Устройство для уменьшения вредных последствий пожара и взрыва
Формула / Реферат
1. Устройство для уменьшения вредных последствий пожара и/или взрыва, содержащее средства ограждения зоны, подвергаемой воздействию пожара и/или взрыва, представляющие собой стеновые элементы (1), которые установлены рядом друг с другом с образованием сплошной стены (10), причем указанный стеновый элемент (1) выполнен так, что при быстром повышении давления в зоне относительно давления в окружающем пространстве открывает указанную зону в сторону окружающего пространства до тех пор, пока давление в зоне, по существу, не сравняется с давлением в окружающем пространстве, отличающееся тем, что стеновый элемент (1) выполнен с возможностью возвращения после этого в свое закрытое положение, отгораживая зону от окружающего пространства и препятствуя поступлению из него воздуха в огражденную зону и выходу из огражденной зоны огнегасящей текучей среды, причем стеновые элементы (1) выполнены из упруго деформируемого материала в виде продолговатых параллельных заслонок, шарнирно подвешенных своим верхним, по существу, горизонтальным краем (2, 1b).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено системой пожаротушения.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что на верхнем крае заслонки установлен гибкий шарнир.
4. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что стеновый элемент (1) установлен в раме, которая установлена с возможностью поворота для открывания части стены (10) и вентиляции огражденной зоны.
5. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что на крае стенового элемента (1) установлено уплотнение.
6. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что на крае стенового элемента (1) установлены магниты.
7. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что стеновый элемент (1) снабжен теплопроводящими кабелями (4).
8. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что стеновый элемент снабжен надувными полостями (54).
9. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оно содержит сопло (20) для распыления водяного тумана, имеющее первый эжектор (21а) для выдачи крупных капель и второй эжектор (21b) для выдачи мелких капель, причем эжекторы (21а, 21b) так расположены рядом друг с другом, что крупные капли увлекают за собой мелкие капли.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что эжекторы (21а, 21b) расположены в сопле Вентури (20).
11. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что содержит ионизирующее устройство (22), которое установлено на эжекторах (21а, 21b), для сообщения водным каплям отрицательного заряда.
12. Устройство по одному из пп.9-11, отличающееся тем, что крупные капли имеют диаметр порядка 200-1000 мкм, а мелкие капли - диаметр порядка 1-10 мкм.
Текст
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ВРЕДНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ ПОЖАРА И ВЗРЫВА(71)(73) Заявитель и патентовладелец: АКЕР ЭНДЖИНИРИНГ ЭНД ТЕКНОЛОДЖИ АС (NO) Устройство для уменьшения вредных последствий пожара и/или взрыва содержит стеновые элементы (1), установленные рядом друг с другом с образованием сплошной стены (10). Стеновый элемент (1) выполнен так, что при возникновении взрыва открывает зону в сторону окружающего пространства до тех пор, пока давление в зоне не сравняется с давлением в окружающем пространстве. После этого элементы (1) возвращаются в закрытое положение, отгораживая зону от окружающего пространства и препятствуя поступлению из него воздуха в огражденную зону и выходу из огражденной зоны огнегасящей текучей среды. Элементы (1) предпочтительно выполнены из упругодеформируемого материала, вследствие чего, когда элемент принудительно находится в открытом положении, в нем хранится упругая энергия, которая используется для быстрого возврата элемента в закрытое положение. 014991 Изобретение относится к устройствам для уменьшения вредных последствий пожара и/или взрыва,особенно на технологических установках, согласно п.1 формулы изобретения. Пожар и взрыв на технологической установке очень опасны. Например, взрыв на нефтяной или газовой платформе может стать причиной гибели многих людей и выхода из строя платформы на очень продолжительный срок. Известны случаи, когда в результате взрыва и пожара вся платформа приходила в негодное состояние. Предпринималось много попыток по исключению возможности таких аварий и ограничению размеров ущерба. Некоторыми из наиболее важных мер по борьбе с такими авариями являются соблюдение техники безопасности, регулярное техническое обслуживание и ремонт и применение мощной противопожарной системы. Однако даже при соблюдении мер безопасности и надлежащем техническом обслуживании нельзя полностью избежать взрывов или пожаров. Взрыв и пожар часто взаимосвязаны, т.е. взрыв часто сопровождается пожаром. Пожар наносит наибольший материальный ущерб. Взрыв угрожает жизни людей,находящихся в непосредственной близости от места взрыва, а последующий пожар - жизни людей, находящихся, например, на платформе. Поэтому важно потушить пожар как можно быстрее. Для тушения пожара прежде всего используется вода в больших количествах. Однако для получения большого количества воды нужны высокопроизводительные насосы, и нефтепромысловые и газопромысловые платформы имеют большие пожарные насосы и соответствующие электроснабжение и водопроводы. Все это оборудование стоит очень дорого,занимает много места и много весит. Другим фактором, значение которого в последнее время возросло, является проведение геологоразведки и добычи в арктических регионах, где большую часть года минусовая температура составляет несколько десятков градусов. При ветре эффективная температура быстро опускается до -50 С. Если в таких условиях возникает пожар и его тушат большим количеством воды, то она замерзает на оборудовании, причем образовавшийся лед трудно удалить и он может так много весить, что платформа станет неустойчивой, в худшем случае может даже опрокинуться. Поэтому существует большая потребность в системе пожаротушения, эффективность которой при использовании меньшего количества воды такая же, как у существующих систем, или даже более высокая, и которая имеет меньший вес и занимает меньше места. Также желательно обеспечить защиту оборудования и персонала от погодных условий, температуры и ветра при геологоразведке и добыче в арктических регионах. Испытания на российском шельфе показали, что в экстремальных условиях человек может работать на платформе не более 20 мин. Поэтому желательно огородить платформу специальными заслонками. Однако при наличии таких стен возможный взрыв на платформе может разрушить трубопроводы, оборудование и сами стены. Такие разрушения приводят к развитию событий по сценарию катастрофы и к повышению опасности для персонала. Предпринимались попытки разработать заслонки, которые бы не разрушались при взрыве или разрушались в меньшей мере. Одно из таких решений описано в NO 168435, где стена состоит из панелей, прикрепленных к раме на горизонтальной балке, расположенной вдоль середины панели. Верхний и нижний края панели вставлены в канавки. При взрыве панель будет выскальзывать из канавок и перегибаться на балке. Панель изготовлена из металла (алюминия или стали) и в результате взрыва будет иметь остаточную деформацию,так что после взрыва при уменьшении давления она не будет возвращаться в свое "закрытое" исходное состояние. Поскольку после взрыва панели остаются открытыми, через большие проемы в стене будет поступать большое количество воздуха, поддерживающего пожар, возникший вследствие взрыва. Это приведет к интенсивному пожару, который трудно ликвидировать. То есть известные панели может быть и будут уменьшать последствия взрыва как такового, но они усугубляют последствия пожара, возникающего после взрыва. Кроме того, описанные панели могут быть использованы только один раз. После взрыва панели будут деформированы и, скорее всего, они не подлежат ремонту и должны быть заменены. Даже если система пожаротушения сможет ликвидировать пожар до того, как он нанесет значительный ущерб, потребуется определенное время для замены панелей и приведения в порядок технологической установки. Другое решение описано в NO 178116, где используются крышевые панели или стеновые панели,которые шарнирно соединены с рамой и должны открываться при взрыве. Однако данное решение относится не к открыванию и возможному закрыванию панелей, а к системе безопасности, которая предотвращает падение предметов через крышевые панели. Не описано, как работают панели при взрыве. На фиг. 1 показано, что при взрыве панели открываются до тех пор, пока не примут вертикального положения, но не показано и ничего не сказано о том, каким образом панели возвращаются в исходное положение. Похоже, что после взрыва, когда давление упадет, панели остаются открытыми. Представлен единственный вариант осуществления с панелями в крыше. Утверждается, что панели могут быть установлены в стене, но не объясняется, как это делается. Сторона панели, прикрепленная к шарниру, может быть ориентирована по четырем направлениям. Однако панель, скорее всего, будет за-1 014991 крываться после взрыва только в случае, если она ориентирована указанной стороной вверх. Поэтому трудно сказать, предусмотрено ли закрывание панели или нет. Также известны противовзрывные панели, установленные на платформе Heidrun, эксплуатируемой фирмой Statoil ASA в норвежской части Северного моря. Эти панели установлены в стене, ограждающей рабочую зону. Панели выполнены из металла и закреплены верхним краем с помощью торсионного шарнира, который подвергается пластической деформации, когда под действием давления, вызванного взрывом, панели открываются. Из-за остаточной деформации шарниров панели не будут закрываться после падения давления. Более того, шарниры и, скорее всего, панели после взрыва подлежат замене. Одной из причин использования торсионных шарниров является их низкая стоимость и тот факт, что они удерживают панели закрытыми при воздействии ветра в обычных условиях работы. Таким образом, панелям, которые используются на Heidrun, свойственны те же недостатки, что и панелям согласно указанным патентам Норвегии. Поэтому целью изобретения является создание ограждения для зон, подверженных действию взрыва, которое бы не разрушалось от взрыва и препятствовало проникновению воздуха в огражденную зону после падения вызванного взрывом давления. Это достигается путем создания устройства, в котором средства ограждения указанной зоны содержат стеновые элементы, установленные рядом друг с другом с образованием сплошной стены, причем указанный стеновый элемент выполнен так, что при быстром повышении давления в зоне относительно давления в окружающем пространстве открывает зону в окружающее пространство до тех пор, пока давление в ней, по существу, не сравняется с давлением в окружающем пространстве, после чего элементы возвращаются в закрытое положение, отгораживая зону от окружающего пространства и препятствуя поступлению воздуха из окружающего пространства в огражденную зону и выхода из нее огнегасящей текучей среды. Таким путем обеспечивается сброс давления в зоне без разрушения ограждения и последующее закрытие зоны, так что доступ для наружного воздуха ограничивается. Элементы предпочтительно выполнены из упругодеформируемого материала, так что, когда элемент принудительно открыт, в нем хранится упругая энергия, которая используется для быстрого возврата элемента в закрытое положение. Таким образом, предусмотрены панельные элементы, которые не подвергаются пластической деформации и потому возвращаются в закрытое положение без изменения их состояния. Зона предпочтительно снабжена системой пожаротушения. Использование панелей, которые закрываются после падения давления от взрыва, в сочетании с системой пожаротушения в огражденной зоне повышает эффективность тушения пожара, который может возникнуть после взрыва. Элементы предпочтительно представляют собой продолговатые параллельные заслонки, шарнирно подвешенные своим верхним, по существу, горизонтальным краем. Это целесообразно потому, что сила тяжести заслонки содействует ее быстрому закрыванию. В альтернативном варианте осуществления элемент установлен в раме, которая поворачивается на оси для открывания части стены с целью вентиляции огражденной зоны. Таким образом, зону можно быстро проветрить, чтобы впустить свежий воздух и удалить потенциально вредные и неприятные газы и испарения. Элемент на своем крае предпочтительно имеет прокладку для создания воздухонепроницаемого уплотнения. Также предпочтительно, чтобы на крае элемента были установлены магниты. Благодаря этому элемент не будет открываться от ветра и при небольших изменениях давления до тех пор, пока давление внутри зоны не превысит удерживающую силу магнитов. Элемент предпочтительно содержит теплопроводящие кабели. С помощью этих кабелей с элемента можно удалять снег и лед. Элемент предпочтительно снабжен надувными полостями. При надувании полостей с поверхности элемента можно удалить снег и лед. В предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство содержит сопло для распыления водяного тумана, имеющее первый эжектор для получения сравнительно крупных капель и второй эжектор для получения сравнительно мелких капель, причем эжекторы расположены рядом друг с другом так, что сравнительно крупные капли увлекают за собой сравнительно мелкие капли. Такая система создания водяного тумана очень эффективна, особенно в сочетании с панельными элементами согласно изобретению. Эжекторы предпочтительно установлены в сопле Вентури, которое обеспечивает эффективное образование капель требуемого размера. В усовершенствованном варианте осуществления изобретения устройство содержит ионизирующее устройство, расположенное вблизи эжекторов, для сообщения водяным каплям отрицательного заряда. В результате этого капли будут дольше оставаться в виде отдельных капель. Было установлено, что сравнительно крупные капли должны иметь диаметр порядка 200-1000 мкм,-2 014991 а сравнительно мелкие капли - диаметр порядка 1-10 мкм. Это обеспечивает наибольшую эффективность пожаротушения. Как указано выше, оптимальная система для находящейся в море платформы достигается при сочетании ограждения из элементов, которые открываются под действием давления и потом закрываются, с устройством создания водяного тумана, содержащим сопло для распыления воды, имеющее первый эжектор для получения сравнительно крупных капель и второй эжектор для получения сравнительно мелких капель, причем эжекторы расположены рядом друг с другом так, что крупные капли увлекают за собой мелкие. Так как система создания водяного тумана образует очень мелкие капли, последние легко сдуваются даже слабым ветром. Поэтому эта система будет лучше работать в замкнутом пространстве. Ограждение согласно изобретению гарантирует, что после взрыва зона пожара остается закрытой. Система создания водяного тумана также обеспечивает охлаждение горючих материалов и подавление уже возникших очагов пожара. Далее изобретение описано подробно со ссылками на чертежи, где на фиг. 1 а показан разрез заслонки согласно первому варианту осуществления изобретения,на фиг. 1b - разрез заслонки согласно второму варианту осуществления изобретения,на фиг. 1 с - более подробно заслонка, изображенная на фиг. 1 а или 1b, с полостями в исходном состоянии,на фиг. 1d - заслонка, изображенная на фиг. 1 а или 1b, с полостями, наполненными газом,на фиг. 2 показана спереди стена, состоящая из заслонок, изображенных на фиг. 1 а или 1b,на фиг. 3 - зона, огражденная стеной, состоящей из заслонок, согласно изобретению,на фиг. 4 - альтернативная конструкция стены или крыши, состоящей из заслонок,на фиг. 5 - процесс открывания заслонок при взрыве,на фиг. 6 схематично показано сопло для распыления водяного тумана и на фиг. 7 - разрез зоны, огражденной заслонками и заполненной водяным туманом. На фиг. 1 показана заслонка 1 из упругого материала, например из резины или подобного ей синтетического материала. Выбор материала зависит от условий использования заслонки. Для использования в арктических условиях нужно выбирать материал, сохраняющий упругость при низких температурах. Материал должен быть негорючим и предпочтительно обладать теплоизоляционными свойствами. На верхнем крае заслонка 1 снабжена гибким шарниром 2. На чертеже этот шарнир привинчен к основанию 3, которое является или может являться частью рамной конструкции. Заслонка может быть также снабжена теплопроводящими кабелями 4, которые могут использоваться, если существует проблема конденсации и образования льда на ее внутренней стороне. Подробно их функция рассмотрена ниже. Эти теплопроводящие кабели 4 также могут дополнительно обогревать закрытую зону, чтобы персонал мог работать в приемлемых температурных условиях. Теплопроводящие кабели 4 также гарантируют, что заслонки 1 не будут примерзать. Заслонка 1 состоит из двух основных частей: верхней части 5 и нижней части 7. Верхняя часть 5 содержит пластину 6, нити или ленту из сравнительно тяжелого материала, которая вызывает быстрое падение заслонки назад, когда давление в огражденной зоне становится равным давлению в окружающем пространстве. Эта пластина 6 также противодействует дрожанию заслонки под действием ветра. Нижняя часть 7 тоньше, чем верхняя часть 5, и более гибкая. Таким образом, в месте соединения верхней части 5 с нижней частью 7 образуется линия сгиба. Между верхней и нижней частями находится основание 8, которое тоже является или может являться частью рамной конструкции. На нижнем конце заслонки 1 имеется основание 9, которое, так же как и основания 3 и 8, является или может являться частью рамной конструкции. Каждая заслонка 1 подвешена в рамной конструкции с помощью соответствующего основания 3. В результате, как показано на фиг. 2, несколько заслонок 1 образуют стену 10. Расположенное выше основание 9 и расположенное ниже основание 3 могут составлять одно целое. Как альтернатива, расположенное ниже основание 3 может находиться в пределах расположенного выше основания 9, чтобы соседние заслонки 1 частично перекрывали друг друга. Однако предпочтительно, чтобы по меньшей мере между некоторыми заслонками 1 были предусмотрены щели для вентиляции. Заслонки предпочтительно расположены по всей длине стены, но могут быть разделены на секции. Высота заслонок предпочтительно равна примерно 1 м, а их длина - примерно 3 м. На фиг. 1b показан альтернативный вариант выполнения заслонки 1 согласно изобретению, которая подвешена на раме 40 своим верхним концом 1b. Рама 40 окружает заслонку. Рама имеет упор 41, расположенный приблизительно на ее середине по высоте. Рама подвешена в рамной конструкции (не показана) на поворотном валу 42. Привод, например пневмодвигатель, поворачивает вал с рамой 40, и тем самым заслонку 1, для открывания стены 10. Открывание стены 10 производится с целью быстрой вентиляции рабочей зоны, огражденной стенами 10. Это можно осуществить, когда позволяют погодные условия и, конечно, при отсутствии пожара. Если при открытых рамах 40 (положение 40') обнаружен пожар, то пневмодвигатель начнет быстро закрывать раму 40. Если в пределах зоны обнаружен газ, рамы тоже могут поворачиваться в открытое-3 014991 положение для быстрого выветривания газа до того, как он воспламенится или причинит другой вред. Стена 10 может полностью состоять из заслонок 1, подвешенных в поворотной раме 40, или из этих заслонок в сочетании с заслонками, подвешенными как показано на фиг 1 а. На фиг. 1 с и 1d заслонка 1 показана подробно. Она состоит из внутреннего теплоизоляционного слоя 51, например из сравнительно легкого поропласта или другого легкого прочного изоляционного материала, который будет связываться с несущим слоем 52, выполненным предпочтительно из резины. Изоляционный слой гарантирует, что в рабочей зоне будет поддерживаться комфортная температура даже тогда, когда снаружи, за стеной 10 очень холодно. Кроме того, изоляция, сохраняя дополнительное тепло, выделяемое при работе в огражденной зоне, будет способствовать поддержанию в ней температуры, превышающей температуру замерзания огнегасящей текучей среды, которая используется для тушения пожара внутри зоны. Поэтому уменьшается или полностью отпадает потребность в подаче в зону подогретого воздуха. Резиновый несущий слой 52 обладает упругостью и состоит из резиновой смеси, которая сохраняет упругость при температуре до -60 С. С наружной стороны заслонка 1 имеет слой 53 из более стойкого материала, предпочтительно из резины, который выдерживает экстремальные погодные условия и не разрушается от солнечного света. В этот слой 53 могут быть заделаны теплопроводящие кабели 4. Провода 4 могут быть распределены тонким слоем и подключаться к электропитанию на короткие интервалы времени, например на 10-15 мин. За это время между заслонкой и льдом образуется тонкая водяная пленка. Предполагается, что этого короткого временного интервала будет недостаточно для удаления льда. Поэтому наружный слой может дополнительно иметь небольшие полости 54, не проницаемые для воздуха, не считая того, что они соединены каналом (не показан) с источником сжатого воздуха (не показан). Если на заслонке образуется лед, то полости можно наполнить воздухом, чтобы они раздулись. В результате образовавшийся на заслонке лед можно сломать и очистить от него поверхность заслонки. В холодное время года регулярное нагревание проводами 4 и последующее надувание полостей будет гарантировать, что на заслонках, по существу, не будет льда и снега. Наружный слой, содержащий полости, является особенно гибким при температуре, до которой он нагревается теплопроводящими кабелями. В полости всех заслонок можно подавать воздух из одного и того же источника сжатого воздуха, одновременно или поочередно. Давление может составлять около 7 бар (700 кПа) (на 7 бар выше атмосферного давления). Материалы, используемые для заслонки, должны выдерживать нагрев от взрыва и пожара до его ликвидации. В обоих описанных выше вариантах осуществления заслонки могут иметь на своем крае уплотнение для предотвращения попадания в огражденную зону дождя, или снега, или песка в пустынных регионах. На крае заслонки также могут быть предусмотрены магниты для ее прижатия к раме или рамной конструкции, чтобы предотвратить дрожание заслонки под действием ветра. Магниты могут быть заделаны в резину, из которой сделана заслонка, при вулканизации или вставлены в указанное уплотнение. Сила магнитов должна соответствовать максимальной ветровой нагрузке в регионе. На фиг. 3 показана зона, отгороженная четырьмя стенами 10, состоящими из заслонок 1. Заслонки 11 предназначены для вентиляции. На фиг. 3 крыша зоны состоит из плит, образующих сплошное покрытие. Однако она может быть выполнена из заслонок 1. На фиг. 4 показана конфигурация заслонок 1, которые могут использоваться для крыши, но годятся и для образования стен. Здесь от центральной точки 13 отходят ленты 12. Между лентами 12 проходит основание 3, к которому своим боковым краем прикреплены заслонки 1. Ленты 12 могут быть выполнены из хрупкого материала, который ломается, если давление при взрыве становится настолько высоким, что не может быть сброшено только посредством заслонок 1. Поэтому центральная точка 13 может иметь ослабленную зону, где начинают ломаться ленты. Далее со ссылками на фиг. 5 описана работа заслонок 1. Слева под буквой А показана стена 10 из заслонок 1 в нормальном состоянии. Заслонки 1 висят непосредственно друг над другом и образуют по существу сплошную вертикальную стену. В начале взрыва давление внутри огражденной зоны будет увеличиваться очень быстро. Поэтому важно, чтобы заслонки 1 начали открываться до того, как давление станет настолько большим, что стены 10 могут не выдержать. Время срабатывания заслонки зависит от массы той ее части, которая приводится в действие, и таким образом момент срабатывания определяется самой заслонкой. Нижняя часть 7 заслонки 1 в варианте осуществления, представленном на фиг. 1 а, имеет меньшую массу и будет первая реагировать на заданное давление в помещении. То есть нижняя, легкая и гибкая часть 7 заслонки 1 начнет отклоняться наружу, как показано в средней части на фиг. 5 под буквой В. Давление в зоне будет частично сброшено и рост давления в ней замедлится. Если давление в зоне продолжает увеличиваться,то верхняя часть 5 заслонки 1 тоже начнет отклоняться наружу, как показано в правой части на фиг. 5 под буквой С. Таким образом, давление в зоне будет большей частью сброшено. Испытания показали, что можно обеспечить открывание заслонки из закрытого положения в полностью открытое положение за 0,15 с. Испытания также показали, что когда заслонка достигает полностью открытого положения, она накапливает большое количество упругой энергии, которой достаточно для-4 014991 возврата заслонки в закрытое положение так же быстро, как она открывается. Это значит, что заслонка будет оставаться открытой столько времени, сколько нужно для сброса давления, вызванного взрывом, в огражденной зоне. Это также значит, что есть небольшая вероятность поступления воздуха (и соответственно кислорода) снаружи через заслонки в зону. Заслонки 1 могут сбросить давление от взрыва так быстро и эффективно, что давление в зоне не будет превышать давление, которое могут выдержать стены. Однако нежелательно, чтобы заслонки открывались до того, как давление достигнет заданного значения. Это позволяет избежать дрожания заслонки под действием ветра. В варианте, показанном на фиг. 1 а, пластина 6 в верхней части 5 заслонки сообщает этой части достаточный момент инерции, чтобы заданное давление достигалось раньше, чем верхняя часть 5 заслонки начнет отклоняться наружу. Раскрывание длится от 100 до 150 мсек. За это время сначала отклоняется наружу нижняя часть 7, а потом верхняя часть 5. По окончании взрыва заслонки 1 будут возвращаться назад до тех пор, пока не упрутся в основания 8 и 9. При слабых взрывах открываться может только нижняя часть 7 заслонки 1. Горение углеводородов на технологических установках может быть очень интенсивным и температура в зоне горения может быстро достичь 1300-1500 С. Чтобы свести к минимуму материальный ущерб,важно тушить пожар как можно быстрее. Поскольку после взрыва заслонки опустятся и снова закроют зону, поступление воздуха, необходимого для горения, уменьшится и пожар внутри производственного помещения усиливаться не будет. Воздуха будет меньше, чем требуется для полного сгорания. Проведенные испытания с заслонкой из резинового листа показали, что под действием вызванного взрывом давления она полностью откроется примерно за 0,15 с. Если образованные заслонками стены 3 подвергаются действию взрыва с наружной стороны огражденной зоны, то упругий материал заслонки 1 будет действовать как брезентовый парус - он будет выгибаться вместе с рамной конструкцией. Поэтому несущая рамная конструкция стены (предпочтительно стальная) будет испытывать совсем иную нагрузку, чем если бы заслонки были выполнены из металла. На фиг. 6 схематично показано сопло для образования водяного тумана, содержащее воронку 20 Вентури и несколько эжекторов 21. Эжекторы 21 служат для распыления капель воды и образования водяного тумана. Каждый эжектор окружен отрицательно заряженным кольцом 22, которое обеспечивает пропускание электрического тока через водяные капли, выходящие из эжектора, и электрически заряжает их предпочтительно отрицательно. Попытки по ионизации водяных капель капли предпринимались в меньшем масштабе. В сопле согласно изобретению имеются эжекторы двух типов: эжектор 21 а для распыления сравнительно крупных капель, например с диаметром примерно 200-1000 мкм, и эжектор 21b для распыления сравнительно мелких капель, например с диаметром примерно 1-10 мкм. Для тушения пожара и охлаждения оборудования наиболее эффективны водяные капли малого размера, поскольку они имеют намного большее отношение поверхности к объему. 16 миллионов водяных капель диаметром 1 мкм соответствуют объему капли диаметром 250 мкм, а суммарная поверхность этих мелких капель в 250 раз больше поверхности одной водяной капли диаметром 0,25 мм. Поэтому поверхность контакта с огнем и горячими предметами будет намного больше. Недостаток мелких капель в том,что их нельзя выбросить очень далеко. Туман, образованный такими каплями, распространяется в зону пожара очень медленно. За это время мелкие капли успевают слиться в более крупные и становятся менее эффективными. Поэтому эжекторы, создающие мелкие капли, использовались в небольших помещениях. Кроме того, нужно было иметь много эжекторов, установленных в разных местах помещения. Установка этих эжекторов в технологической установке связана с определенными неудобствами и большими расходами. Согласно изобретению крупные капли 23, которые могут выбрасываться сравнительно далеко, увлекают за собой мелкие капли 24 благодаря созданию разрежения за каждой крупной каплей. Кроме того, воронка Вентури 20 способствует созданию сильного воздушного потока, который захватывает крупные и мелкие капли 23 и 24 соответственно. В устье воронки создается разрежение, которое затягивает мелкие капли 24, отводя их от сопла. В результате мелкие капли 24 выбрасываются, по существу, так же далеко, как и крупные капли 23. Пламя имеет в общем положительный заряд, а все металлические поверхности заземлены. Благодаря тому, что капли получают отрицательный заряд, они будут перемещаться к огню и металлическим поверхностям, а так как капли (и крупные, и мелкие) заряжены отрицательно, они стремятся отталкиваться друг от друга. Поэтому лишь небольшое количество мелких капель будет сливаться в капли большего размера или сливаться с крупными каплями. Таким образом, можно заполнить туманом всю охваченную огнем зону с использованием небольшого количества сопел. Это очень важно для работы и технического обслуживания технологической установки также по той причине, что сопла можно установить за пределами тех участков, которые необходимы для проведения осмотра и обслуживания оборудования и трубопроводов. На фиг. 7 схематично изображен разрез огражденной технологической зоны. Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы уменьшить количество сгоревших вытекших углеводородов, в лучшем случае, обеспечить, чтобы после окончания тушения пожара все углеводороды-5 014991 оставались несгоревшими. Однако количество углеводородов, которое вытекает в технологическом помещении, определяется размером технологических контейнеров, размещением отсечных клапанов и скоростью декомпрессии технологического процесса, в котором участвуют углеводороды. Поэтому в большинстве случаев количество несгоревших углеводородов, вытекших в технологическом помещении после устранения пожара, будет большим. Когда давление в помещении из-за вытекания определенного количества углеводородов возрастает,заслонки 1 открываются и выпускают эти газы. Несгоревшие углеводороды за пределами технологического помещения, как правило, представляют большую опасность. Дело в том, что если эти газы проникнут в другие помещения и там загорятся, то произойдет взрыв, и аварийная ситуация может стать неконтролируемой. Чтобы избежать такой ситуации, согласно изобретению, выполненные из заслонок стены 3 используются в сочетании с системой создания водяного тумана для заполнения технологического помещения с целью тушения пожара путем охлаждения и выработки пара. Диаметр капель в зоне 30 может составлять 150-250 мкм, что обеспечивает сравнительно эффективное охлаждение. Сопла расположены так, что распределение капель имеет большую плотность вблизи стен 3. Как описано ниже, они будут перемещаться вместе с горючими газами, которые выходят через стены 3, состоящие из заслонок. Когда из-за вытекания газов давление в технологическом помещении возрастает, заслонки 1 открываются (на фиг. 7 самые верхние заслонки 1) и выпускают углеводороды. Прежде чем вытекшие углеводороды смогут пройти через заслонки 1, они должны пройти участки 31 вблизи стен 3. Эти участки заполнены водяным туманом в основном из мелких капель, например с размером 1-10 мкм. Туман на этих участках 31 достаточно плотный, так что газообразные углеводороды, выходящие в окружающее пространство, захватывают с собой достаточное количество воды. Действие силы тяжести на эти капли незначительно и потому они некоторое время висят с внутренней стороны стены 3. Технологическое помещение действует как смесительная камера, и благодаря смешиванию мелких капель (1-10 мкм) с несгоревшими углеводородами предотвращается опасный взрыв в случае, если они, смешанные с воздухом, войдут в контакт с газами или предметами, температура которых выше температуры возгорания углеводородов. При воспламенении углеводородов в воздухе горение будет быстрым. Расстояние между каплями в этой зоне мало (1-5 мкм). Масса каждой такой капли тоже мала (примерно 16 миллионных от массы капли с размером 250 мкм). При горении горючих газов в воздухе капли очень быстро достигают температуры кипения. Благодаря большой плотности распределения капель размером 1-10 мкм их испарение приводит к понижению температуры ниже величины, необходимой для поддержания процесса горения (т.е. взрыва). Все сказанное выше противоречит существующему на сегодняшний день мнению о том, что углеводороды надо изолировать и не надо препятствовать их сгоранию. Существует опасение, что углеводороды, которые вытекают в виде взрывоопасной смеси, попадут в другие зоны и воспламенятся. Однако эта опасность будет значительно меньше, если углеводороды смешаны с очень мелкими водяными каплями. Поэтому лучше дать этой смеси возможность вытечь, чем позволить ей гореть внутри технологической зоны и вызвать там еще большее разрушение. Заслонки 1 в стенах 3 могут открываться при различном давлении, причем самые верхние заслонки 1 будут открываться при более низком давлении, чем заслонки, расположенные ниже. Вследствие этого вытекшие углеводородные газы в технологическом помещении будут стремиться выйти из него в местах,где давление, при котором открываются заслонки 1, наиболее низкое, т.е. в верхней части стен. Здесь путь для выхода "на открытый воздух" короче и меньше вероятность контакта углеводородов с источниками, которые могут вызвать их воспламенение. Согласно изобретению желательно быстро ликвидировать пожар или контролировать его. Это значит, что утечка, начало горения или взрывоопасная ситуация должны выявляться как можно раньше,чтобы распылительные сопла могли начать распыление водяного тумана предпочтительно до взрыва. Желательно, чтобы это произошло не позднее чем спустя 2 с после обнаружения утечки и т.п. Для этого сначала надо забрать воду из маленьких резервуаров и подать ее к соплам с помощью, например, воздуха или азота высокого давления, чтобы быстро вытеснить воздух из труб. Одновременно запускают пожарныенасосы, которые качают морскую воду к соплам. Пожарным насосам требуется некоторое время для запуска и для подачи воды. Вода из пожарных насосов подается под более низким давлением, чем при использовании азота. На первом этапе желательно использовать пресную воду. Если до того, как насосы начнут подавать воду, окажется, что срабатывание было ложным, можно прекратить дальнейшую эжекцию, прежде чем морская вода дойдет до сопел. Тем самым можно избежать попадания на дорогостоящее оборудование коррозийной морской воды и необходимости последующей его чистки. Если емкости маленьких резервуаров с пресной водой хватает для подачи воды в течение по меньшей мере 30 с, то во многих случаях пожар можно погасить только пресной водой. 30 с - это обычно то время, которое проходит до того, как пожарный насос начинает подавать воду. Предполагается, что количество воды, необходимое для тушения пожара согласно изобретению,будет составлять не более 10% от количества воды, которое требуется для известных противопожарных-6 014991 систем. Согласно изобретению можно разделить сравнительно большие технологические зоны на менее крупные противопожарные отсеки, каждый из которых окружен стенами 3, состоящими из заслонок. Пожар, возникший в одном отсеке, можно тушить, не влияя на другие отсеки. Так как заслонки изготовлены из огнестойкого материала, они непродолжительное время могут выполнять функцию противопожарных перегородок между различными технологическими зонами (например, на время 10-15 с, достаточное для тушения пожара). Таким образом, эти технологические зоны могут располагаться ближе друг к другу, чем это было бы возможно при другом выполнении заслонок. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для уменьшения вредных последствий пожара и/или взрыва, содержащее средства ограждения зоны, подвергаемой воздействию пожара и/или взрыва, представляющие собой стеновые элементы (1), которые установлены рядом друг с другом с образованием сплошной стены (10), причем указанный стеновый элемент (1) выполнен так, что при быстром повышении давления в зоне относительно давления в окружающем пространстве открывает указанную зону в сторону окружающего пространства до тех пор, пока давление в зоне, по существу, не сравняется с давлением в окружающем пространстве, отличающееся тем, что стеновый элемент (1) выполнен с возможностью возвращения после этого в свое закрытое положение, отгораживая зону от окружающего пространства и препятствуя поступлению из него воздуха в огражденную зону и выходу из огражденной зоны огнегасящей текучей среды,причем стеновые элементы (1) выполнены из упруго деформируемого материала в виде продолговатых параллельных заслонок, шарнирно подвешенных своим верхним, по существу, горизонтальным краем (2,1b). 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено системой пожаротушения. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что на верхнем крае заслонки установлен гибкий шарнир. 4. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что стеновый элемент(1) установлен в раме, которая установлена с возможностью поворота для открывания части стены (10) и вентиляции огражденной зоны. 5. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что на крае стенового элемента (1) установлено уплотнение. 6. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что на крае стенового элемента (1) установлены магниты. 7. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что стеновый элемент(1) снабжен теплопроводящими кабелями (4). 8. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что стеновый элемент снабжен надувными полостями (54). 9. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оно содержит сопло(20) для распыления водяного тумана, имеющее первый эжектор (21 а) для выдачи крупных капель и второй эжектор (21b) для выдачи мелких капель, причем эжекторы (21 а, 21b) так расположены рядом друг с другом, что крупные капли увлекают за собой мелкие капли. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что эжекторы (21 а, 21b) расположены в сопле Вентури(20). 11. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что содержит ионизирующее устройство (22), которое установлено на эжекторах (21 а, 21b), для сообщения водным каплям отрицательного заряда. 12. Устройство по одному из пп.9-11, отличающееся тем, что крупные капли имеют диаметр порядка 200-1000 мкм, а мелкие капли - диаметр порядка 1-10 мкм.
МПК / Метки
МПК: E04B 1/92, F42D 5/045, E04B 1/98
Метки: взрыва, устройство, уменьшения, пожара, последствий, вредных
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/11-14991-ustrojjstvo-dlya-umensheniya-vrednyh-posledstvijj-pozhara-i-vzryva.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Устройство для уменьшения вредных последствий пожара и взрыва</a>
Предыдущий патент: Растворимая табачная пластинка
Следующий патент: Способ получения водорода и серной кислоты
Случайный патент: Синергетические гербицидные композиции и способы их применения