ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЦИСТЕРНА ДЛЯ ВЯЗКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Изобретение относится к теплообменным элементам, установленным в железнодорожной цистерне для подогрева и ускорения слива содержащихся в ней вязких сред.

Известна цистерна с теплоизоляцией, включающая котел и наружную защитную оболочку, состоящую из цилиндрической обечайки с боковыми вертикально расположенными пластинами и торцовых днищ, каждое из которых выполнено из расположенных один под другим трех участков, при этом средний участок выполнен в виде изогнутой пластины, соединенной меньшими сторонами с вертикально расположенными пластинами обечайки, а каждый верхний и нижний участки выполнены в виде части развертки поверхности кругового конуса [1].

Недостатком этой конструкции является высокая металлоемкость за счет применения наружной защитной оболочки, ведущая к снижению ее грузоподъемности.

Известна также подогреваемая цистерна для текучей среды, включающая горизонтально расположенный котел с основанием и днищами, загрузочным и разгрузочным приспособлениями, последнее из которых размещено в центре приспособления для нагрева текучей среды, корпус которого выполнен в поперечном сечении дугообразной формы по всей длине цистерны и имеет входной и выходной патрубки и образованный ими лабиринтный канал для пропуска теплоносителя, при этом, корпус приспособления для нагрева текучей среды укреплен внутри котла над основанием по периметру на опорном элементе при помощи сварки с образованием ложного дна для мертвого воздушного пространства, при этом приспособление для нагрева текучей среды расположено с наклоном в сторону разгрузочного приспособления [2].

Недостатком этих цистерн является высокая трудоемкость их изготовления и сложность конструктивного исполнения приспособления для нагрева.

Наиболее близким техническим решением является железнодорожная цистерна с подогревом, установленная на опорах, связанных с брусьями для колесных тележек, содержащих два закрытых торцовых днища и цилиндрическую обечайку цистерны с выпускным клапаном, расположенным в нижней части ее между закрытыми торцовыми днищами, и нагревательное устройство, расположенное внутри в нижней части цистерны, причем нагревательное устройство выполнено из двух теплообменников, связанных между собой соединительным средством, при этом каждый их них содержит патрубок для связи с источником нагретой текучей среды и выполнен в виде двух групп взаимосвязанных параллельных каналов, прикрепленных к нижней части цистерны у выпускного клапана с образованием кольцевого канала для потока нагретой текучей среды, охватывающего выпускной клапан, причем взаимосвязанные параллельные каналы направлены к закрытым торцовым днищам, концевой участок каждой группы взаимосвязанных параллельных каналов расположен между выпускным клапаном и соответствующим закрытым торцовым днищем цистерны, а каждый теплообменник содержит установленные с наклоном металлические пластины, каждая из которых соединена с соответствующими взаимосвязанными параллельными каналами для текучей нагретой среды, причем края каждой пластины соединены с соответствующим закрытым торцовым днищем цистерны выше нижней части последней и с нижней частью цистерны у концевого участка соответствующей группы взаимосвязанных параллельных каналов с образованием между каждой пластиной и нижней частью цистерны замкнутого воздушного пространства [3].

Недостатком этих конструкций является сложность конструктивного исполнения, высокая себестоимость и трудоемкость изготовления.

Цель изобретения - интенсификация процесса разогрева, упрощение конструкции нагревательного устройства цистерны, повышение надежности и технологичности, а также уменьшение себестоимости за счет снижения металлоемкости и трудоемкости ее изготовления.

Это достигается тем, что железнодорожная цистерна для вязких нефтепродуктов, установленная на платформе, содержащая два закрытых торцовых днища и цилиндрическую обечайку цистерны с выпускным клапаном, расположенным в нижней части ее между закрытыми торцовыми днищами и нагревательное устройство, расположенное внутри в нижней части цистерны, которое выполнено из n-труб подогрева, вмонтированных в один из торцов котла и расположенных по всей его длине, при этом внутри каждой трубы подогрева расположены трубки подвода пара с отверстиями для выхода пара, а трубы подогрева соединены с внешней стороны торца котла коллекторами для подвода пара и слива конденсата, причем трубы подогрева установлены на опорах с уклоном в сторону входа пара и выхода конденсата.

На фиг. 1 изображен общий вид цистерны для вязких нефтепродуктов; на фиг. 2 - то же, вид с торца; на фиг. 3 - котел цистерны в разрезе; на фиг. 4 - трубы подогрева; на фиг. 5 - вид В котла цистерны на фиг. 3; на фиг. 6, 7 - cечение Б-Б на фиг.5; на фиг. 8, 9 - сечение Д-Д, Г-Г котла цистерны на фиг.3; на фиг. 10 изображено крепление труб подогрева.

Железнодорожная цистерна для вязких нефтепродуктов (фиг. 1) содержит котел 1, состоящий из цилиндрической обечайки 2, двух торцовых днищ 3, загрузочного люка 4, сливного устройства в виде выпускного клапана 5.

Железнодорожная цистерна расположена на брусьях 6, закрепленных на опорах 7 платформы 8 и крепится хомутами 9 непосредственно к опорам 7. Внутри, в нижней части железнодорожной цистерны (фиг. 3) размещено в продольном направлении нагревательное устройство 10, которое выполнено из n труб подогрева 11, вмонтированных в один из торцов котла 1 и расположенных по всей его длине, при этом внутри каждой трубы подогрева 11 расположены трубки подвода пара 12 с отверстиями для выхода пара, а трубы подогрева 11 соединены с внешней стороны торца котла 1 коллекторами: верхним 13 - для подвода пара и нижним 14 - слива конденсата (фиг. 5).

На коллекторах 13 и 14 жестко установлены штуцеры 15,16 с заглушками 17, 18, в которых нарезается резьба диаметром, соответствующим диаметру рукавов, причем для более полного слива конденсата, штуцер 16 приварен к нижнему коллектору 14 под углом 20^o к его горизонтальной оси. Трубы подогрева 11 установлены на опорах 19, 20, и крепится к ним с помощью хомутов 21.

Указанные опоры 19, 20 установлены на стойках 22, 23, жестко закрепленных к котлу 1 цистерны и представляют собой полуобечайки, служащие одновременно ложементами для труб подогрева 11. При этом высота стоек 22, 23 выполнена с учетом уклона этих труб.

Железнодорожная цистерна для вязких нефтепродуктов с устройством подогрева работает следующим образом.

При разгрузке цистерны необходимо теплоноситель, например, пар подключить к коллектору подвода пара 13, который под давлением подается по трубкам подвода пара 12 и через его открытый конец и отверстия, расположенные в шахматном порядке поступает в трубу подогрева 11, нагревая ее до температуры около 160^o, разогревая при этом нижнюю часть содержимого продукта и ускоряя тем самым разгрузку цистерны.

Отработанный пар-конденсат выводится из трубы подогрева 11 непосредственно через штуцер нижнего коллектора 14 в емкость и может рециркулироваться через источник нагрева и использоваться в дальнейшем для подогрева вязких нефтепродуктов.

Пропускаемый через нагревательное устройство теплоноситель обеспечивает эффективный нагрев содержимого цистерны с сопутствующим уменьшением его вязкости, ускоряя при этом его слив.

Наклонное расположение труб подогрева 11 в сторону входа пара и выхода конденсата, а также установка под углом 20^o нижнего штуцера 16 к коллектору слива 14 позволяют обеспечить более полный слив конденсата и исключить накопление воды или льда в нагревательном устройстве.

Использование предлагаемой конструкции железнодорожной цистерны для вязких нефтепродуктов с подогревом позволит упростить конструкцию нагревательного устройства, повысить интенсификацию разогрева содержимого в цистерне продукта и ускорить его слив, уменьшить себестоимость за счет снижения металлоемкости и трудоемкости ее изготовления, а также повысить ее надежность и технологичность.

Источники информации
1. Авторское свидетельство N 1400934, МПК В 61 D 5/00, В 65 D 88/12, бюл. N 21, 1988 г.

2. Патент N 157466, МПК В 65 D 88/74, бюл. N 23, 1990 г.

3. Патент N 1482517, МПК В 65 D 88/74, бюл. N 19, 1989 г. (прототип).