Назначение
Изотермические резервуары используются для хранения различных газов (аммиак, пропан, бутан) при постоянной пониженной или отрицательной температуре, проектирование и сооружение которых является новым направлением в резервуаростроении.
Конструкция
Наиболее распространены двухслойные конструкции изотермических резервуаров с зазорами между стенками, крышками и днищами.
Если температура хранения не ниже -65°С, то при проектировании резервуаров применяются строительные стали. При более низких температурах должны применять стали специальных марок: никельсодержащие; нержавеющие стали; алюминиевые сплавы.
В частности, изотермическое хранилище жидкого аммиака (ИХА) представляет собой сооружение, состоящее из двух резервуаров – внутреннего, где непосредственно хранится жидкий аммиак, и наружного. Внутренний резервуар концентрически расположен относительно наружного. Межстенное пространство между резервуарами заполнено тепловой изоляцией из вспученного перлитового песка. В межстенное пространство подается инертный газ для осушки теплоизоляции в процессе эксплуатации.
Для теплоизоляции днища используются перлитобетонные блоки с заполнением стыков перлитовым песком. Наружный резервуар предохраняет теплоизоляцию от повреждения и проникновения влаги.
Особенности проектирования
Проектирование и сооружение изотермических резервуаров во многом аналогично проектированию и сооружению вертикальных цилиндрических резервуаров низкого и повышенного давления. Также аналогичны методики инженерных расчетов, что дает возможность использовать многолетний опыт их проектирования. Новым, с чем столкнулись при проектировании и расчете несущих элементов изотермических резервуаров, явились нагрузки от теплоизоляционных материалов. При расчете стенки пустого внутреннего резервуара на устойчивость – собственный вес изоляции, находящейся между крышами и вызывающей осевое сжатие стенки. Изоляция, находящаяся в межстенном пространстве, вызывает боковое давление на стенки внутреннего и наружного резервуаров. Кроме того, за счет трения о стенки она вызывает также вертикальное усилие.
Безопасность
В качестве основного метода контроля системы КДМ (комплексного диагностического мониторинга) изотермического хранилища используется метод АЭ (акустическая эмиссия), который обеспечивает выявление развивающихся и склонных к развитию (проявляющихся в процессе изменения нагрузки) дефектов или наличие течи, определение их местоположения и оценка их опасности. Кроме этого, размещение на поверхности внутренних резервуаров датчиков температуры позволяет оценить состояние теплоизоляции изотермических резервуаров, а размещение на анкерных креплениях и фундаментах изотермических резервуаров датчиков деформации и датчиков угла наклона позволяет контролировать изменение положения резервуара.
В качестве средств измерения параметров эксплуатации устанавливаются уровнемеры для измерения уровня налива, датчики давления для контроля минимального и максимального давлений и вибродатчики для контроля уровня вибрации на входном и выходном трубопроводах внутреннего резервуара ИХА.
Помимо вышеперечисленного, предлагается дополнительно оснащать систему КДМ изотермического хранилища сжиженного аммиака датчиками влажности, которые рекомендуется устанавливать в места крепления датчиков АЭ и температуры. Датчики влажности позволяют с большей достоверностью судить о состоянии и качестве теплоизоляции изотермических резервуаров.
Соответствие
Международные требования API 620 «Проектирование и строительство крупных, сварных резервуаров низкого давления».