogenic storage tank
RU2079620C1 (ru) * 1995-03-14 1997-05-20 Акционерное общество "Коксохиммонтаж" Способ монтажа теплоизоляции резервуара
US6035795A (en) * 1998-07-24 2000-03-14 Gaz Transport Et Technigaz Impermeable and thermally insulating tank comprising prefabricated panels

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1972508A (en) * 1932-01-16 1934-09-04 Carey Philip Mfg Co Expansion joint for insulated structures
NL254672A (ru) 1959-09-10
US3246479A (en) 1963-12-23 1966-04-19 Phillips Petroleum Co Heat-insulated tank having tank contents refrigerating, foundation warming, and loading and unloading systems
US3378162A (en) 1965-10-01 1968-04-16 B & B Engineering Company Inc Insulated tanks
US3935957A (en) * 1973-04-10 1976-02-03 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Insulation for double walled cryogenic storage tank
US3952469A (en) 1975-02-06 1976-04-27 Pittsburgh Corning Corporation Method and apparatus for capping cellular glass blocks for the load bearing insulation of liquefied gas storage tanks
US3987925A (en) * 1975-08-11 1976-10-26 Chicago Bridge & Iron Company Insulated tank
FR2321657A1 (fr) 1975-08-22 1977-03-18 Gaz Transport Cuve pour le stockage de produits liquides, en particulier pour navires transporteurs de gaz naturels liquefies
US4116150A (en) * 1976-03-09 1978-09-26 Mcdonnell Douglas Corporation Cryogenic insulation system
US4045922A (en) * 1976-06-28 1977-09-06 Elliott Frank S Insulative roof apparatus for mobile homes and the like
US4062468A (en) * 1977-03-23 1977-12-13 Bongiovanni John P Fuel storage tank insulating system
US4155787A (en) 1977-12-05 1979-05-22 Environmental Control Specialists, Incorporated Method for the application of cellular glass blocks to spherical vessels
DE3224869A1 (de) 1982-05-14 1983-11-17 Linnhoff + Thesenfitz Maschinenbau GmbH, 2090 Winsen Lagertank fuer bitumen in fluessigem zustand
HUT49940A (en) 1986-11-04 1989-11-28 Greiner Schaumstoffwerk Insulation for tanks and mounting method for producing such insulations
CA2030299A1 (en) * 1990-11-20 1992-05-21 Michael E. Sturgeon Self-draining building panel system
GB9813001D0 (en) * 1998-06-16 1998-08-12 Air Prod & Chem Containment enclosure
FR2781036B1 (fr) 1998-07-10 2000-09-08 Gaz Transport & Technigaz Cuve etanche et thermiquement isolante a barriere isolante simplifiee, integree dans une structure porteuse de navire
JP2001081896A (ja) * 1999-09-16 2001-03-27 Hokusei Rubber Kogyo Kk ブロック壁
ATE445804T1 (de) 2004-08-04 2009-10-15 Ootmarsum Harry Robert Van Speicherbehälter für kalte flüssigkeiten und verfahren zum anbringen eines wärmeisoliersystems in solch einem behälter
WO2006062271A1 (en) 2004-12-08 2006-06-15 Korea Gas Corporation Lng storage tank and constructing method thereof
US20070289966A1 (en) * 2006-06-16 2007-12-20 Baltimore Aircoil Company, Inc. Liquid vessel liner and method of application
KR100760482B1 (ko) 2006-07-12 2007-09-20 한국과학기술원 액화천연가스 운반선의 단열방벽 접합구조 및 그 방법
US8603375B2 (en) 2007-06-05 2013-12-10 Chicago Bridge & Iron Company Method of constructing a storage tank for cryogenic liquids
US8381939B2 (en) 2009-02-20 2013-02-26 Power Panel, Inc. Insulated storage tank
US20110168722A1 (en) 2010-01-13 2011-07-14 BDT Consultants Inc. Full containment tank
KR101423411B1 (ko) 2010-03-17 2014-07-24 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 극저온 저장 탱크
KR101608999B1 (ko) 2010-09-15 2016-04-04 에스케이이노베이션 주식회사 저장탱크용 보온구조물 및 이의 시공방법
US8615946B2 (en) 2010-12-23 2013-12-31 Craig Oberg Insulated metal wall systems and related methods
WO2012134773A1 (en) 2011-04-01 2012-10-04 Bluescope Buildings North America, Inc. Wall insulation system with rectangular blocks
RU117467U1 (ru) 2012-01-27 2012-06-27 Михаил Львович Катков Теплоизоляционное покрытие на основе пеностекла
KR101207894B1 (ko) 2012-04-06 2012-12-04 주식회사 광영기업 저장탱크의 보온 구조물
FR3002514B1 (fr) 2013-02-22 2016-10-21 Gaztransport Et Technigaz Procede de fabrication d'une barriere etanche et thermiquement isolante pour cuve de stockage
US9617069B2 (en) 2013-03-11 2017-04-11 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Thermal insulation system for non-vacuum applications including a multilayer composite
FR3011832B1 (fr) 2013-10-11 2015-12-04 Gaztransp Et Technigaz Caisse autoporteuse pour l'isolation thermique d'une cuve de stockage d'un fluide et procede de fabrication d'une telle caisse
RU2558907C1 (ru) 2014-03-20 2015-08-10 Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") Теплоизолированный резервуар
FR3026459B1 (fr) 2014-09-26 2017-06-09 Gaztransport Et Technigaz Cuve etanche et isolante comportant un element de pontage entre les panneaux de la barriere isolante secondaire
FR3030014B1 (fr) 2014-12-15 2017-10-13 Gaztransport Et Technigaz Bloc isolant convenant pour realiser une paroi isolante dans une cuve etanche
CN204693030U (zh) 2015-05-15 2015-10-07 华陆工程科技有限责任公司 带防水功能的低温储罐罐底绝热保冷结构
CN205118646U (zh) 2015-11-27 2016-03-30 苏州杜尔气体化工装备有限公司 一种复合次容器大型lng全容罐

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB907860A (en) * 1960-09-26 1962-10-10 Chicago Bridge & Iron Co Cryogenic storage tank
RU2079620C1 (ru) * 1995-03-14 1997-05-20 Акционерное общество "Коксохиммонтаж" Способ монтажа теплоизоляции резервуара
US6035795A (en) * 1998-07-24 2000-03-14 Gaz Transport Et Technigaz Impermeable and thermally insulating tank comprising prefabricated panels

Also Published As

Publication number Publication date
US20170107733A1 (en) 2017-04-20
CA2942805C (en) 2020-09-22
CA2942805A1 (en) 2015-10-01
US10072435B2 (en) 2018-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2558907C1 (ru) Теплоизолированный резервуар
RU2430295C2 (ru) Резервуар для хранения криогенных жидкостей
US8783501B2 (en) Cryogenic storage tank
US11629769B2 (en) Equipment platform
US20090107081A1 (en) Roof structure and method for making the same
US10279992B2 (en) Thermally insulated reservoir
WO2015147678A1 (ru) Способ тепловой изоляции резервуаров
RU2553013C1 (ru) Способ тепловой изоляции резервуаров
RU2431770C1 (ru) Подземное хранилище сжиженного природного газа (пх спг)
US11542700B1 (en) Cryogenic trench/trough apparatus and method
US4155787A (en) Method for the application of cellular glass blocks to spherical vessels
RU2011121365A (ru) Композиция полимерной ткани, способ ее изготовления и применения
RU2526870C1 (ru) Термоизоляционная герметичная стенка емкости из полимерных композиционных материалов для сжиженного природного газа
RU119843U1 (ru) Устройство теплоизоляции шиберной задвижки
SU939696A1 (ru) Цилиндрический резервуар
US20170023169A1 (en) Method of thermally insulating stop valves, and thermal-insulation device
RU123892U1 (ru) Устройство теплоизоляции вантуза для надземной и подземной установки
RU2575534C2 (ru) Способ тепловой изоляции запорной арматуры трубопроводов надземной прокладки и теплоизоляционное устройство для реализации способа
CA2627111C (en) Roof structure and method for making the same

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14887104

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2942805

Country of ref document: CA

NENP Non-entry into the national phase
122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14887104

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1