Приложение П.8 (рекомендуемое) Защита резервуаров, возводимых в прибрежных зонах рек, морей и океанов, от стихийного воздействия водного потока
П.8.1 Для резервуаров, возводимых в прибрежных зонах рек, морей и океанов, существует опасность воздействия водных потоков, вызванных паводковыми разливами рек, прорывом плотин и дамб, цунами, нагоном воды из морей в устья рек и т.д. При этом возможны сдвиг и опрокидывание резервуаров, расположенных в зонах затопления. Данное приложение разработано на основе результатов работы [19] (см. Приложение П.20) и содержит рекомендации по защите резервуаров от указанного вида стихийного воздействия.
П.8.2 В районах вероятного возникновения стихийных водных потоков резервуары следует устанавливать на площадках, возвышающихся над общим рельефом местности.
П.8.3 Для защиты резервуаров от воздействия водного потока следует применить одно из следующих мероприятий:
1) слив продукта и последующая разгерметизация объема путем открытия всех штатных отверстий в стенке (способ 1);
2) налив резервуара продуктом или водой до некоторого уровня Hmin, обеспечивающего неподвижность резервуара во время стихийного бедствия (способ 2);
3) установка анкерных устройств, воспринимающих внешнее воздействие (способ 3).
П.8.4 Возможность применения одного из способов защиты должна оцениваться в зависимости от:
— диаметра резервуара D (м);
— высоты стенки резервуара Hs (м);
— ожидаемого времени затопления τ0 (ч);
— ожидаемой скорости водного потока v (м/с);
— расчетной высоты потока, т.е. разности между ожидаемой высотой водного потока и возвышением площадки строительства над общим рельефом местности Δh (м);
— минимально необходимой величины налива резервуара Нmin (м), определяемой по графикам, приведенным на рис. П.8.1;
— плотности продукта ρ (т/м3);
— возможности своевременного опорожнения резервуара за время τ1 (ч),
— возможности своевременного налива продукта в резервуар за время τ2 (ч).
П.8.5 В случае, если Δh < 1 м, специальных мероприятий по защите резервуаров не требуется. В противном случае требуется применение способов 1, 2 или 3.
П.8.6 При использовании графиков, приведенных на рис. П.8.1, П.8.2, допускается линейная интерполяция исходных данных и результатов.
П.8.7 Допускается применение способа 1, если выполняются условия:
Hmin ≤ Δh, τ1 < τ0.
П.8.8 Допускается применение способа 2, если выполняются условия:
Hmin/ρ < Hs, τ2 < τ0.
П.8.9 Если неподвижность резервуара на основании при воздействии водного потока не может быть обеспечена способами 1 или 2, необходимо применить способ 3, т.е. выполнить установку анкерных устройств. Суммарную нагрузку на анкеры следует определять с помощью графиков, приведенных на рис. П.8.2.
П.8.10 Время полного опорожнения резервуара τ1 и время его заполнения τ2 могут быть уточнены в момент поступления предупреждения о приближении стихийного бедствия. В этом случае необходимо принять H1 = Н2= Н, где Н — фактический уровень налива продукта к моменту поступления сигнала тревоги.
П.8.11 В случае, если Δh > 10 м, строительство резервуаров в данной местности не рекомендуется.
ПРИМЕР РАСЧЕТА.
Ожидается возникновение водного потока высотой 9 м и скоростью v = 10 м/с через τ0 = 6 часов. Необходимо выбрать способ защиты резервуара объемом 5000 м3 (диаметр D = 22,8 м, высота стенки Hs = 12 м), построенного на площадке с превышением над общим рельефом местности 2 м. Максимальный, фактический и нижний уровни налива резервуара продуктом в процессе эксплуатации равны соответственно H1 = Н = 11,6 м, Н2 = 1,9 м. Относительная плотность хранимого продукта ρ = 1. Производительность слива продукта из резервуара 1000 м3/ч, производительность налива продукта в резервуар 500 м3/ч.
Расчетная высота потока составляет
Δh = 9 — 2 = 7 м.
По графикам на рис. 8.1 определяем Hmin.
При высоте потока Δh = 5 м получаем Hmin = 5,4 м, при Δh = 10 м требуемая высота налива составляет Hmin = 10,7 м.
Для принятого значения Δh = 7 м путем линейной интерполяции получаем Нmin = 7,52 м.
С учетом производительности слива продукта и максимального уровня налива резервуара H1 = Н вычисляем время полного опорожнения резервуара
τ1 = 4,8 ч.
С учетом производительности налива продукта и нижнего уровня налива резервуара Н2 время заполнения резервуара до отметки Hmin будет равно
τ2 = 4,6 ч.
Проверяем условия п. П.8.7:
Hmin = 7,52 м > Δh = 7 м,
τ1 = 4,8 ч < τ0 = 6 ч.
Первое условие п. П.8.7 не выполняется, т.е. способ 1 не применим.
Проверяем условия п. П.8.8.
Hmin = 7,52 м < Hs = 12 м,
τ2 = 4,6 ч < х0 = 6 ч.
Оба условия п. 8.8 выполняются, следовательно, способ 2 обеспечивает защиту резервуара от стихийного воздействия.
Таким образом, для обеспечения неподвижности резервуара необходимо до начала наводнения наполнить его продуктом до уровня не менее Hmin = 7,52 м.
Рис. П.8.1
Определение уровня налива Нmin, м
а) высота потока Δh = 5 м
б) высота потока Δh = 10 м
Рис. П.8.2
Определение сдвигающей силы Q, МН
а) высота потока Δh = 5 м
б) высота потока Δh = 10 м
