плавающая крыша нефтеналивного резервуара

Формула изобретения

1. Плавающая крыша резервуара для хранения легких нефтепродуктов, содержащая центральную мембрану с кольцевым понтоном и систему водоотвода, отличающаяся тем, что она снабжена горизонтальными ограничителями и абсолютно гибкой в вертикальном и горизонтальном направлениях цилиндрической гермооболочкой, герметично закрепленной нижним концом по всему периметру понтона плавающей крыши, а верхним концом также герметично закрепленной по всему периметру верхнего кольца жесткости вертикальной стенки резервуара, причем гермооболочка имеет гиперболическую поверхность за счет оснащения ее в средней части по кольцу горизонтальной полостью, оснащенной кольцевым пружинящим элементом, позволяющим оболочке складываться в горизонтальном направлении, при этом оболочка по всей поверхности армирована под углом 45° к вертикали нерастяжимыми и абсолютно гибкими стекловолоконными нитями, расположенными во взаимно перекрестных линейных направлениях.

2. Плавающая крыша по п.1, отличающаяся тем, что горизонтальные ограничители выполнены в виде телескопических шарнирных упоров и расположены во взаимно противоположных диаметральных направлениях.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства, в частности к конструкциям нефтеналивных резервуаров с плавающей крышей.

Известны вертикальные цилиндрические резервуары с плавающей крышей, состоящей из кольцевого понтона, мембранной диафрагмы, системы водоотвода и уплотняющего затвора в мягком либо жестком исполнении [1].

Недостатками данных традиционных плавающих крыш являются: невозможность полной герметизации затвора между плавающей крышей и вертикальной стенкой резервуара; возможность заклинивания плавающей крыши в ходе эксплуатации; необходимость использования дополнительных вертикальных стоек, предотвращающих возможность поворота плавающей крыши и увеличивающих общую материалоемкость резервуара; невысокий ресурс существующих традиционных конструкций уплотняющих затворов.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является плавающая крыша резервуара, включающая кольцевой понтон с диафрагмой и системой удаления воды, а также кольцо из упругого материала, которое снабжено вертикальной диафрагмой, охватывающей прилегающую к плавающей крыше часть, и смонтирована с возможностью горизонтального перемещения [2].

Недостатком представленного решения также является невозможность полной герметизации зазора между плавающей крышей и стеной резервуара и необходимость использования дополнительных вертикальных стоек для предотвращения возможного поворота плавающей крыши вокруг оси.

Целью изобретения является обеспечение абсолютной герметизации плавающей крыши относительно стен резервуара, уменьшение материалоемкости и повышение общей надежности эксплуатации последней.

Поставленная цель достигается тем, что плавающая крыша, содержащая центральную мембрану с кольцевым понтоном и систему водоотвода, снабжена горизонтальными ограничителями и абсолютно гибкой в вертикальном и горизонтальном направлениях цилиндрической гермооболочкой, герметично закрепленной нижним концом по всему периметру пантона плавающей крыши, а верхним концом также герметично закрепленной по всему периметру верхнего кольца жесткости вертикальной стенки резервуара, причем гермооболочка имеет гиперболическую форму за счет оснащения ее в средней части по кольцу горизонтальной полостью, оснащенной кольцевым пружинящим элементом, позволяющим оболочке складываться в диаметральном направлении, при этом оболочка по всей поверхности армирована под углом 45° к вертикали - нерастяжимыми и абсолютно гибкими стекловолоконными нитями, расположенными во взаимно перекрестных линейных направлениях.

При этом горизонтальные ограничители выполнены в виде телескопических шарнирных упоров и расположены во взаимно противоположных диаметральных направлениях.

На фиг.1 представлена конструктивная схема плавающей крыши в разгруженном резервуаре.

На фиг.2 представлена конструктивная схема плавающей крыши в загруженном резервуаре.

На фиг.3 представлена схема армирования гермооболочки гибкими стекловолоконными прядями.

Плавающая крыша содержит центральную мембрану 2 с кольцевым понтоном 1, систему водоотвода 3, горизонтальные ограничители 4, абсолютно гибкую вертикальную цилиндрическую гермооболочку 5, закрепленную нижним концом по всему периметру понтона плавающей крыши, а верхним концом также герметично закрепленую по всему периметру верхнего кольца жесткости 6 вертикальной стенки резервуара 7. Причем гермооболочка имеет гиперболическую поверхность за счет оснащения ее средней части по кольцу горизонтальной полостью 8 с введенным в нее кольцевым пружинным элементом 9, позволяющим гермооболочке 5 складываться в горизонтальном направлении при заполнении резервуара нефтепродуктом и подъеме плавающей крыши.

С целью устранения возможного поворота плавающей крыши вокруг оси гермооболочка 5 армируется по всей поверхности под углом 45° к вертикали - нерастяжимыми и абсолютно гибкими стекловолоконными нитями 10, расположенными во взаимно перекрестных линейных направлениях по аналогии с системой академика Шухова [3]

Кольцевой понтон 1 выполнен по верху заподлицо, с центральной мембраной 2, что исключает какое-либо испарение нефтепродуктов из-под плавающей крыши. Горизонтальные ограничители 4 выполнены в виде телескопических шарнирных упоров и предназначены для осесимметричного перемещения кольцевого понтона 1 по высоте вертикальной цилиндрической стенки резервуара 7 и устранения потенциальной возможности заклинивания плавающей крыши относительно стенки резервуара 8.

Предлагаемая абсолютно гибкая в вертикальном и горизонтальном направлениях цилиндрическая гермооболочка 5 может быть изготовлена либо из тонкой маслобензостойкой резины, либо из маслобензостойкой синтетической пленки.

На практике рассматриваемая плавающая крыша эксплуатируется следующим образом. При максимальном разгруженном от нефтепродуктов резервуаре гермооболочка 5, как показано на фиг.1, трансформируясь в вертикальном положении, принимает гиперболическую форму, так как абсолютно цилиндрическую форму ей не позволяет принять кольцевой пружинный элемент 9, размещенный по кольцу в полости 8 средней части гермооболочки 5.

После максимального загружения резервуара нефтепродуктом плавающая крыша, как показано на фиг.2, всплывет в максимальное верхнее положение, а гермооболочка 5 в свою очередь сложится в диаметральном направлении пополам за счет усилия, имеющегося в кольцевом пружинящем элементе 9. При этом наличие в оболочке специальной системы армирования в виде нерастяжимых и абсолютно гибких стекловолоконных либо синтетических нитей, расположенных во взаимно перекресных линейных направлениях под углом 45° к вертикали (как показано на фиг.3) по аналогии с системой акад. Шухова [3], предотвращает какой-либо поворот плавающей крыши относительно ее оси, что позволяет безаварийно эксплуатировать все инженерные системы, связывающие плавающую крышу с корпусом резервуара.

Предлагаемая конструкция плавающей крыши в виде кессона, у которого кольцевой понтон 1 находится ниже центральной мембраны 2, позволяет исключить все возможные испарения легких нефтепродуктов непосредственно под плавающей крышей.

При этом все возможные небольшие испарения нефтепродуктов в зазоре между плавающей крышей и стенкой резервуара никуда на практике безвозвратно не исчезнут, и в случае необходимости газообразный состав легких нефтепродуктов, образовавшихся между трансформируемой оболочкой и стенкой резервуара, можно легко сконденсировать и вернуть назад в резервуар в жидком состоянии.

Предлагаемая конструкция плавающей крыши нефтеналивного резервуара позволит абсолютно полно герметизировать зазор между плавающей крышей и стенкой резервуара, повысить износоустойчивость системы, гарантируя полное устранение возможности заклинивания плавающей крыши между стенкой резервуара и одновременно устранить любой поворот плавающей крыши относительно стенки резервуара без применения дополнительных вертикальных стоек, что уменьшает общую материалоемкость и повышает эксплуатационную надежность как плавающей крыши, так и всего резервуара в целом.

Источники информации

1. Металлические конструкции. Справочник проектировщика. Под ред. акад. Мельникова Н.П. - М.: Стройиздат, 1980. - С.430-431.

2. Авторское свидетельство СССР №477066, 1975.

3. Гришкова Н.П., Лысков В.П., Пеньков А.Н. Расчет башни системы Шухова на прочность и устойчивость “Вестник инженеров и техников”, №7, 1933.