УСТАНОВКА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЖИЖЕННОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА Российский патент 2002 года по МПК F17C1/00 F17C13/00 

Изобретение относится к газоснабжению, в частности к хранению и распределению сжиженного углеводородного газа (СУГ) в подземных и наземных резервуарных установках, и может быть использовано при снабжении СУГ обычных и опасных производственных объектов, таких как газонаполнительные и автогазозаправочные станции и пункты, групповые резервуарные установки газоснабжения зданий, расположенных в районах с особыми природными условиями: высокая коррозионная агрессивность наружной среды при наличии в ней промерзания, пучинистых явлений и блуждающих токов.

Ближайшим аналогом заявляемого устройства является установка для хранения и распределения СУГ [Стаскевич Н.Л., Вигдорчик Л.Я. Справочник по сжиженным углеводородным газам. - Л: Недра, 1986, с.329-342, 469-495, 124-130], содержащая резервуар сжиженного углеводородного газа, соединенный с ним люк и присоединенный к люку защитный кожух с размещенными внутри него крышкой люка, запорной арматурой, предохранительными клапанами и начальным участком трубопровода сжиженного углеводородного газа, присоединенным к запорной арматуре.

Недостатком известной резервуарной установки является высокая пожаро-, взрыво- и экологическая опасность, а конкретно сильный нагрев одностенного резервуара и, как следствие, высокое повышение температуры и давления насыщенного СУГ в резервуаре при соприкосновении с возможным пожаром; сильный нагрев крышки резервуара, уплотнительных узлов и запорной арматуры и связанная с этим высокая возможность разгерметизации, утечек и воспламенения СУГ в связи с большой поверхностью соприкосновения возможного пожара с защитным кожухом, все поверхности которого не покрыты теплоизоляцией и имеют вентиляционные отверстия с размерами, позволяющими свободному проникновению пламени; отсутствие возможности постоянного автоматического контроля разгерметизации наружных поверхностей одностенных резервуара и трубопровода, соприкасающихся с коррозионно-агрессивной средой при наличии в ней блуждающих токов; невозможность локализации и постоянного автоматического контроля утечек СУГ при разгерметизации резервуара и соединенных с резервуаром трубопроводов, а также уплотнительных узлов и запорной арматуры, расположенных в защитном кожухе.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении пожаро-, взрыво- и экологической безопасности установки для хранения и распределения СУГ при минимальных капитальных вложениях, конкретно выражающаяся в локализации утечек СУГ при разгерметизации элементов резервуарной установки; осуществлении постоянного автоматического контроля герметичности элементов резервуарной установки и автоматического перекрытия подачи СУГ в резервуарную установку и из нее; предотвращении возможности образования взрывоопасных смесей СУГ и их воспламенения у наружных поверхностей сосуда и трубопровода СУГ, а также внутри защитного кожуха от оборудования, создающего при работе источники зажигания; снижении степени нагрева крышки, запорной арматуры, уплотнительных узлов, другого оборудования, расположенных в защитном кожухе до температур, исключающих возможность их разгерметизации при воздействии на кожух пожара; уменьшении затрат в установку путем исключения средств катодной защиты от опасного действия блуждающих токов из конструкции установки, уменьшении толщины стенок сосуда СУГ.

Указанный технический результат достигается тем, что в установке для хранения и распределения сжиженного углеводородного газа, содержащей резервуар сжиженного углеводородного газа, соединенный с ним люк и присоединенный к люку защитный кожух с размещенными внутри него крышкой люка, запорной арматурой, предохранительными клапанами и начальным участком трубопровода сжиженного углеводородного газа, присоединенным к запорной арматуре, согласно изобретению резервуар выполнен двустенным, состоящим из внутреннего сосуда и не сообщающегося с ним наружного сосуда, жестко связанных между собой соединительными элементами из диэлектрического материала, с межстенным пространством между ними, при этом один торец наружного сосуда снабжен патрубком для заполнения межстенного пространства инертным газом с присоединенной к нему трубкой, проведенной до противоположного торца наружного сосуда, патрубком с трехходовым краном для удаления воздуха, вытесняемого из межстенного пространства инертным газом, замыкающим каналом с краном для сообщения с межстенным пространством двустенного на отдельных своих участках трубопровода, патрубком с присоединенным к нему автоматическим двухпозиционным прибором с датчиком давления инертного газа, настроенным по своей первой позиции на срабатывание с возможностью постоянного автоматического контроля, сигнализации и отключения подачи сжиженного углеводородного газа во внутренний сосуд или из внутреннего сосуда сжиженного углеводородного газа при давлении P_p+ΔPвдоп

, где Р_р - расчетное давление, а ΔPвдоп- величина допустимого повышения давления за счет утечек сжиженного углеводородного газа в межстенное пространство при разгерметизации стенок внутреннего сосуда и стенок соединенных с ним внутренних трубопроводов, и настроенным по своей второй позиции на срабатывание с возможностью постоянного автоматического контроля, сигнализации и отключения подачи сжиженного углеводородного газа во внутренний сосуд или из внутреннего сосуда сжиженного углеводородного газа при давлении P_p-ΔPндоп, где Р_р - расчетное давление, а ΔPндоп- величина допустимого понижения давления за счет утечек инертного газа из межстенного пространства в окружающую среду при разгерметизации стенок наружного сосуда и стенок соединенных с ним наружных трубопроводов, патрубком с предохранительно-сбросным клапаном и присоединенной к нему сбросной трубой для удаления утечек сжиженного углеводородного газа при разгерметизации стенок внутреннего сосуда и повышения давления в межстенном пространстве выше P_p+ΔPвдоп на величину предельного повышения давления ΔP_пр, при этом межтрубное пространство двустенного на отдельных своих участках трубопровода выполнено из нескольких изолированных друг от друга секций, соединенных между собой замыкающими участками с отключающими кранами с возможностью образования общего межтрубного пространства, подключенного к межстенному пространству двустенного резервуара посредством замыкающего канала с отключающим краном с возможностью образования общего межстенного пространства резервуара и трубопровода, причем защитный кожух выполнен герметичным, а его обечайка одним торцом жестко и герметично соединена со стенкой наружного сосуда, а другим торцом разъемно и герметично посредством уплотнительной прокладки соединена с выпуклой в сторону наружного воздуха запирающейся крышкой, при этом на диаметрально противоположных наружных сторонах герметичного защитного кожуха установлены штуцер с краном для заполнения инертным газом внутреннего объема герметичного кожуха и штуцер с краном для удаления воздуха, вытесняемого инертным газом, при этом внутренний объем герметичного защитного кожуха посредством канала с отключающим краном присоединен к межстенному пространству двустенного резервуара с возможностью образования единого пространства, заполненного инертным газом, между внутренним объемом герметичного защитного кожуха и между общим межстенным пространством резервуара и трубопровода.

Резервуар может быть выполнен в виде цилиндра и установлен подземно с вертикальным или горизонтальным расположением, при этом обечайка защитного кожуха с размещенным внутри оборудованием по меньшей мере на одну треть своей высоты расположена подземно.

Защитный кожух с размещенным внутри оборудованием может быть расположен надземно.

Резервуар может иметь цилиндрическую форму и быть установлен надземно с вертикальным расположением.

Резервуар может быть расположен подземно.

Резервуар может иметь цилиндрическую форму и быть установлен надземно с горизонтальным расположением.

Резервуар может быть засыпан землей до отметки по меньшей мере одной трети высоты защитного кожуха.

Обечайка защитного кожуха своей наружной боковой поверхностью по всему периметру жестко и герметично соединена с перпендикулярной ему теплоизолированной стенкой.

Межстенное пространство заполнено негорючим теплоизоляционным материалом со сквозными во всех направлениях порами, заполненными инертным газом до величины расчетного избыточного давления Р_р с возможностью его свободного прохода во всем объеме межстенного пространства.

Наружная поверхность наружного сосуда покрыта негорючим теплоизоляционным материалом.

В качестве автоматического двухпозиционного прибора с датчиком давления инертного газа и с возможностью постоянного автоматического контроля и сигнализации установлен электроконтактный манометр.

Крышка разъемно и герметично присоединена к люку внутреннего сосуда сжиженного углеводородного газа посредством двустенного уплотнительного узла из двух уплотнительных прокладок различного диаметра, расположенных одна за другой в кольцевых пазах, выполненных в корпусе люка с образованием между ними кольцевой камеры люка, сообщающейся с межстенным пространством двустенного резервуара посредством канала в корпусе люка, один конец канала соединен с кольцевой камерой люка, а другой конец через герметично присоединенную к нему замыкающую трубку соединен с межстенным пространством двустенного резервуара, при этом замыкающая трубка герметично присоединена к каналу в объеме межстенного пространства двустенного резервуара, затем выведена через стенку наружного сосуда над его наружной поверхностью и через отключающий кран введена обратно в межстенное пространство двустенного резервуара.

Запорная арматура своим входным воротниковым фланцем высотой Н₃ разъемно и герметично соединена с крышкой люка внутреннего сосуда посредством двустенного уплотнительного узла из двух уплотнительных прокладок различного диаметра, расположенных одна за другой в кольцевых пазах с образованием между ними кольцевой камеры входного фланца запорной арматуры, сообщающейся с кольцевой камерой люка с помощью нескольких выполненных в корпусе крышки каналов, один конец которых соединен с кольцевой камерой входного воротникового фланца запорной арматуры, а их другой конец соединен с кольцевой камерой люка, а через нее и с межстенным пространством двустенного резервуара, при этом один из нескольких круглых каналов, соединяющих кольцевую камеру входного воротникового фланца запорной арматуры и межстенное пространство, сообщен с наружной поверхностью крышки посредством резьбового отверстия, герметизируемого с помощью резьбовой заглушки, для заполнения и продувки через него инертного газа.

Входной воротниковый фланец запорной арматуры, разъемно и герметично установленный на крышке внутреннего сосуда сжиженного углеводородного газа, выполнен двустенным, включающим внутреннюю и наружную стенки высотой Н₃, начиная от его уплотняемой поверхности до отметки, находящейся выше первого по ходу движения сжиженного углеводородного газа из резервуара седла, уплотняющего шаровой затвор, и сообщающимся с объемом кольцевой камеры двустенного воротникового фланца запорной арматуры с возможностью свободного прохода инертного газа или паров сжиженного углеводородного газа между ними, при этом межстенное цилиндрическое пространство двустенного входного воротникового фланца запорной арматуры в своей верхней части имеет сообщение с его наружной поверхностью посредством резьбового отверстия в наружной стенке, герметизируемого с помощью резьбовой заглушки.

Уплотнительные седла шарового затвора запорной арматуры на его входе и выходе, расположенные под произвольным углом друг к другу, оснащены пружинами, размещенными с противоположных сторон по отношению к уплотнительным седлам шарового затвора, герметично прижимающими уплотнительные седла к поверхности шарового затвора запорной арматуры в любой момент ее эксплуатации.

Уплотнительный сальный узел штока запорной арматуры выполнен двустенным и включающим две уплотнительные кольцевые прокладки, расположенные в кольцевых пазах с образованием между ними кольцевой камеры двустенного сальникового узла штока запорной арматуры, сообщающимся межстенным пространством входного воротникового фланца запорной арматуры посредством канала в корпусе запорной арматуры, один конец которого соединен с кольцевой камерой двустенного сальникового узла штока запорной арматуры, а другой конец которого соединен с межстенным цилиндрическим пространством двустенного входного воротникового фланца запорной арматуры.

Выходной фланец запорной арматуры повернут под произвольным углом по отношению к своему входному фланцу и параллельно к входному фланцу двустенного трубопровода.

Обечайка и крышка защитного герметичного кожуха выполнены из негорючего коррозионно-стойкого полимера и покрыты несгораемой изоляцией.

Обечайка и крышка защитного герметичного кожуха выполнены из металла, покрытого негорючим коррозионно-стойким полимером, и покрыты несгораемой изоляцией.

Стенки наружного сосуда и наружного трубопровода выполнены из полимерного ударопрочного антикоррозионного диэлектрического материала с гладкой наружной поверхностью и радиально оребренной внутренней поверхностью или из стали, покрытой сплошным герметичным слоем полимерного ударопрочного антикоррозионного диэлектрического материала с гладкой наружной поверхностью.

Стенки наружного сосуда и наружного трубопровода выполнены из металла, покрытого сплошным герметичным слоем полимерного ударопрочного антикоррозионного диэлектрического материала с гладкой наружной поверхностью.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен разрез установки для хранения и распределения СУГ, а на фиг.2 изображен более детальный разрез узла соединения и герметизации крышки с люком двустенного резервуара, а также расположенной на ней запорной арматуры.

Установка для хранения и распределения СУГ содержит двустенный резервуар 1 (см. фиг.1), выполненный как внутренний сосуд 2 с люком 3 в не сообщающемся с ним наружном сосуде 4, связанные между собой соединительными элементами 5 из диэлектрического материала, предотвращающими продольные и поперечные перемещения внутреннего 2 в наружном сосуде 4, для повышения продольной и поперечной прочности двустенного сосуда 1 и электрически изолирующие внутренний 2 от наружного 4 сосуда. При этом межстенное пространство 6 между внутренним и наружным сосудами 2 и 4 заполнено инертным газом 7 для исключения возможности коррозии и разгерметизации стенок внутреннего сосуда СУГ со стороны его наружной поверхности до величины расчетного избыточного давления Р_р или заполнено негорючим теплоизоляционным материалом 8 со сквозными во всех направлениях порами, заполненными инертным газом 7 до величины расчетного избыточного давления Р_р с возможностью его свободного прохода во всем объеме межстенного пространства 6. Наружный сосуд 4 в одной торцевой своей части имеет патрубок 9 для заполнения межстенного пространства инертным газом с присоединенной к нему трубкой 10, проведенной до другого противоположного торца для наиболее эффективного вытеснения воздуха, первоначально заполнявшего межстенное пространство 6; патрубок 11 с трехходовым краном 12 для удаления воздуха, вытесняемого инертным газом 7 в прямом направлении; замыкающий канал 13 с краном 14 для сообщения с межстенным пространством 15 двустенного подземного трубопровода 16; патрубок 17 с присоединенным к нему автоматическим по меньшей мере двухпозиционным прибором с датчиком давления инертного газа, настроенным по своей первой позиции 19 на срабатывание с возможностью постоянного автоматического контроля, сигнализации и отключения подачи СУГ на давление в размере P_p+ΔPвдоп

больше расчетного Р_р на величину его допустимого повышения ΔPвдоп за счет утечек СУГ в межстенное пространство 6 при разгерметизации стенок внутреннего сосуда 2 и своей второй позицией 20, настроенным на срабатывание с сигнализацией и отключением подачи СУГ из и наоборот во внутренний сосуд СУГ на давление в размере P_p-ΔPвдоп меньше расчетного Р_р на величину его допустимого понижения ΔPндоп за счет утечек инертного газа 7 из межстенного пространства 6 в окружающую среду при разгерметизации стенок наружного сосуда 4; промежуточное реле 21, включающее световой 22 и звуковой 23 сигнализаторы при повышении давления в связанном с реле 21 электроконтактном манометре 18 выше P_p+ΔPвдоп или ниже P_p-ΔPндоп и одновременно отключающий подачу СУГ из внутреннего сосуда 2 и внутреннего трубопровода 24 с помощью электромагнитных запорных клапанов 25, 26 и 27; патрубок 28 с предохранительно-сбросным клапаном 29 и присоединенной к нему сбросной трубой 30 для удаления утечек СУГ при разгерметизации стенок внутреннего сосуда 2 и повышения давления в межстенном пространстве 6 выше P_p+ΔPвдоп на величину предельного повышения ΔP_пр, принимаемую исходя из условия сохранения прочности стенок наружного сосуда 4. Двустенный трубопровод 16, расположенный выше уровня крышки 31 сосуда 2, соединен внутренним трубопроводом 24 с одного конца посредством электромагнитного запорного клапана 25 и запорной арматуры 32 через крышку 31, заборную трубку 33 и фильтр 34 с жидкой фазой 35 внутреннего сосуда 2, а с другого конца через запорную арматуру 36, электромагнитный клапан 27 и фильтр 37 присоединен к штуцеру 38 слива СУГ из автоцистерны. В своей средней части внутренний трубопровод 24 соединен с топливораздаточной линией 39 для раздачи СУГ через насос 40, электромагнитный клапан 26, запорную арматуру 41 и штуцер 42 топливораздачи, а также с краном 43 и байпасной линией 44, соединяющей внутренний трубопровод 24 с топливораздаточной линией 39. На участке внутреннего трубопровода 24 между топливораздаточной 39 и байпасной 44 линиями установлен отключающий кран 45. Межтрубное пространство 15 двустенного трубопровода 16 между внутренним 24 и наружным 46 трубопроводами состоит из нескольких отдельных изолированных друг от друга секций, соединенных между собой замыкающими участками 47 и 48 с отключающими кранами 49 и 50, подключенных к межстенному пространству 6 двустенного резервуара 1 с помощью замыкающего канала 13, оснащенного отключающим краном 14. Стенки наружного сосуда 4 и стенки наружного трубопровода 46 выполнены из полимерного ударопрочного антикоррозионного диэлектрического материала с гладкой наружной поверхностью, имеющей высокие антифрикционные свойства для снижения ее сцепления с промерзающей пучинистой наружной средой и имеющей радиальные ребра 51 со стороны внутренней поверхности для уменьшения толщины и материалоемкости стенок сосуда 4; из стали, покрытой с наружной стороны сплошным слоем из полимерного ударопрочного антикоррозионного диэлектрического материала с гладкой наружной поверхностью с высокими антифрикционными и антикоррозионными свойствами для снижения ее сцепления с промерзающей пучинистой наружной средой и предотвращения коррозии стальной стенки наружного сосуда 4. Крышка 31 разъемно и герметично присоединена к люку 3 сосуда 2 посредством болтов 52 и уплотнительного узла (см. фиг.2) из двух уплотнительных прокладок 53 и 54 различного диаметра, в плане расположенных одна за другой в кольцевых пазах 55 и 56 прямоугольного сечения, выполненных в корпусе люка с образованием между ними кольцевой камеры 57 люка 3, сообщающейся с межстенным пространством 6 двустенного резервуара 1 посредством канала 58 в корпусе люка 3, один конец которого соединен с кольцевой камерой 57 люка 3, а другой конец соединен через замыкающую трубку 59, оснащенную манометром 60 и краном 61, с межстенным пространством 6 двустенного резервуара 1 для обеспечения свободного прохода инертного газа 7 и возможных утечек СУГ между ними в прямом и обратном направлении. При этом замыкающая трубка 59 герметично присоединена к каналу 58 в объеме межстенного пространства 6 двустенного резервуара 1, затем выведена через стенку наружного сосуда 4 над его наружной поверхностью и через отключающий кран 61 для возможности разъединения межстенного пространства 6 двустенного резервуара 1 и межстенного пространства кольцевой камеры 57 люка 3 введена обратно в межстенное пространство 6 двустенного резервуара 1. Запорная арматура 32 своим входным воротниковым фланцем 62 высотой Н₃ разъемно и герметично соединена с крышкой 31 внутреннего сосуда 2 посредством болтов 63 и двустенного уплотнительного узла из двух уплотнительных прокладок 64 и 65 различного диаметра, в плане расположенных одна за другой в кольцевых пазах 66 и 67 прямоугольного сечения с образованием между ними кольцевой камеры 68 входного фланца 62 запорной арматуры 32, сообщающейся с камерой 57 люка 3 с помощью нескольких выполненных в корпусе крышки 31 круглых каналов 69 и 70, один конец которых соединен с кольцевой камерой 68, а другой конец соединен с кольцевой камерой 57 для обеспечения свободного прохода инертного газа 7 или паров СУГ в случае их утечки в прямом и обратном направлении между камерой 68 и камерой 57, а через нее и с межстенным пространством 6 двустенного резервуара 1. При этом один из нескольких круглых каналов 69 имеет сообщение с наружной поверхностью крышки 31 посредством канала 71 с резьбовым отверстием, через которое в начальный период эксплуатации осуществляется продувка и заполнение инертного газа 7 и которое после этого герметизируется с помощью резьбовой заглушки 72. При этом входной воротниковый фланец 62 запорной арматуры 32, разъемно и герметично установленный непосредственно на крышке 31 внутреннего сосуда 2, выполнен двустенным на расстоянии Н₃, начиная от его уплотняемой поверхности до отметки шарового затвора 73, находящейся выше первого седла 74, по ходу движения СУГ из резервуара 1, уплотняющего шаровой затвор 73 для возможности локализации утечек СУГ через стенку внутреннего воротникового фланца 75 в цилиндрическом межстенном пространстве 76, сообщающимся с объемом кольцевой камеры 68 входного воротникового фланца 62 запорной арматуры 32 с возможностью свободного прохода инертного газа или паров СУГ между ними. При этом выходной фланец 77 запорной арматуры 32 повернут под произвольным углом по отношению к своему входному фланцу 62 и параллельно к входному фланцу двустенного горизонтального трубопровода 16 с целью исключения сложного двустенного поворота на 90^o в конструкции этого двустенного горизонтального трубопровода 16. При этом межстенное кольцевое пространство 76 входного фланца 62 запорной арматуры 32 в своей верхней части имеет сообщение через стенку наружного воротникового фланца 78 с наружной поверхностью запорной арматуры 32 посредством канала 79 с резьбовым отверстием, через которое в начальный период эксплуатации осуществляется продувка и заполнение инертного газа 7 и которое после этого герметизируется с помощью резьбовой заглушки 80. При этом уплотнительные прокладки 74 и 81 шарового затвора 73 на его входе и выходе, расположенные под произвольным углом друг к другу, оснащены пружинами 82 и 83, размещенными с противоположных сторон по отношению к уплотнительным прокладкам 74 и 81 шарового затвора 73, герметично прижимающими уплотнительные прокладки 74 и 81 к поверхности шарового затвора 73 в любой момент эксплуатации. При этом уплотнительный сальниковый узел штока 84 запорной арматуры 32 выполнен двустенным и включающим две уплотнительные кольцевые прокладки 85 и 86, расположенные в кольцевых пазах 87 и 88 с образованием между ними кольцевой камеры 89 двустенного сальникового узла, сообщающейся с межстенным пространством 6 двустенного резервуара 1 с помощью круглого канала 90 в корпусе запорной арматуры 32 и соединенных с ним последовательно кольцевого цилиндрического пространства 76 запорной арматуры 32, кольцевой камеры 68, каналов 69 и 70, кольцевой камеры 57, канала 58 и замыкающей трубки 59. Защитный герметичный кожух 91 (см. фиг.1) с расположенными внутри него крышкой 31, а также всей запорной арматурой 32, предохранительными клапанами 92 и 29, датчиком 93 постоянного автоматического контроля утечек паров СУГ, датчиком 94 максимальной температуры и другими элементами 12, 25, 14, 18, обечайка 95 которого, покрытая теплоизоляцией 96, одним своим торцом жестко и герметично соединена со стенкой наружного сосуда 4, своей наружной боковой поверхностью по всему периметру жестко и герметично соединена с перпендикулярной ей стенкой 97, покрытой теплоизоляцией 98 с покровным слоем 99, а своим другим торцом разъемно и герметично посредством уплотнительной прокладки 100 соединена с выпуклой в сторону наружного воздуха запирающейся несгораемой крышкой 101, покрытой теплоизоляцией 102, толщина которой позволяет снизить степень нагрева оборудования, расположенного внутри герметичного теплоизолированного кожуха до температур, исключающих возможность его разгерметизации, последующего воспламенения или взрыва при воздействии на кожух 91 и его крышку 101 пламени пожара. В нижней части герметичного защитного кожуха 91 с его внутренней стороны установлен датчик 93 постоянного автоматического контроля утечек паров СУГ, а в верхней части с его наружной стороны установлен датчик 94 максимальной температуры, осуществляющие через промежуточное реле 21 при достижении концентрации паров СУГ величины, на порядок меньшей нижнего концентрационного предела взрывоопасной смеси газа или при достижении предельно-допустимой температуры нагрева окружающей среды, включение звукового 23 и светового 22 сигнализаторов и прекращение подачи сжиженного углеводородного газа в или наоборот из резервуара 2 и соединенных с ним трубопроводов 24 с помощью электромагнитных клапанов 25, 26 и 27. Внутри герметичного защитного кожуха 91 установлен предохранительно-сбросной клапан 92, осуществляющий при достижении здесь давления выше предельно-допустимой величины аварийный сброс паров СУГ через сбросную трубу 103 при их утечках от любого из находящихся здесь элемента. В нижней части герметичного защитного кожуха 91 с его наружной стороны установлен штуцер 104 с краном 105 для заполнения инертным газом 7 его внутреннего объема, а в верхней части кожуха 91 с диаметрально противоположной, наружной стороны установлен штуцер 106 с краном 107 для удаления воздуха, вытесняемого инертным газом 7, что исключает возможность образования взрывоопасных газовых смесей и позволяет использовать электрооборудование, установленное внутри герметичного кожуха 91 и способное генерировать источники зажигания, в обычном невзрывозащищенном исполнении. При этом трехходовой кран 12 для удаления воздуха и продувки инертного газа 7 из межстенного пространства 6 двустенного резервуара 1 расположен с наружной стороны защитного кожуха 91 и входной своей частью присоединен к патрубку 11, подключенному к межстенному пространству 6 двустенного резервуара 1, одной выходной своей частью через патрубок 108 подключен к окружающей среде с возможностью удаления воздуха и продувки инертного газа из межстенного пространства 6 двустенного резервуара 1, а другой выходной своей частью через патрубок 109 соединяет межстенное пространство 6 двустенного резервуара 1 с внутренним пространством герметичного кожуха 91 при одновременном разъединении с окружающей средой через патрубок 108.

Резервуарная установка для хранения и распределения СУГ работает следующим образом.

Заполнение внутреннего сосуда 2 двустенного резервуара 1 сжиженным газом осуществляется через трубопроводную систему, включающую открытые штуцер 38 слива СУГ из автоцистерны, фильтр 37, электромагнитный клапан 27, запорную арматуру 36, линию топливораздачи 39, насос 40, байпасную линию 44, клапан 43, внутренний трубопровод 24, электромагнитный клапан 25, запорную арматуру 32, заборную трубу 33, фильтр 34 при закрытых клапанах 26, 41 и 45.

Подача и распределение СУГ из внутреннего сосуда 2 потребителю осуществляется через ту же самую трубопроводную систему в порядке, обратном процессу заполнения, через открытые фильтр 34, заборную трубу 33, запорную арматуру 32, электромагнитный запорный клапан 25, внутренний трубопровод 24, клапан 45, топливораздаточную линию 39, насос 40, электромагнитный запорный клапан 26, запорную арматуру 41, штуцер топливораздачи 42 при закрытых клапанах 43, 27 и 36.

Заполнение межстенного пространства 6 двустенного сосуда 1 инертным газом 7 осуществляется под избыточным давлением из нижней его части через патрубок 9 и трубку 10 с одновременным вытеснением ранее заполнявшего межстенное пространство 6 воздуха и его удаления через патрубок и кран 12, расположенные в верхней части наружного сосуда 4 до момента, когда его концентрация в объеме инертного газа 7 на выходе из крана 12 уменьшается до допустимой, а избыточное давление достигает расчетной величины P_р. Одновременно с заполнением инертным газом 7 межстенного пространства 6 двустенного резервуара 1 осуществляется под избыточным давлением заполнение и продувка инертным газом 7 через резьбовое отверстие канала 79 межстенного пространства 76 запорно-регулирующей арматуры 32 и сообщающихся с ним кольцевой камеры 68 на крышке 31 внутреннего сосуда 2 кольцевой камеры 57, а через нее и межстенного пространства 6 двустенного резервуара с одновременным вытеснением воздуха и удалением его через патрубок 11 в верхней части наружного сосуда 4 до момента, когда его концентрация в объеме инертного газа 7 уменьшится до допустимой, а избыточное давление достигнет расчетной величины P_p.

Одновременно с заполнением инертным газом 7 межстенного пространства 6 двустенного резервуара 1 осуществляется под избыточным давлением заполнение и продувка инертным газом через отдельные штуцера межтрубного пространства 15 с одновременным вытеснением воздуха через замыкающие участки 48 и 47 при открытых кранах 49 и 50, а также через обводной канал 13 при открытом кране 14 в межстенное пространство 6 двустенного резервуара 1 и последующим его удалением через патрубок 11 в верхней части наружного сосуда 4, пока его концентрация в объеме инертного газа не уменьшится до допустимой, а избыточное давление не достигнет расчетной величины P_p.

После заполнения инертным газом 7 межстенного 6 и межтрубного 15 пространства и герметичного перекрытия посредством уплотнительной прокладки 100 защитного кожуха 91 через патрубок 104 и кран 105 осуществляется заполнение инертным газом 7 внутреннего пространства защитного кожуха 91 с одновременным вытеснением воздуха, ранее заполнявшего это пространство, и последующим его удалением через патрубок 106 и кран 107 в верхней части герметичного кожуха 91 до момента, когда его концентрация в объеме инертного газа уменьшится до допустимой, а избыточное давление достигнет расчетной величины P_р. Затем закрываются краны 105 и 107, а трехходовой кран 12 переключается в положение, когда межстенное пространство 6 через патрубок 11 и патрубок 109 соединяется с внутренним пространством герметичного кожуха 91 и разъединяется с окружающей средой.

При снижении давления инертного газа 7 в межстенном пространстве 6, межтрубном пространстве 15 или внутри герметичного кожуха 91 и открытых кранах 50, 49, 61 и 14 и трехходовом кране 12, переключенном в положение, когда межстенное пространство 6 через патрубок 11 и патрубок 109 соединяется с внутренним пространством герметичного кожуха 91, до нижней предельной величины P_p-ΔPндоп

или его увеличении выше верхней предельно-допустимой величины P_p+ΔPвдоп срабатывает двухпозиционный электроконтактный манометр 18, включая через промежуточное реле 21 световой 22 и звуковой 23 сигнализаторы и одновременно отключая заполнение или опорожнение внутреннего резервуара 2 и внутреннего трубопровода 24 с помощью электромагнитных запорных клапанов 25, 26 и 27. Если давление в межстенном пространстве 6 или связанном с ним межтрубном пространстве 15 продолжает быстро увеличиваться сверх величины P_p+ΔPвдоп и достигает максимально допустимого давления, превышающего значение P_p+ΔPвдоп на величину ΔP_пр, принимаемую из условия сохранения прочности и целостности стенок наружного сосуда 4, осуществляется срабатывание предохранительно-сбросного клапана 29 и аварийный сброс паров СУГ через сбросную трубу 30 в атмосферу и рассеивание их в окружающей среде.

После автоматического перекрытия подачи СУГ из внутреннего сосуда 2 и внутреннего трубопровода 24 или во внутренний сосуд 2 и внутренний трубопровод 24 с помощью электромагнитных клапанов 25, 26 и 27, связанного с изменением давления инертного газа в межстенном пространстве 6 и 15 и внутри кожуха 91 сверхдопустимых величин, осуществляют ручное перекрытие подачи СУГ с помощью запорной арматуры 32, 41 и 36. Затем с целью выявления разгерметизированного участка перекрывают краны 14, 50, 49 и 61 на замыкающих участках 12, 13, 48, 47 и 59, разъединяя общее межстенное пространство резервуарной установки на несколько не сообщающихся между собой участков, после чего по показывающим манометрам, установленным на каждом из этих участков, например по манометру 60 (см. фиг. 2) выявляют повышение или понижение давления инертного газа сверхдопустимых значений P_p+ΔPвдоп

и P_p-ΔPндоп на одном или нескольких из них, выявляя таким образом утечку и разгерметизацию на конкретном неисправном участке.

При повышении или понижении давления сверхдопустимых значений P_p+ΔPвдоп

и P_p-ΔPндоп на неисправном участке, имеющем наиболее склонные к разгерметизации разъемные соединения, уплотняемые с помощью прокладок 65, 64, 53, 54, осуществляют подтяжку всех групп болтов 52 и 63, и если повышение давления прекращается, аварийный останов завершают, открывая краны 14, 50, 49 и 61 на замыкающих участках 13, 48, 47 и 59, вновь соединяя межстенные и межтрубные пространства 6, 15, 69, 70, 68, 76, 57, 58, 90 отдельных участков в единое межстенное пространство резервуарной установки. Если давление на одном из участков продолжает повышаться сверх P_p+ΔPвдоп или понижаться ниже P_p-ΔPндоп, осуществляют полное удаление СУГ из внутреннего сосуда 2, после чего выявляют и устраняют неисправность согласно инструкции по ремонту двустенной резервуарной установки.

В случае разгерметизации и утечек паров СУГ от любого элемента, расположенного внутри герметичного защитного кожуха 91, и достижении концентрации паров СУГ величины на порядок, меньшей нижнего концентрационного предела взрывоопасной смеси газа, датчик 93 постоянного автоматического контроля концентрации газа осуществляет через промежуточное реле 21 включение звукового 23 и светового 22 сигнализаторов и одновременное прекращение подачи СУГ из внутренних резервуара 2 и трубопровода 24 с помощью электромагнитных запорных клапанов 25, 26 и 27, после чего открывается крышка 101 кожуха 91, вручную перекрывается подача СУГ с помощью запорно-регулирующей арматуры 32, 41, 36 и осуществляется выявление и устранение утечек газа путем подтягивания и дополнительного уплотнения разъемных соединений. Если это не устранит неисправность, то производится полный слив СУГ из внутреннего сосуда 2 и осуществляется устранение утечек от разгерметизированных элементов согласно инструкции по ремонту резервуарной установки.

В случаях разгерметизации и значительных утечек СУГ от элементов резервуара, находящихся в кожухе 91, одновременно с увеличением концентрации газа и, как следствие, срабатыванием датчика 93, а также светового 22 и звукового 23 сигнализаторов, закрытием электромагнитных клапанов 25, 26, 27 происходит быстрое увеличение давления внутри кожуха 91 сверх величины P_p+ΔPвдоп

и достигает максимально допустимого давления, превышающего значение P_p+ΔPвдоп на величину ΔP_пр, принимаемую из условия сохранения прочности и целостности стенок защитного герметичного кожуха 91, осуществляется автоматическое открытие предохранительно-сбросного клапана 94, полностью находящегося внутри кожуха 91, дальнейший сброс паров СУГ через сбросную трубу 103 и рассеивание газа в окружающей среде до предельно-допустимых концентраций.

При воздействии на резервуар 1, кожух 91 и его крышку 101 пожара и повышение температуры окружающей среды до предельно-допустимой величины срабатывает датчик 94 максимальной температуры, осуществляющий через промежуточное реле 21 включение звукового 23 и светового 22 сигнализаторов и прекращение подачи сжиженного углеводородного газа из резервуара 2 и соединенных с ним трубопроводов 24 с помощью электромагнитных клапанов 25, 26 и 27.

Использование предлагаемых двустенных установок для хранения и распределения СУГ на газонаполнительных и автогазозаправочных станциях и пунктах, расположенных в районах как с обычными, так и с особыми природными условиями: высокая коррозионная агрессивность наружной среды при наличии в ней промерзания, пучинистых явлений и блуждающих токов, позволяет значительно повысить их пожаро-, взрыво- и экологическую безопасность при минимальных затратах для их сооружения.

Установка для хранения и распределения сжиженного углеводородного газа (СУГ) содержит двустенный резервуар, люк, защитный кожух с размещенными внутри него крышкой люка, запорной арматурой, предохранительными клапанами и начальным участком трубопровода. Межстенное пространство сосуда заполнено инертным газом. К межстенному пространству и герметичному кожуху подключены приборы постоянного автоматического контроля верхнего и нижнего пределов давления инертного газа. Межтрубное пространство двустенного на отдельных своих участках трубопровода выполнено из нескольких изолированных друг от друга секций. Секции соединены между собой замыкающими участками с отключающими кранами; внутренний объем герметичного защитного кожуха посредством канала с отключающим краном присоединен к межстенному пространству двустенного резервуара с возможностью образования единого пространства, заполненного инертным газом, между внутренним объемом герметичного защитного кожуха и между общим межстенным пространством резервуара и трубопровода. Использование изобретения позволит повысить безопасность установки, локализовать утечки СУГ при разгерметизации. 22 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка для хранения и распределения сжиженного углеводородного газа, содержащая резервуар сжиженного углеводородного газа, соединенный с ним люк и присоединенный к люку защитный кожух с размещенными внутри него крышкой люка, запорной арматурой, предохранительными клапанами и начальным участком трубопровода сжиженного углеводородного газа, присоединенным к запорной арматуре, отличающаяся тем, что резервуар выполнен двустенным, состоящим из внутреннего сосуда и не сообщающегося с ним наружного сосуда, жестко связанных между собой соединительными элементами из диэлектрического материала с межстенным пространством между ними, при этом один торец наружного сосуда снабжен патрубком для заполнения межстенного пространства инертным газом с присоединенной к нему трубкой, проведенной до противоположного торца наружного сосуда, патрубком с трехходовым краном для удаления воздуха, вытесняемого из межстенного пространства инертным газом, замыкающим каналом с краном для сообщения с межстенным пространством двустенного на отдельных своих участках трубопровода, патрубком с присоединенным к нему автоматическим двухпозиционным прибором с датчиком давления инертного газа, настроенным по своей первой позиции на срабатывание с возможностью постоянного автоматического контроля, сигнализации и отключения подачи сжиженного углеводородного газа во внутренний сосуд или из внутреннего сосуда сжиженного углеводородного газа при давлении P_p+ΔPвдоп

, где Р_р - расчетное давление, a ΔPвдоп - величина допустимого повышения давления за счет утечек сжиженного углеводородного газа в межстенное пространство при разгерметизации стенок внутреннего сосуда и стенок соединенных с ним внутренних трубопроводов, и настроенным по своей второй позиции на срабатывание с возможностью постоянного автоматического контроля, сигнализации и отключения подачи сжиженного углеводородного газа во внутренний сосуд или из внутреннего сосуда сжиженного углеводородного газа при давлении P_p-ΔPндоп, где Р_р - расчетное давление, а ΔPндоп - величина допустимого понижения давления за счет утечек инертного газа из межстенногопространства в окружающую среду при разгерметизации стенок наружного сосуда и стенок соединенных с ним наружных трубопроводов, патрубком с предохранительно-сбросным клапаном и присоединенной к нему сбросной трубой для удаления утечек сжиженного углеводородного газа при разгерметизации стенок внутреннего сосуда и повышения давления в межстенном пространстве выше P_p+ΔPвдоп на величину предельного повышения давления ΔP_пр, при этом межтрубное пространство двустенного на отдельных своих участках трубопровода выполнено из нескольких изолированных друг от друга секций, соединенных между собой замыкающими участками с отключающими кранами с возможностью образования общего межтрубного пространства, подключенного к межстенному пространству двустенного резервуара посредством замыкающего канала с отключающим краном с возможностью образования общего межстенного пространства резервуара и трубопровода, причем защитный кожух выполнен герметичным, а его обечайка одним торцом жестко и герметично соединена со стенкой наружного сосуда, а другим торцом разъемно и герметично посредством уплотнительной прокладки соединена с выпуклой в сторону наружного воздуха запирающейся крышкой, при этом на диаметрально противоположных наружных сторонах герметичного защитного кожуха установлены штуцер с краном для заполнения инертным газом внутреннего объема герметичного кожуха и штуцер с краном для удаления воздуха, вытесняемого инертным газом, при этом внутренний объем герметичного защитного кожуха посредством канала с отключающим краном присоединен к межстенному пространству двустенного резервуара с возможностью образования единого пространства, заполненного инертным газом, между внутренним объемом герметичного защитного кожуха и между общим межстенным пространством резервуара и трубопровода. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что резервуар выполнен в виде цилиндра и установлен подземно с вертикальным или горизонтальным расположением, при этом обечайка защитного кожуха с размещенным внутри оборудованием по меньшей мере на одну треть своей высоты расположена подземно. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что защитный кожух с размещенным внутри оборудованием расположен надземно. 4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что резервуар расположен подземно. 5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что резервуар имеет цилиндрическую форму и установлен надземно с вертикальным расположением. 6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что резервуар имеет цилиндрическую форму и установлен надземно с горизонтальным расположением. 7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что резервуар расположен надземно. 8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что резервуар засыпан землей до отметки по меньшей мере одной трети высоты защитного кожуха. 9. Установка по пп.1, 5-8, отличающаяся тем, что защитный кожух расположен надземно. 10. Установка по пп.1, 6, 8 и 9, отличающаяся тем, что обечайка защитного кожуха своей наружной боковой поверхностью по всему периметру жестко и герметично соединена с перпендикулярной ему теплоизолированной стенкой. 11. Установка по пп. 1, 5-7, отличающаяся тем, что межстенное пространство заполнено негорючим теплоизоляционным материалом со сквозными во всех направлениях порами, заполненными инертным газом до величины расчетного избыточного давления Рр с возможностью его свободного прохода во всем объеме межстенного пространства. 12. Установка по пп.1, 5-7, отличающаяся тем, что наружная поверхность наружного сосуда покрыта негорючим теплоизоляционным материалом. 13. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве автоматического двухпозиционного прибора с датчиком давления инертного газа и с возможностью постоянного автоматического контроля и сигнализации установлен электроконтактный манометр. 14. Установка по п.1, отличающаяся тем, что крышка разъемно и герметично присоединена к люку внутреннего сосуда сжиженного углеводородного газа посредством двустенного уплотнительного узла из двух уплотнительных прокладок различного диаметра, расположенных одна за другой в кольцевых пазах, выполненных в корпусе люка с образованием между ними кольцевой камеры люка, сообщающейся с межстенным пространством двустенного резервуара посредством канала в корпусе люка, один конец канала соединен с кольцевой камерой люка, а другой конец через герметично присоединенную к нему замыкающую трубку соединен с межстенным пространством двустенного резервуара, при этом замыкающая трубка герметично присоединена к каналу в объеме межстенного пространства двустенного резервуара, затем выведена через стенку наружного сосуда над его наружной поверхностью и через отключающий кран и введена обратно в межстенное пространство двустенного резервуара. 15. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что запорная арматура своим входным воротниковым фланцем высотой Н₃ разъемно и герметично соединена с крышкой люка внутреннего сосуда посредством двустенного уплотнительного узла из двух уплотнительных прокладок различного диаметра, расположенных одна за другой в кольцевых пазах с образованием между ними кольцевой камеры входного фланца запорной арматуры, сообщающейся с кольцевой камерой люка с помощью нескольких выполненных в корпусе крышки каналов, один конец которых соединен с кольцевой камерой входного воротникового фланца запорной арматуры, а их другой конец соединен с кольцевой камерой люка, а через нее и с межстенным пространством двустенного резервуара, при этом один из нескольких круглых каналов, соединяющих кольцевую камеру входного воротникового фланца запорной арматуры и межстенное пространство, сообщен с наружной поверхностью крышки посредством резьбового отверстия, герметизируемого с помощью резьбовой заглушки, для заполнения и продувки через него инертного газа. 16. Установка по пп.1 и 15, отличающаяся тем, что входной воротниковый фланец запорной арматуры, разъемно и герметично установленный на крышке внутреннего сосуда сжиженного углеводородного газа, выполнен двустенным, включающим внутреннюю и наружную стенки высотой Н₃, начиная от его уплотняемой поверхности до отметки, находящейся выше первого по ходу движения сжиженного углеводородного газа из резервуара седла, уплотняющего шаровой затвор, и сообщающимся с объемом кольцевой камеры двустенного воротникового фланца запорной арматуры с возможностью свободного прохода инертного газа или паров сжиженного углеводородного газа между ними, при этом межстенное цилиндрическое пространство двустенного входного воротникового фланца запорной арматуры в своей верхней части имеет сообщение с его наружной поверхностью посредством резьбового отверстия в наружной стенке, герметизируемого с помощью резьбовой заглушки. 17. Установка по п.1, отличающаяся тем, что уплотнительные седла шарового затвора запорной арматуры на его входе и выходе, расположенные под произвольным углом друг к другу, оснащены пружинами, размещенными с противоположных сторон по отношению к уплотнительным седлам шарового затвора, герметично прижимающими уплотнительные седла к поверхности шарового затвора запорной арматуры в любой момент ее эксплуатации. 18. Установка по пп.1 и 15, отличающаяся тем, что уплотнительный сальниковый узел штока запорной арматуры выполнен двустенным и включающим две уплотнительные кольцевые прокладки, расположенные в кольцевых пазах с образованием между ними кольцевой камеры двустенного сальникового узла штока запорной арматуры, сообщающимся межстенным пространством входного воротникового фланца запорной арматуры посредством канала в корпусе запорной арматуры, один конец которого соединен с кольцевой камерой двустенного сальникового узла штока запорной арматуры, а другой конец соединен с межстенным цилиндрическим пространством двустенного входного воротникового фланца запорной арматуры. 19. Установка по пп.1 и 15, отличающаяся тем, что выходной фланец запорной арматуры повернут под произвольным углом по отношению к своему входному фланцу и параллельно к входному фланцу двустенного трубопровода. 20. Установка по п.1, отличающаяся тем, что обечайка и крышка защитного герметичного кожуха выполнены из негорючего коррозионно-стойкого полимера и покрыты несгораемой изоляцией. 21. Установка по п.1, отличающаяся тем, что обечайка и крышка защитного герметичного кожуха выполнены из металла, покрытого негорючим коррозионно-стойким полимером, и покрыты несгораемой изоляцией. 22. Установка по п.1, отличающаяся тем, что стенки наружного сосуда и наружного трубопровода выполнены из полимерного ударопрочного антикоррозионного диэлектрического материала с гладкой наружной поверхностью и радиально оребренной внутренней поверхностью или из стали, покрытой сплошным герметичным слоем полимерного ударопрочного антикоррозионного диэлектрического материала с гладкой наружной поверхностью. 23. Установка по п.1, отличающаяся тем, что стенки наружного сосуда и наружного трубопровода выполнены из металла, покрытого сплошным герметичным слоем полимерного ударопрочного антикоррозионного диэлектрического материала с гладкой наружной поверхностью.