Сварная листовая конструкция для хранения жидкости или газа

Сварная листовая конструкция для хранения жидкости или газа

Реферат

Изобретение относится к сварным конструкциям, а более конкретно к листовым конструкциям для хранения жидкости или газа.

Известны листовые конструкции, предназначенные для хранения жидкостей и газов: резервуары, цистерны, газгольдеры, баки, сосуды и т.п. Различают вертикальные цилиндрические резервуары, состоящие из цилиндрической части, покрытия и днища, для хранения нефти, бензина и различных масел; резервуары со сферическими днищами, устанавливаемыми, например, в баках на водонапорных башнях; сферические и каплевидные резервуары для хранения сжиженных газов и газов под давлением; цистерны, применяемые в железнодорожном и автомобильном транспорте, а также для стационарных установок при хранении воды и других жидкостей, состоящие из горизонтальной цилиндрической части и двух днищ; газгольдеры, которые конструируют в форме сосудов постоянного давления или постоянного объема, предназначенные для хранения газов, в том числе, последние для хранения газов под высоким давлением, и другие листовые конструкции. Причем цилиндрические части листовых конструкций могут иметь не только однослойную оболочку, изготовленную методом рулонирования, но и двухслойную оболочку, имеющую одинаковую или разную толщину листов, в том числе, изготовленную из биметалла, а также многослойную. Для повышения податливости вертикальных стенок резервуара с целью борьбы с возникновением и распространением хрупких трещин прибегают также к устройству вдоль шва гофров различной конфигурации /см. Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Расчет, проектирование и изготовление сварных конструкций. Учеб. пособие для машиностроительных вузов. - М.: Высшая школа, 1971. - c.514-539/.

Недостатком известных листовых конструкций являются узкие функциональные возможности при возникновении аварийных ситуаций вследствие возгорания, взрыва, несанкционированного доступа к рабочему продукту, разрушений стенок из-за вероятных гидро- или пневмоударов или низкой коррозионной стойкости.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является сварная листовая конструкция для хранения жидкости или газа, содержащая двухслойную оболочку, при этом внутренний слой оболочки изготовлен из тонколистового материала, а внешний слой из толстолистового материала, причем полость между двумя слоями оболочки заполнена газообразной средой (см. А.с. SU №1838713 А3, F 17 С 1/00, 30.08.93), принята за прототип.

Недостатком такой сварной листовой конструкции для хранения жидкости или газа являются ограниченные функциональные возможности при возникновении аварийных ситуаций.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, предупреждение возможности возникновения аварийных ситуаций, усиление способности противостоять им или, в крайнем случае, ослабление их последствий.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей при возникновении аварийных ситуаций.

Технический результат достигается тем, что сварная листовая конструкция для хранения жидкости или газа содержит двухслойную оболочку, внутренний слой оболочки изготовлен из тонколистового материала, а внешний слой - из толстолистового материала, причем полость между двумя слоями оболочки заполнена газообразной средой. Внутренний слой ровный или гофрированный. В полости между двумя слоями оболочки, заполненной, например, инертным газом, установлены датчики различного назначения: для измерения давления, температуры, определения химического состава, передающего сигналы на централизованный пункт контроля и наблюдения за хранением рабочего продукта и целостностью оболочки. Внешний слой оболочки также может быть гофрированным. Давление жидкого или газообразного рабочего продукта, хранящегося в листовой конструкции, может быть увеличено не менее, чем в 1,01 раз относительно давления, создаваемого в полости между слоями.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного результата, заключаются в следующем.

Листовая конструкция сварена из элементов, имеющих оболочку, состоящую из двух слоев: внутреннего тонколистового (ровного или гофрированного для придания жесткости конструкции). Гофры могут иметь необходимое направление, конфигурацию, размеры и требуемый шаг между собой. Давление рабочего продукта, хранящегося в листовой конструкции, должно быть увеличено не менее чем в 1.01 раз относительно давления в полости между двумя слоями оболочки, заполненной газообразной средой, например, инертным газом. В зависимости от свойств рабочего продукта и режима хранения внутренний тонкостенный гофрированный слой оболочки должен быть изготовлен из соответствующего материала, в том числе дорогостоящего, например из легированной стали, цветных металлов и сплавов, неметаллических материалов, а внешний несущий слой оболочки - из прочного и недорогостоящего материала, например из Ст.2, Ст.3 и т.д. В полости между двумя внутренним и внешним слоями оболочки вставлены датчики различного назначения: для измерения давления, температуры, определения химического состава, передающие сигнал на централизованный пункт контроля и наблюдения за хранением рабочего продукта и целостности оболочки.

Листовая конструкция функционирует следующим образом. В случае возникновения аварийной ситуации при хранении рабочего продукта, например, из-за малейшего нарушения целостности оболочки и попадания в полость между двумя ее слоями рабочего продукта изменится химический состав, давления и другие параметры газообразной среды в полости между слоями. Сигнал об этом будет подан на централизованный пункт контроля и наблюдения за хранением рабочего продукта, и дежурный или оператор предотвратит аварийную ситуацию, вызванную субъективными или объективными факторами.

Использование изобретения позволит предотвратить аварийные ситуации, связанные с несанкционированным доступом к рабочему продукту, хранящемуся в листовой конструкции, с разрушением оболочки из-за вероятных гидро- или пневмоударов, низкой коррозионной стойкости оболочки, с возгоранием рабочего продукта. А в случае возникновения аварийной ситуации, например, взрыва, снизить экологический ущерб от ее последствий. За счет заполнения полости между двумя слоями оболочки листовой конструкции, например, инертным газом, повысится ее надежность, особенно при хранении легковоспламеняющихся, взрывоопасных жидкостей и газов, в том числе под давлением, а также агрессивных и ядовитых рабочих продуктов. Применение гофрирования внутреннего слоя оболочки повысит его прочность и податливость, что предотвратит возникновение и развитие хрупких трещин, а гофрирование внешнего слоя оболочки повысит его жесткость, что, в свою очередь, позволит применить для этого слоя оболочки более тонкостенный материал, благодаря чему снизится материалозатраты на изготовление листовой конструкции. Применение тонкостенного, в том числе дорогостоящего материала специального назначения для внутреннего слоя оболочки позволит повысить коррозионную стойкость, долговечность и срок службы листовой конструкции, а гофрирование материала этого слоя - снизит расход материала, массу листовой конструкции и сэкономить средства на изготовление конструкции.

1. Сварная листовая конструкция для хранения жидкости или газа, содержащая двуслойную оболочку, внутренний слой оболочки изготовлен из тонколистового материала, а внешний слой из толстолистового материала, причем полость между двумя слоями оболочки заполнена газообразной средой, отличающаяся тем, что внутренний слой ровный или гофрированный, а в полости между двумя слоями оболочки, заполненной, например, инертным газом, установлены датчики различного назначения: для измерения давления, температуры, определения химического состава, передающие сигнал на централизованный пункт контроля и наблюдения за хранением рабочего продукта и целостностью оболочки.

2. Листовая конструкция по п.1, отличающаяся тем, что внешний слой оболочки также может быть гофрированным.

3. Листовая конструкция по п.1, отличающаяся тем, что давление жидкого или газообразного рабочего продукта, хранящегося в листовой конструкции, может быть увеличено не менее чем в 1,01 раза относительно давления, создаваемого в полости между слоями.