Вертикальный цилиндрический резервуар для хранения нефти и нефтепродуктов

 

Использование: изобретение относится к резервуаростроению, в частности к конструкциям резервуаров с плавающей крышей для хранения нефти и нефтепродуктов. Сущность изобретения: резервуар содержит стенку, вертикальный полуцилиндрический барьер, установленный на ней, и плавающую крышу. Выполнение барьера полуцилиндрическим и взаимное его расположение и стенки позволяют снизить действующий на крышку кренящий момент от снеговой нагрузки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к резервуаростроению, в частности к конструкции резервуаров с плавающей крышей для хранения нефти и нефтепродуктов.

Известен резервуар с плавающей крышей, включающий плавающую крышу со смонтированным на ее наружной поверхности нагревательным элементом [1]. При выпадении снеговых осадков на плавающую крышу включается нагревательный элемент, снег тает, и образовавшаяся вода удаляется с плавающей крыши.

Недостатком известной конструкции является значительная энергоемкость эксплуатации резервуара. Кроме того, снег на плавающей крыше имеет неравномерную толщину, что вызывает перегрев и выход из строя нагревательных элементов.

Известная конструкция резервуара с плавающей крышей, выбранная в качестве прототипа, содержит стенку с установленным по ее верхней кромке козырьком, плавающую крышу и шторное прикрытие, верхний конец которого соединен с козырьком, а нижний - с плавающей крышей [2].

Недостатком известной конструкции является несимметричное нагружение плавающей крыши снеговой нагрузкой, вызванное тем, что снеговой покров на поверхности крыши имеет неравномерную толщину. Неравномерность толщины снегового покрова на плавающей крыше обусловлена следующим. Как известно, при обтекании снеговетровым потоком резервуара с плавающей крышей в районе верхней кромки наветренной части стенки резервуара происходит резкое снижение скорости ветрового потока. Это вызывает интенсивное отделение от снеговетрового потока частиц снега и оседание значительной их части на той половине крыши, которая находится непосредственно за наветренной стенкой резервуара. Над другой же половиной плавающей крыши скорость снеговетрового потока больше, поэтому снега на эту часть крыши выпадает меньше. Так как выпадение осадков в зимний период наблюдается преимущественно при каком-то одном направлении ветра, становится очевидно, что на одной части крыши толщина снегового покрова будет больше, чем на другой [3]. Все это снижает эксплуатационную надежность резервуара вследствие значительного кренящего момента от снеговой нагрузки, действующего на плавающую крышу, и возможного ее потопления при неблагоприятном сочетании других нагрузок.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности резервуара в зимнее время года.

Это достигается тем, что барьер установлен вертикально и выполнен в виде полуцилиндра так, что диаметральная плоскость, соединяющая края полуцилиндра, перпендикулярна преимущественному в зимний период направлению ветра, причем между барьером и стенкой резервуара образован зазор величиной h = (0,1...0,175)D, где D - диаметр резервуара, а отношение величины зазора к высоте барьера составляет 0,5...0,6.

Цель достигается также и тем, что полуцилиндрический барьер выполнен из двух половин, каждая из которых имеет длину дуги не более 0,25 π D, так, что между ними образован разрыв, определяемый величиной длины дуги L = (2.. .4)h, причем линия, соединяющая центр резервуара и середину разрыва, совпадает с преимущественным в зимний период направлением ветра.

Эти отличия показывают соответствие предлагаемого решения критерию "новизна".

Признаки, отличающие данное заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены ни в одном из известных решений, описанных в патентной и научно-технической литературе, доступной заявителю. Это дает основание сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен резервуар с установленным барьером; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 - резервуар с барьером из двух половин; фиг.4 - вид по стрелке Б на фиг.3.

Резервуар содержит стенку 1 и плавающую крышу 2. Вертикальный полуцилиндрический барьер 3 прикреплен к стойкам 4, установленным на стенке 1 резервуара.

Предлагаемая конструкция работает следующим образом.

При обтекании резервуара снеговетровой поток тормозится стенкой резервуара и полуцилиндрическим вертикальным барьером. Поэтому скорость потока в зазоре между стенкой и барьером увеличивается в 3...5 раз по сравнению со скоростью потока в том же сечении прототипной конструкции. Вследствие этого выпадение основной части снега из снеговетрового потока на плавающую крышу будет происходить не непосредственно за наветренной стенкой резервуара, а вблизи центра плавающей крыши.

Именно заявленное взаиморасположение стенки резервуара и вертикального полуцилиндрического барьера, а также заявленная величина зазора и расположение вертикального полуцилиндрического барьера по отношению к преимущественному в зимний период направлению ветра обеспечивают достижение цели изобретения - повышение эксплуатационной надежности путем снижения действующего на крышу кренящего момента от снеговой нагрузки. Кренящий момент, действующий на плавающую крышу заявляемого резервуара, будет меньше вследствие снижения плеча действия результирующей силы веса снегового покрова. Другими словами, в заявляемой конструкции расстояние от центра крыши до точки приложения результирующей силы веса снегового покрова будет меньше, чем обеспечивается снижение кренящего момента, действующего на крышу.

При использовании барьера с разрывом, определяемым величиной длины дуги l = (2...4)h, достигается усиление эффекта увеличения скорости снеговетрового потока в вышеуказанном сечении, а также снижается ветровая нагрузка на барьер и стенку резервуара в целом.

П р и м е р 1. Для резервуара вместимостью 5000 м³, диаметром 22,8 м можно принять следующие размеры: высота барьера равна 4 м, величина зазора между стенкой и барьером 2 м, длина дуги разрыва 6 м.

П р и м е р 2. Для резервуара вместимостью 50000 м³, диаметром 60,7 м можно принять следующие размеры: высота барьера равна 6 м, величина зазора между барьером и стенкой резервуара 3,5 м, длина дуги разрыва 14 м.

Использование предлагаемой конструкции обеспечивает повышение эксплуатационной надежности резервуара с плавающей крышей вследствие снижения кренящего момента от снеговой нагрузки, позволяет сократить трудоемкость и энергоемкость эксплуатации резервуара, снизить потери нефти и нефтепродуктов от испарения.

Формула изобретения

1. ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ, включающий стенку с установленным на ее верхней кромке барьером и плавающую крышу, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности резервуара в зимнее время, барьер установлен вертикально и выполнен в виде полуцилиндра таким образом, что диаметральная плоскость, соединяющая края полуцилиндра, размещена перпендикулярно к преимущественному направлению ветра в зимний период с образованием зазора между барьером и стенкой величиной, равной h = (0,1 - 0,175)D, где D - диаметр резервуара, а отношение величины зазора к высоте барьера составляет 0,5 ÷ 0,6.

2. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что полуцилиндрический барьер выполнен из двух половин, каждая из которых имеет длину дуги, не превышающую 0,25 π D , и таким образом, что между ними образован разрыв, величина которого определяется по формуле L = (2 - 4)h, причем линия, соединяющая центр резервуара и середину разрыва, совпадает с преимущественным направлением ветра в зимний период.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4