РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 2002 года по МПК A62C35/02 

Предлагаемое изобретение относится к большим контейнерам, в частности к металлическим вертикальным резервуарам, и может быть использовано в стационарных хранилищах (складах), предназначенных для хранения легковоспламеняющихся жидкостей.

Из практики известно, что металлический вертикальный резервуар для хранения нефтепродуктов и легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), содержащий цилиндрическую вертикальную обечайку, днище, герметично соединенное с обечайкой, крышу (плавающую крышу), устанавливаемую на обечайку, имеющий штатную стационарную систему пенного тушения, является низконадежным и при возгорании в резервуаре происходит обрушение крыши с образованием внутри глухих карманов, куда затруднена подача пены или других средств тушения /1 - Фарамазов С. А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация. - М. - Химия, - 1978. - С.105./.

Известен металлический вертикальный резервуар для хранения ЛВЖ, содержащий цилиндрическую вертикальную обечайку, днище, герметично соединенное с обечайкой и узел подвода огнегасящего состава (например, пены) для целей пожаротушения, выполненный в виде вертикального трубопровода (стояка) с наружной стороны резервуара, установленного с возможностью перемещения вдоль обечайки на заданную высоту. Трубопровод имеет распылительные головки в верхней части, а в нижней части резервуара имеется патрубок подвода воздуха /2 - авт. св. СССР 1553145, кл. 5 А 62 С 2/00, 1988/. Такое устройство резервуара позволяет покрывать огнегасящим составом часть зеркала (свободной поверхности) горящей ЛВЖ - вблизи места подвода огнегасящего состава. При развитии пожара в резервуарах имеют место случаи повреждений стенки резервуара и (или) срыв крыши резервуара /3 - Никитин Ю.Н., Замараев С.П. Тушение пожаров нефтепродуктов в резервуарах подачей пены снизу через слой горючего// Нефтяное хозяйство. - 10. - 1992. С.37/. Традиционные стационарные системы тушения пожара для резервуаров с креплением пеногенераторов на верхнем поясе или на крыше и подачей пены сверху являются неэффективными и низконадежными, поскольку в этом случае происходит разрушение самой системы тушения и нарушение подачи огнегасящего состава к зеркалу ЛВЖ.

Известен также металлический вертикальный резервуар, содержащий узел подвода огнегасящего состава, выполненный в виде дугообразных трубопроводов, установленных на верхней наружной части обечайки резервуара, патрубки подачи огнегасящего состава которых направлены на поверхность ЛВЖ вовнутрь резервуара /4 - Патент Великобритании 1459856, кл. 2 А 62 С 35/54, 1976/. В этом резервуаре реализуется возможность доставки огнегасящего состава на всю поверхность зеркала ЛВЖ во время пожара, но в случае повреждения стенки резервуара и (или) срыва крыши резервуара повреждаются дугообразные трубопроводы подачи огнегасящего состава /5 - Кацуяма Е. Применение галогенизированных огнетушащих средств.// ЮКИ ГОСЭЙ КАГАКУ КЕКАЙСЦ. - Токио. - 1982. - 3. - С. 234-237. - Яп./, а огнегасительная способность пены теряется при подаче ее через зону высоких температур, образующихся у пеносливной камеры /6 - Баратов А.Н., Иванов Е.И. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. - М. - Химия. - 1971. - с.273/, что снижает надежность резервуара в целом.

Таким образом, из анализа известных конструкций резервуаров можно сделать вывод, что установка средства доставки должна производиться вне зон возможных повреждений резервуара.

Задачей, стоящей перед авторами, было разработать такую конструкцию резервуара, которая позволяла за минимальное возможное время погасить очаг возгорания ЛВЖ в резервуаре с использованием известных пенообразующих составов на основе современных пленкообразующих пенообразователей, которые будут подаваться к зеркалу ЛВЖ сквозь слой хранимой жидкости. Перспективные марки пенных огнегасящих составов, включающие в свой состав фторированные поверхностно-активные вещества, обладают сильной нефтеотталкивающей способностью и, следовательно, инертны по отношению к углеводородным топливам и не загрязняются нефтепродуктом после прохождения сквозь ЛВЖ (например, пенообразователи, образующие пену низкой кратности и отвечающие требованиям ГОСТ Р 50588-93 /7 - ГОСТ Р 50588-93. Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний./: фторсинтетический пленкообразующий пенообразователь Light Water AFFF FC-206AF или аналогичные "Шлем", "Подслойный", "Форэтол", "Универсальный" и т.п. /8 - Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках. - М. - 1999. - С. 39. /). Единственным требованием к физическим свойствам пленкообразующих пенообразователей при подаче под слой горящего нефтепродукта является требование наличия достаточной скорости прохождения через слой продукта и создание стойкой защитной пленки на всей поверхности /9 - Баратов А.Н., Иванов Е.Н. Пожаротушение на предприятиях химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. - М. - Химия. 1971. - С. 60/.

При просмотре научно-технической литературы и источников патентной информации был выявлен металлический вертикальный резервуар, содержащий узел подслойного подвода огнегасящего состава, использующий штатную сливноналивную трубу резервуара, которая врезана в нижнюю часть обечайки резервуара на высоте 0,5. ..1,0 м от уровня днища и имеет срез, направленный к центру днища резервуара /10 - Шароварников А.Ф., Коловатов В.П., Грашичев Н.К., Ефимов А.А., Воевода С.С., Фархутдинов Р.И. Разработка и испытание отечественного варианта подслойного способа тушения пожаров нефтепродуктов в резервуарах низкократной пеной. Перспектива разработки и освоение подслойного способа тушения пожаров нефтей и нефтепродуктов в резервуарных парках. Н.-т. инф. сб. Транспорт и хранение нефтепродуктов. - М. - ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ. - Вып. 4. - 1991. - С. 17-19/. Недостаток этого резервуара - низкая надежность при воспламенении хранимой ЛВЖ из-за возможного при этом наличия зон зеркала ЛВЖ без огнегасящего состава из-за однонаправленности движения огнегасящего состава, обусловленного конструкцией сливно-наливной трубы (срез трубы направлен к днищу резервуара).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является вертикальный резервуар, содержащий цилиндрическую вертикальную обечайку, днище, герметично соединенное с обечайкой, крышу, опирающуюся на обечайку, узел подвода огнегасящего состава пожаротушения, выполненный в виде распределителя, центрально расположенного на днище резервуара, с выпускными трубами, направленными радиально к обечайке резервуара /11 - Патент Австралии AU-61666/94, кл. 5 А 62 С 5/00, 1997 - прототип/. Недостаток данного резервуара - низкая надежность при воспламенении хранимой ЛВЖ из-за неравномерного распределение огнегасящего состава по площади ЛВЖ, находящейся в резервуаре, так как потоки огнегасящего состава не покрывают всей площади зеркала ЛВЖ из-за конструкции радиальных выпускных труб.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение надежности эксплуатации резервуара за счет создания условий одновременного равномерного распределения огнегасящего состава по всему зеркалу ЛВЖ.

Технический результат достигается тем, что в известном вертикальном резервуаре для ЛВЖ, содержащем цилиндрическую вертикальную обечайку с крышей, устанавливаемой на обечайку, днище, герметично соединенное с обечайкой, и размещенный внутри резервуара над днищем узел подвода огнегасящего состава, согласно предлагаемому изобретению узел подвода огнегасящего состава выполнен в виде плоской полой спирали с равноудаленными друг от друга витками и с соплами в верхней части поверхности спирали, при этом количество витков n спирали и расстояние А между соплами m определяются по следующим зависимостям:

A=2•r_п,

где n - количество витков спирали;
D - внутренний диаметр обечайки резервуара, м;
А - расстояние между витками спирали, м;
r_п - радиус пятна огнегасящего состава на зеркале ЛВЖ, возникающего от подачи огнегасящего состава через одно сопло (получен экспериментально для конкретной марки ЛВЖ: для автобензина Аи-80 r_п=0,5 м, для дизельного топлива марки Л r_п=0,6 м);
i - текущий номер витка (отсчет от центра резервуара);
m - количество сопел на спирали.

На фиг.1 представлен резервуар для ЛВЖ (в разрезе);
на фиг.2 - узел подвода огнегасящего состава.

Заявляемый резервуар для ЛВЖ состоит из вертикальной цилиндрической обечайки 1, днища 2, герметично соединенного с обечайкой, крыши 3, установленной на обечайку, наливной трубы 4, узла подвода огнегасящего состава 5, выполненного в виде плоской полой спирали с равноудаленными витками на расстоянии А, а спираль расположена над днищем 2 резервуара, причем один конец спирали выходит из резервуара для подключения к источнику огнегасящего состава через кран 6, а другой конец заглушен. Плоская спираль 5 имеет сопла 7, расположенные на верхней части спирали на расстоянии А друг от друга; при этом с целью максимально возможного покрытия зеркала ЛВЖ слоем огнегасящего состава крайний виток спирали удален от обечайки на расстояние r_п, где r_п - радиус окружности пятна на зеркале ЛВЖ, возникающей от подачи огнегасящего состава через одно сопло (экспериментально полученный радиус пятна на зеркале ЛВЖ огнегасящего состава для широкоприменяемого состава "Послойный", образующийся от работы одного сопла, составляет: для автомобильных бензинов r_ц= 0,5 м, для дизельного топлива марки Л r_п=0,6 м).

Резервуар эксплуатируется следующим способом:
в обычной ситуации ЛВЖ хранится в резервуаре длительное время без каких-либо особенностей по сравнению с обычными резервуарами;
в случае возгорания ЛВЖ срабатывает система пожаротушения и огнегасящий состав поступает под давлением подачи состава через наливную трубу 4 в узел 5 подвода огнегасящего состава вовнутрь резервуара через кран 6 и заполняет спираль 5, из которой состав поступает в на поверхность хранимой ЛВЖ через сопла 7. Далее состав постепенно диффундирует (рассеивается) в объеме жидкости и уже на расстоянии 0,75 м от спирали наблюдается перекрытие струй огнегасящего состава, а при приближении к зеркалу ЛВЖ образуется сплошная однородная вспененная масса, равномерно распределенная по зеркалу.

Авторами были проведены сравнительные испытания заявляемого резервуара и резервуара с штатной системой пожаротушения. Результаты испытаний приведены в таблице.

Испытания проводились на резервуаре вертикальном стальном цилиндрическом РВС-100 с номинальной вместимостью 100 м³ /11 - Шишкин Г.В. Справочник по проектированию нефтебаз. - Л.: Недра. - 1978. - С. 138/.

Как видно из результатов испытаний предлагаемый резервуар более надежен, т. к. снижается время тушения горящей ЛВЖ в 1,5 раза за счет увеличения интенсивности подачи огнегасящего состава на поверхность зеркала и создания однородно вспененной массы.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ, ПРИНЯТЫЕ ВО ВНИМАНИЕ
1. Фарамазов С.А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация. - М. - Химия. - 1978. - С.105.

2. Авторское свидетельство СССР 1553145, кл. 5 А 62 С 2/00, 1990.

3. Никитин Ю.Н., Замараев С.П. Тушение пожаров нефтепродуктов в резервуарах подачей пены снизу через слой горючего// Нефтяное хозяйство. - 10. - 1992. С.37.

4. Патент Великобритании 1459856, кл. 2 А 62 С 335/54, 1976.

5. Кацуяма Е. Применение галогенизированных огнетушащих средств.// ЮКИ ГОСЭЙ КАГАКУ КЕКАЙСЦ. - Токио. - 1982. - 3. - С. 234-237. - Яп.

6. Баратов А.П., Иванов Е.И. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. - М.- Химия. - 1971. - С.273.

7. ГОСТ Р 50588-93. Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний.

8. Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках. Утв. начальником ГУ ГПС МВД России 12.12.1999г. - М.: ГУ ПС-ВНИИ ПО-МИПБ. - 1999. - С.39.

9. Баратов А.Н., Иванов Е.Н. Пожаротушение на предприятиях химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. М. - Химия. 1971. - С.60.

10. Шароварников А.Ф., Коловатов В.П., Грашичев Н.К., Ефимов А.А., Воевода С.С., Фархутдинов Р.И. Разработка и испытание отечественного варианта подслойного способа тушения пожаров нефтепродуктов в резервуарах низкократной пеной. /Перспектива разработки и освоение подслойного способа тушения пожаров нефтей и нефтепродуктов в резервуарных парках.// Н.-т. инф. сб. Транспорт и хранение нефтепродуктов. - М. - ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ. - Вып. 4. - 1991. - С. 17.

11. Патент Австралии АU-B-61666/94, кл. 5 А 62 С 005/00, 1997 - прототип.

12. Шишкин Г. В. Справочник по проектированию нефтебаз. - Л.: Недра. - 1978. - С. 138.1

Резервуар для легковоспламеняющихся жидкостей для повышения надежности в эксплуатации содержит узел подвала огнегасящего состава, выполненный в виде плоской полой спирали с равноудаленными друг от друга витками и с соплами в верхней части поверхности спирали. 2 ил., 1 табл.

Вертикальный резервуар для легковоспламеняющихся жидкостей, содержащий цилиндрическую вертикальную обечайку с крышей, устанавливаемой на обечайку, днище, герметично соединенное с обечайкой, и размещенный внутри резервуара над днищем узел подвода огнегасящего состава, отличающийся тем, что узел подвода огнегасящего состава выполнен в виде плоской полой спирали с равноудаленными друг от друга витками и с соплами в верхней части поверхности спирали, при этом количество витков n спирали и расстояние А между соплами m определяются по следующим зависимостям:

А=2•r_n

где n - количество витков спирали, шт.;
D - внутренний диаметр обечайки резервуара, м;
А - расстояние между витками спирали, м;
r_n - радиус пятна огнегасящего состава на зеркале ЛВЖ, возникающего от подачи огнегасящего состава через одно сопло (получен экспериментально для конкретной марки ЛВЖ: для автобензина Аи-80 r_n=0,5 м, для дизельного топлива марки Л r_n=0,6 м);
i - текущий номер витка (отсчет от центра резервуара);
m - количество сопел на спирали, шт.