Способ создания взрывобезопасной газовой среды в грузовом танке судна Советский патент 1989 года по МПК B63B57/04 

Изобретение относится к судостроению, в частности к способу создания взрыво- безопасной газовой среды в грузовом танке судна.

Цель изобретения - повышение взрыво- безопасности и расширение области применения.

На чертеже схематично изображена схема реализации способа создания взрыво- безопасной среды в грузовом танке судна.

Грузовой танк 1 оборудован поплавковым уровнемером 2, датчиками 3 контроля содержания кислорода (Ог) и паров углеводородов ПУ (груза), газовыпускным устройством 4, а также содержит блок 5 управления подготовкой и подачей газа и систб му инертизации азотом (СИЛ), включаюш,ую блоки 6 и 7 получения - хранения и охлаждения газа, клапан 8 управления подачей газа, отростки 9 и 10 подачи газа в танк, клапан 11. Груз в танк 1 подается по трубопроводу 12 с клапаном 13 грузовой системы.

Реализация способа представлена на примере танкера, оборудованного системой инертизации азотом танков для перевозки керосина (Т-1). Выбор примера характерен тем, что проблема снижения затрат газа и времени на инертизацию особенно остро возникает при инертизации дорогостоящим азотом. Кроме того, в данной системе не требуется установка дополнительного дорогостоящего охлаждающего оборудования. Газ в системе сохраняется в баллонах под давлением около 20 МПа (200 кг/см ), а в танки подается с давлением около 0,1 МПа. Снижение давления газа сопровождается естественным физическим поцессом его охлаждения. Как максимум у азота может быть получено охлаждение на 25°С ниже, чем температура хранения его в баллонах.

Способ осуществляют следующим образом.

Определяют температуру воздуха /, и из диаграммы соответствующую ей плотность воздуха р, в нижней части танка к началу инертизаци, / - определяют переносным термометром, опускаемым в танк, либо по станционарным датчикам (не показаны).

Определяют требуемую температуру охлажденного газа tr, обеспечивающую ему плотность р, выще р.

Приступают к инертизации танков. Поплавок уровнемера 2 устанавливают на днище танка, т. е. в самом нижнем положении. Датчики 3, связанные с уровнемером 2, устанавливают на высоте ,5 м от уровне- мера 2. Высота установки датчиков соответствует высоте защитного слоя для данного случая (груза керосина (Т-1) и конструкции танков танкера) и определяется из соотношения

h k-hnc, .

где k - коэффициент запаса высоты защитного слоя;

5

20

5

Ю

5

0

0

5

0

5

/Zfl.c, - высота пограничного слоя принимаемого груза;

b - расстояние от днища танка до расположенных в нем грузовых трубопроводов.

В данном случае принимаемый груз малоиспаряем, его /in.c. мала (стремится к 0,3 м), а высота b размещения грузовых трубопроводов составляет яа1,5 м, откуда h принята ,5 м. При м защитный слой обеспечивает значительное перекрытие высоты пограничного слоя и включает в себя высоту расположения трубопроводов, обеспечивая требуемый характер газообмена и защиты груза (пожаробезопасность).

Приступают к созданию защитного слоя у днища танка. Для этого газ из блоков 6 и 7 и клапана 8 по трубопроводу через открытый клапан 11 и трубопровод 12 подается в танк. При подаче газа указанной температуры f последний попадает в нижнюю часть танка и, как наиболее тяжелый, стелется над его днищем, замещая нижние слои воздуха. Одновременно через газовыпускное устройство 4 из танка вытесняются верхние слои воздуха. Более высокая плотность газа по сравнению с воздухом исключает их смещивание, обеспечивая вытеснение воздуха газом с наличием только диффузионного проникновения кислорода из воздуха в слои газа. По мере поступления газа в танк защитный слой с содержанием кислорода 8% увеличивается. В момент, когда концентрация О2 и ПУ, снимаемая с датчиков 3, становится взрывобезопасной, на линии ВВ подачу газа прекращают и приступают к .приему груза. Для этого, клапан 11 закрывают, а клапан 13 открывают и по грузовому трубопроводу 12 подают груз (керосин).

По мере поступления груза его уровень поднимается (линия АА). Одновременно поднимается поплавок уровнемера 2 и датчики 3 (линия ВВ). Поднимается также защитный слой газа. С течением времени последний насыщается парами углеводородов и кислородом из груза и воздуха. К тому же газ нагревается и в связи со всем этим происходит размыв пограничного слоя, ограниченного линиями СС-ВВ. Линия СС показывает условно слой, в котором содержание , т. е. в котором невозможно горение. При насыщении защитного слоя ПУ он становится значительно тяжелее и даже при нагреве газа до температуры / уже не стремится вверх. По мере проникновения 02 и ПУ в защитный слой концентрация О2 и ПУ в смеси на линии ВВ приближается к взрывоопасным значениям. При выходе значений, контролируемых датчиками 3 параметров О2 и ПУ за пределы зоны пожаробезопасного состояния, сигнал об этом передается в блок 5, который включает подкачку газа, которая прекращается с входом этих параметров в установленную зону.

В период подкачки газа газ из блоков 6 и 7 через KvianaH 8 и трубопровод 9 подается в верхнюю часть танка. Однако благодаря высокой плотности он стремится занять самое нижнее положение, замещая при этом слои газа в инертной зоне,

Формула изобретения

Способ создания взрывобезопасной газовой среды в грузовом танке судна, включающей охлаждение инертного газа и подачу его в танк до приема груза, отличающийся тем, что, с целью повышения взрывоto

где 6 - расстояние от днища танка до расположенных в нем грузовых трубопроводов;

k - коэффициент запаса высоты защитного слоя;

hn.e. высота пограничного слоя принимаемого груза,

при этом в процессе принятия груза при достижении концентрации паров переводимого груза в воздухе предельно допустимой

безопасности и расширения области приме- j величины взрывобезопасности производят нения, инертный газ охлаждают до темпе- дополнительную подачу инертного газа в ратуры, при которой его плотность превы- танк.

шает плотность воздуха в нижней части танка, а подачу его в танк осуществляют до образования в танке защитного слоя высотой /, определяемой соотношением

. ,..

где 6 - расстояние от днища танка до расположенных в нем грузовых трубопроводов;

k - коэффициент запаса высоты защитного слоя;

hn.e. высота пограничного слоя принимаемого груза,

при этом в процессе принятия груза при достижении концентрации паров переводимого груза в воздухе предельно допустимой

величины взрывобезопасности производят дополнительную подачу инертного газа в танк.

Изобретение относится к судостроению ,в частности, к способу создания взрывобезопасной газовой среды в грузовом танке судна. Цель изобретения - повышение взрывобезопасности и расширение области применения. Способ позволяет при приеме нефтепродуктов не инертизировать предварительно весь объем танка, а создавать лишь защитный слой инертного газа, отделяющий груз от воздуха. Высота защитного слоя H определяется соотношением B≤H≥K^.H_N^._C, где K - коэффициент запаса высоты слоя

H_N^._C - высота пограничного слоя над нефтепродуктом, насыщенного парами груза

B - высота размещения систем трубопроводов над днищем танка. Защитный слой создается путем подачи в танк 1 газа, предварительно охлажденного до температуры, обеспечивающей ему плотность выше плотности воздуха в нижней части танка. Момент создания слоя фиксируется датчиками 3, определяющими содержание кислорода и паров углеводорода и установленными на высоте H, т.е. в верхней части защитного слоя. При образовании инертного защитного слоя (между линиями A - A - B - B)приступают к приему груза. Одновременно постоянно контролируют параметры содержания кислорода и паров углеводорода в верхней части поднимающегося с грузом защитного слоя. Со временем в процессе приема груза происходит размыв защитного слоя из-за диффузионного проникновения в него кислорода и паров углеводорода. Датчики 3 фиксируют это изменение параметров и дают сигнал в блок 5 о снижении их ниже нормы. Производится дополнительная подкачка охлажденного газа в танк до момента восстановления защитного слоя. 1 ил.