RU2081801C1

RU2081801C1 - Cylindrical reservoir for oil products

Info

Publication number: RU2081801C1
Application number: RU94022876/13A
Authority: RU
Inventors: Сергей Михайлович Богачев
Original assignee: Сергей Михайлович Богачев
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1994-06-15
Publication date: 1997-06-20

Abstract

FIELD: oil industry; collecting, preparation and storage of oil products. SUBSTANCE: reservoir has cylindrical housing and device for filling and emptying the reservoir installed in bottom portion of reservoir. Device has oil product inlet and outlet pipeline and unit directing the flow which has divider, deflector and flow guide. Cylinder with bottom is installed on deflector to increase operation reliability of reservoir, cut down oil losses and metal usage. Cylinder space communicates with space of flow directing unit. End of pipeline extends inside flow directing unit being located not lower than deflector plane. EFFECT: improved reliability preservation of light fractions in fuel oil, prevention of contamination of atmosphere by gaseous hydrocarbons. 2 dwg

Description

Изобретение относится к сбору, подготовке и хранению нефти и нефтепродуктов и может быть использовано в нефтяной и нефтехимической промышленности. The invention relates to the collection, preparation and storage of oil and oil products and can be used in the oil and petrochemical industries.

Известен резервуар оснащенный устройством для наполнения и опорожнения резервуара, расположенным в нижней части цилиндрического корпуса резервуара и включающий распределитель содержащий ограничительные и промежуточные диски, трубопровод для отвода и подвода жидкости. A known tank equipped with a device for filling and emptying the tank located in the lower part of the cylindrical tank body and including a distributor containing restrictive and intermediate disks, a pipe for draining and supplying liquid.

Известный резервуар позволяет несколько снизить процессы массообмена и массопереноса, происходящие в жидкости при его заполнении и опорожнении и уменьшить потери жидкости при ее выходе из междискового пространства. В этом случае, вновь поступающая в резервуар жидкость частично остается под слоем уже находящейся в резервуаре жидкости и не принимает участие в процессе испарения с поверхности жидкости в резервуаре, сохраняя наиболее ценные углеводороды. The known reservoir allows you to slightly reduce the processes of mass transfer and mass transfer that occur in a liquid when it is filled and emptied and to reduce the loss of liquid when it leaves the interdisk space. In this case, the fluid that re-enters the reservoir partially remains under the layer of the fluid already in the reservoir and does not take part in the process of evaporation from the surface of the fluid in the reservoir, preserving the most valuable hydrocarbons.

Однако, вследствие прямолинейного направления движения жидкости при достижении ею стенки резервуара, часть жидкости начинает двигаться вверх по стенке резервуара, постепенно достигая поверхности жидкости, что приводит к потерям жидкости от испарения (особенно при небольших уровнях жидкости в резервуарах и диаметрах резервуаров). However, due to the rectilinear direction of fluid movement when it reaches the tank wall, part of the fluid begins to move up the wall of the tank, gradually reaching the surface of the liquid, which leads to loss of liquid from evaporation (especially at small liquid levels in the tanks and tank diameters).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой конструкции резервуара является резервуар содержащий цилиндрический корпус и установленное в его нижней части устройство для наполнения и опорожнения резервуара, включающее трубопровод для подвода и отвода нефтепродуктов и узел для направления движения потока жидкости, состоящий из рассекателя, отражательного экрана и направителя потока представляющего собой радиально установленные между рассекателем и отражательным экраном изогнутые в одну сторону пластины, радиус кривизны которых не превышает половины радиуса цилиндрического корпуса (цистерны). The closest in technical essence and the achieved result to the proposed reservoir design is a reservoir containing a cylindrical body and a device for filling and emptying the reservoir installed in its lower part, including a pipeline for supplying and discharging oil products and a unit for directing the movement of the fluid flow, consisting of a divider, reflective the screen and the flow guide is a curved in one direction radially mounted between the divider and the reflective screen a plate whose radius of curvature does not exceed half the radius of the cylindrical body (tank).

Известный резервуар позволяет, сохраняя ламинарный режим движения струи жидкости, вводимой в резервуар через устройство для наполнения и опорожнения резервуара, организовать такое направление ее движения, при котором струя лишь касается стенки резервуара, медленно двигаясь по кругу вдоль нее на заданной высоте, постепенно теряя скорость без перемещения в вертикальном направлении по стенке резервуара и выхода ее на поверхность продукта. The known reservoir allows, while maintaining the laminar mode of motion of the jet of liquid introduced into the reservoir through the device for filling and emptying the reservoir, to organize such a direction of its movement that the stream only touches the wall of the reservoir, slowly moving in a circle along it at a given height, gradually losing speed without vertical movement along the wall of the tank and its exit to the surface of the product.

Однако, при больших производительностях заполнения резервуара и малых вязкостях продукта, близких к вязкости бензина, устройство для наполнения и опорожнения резервуара может быть значительных размеров (это связано с достижением необходимой площади кольцевой щели на выходе жидкости из устройства, обеспечивающей ламинарный режим движения жидкости (порой соизмеримых с диаметром резервуара и как следствие большого веса (металлоемкости устройства). However, at high filling capacities of the tank and low product viscosities close to the viscosity of gasoline, the device for filling and emptying the tank can be of considerable size (this is due to the achievement of the required area of the annular gap at the liquid outlet from the device, which provides a laminar flow regime of the liquid (sometimes comparable with the diameter of the tank and as a result of a large weight (metal consumption of the device).

В этом случае приходится искусственно ограничивать размеры устройства, что сказывается на качестве работы устройства и потерях продукта от испарения из резервуара. In this case, it is necessary to artificially limit the size of the device, which affects the quality of the device and the loss of product from evaporation from the tank.

Использование же промежуточных дисков с целью снижения диаметра устройства (авт свид. СССР N 1613425, кл. B 67 D 5/00) затруднено, а часто практически и невозможно из-за ограниченных размеров междискового расстояния (между ограничительными дисками) равного четверти диаметра подводящего (отводящего) трубопровода, между которыми необходимо еще разместить направляющие лопасти. Все это не позволяет значительно снизить металлоемкость устройства. The use of intermediate disks in order to reduce the diameter of the device (ed. Certificate of the USSR N 1613425, class B 67 D 5/00) is difficult, and often practically impossible, due to the limited size of the inter-disk distance (between the restrictive disks) equal to a quarter of the diameter of the inlet ( discharge) pipelines, between which it is still necessary to place the guide vanes. All this does not significantly reduce the metal consumption of the device.

Целью изобретения является повышение надежности работы резервуара, сокращение потерь нефти, снижение металлоемкости резервуара. The aim of the invention is to increase the reliability of the tank, reducing oil losses, reducing the metal consumption of the tank.

Поставленная цель решается следующим образом. В резервуаре для нефтепродуктов, содержащем цилиндрический корпус и установленное в его нижней части устройство для наполнения и опорожнения резервуара, включающее трубопровод подвода и отвода нефтепродуктов и узел для направления движения потока жидкости, состоящий из рассекателя отражательного экрана, направителей потока, на отражательном экране установлен цилиндр с днищем, причем полость цилиндра сообщается с полостью узла для направления потока жидкости, а конец трубопровода продлен внутрь узла для направления потока жидкости, и находится не ниже плоскости отражательного экрана. Совокупность заявленных признаков позволяет при меньших габаритных размерах и при меньшей суммарной металлоемкости устройства для наполнения и опорожнения быстрее достичь ламинарного режима движения жидкости при выходе из устройства. Это достигается тем, что расстояния между рассекателем и отражательным экраном (высота междисковой щели) определяется уже, исходя не из диаметра отводящего (подводящего) трубопровода, имеющего ограниченные размеры (как в прототипе), а диаметром цилиндра с днищем, играющего роль подводящего (отводящего) трубопровода диаметр, которого значительно больше диаметра самого трубопровода (и может быть выполнен любого размера). The goal is solved as follows. In a tank for petroleum products, containing a cylindrical body and a device for filling and emptying the tank installed in its lower part, including a pipeline for supplying and discharging petroleum products and a unit for guiding the flow of fluid, consisting of a divider of the reflective screen, flow guides, a cylinder with the bottom, and the cavity of the cylinder communicates with the cavity of the node to direct the flow of fluid, and the end of the pipeline is extended into the assembly to direct the flow of fluid, It is not below the plane of the reflective screen. The combination of the claimed features makes it possible, with smaller overall dimensions and with a smaller total metal consumption of the device for filling and emptying, to more quickly achieve the laminar regime of fluid movement upon exiting the device. This is achieved by the fact that the distance between the divider and the reflective screen (the height of the inter-disk gap) is already determined based not on the diameter of the outlet (supply) pipe, which has limited dimensions (as in the prototype), but on the diameter of the cylinder with the bottom, which plays the role of the supply (discharge) pipeline diameter, which is much larger than the diameter of the pipeline itself (and can be made of any size).

Расчетным путем определена формула, по которой можно найти расстояние h между рассекателем и отражательным экраном:

где D диаметр цилиндра;
d диаметр подводящего (отводящего) трубопровода.The formula is determined by calculation, by which you can find the distance h between the divider and the reflective screen:

where D is the diameter of the cylinder;
d diameter of the inlet (outlet) pipe.

Для того, чтобы цилиндр с днищем мог выполнять функции подводящего (отводящего) трубопровода, диаметр которого значительно больше диаметра искомого подводящего (отводящего) трубопровода, нужно так подать из него жидкость в цилиндр, чтобы при его минимальной высоте вся жидкость из подводящего трубопровода быстро смогла заполнить все его сечение и двигаться по цилиндру в устройство для наполнения и опорожнения резервуара. Для обеспечения гарантированной подачи всей жидкости из подводящего трубопровода в цилиндр, конец трубопровода должен находиться внутри цилиндра или, по крайней мере, не ниже нижней части цилиндра, определяемой плоскостью отражательного экрана. В случае, если конец трубопровода будет находиться ниже плоскости отражателя, часть жидкости будет сразу уходить в пространство между отражательным экраном и рассекателем, не заходя в цилиндр с днищем. В этом случае поток жидкости будет неуправляемым и достижение ламинарного режима на выходе из устройства неосуществимо. In order for the cylinder with the bottom to perform the functions of a supply (discharge) pipeline, the diameter of which is much larger than the diameter of the desired supply (discharge) pipeline, it is necessary to supply liquid from it to the cylinder so that, at its minimum height, all liquid from the supply pipe can quickly fill its entire cross section and move along the cylinder into the device for filling and emptying the tank. To ensure guaranteed supply of all fluid from the supply pipe to the cylinder, the pipe end must be inside the cylinder or at least not lower than the lower part of the cylinder defined by the plane of the reflective screen. If the end of the pipeline is below the plane of the reflector, part of the liquid will immediately go into the space between the reflective screen and the divider, without going into the cylinder with the bottom. In this case, the fluid flow will be uncontrollable and achieving a laminar regime at the outlet of the device is not feasible.

Таким образом, надежность работы резервуара, сокращение потерь нефти, связанное с гарантированным достижением ламинарного режима движения жидкости на выходе из устройства для наполнения и опорожнения резервуара, снижение металлоемкости резервуара достигается взаимодействием формы и размеров цилиндра с днищем, местоположением конца трубопровода и, как следствие, меньшими размерами отражательного экрана и рассекателя. Thus, the reliability of the tank, the reduction of oil losses associated with the guaranteed achievement of the laminar regime of fluid movement at the outlet of the device for filling and emptying the tank, reducing the metal consumption of the tank is achieved by the interaction of the shape and size of the cylinder with the bottom, the location of the end of the pipeline and, consequently, smaller the size of the reflective screen and divider.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема резервуара для нефтепродуктов, на фиг. 2 устройство для наполнения и опорожнения резервуара. In FIG. 1 is a schematic diagram of a reservoir for petroleum products; FIG. 2 device for filling and emptying the tank.

Резервуар состоит (фиг. 1) из цилиндрического корпуса 1, устройства 2 для наполнения и опорожнения резервуара, установленного в центре резервуара в его нижней части, подводящего (отводящего) трубопровода 3. The tank consists (Fig. 1) of a cylindrical body 1, a device 2 for filling and emptying the tank, installed in the center of the tank in its lower part, the inlet (outlet) pipe 3.

Устройство для наполнения и опорожнения резервуара (фиг. 2) включает подводящий (отводящий) трубопровод 3, отражательный экран 4, рассекатель 5, цилиндр 7 с днищем 8, установленный в середине рассекателя 4, изогнутые (направляющие) пластины 6, расположенные между отражательным экраном и рассекателем, конец трубопровода находится не ниже плоскости отражательного экрана 4 (на фиг. 2 совпадает с плоскостью экрана). A device for filling and emptying the tank (Fig. 2) includes a supply (outlet) pipe 3, a reflective screen 4, a divider 5, a cylinder 7 with a bottom 8 installed in the middle of the divider 4, curved (guide) plates 6 located between the reflective screen and by a divider, the end of the pipeline is not lower than the plane of the reflective screen 4 (in Fig. 2, it coincides with the plane of the screen).

Резервуар работает следующим образом. Жидкость, поступающая в подводящий трубопровод 3 постоянного сечения, как правило, при турбулентном режиме движения, входит в цилиндр 7, ударяется о днище 8, в результате чего резко гасится ее скорость, растекается по цилиндру 8 и, изменив свое направление движения на противоположное, устремляется в кольцевое пространство между цилиндром 7 и концом трубопровода 3, имеющее площадь гораздо большую площади сечения трубопровода, вследствие чего жидкость уже с малой скоростью (за счет ее гашения о днище цилиндра, поворота и дальнейшего движения жидкости по большему сечению) поступает в пространство между отражательным экраном и рассекателем, где еще дополнительно резко снижается, т.к. кольцевое сечение между отражательным экраном и рассекателем увеличивается от центра к периферии, а расстояние между экраном и рассекателем значительно больше и, как следствие, значительно больше и проходное сечение, а значит меньше скорость течения жидкости и быстрее достигается ламинарный режим на выходе из устройства, т.к. расчет расстояния между отражательным экраном и рассекателем ведется уже с учетом диаметра цилиндра 7, имеющего гораздо больший диаметр, чем подводящий трубопровод. Одновременно, жидкость, перемещаясь от центра к периферии, приобретает криволинейное движение и, выходя из устройства, продвигается к стенке резервуара при ламинарном движении, двигаясь по окружности. По достижению стенки резервуара частички жидкости лишь касаются ее в горизонтальной плоскости без перемещения вдоль стенки наверх к ее поверхности, вновь поступающая в резервуар жидкость остается в его нижней части, не принимая участие в процессе испарения с ее поверхности в газовую зону резервуара. The tank works as follows. The liquid entering the supply pipe 3 of constant cross section, as a rule, in a turbulent mode of movement, enters the cylinder 7, hits the bottom 8, as a result of which its speed is rapidly extinguished, spreads along the cylinder 8 and rushes, changing its direction of movement to the opposite, rushes into the annular space between the cylinder 7 and the end of the pipeline 3, having an area much larger than the cross-sectional area of the pipeline, as a result of which the liquid is already at a low speed (due to its damping on the cylinder bottom, rotation and further movement of dkosti of greater cross-section) flows into the space between the splash baffle and said divider where another further dramatically reduced, because the annular cross section between the reflective screen and the divider increases from the center to the periphery, and the distance between the screen and the divider is much larger and, as a result, the passage section is much larger, which means that the liquid flow rate is lower and the laminar regime at the device exit is faster, t. to. the calculation of the distance between the reflective screen and the divider is already taking into account the diameter of the cylinder 7, which has a much larger diameter than the supply pipe. At the same time, the liquid, moving from the center to the periphery, acquires a curvilinear motion and, leaving the device, advances to the tank wall during laminar motion, moving around the circle. Upon reaching the wall of the tank, the particles of liquid only touch it in a horizontal plane without moving along the wall up to its surface, the liquid that enters the tank again remains in its lower part, without taking part in the process of evaporation from its surface into the gas zone of the tank.

Экономический эффект от применения предлагаемого резервуара может быть получен в результате снижения потерь жидкости за счет достижения гарантированного ламинарного режима движения жидкости из устройства, при котором исключается активное перемешивание жидкости в резервуаре; снижения металлоемкости устройства для наполнения и опорожнения резервуара. Кроме этого, снижаются вредные выбросы из резервуара, уменьшается взрыво- и пожароопасность. Предлагаемый резервуар прост по конструкции и может изготовляться непосредственно на предприятиях и промыслах. The economic effect of the use of the proposed reservoir can be obtained by reducing fluid loss by achieving a guaranteed laminar regime of fluid movement from the device, which excludes active mixing of the fluid in the reservoir; reducing the metal consumption of the device for filling and emptying the tank. In addition, harmful emissions from the tank are reduced, explosion and fire hazard are reduced. The proposed tank is simple in design and can be manufactured directly at enterprises and fields.

Claims

A cylindrical tank for petroleum products, comprising a cylindrical body and a device for filling and emptying the tank installed in its lower part, including pipelines for supplying and discharging petroleum products and an assembly for guiding the flow of petroleum products, consisting of a divider, a reflective screen and flow guides, characterized in that it is provided installed on the reflective screen cylinder with a bottom, the cavity of which is in communication with the cavity of the node for the direction of flow of oil products, the end of the pipeline An inlet and outlet ode is placed inside the unit for the flow direction at a level not lower than the level of the plane of the reflection screen, while the divider and the reflection screen of the oil flow direction unit are placed at a distance determined by the formula

where D is the diameter of the cylinder;
d diameter of the supply pipe.