BRPI0803360B1

BRPI0803360B1 - Dreno de emergência para tanques de teto flutuante

Info

Publication number: BRPI0803360B1
Application number: BRPI0803360-9A
Authority: BR
Inventors: André Paulo Kotchetkoff Neto
Original assignee: Petrobras Transporte S.A. - Transpetro
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2008-06-30
Publication date: 2019-05-07
Also published as: BRPI0803360A2

Abstract

dreno de emergência para tanques de teto flutuante. a presente invenção se refere a um dispositivo para drenagem de emergência de líquidos, usualmente a água de chuva, acumulados sobre o teto flutuante de um tanque do tipo teto flutuante na eventualidade de falha do sistema normal de drenagem. ele é composto de um tubo de drenagem (1) fixado à chapa (2) do teto flutuante de modo que seu topo fique um pouco acima do teto flutuante. o tubo de drenagem (1) recebe um flange (6) em seu topo e um reservatório (3) em sua base e tem um comprimento suficiente para que a coluna de água em seu interior crie a pressão necessária para forçar o escoamento da água acumulada sobre o teto flutuante para o interior do tanque. a invenção conta, ainda, com um conjunto de fechamento do dreno. o conjunto de fechamento é composto de um flange (7), de uma união com rosca interna (8) e de um tubo (9), cuja parte superior é curvada em 180° para impedir a entrada de água ou sujeira. em condições normais de operação do tanque de combustível, o conjunto de fechamento (7, 8 e 9) permanecerá parafusado ao flange (6) do tubo de drenagem (1) e só será retirado em caso de necessidade de uso do dreno de emergência.

Description

DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um dispositivo para drenagem de emergência de líquidos, usualmente a água de chuva, acumulados sobre o 5 teto flutuante de um tanque do tipo teto flutuante na eventualidade de falha do sistema normal de drenagem. Em especial, a presente invenção se aplica a tanques usados para o armazenamento de petróleo e

--combustíveis dele derivados.__________ • FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Um tanque de teto flutuante é constituído por chapas curvadas e soldadas umas às outras, formando um corpo cilíndrico vertical (chamado de costado), fechado em baixo e aberto em cima, dentro do qual produtos líquidos são armazenados. Flutuando neste produto fica um teto flutuante que isola o produto do contato com a atmosfera. Entre os modelos desse tipo de teto um dos mais comuns é o tipo pontão (ou pontoon), que é constituído de um flutuador na periferia e que sustenta uma chapa de aço que cobre o produto contido no tanque.

Tanques de teto flutuante são largamente empregados para φ armazenagem de petróleo e combustíveis dele derivados devido à sua característica de reduzir ao mínimo o espaço para a formação de vapores, qualquer que seja o volume de combustível armazenado. Além disso, permitem conter a quase totalidade do vapor formado em um espaço confinado que não oferece risco de seu vazamento para o meio ambiente. Essas são características de grande importância tanto para a segurança das operações de manuseio do combustível quanto para a preservação do meio ambiente.

Esse tipo de tanque também apresenta alguns problemas, um dos quais é o risco de acúmulo de líquidos sobre o teto flutuante. Comumente, esse líquido é a água de chuva. Se esse acúmulo ultrapassar um determinado limite, criará uma carga sobre o teto flutuante acima do que

2/7 ele foi projetado para suportar, o que poderá levar ao seu afundamento. É necessário, portanto, que o teto flutuante disponha de um sistema de drenagem desse líquido.

TÉCNICA RELACIONADA

A alternativa adotada para escoar a água de chuva que se acumula sobre o teto é a colocação de drenos que escoam a água por meio de mangueiras ou tubos articulados passando através do combustível ____ armazenado e a lançam para o exterior do tanque próximo à sua base, φ Essa é uma solução simples e efetiva que aproveita a própria gravidade para escoar a água. Exemplos dessa alternativa são mostrados nos documentos de patente US 4.214,671 e US 4.248.357. O primeiro usa um sistema de tubos articulados para escoar a água de chuva, os quais acompanham o movimento de sobe e desce do teto flutuante. O segundo usa uma mangueira enrolada em forma de espiral para produzir o mesmo 15 efeito.

No entanto, face à possibilidade de ocorrerem falhas no funcionamento do dispositivo de escoamento, tal como um entupimento, torna-se necessário prever um sistema de drenagem de emergência para essa situação. Os sistemas de emergência conhecidos se baseiam em dispositivos que permitem escoar a água eventualmente acumulada sobre o teto flutuante para dentro do tanque. Essa água se acumula no fundo do tanque e é, posteriormente, retirada por meios apropriados. A água que é retirada do tanque fica contaminada pelo produto contido no mesmo e necessita receber um tratamento de descontaminação antes de ser 25 descartada no meio ambiente.

Na construção do dreno de emergência, deve ser levado em conta que devido ao peso do teto e de água eventualmente acumulada sobre ele, o produto abaixo da chapa central está pressurizado, então, a água acumulada sobre o teto precisa de algo que proporcione energia para que 30 ela flua para o interior do tanque. Isto pode ser conseguido utilizando-se a

3/7 força da gravidade e a diferença de densidade entre a água e o produto armazenado.

Um tipo de dreno de emergência é mostrado no documento de patente JP 5.077.883. Ele é constituído de um flutuador colocado sobre 5 um tubo soldado ao teto flutuante que se comunica com o interior do tanque. Caso um líquido se acumule sobre o teto, o flutuador subirá, permitindo seu escoamento para o interior do tanque. Uma vez escoado o líquido acumulado, o flutuador voltará a fechar o tubo. Esse dreno não se mostra adequado para uso em tanques com teto tipo pontão, pois nele o 10 combustível fica junto à chapa do teto, o que pode permitir que o combustível eventualmente escorra para o teto devido ao aumento da pressão no interior do tanque ou por flutuação sobre a água que escorre para dentro do tanque. Também, devido ao longo tempo em que normalmente o flutuador permanece sem uso e ao conseqüente acúmulo 15 de sujeira entre ele o tubo, pode ocorrer que eles venham a aderir um ao outro e falhem no momento que se tornem necessários.

Um outro tipo de dreno de emergência é mostrado no documento de patente US 4.134.515. Ele é constituído por um sifão instalado no teto flutuante cuja parte inferior fica dentro do tanque e é fechada por um lacre 20 rompível. Quando o teto se enche de água acima de um determinado nível, um dispositivo acionado por mola é ativado e rompe o lacre, permitindo que a água escorra para dentro do tanque. Esse dreno tem o inconveniente de ter um funcionamento relativamente complexo e, por isso, mais suscetível a falhas, além de ter um custo também mais elevado.

A presente invenção propõe um novo tipo de dreno de emergência que, contrariamente aos mostrados acima, não necessita de partes móveis, tem uma construção bastante simples e pode ser usado em tanques com teto do tipo pontão, dessa forma eliminando os inconvenientes apresentados pelos drenos descritos nos documentos de patente US 4.134.515 e JP 5.077.883.

4Π

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um dreno de emergência que contém um tubo em “U” com água em um lado e produto em outro, de modo a aproveitar a força da gravidade e as propriedades físicas dos 5 fluídos. Quanto maior for a altura desse tubo em “U” e a diferença de

densidade entre a água e o fluido, maior será a diferença de pressão que a força da gravidade criará para propiciar o desejável fluxo de água para o interior do tanque, bem como para impedir o refluxo do combustível para o exterior. Nessa invenção, um tubo, cujo topo fica um pouco acima do teto 10 flutuante e cuja base contém um reservatório que permanece cheio de água, é fixado ao teto flutuante. A coluna de água no interior do tubo, de um lado, e a água no reservatório mais o combustível acima da água do reservatório, do outro, constituem o tubo em “U” que cria as condições necessárias para escoar a água acumulada sobre o teto flutuante e para 15 impedir o refluxo de combustível para cima do teto.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 mostra um corte vertical pelo meio do dreno de emergência da presente invenção.

A Figura 2 mostra um corte horizontal do dreno, conforme indicado 20 na Figurai.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Visando facilitar a compreensão do invento, sua descrição detalhada será feita com base nas figuras que acompanham este relatório e dele é parte integrante.

O dreno de emergência da presente invenção é constituído, basicamente, por um tubo de drenagem (1) e um reservatório (3). Complementam a invenção um conjunto de fechamento (7, 8 e 9) do dreno e os elementos auxiliares à montagem do conjunto.

O tubo de drenagem (1) é fixado à chapa (2) do teto flutuante, por 30 solda ou meio similar, com o uso de um anel de reforço (5). Na parte

5/7 inferior do tubo de drenagem (1) é fixado um reservatório (3). No topo do tubo de drenagem (1) é soldado um flange (6). Preferentemente, o flange (6) deve ficar alguns centímetros acima da chapa (2) do teto flutuante para impedir que água que pode ser drenada pelo dreno principal se misture ao 5 produto, necessitando de posterior tratamento para ser descartada no meio ambiente. O comprimento do tubo de drenagem (1) deve ser suficiente para que a coluna de água em seu interior supere a contrapressão do combustível no interior do tanque, como será detalhado a seguir.

Preferentemente, o referido reservatório (3) é construído a partir de um tubo fechado no fundo por uma chapa soldada a ele. O diâmetro do reservatório (3) deve permitir que ele possa conter um volume de água maior que a capacidade do tubo de drenagem (1) e tenha uma diferença de altura para o tubo de drenagem (1) suficiente para que a coluna de 15 água no interior do tubo de drenagem (1) crie a necessária contrapressão tanto para impedir o refluxo de combustível como para permitir o escoamento da água eventualmente acumulada sobre o teto flutuante. É importante que o reservatório (3) contenha um volume de água maior do que o tubo de drenagem (1) como uma segurança para impedir que o 20 combustível atinja o tubo de drenagem (1), pois, se isso acontecer, o combustível podería extravasar para o teto flutuante por ser menos denso que a água.

O reservatório (3) é fixado ao tubo de drenagem (1) por meio de chapas (4) soldadas à face externa do tubo de drenagem (1) e à face 25 interna do reservatório (3) ou outro meio. O fundo do reservatório (3) deve ficar um pouco abaixo da extremidade inferior do tubo de drenagem (1), de modo a permitir que a água escorra do tubo de drenagem (1) para dentro do reservatório (3). A parte superior do reservatório (3) é aberta para permitir que a água acumulada no teto flutuante seja drenada para dentro 30 do tanque em uma situação de emergência.

6/7

Para eliminar a necessidade de complementação periódica de água para dentro do reservatório (3) quando o dreno principal estiver operacional é prevista a colocação de um conjunto de fechamento do dreno. O conjunto de fechamento é composto de um flange (7), parafusado ao flange (6) do tubo de drenagem (1), de uma união com rosca interna (8), soldada ao flange (7) e de um tubo (9), rosqueado à união, cuja parte superior é curvada em 180° para impedir a entrada de água ou sujeira. O comprimento do tubo (9) deve ser suficiente para que, em caso de falta de água no reservatório (3), a pressão da coluna de combustível que sobe até ele contrabalance a sobre-pressão dentro do tanque, evitando o derrame de combustível sobre o teto flutuante. Em condições normais de operação do tanque de combustível, o conjunto de fechamento (7, 8 e 9) permanecerá parafusado ao flange (6) do tubo de drenagem (1).

No caso de o dreno principal ficar indisponível devido a alguma necessidade de manutenção, o pessoal encarregado da manutenção verificará o nível da água no reservatório (3), completando-o se necessário, e retirará o conjunto de fechamento (7, 8 e 9), deixando o flange (6) do tubo de drenagem (1) aberto para o espaço acima do teto flutuante. Assim, o dreno de emergência estará pronto para escoar a água na eventualidade de alguma chuva durante a indisponibilidade do dreno principal. Nessa situação, o reservatório (3) de água e o tubo de drenagem (1) estarão preenchidos com água e o espaço abaixo do teto flutuante estará preenchido com hidrocarbonetos líquidos de densidade menor que 0,9 (tais como petróleo, diesel, gasolina, etc.). Na hipótese de ocorrer alguma chuva nesse período de indisponibilidade do dreno principal, quando a água de chuva acumulada sobre o teto flutuante ultrapassar o nível do flange (8) do tubo de drenagem (1), o fluxo de água do teto para o interior do tanque se iniciará e permanecerá até que o nível de água fique abaixo do flange (6) do tubo de drenagem (1).

7/7

O tubo em “U” que gera a diferença de pressão para propiciar que a água acumulada sobre o teto flutuante flua para o interior do tanque, é formado, por um lado pela água no interior do tubo de drenagem (1) acima da altura do reservatório (3) de água, e, por outro lado, pelo produto no 5 exterior deste mesmo tubo (pressurizado pelo peso do teto e da água acumulada sobre ele), ou seja, dentro do tanque.

O tubo em “U” que impede o fluxo de produto do interior do tanque _______ para sobre o teto, é formado pelo lado da água pela altura do tubo de φ drenagem (1) e pelo lado do produto, pelo produto no exterior deste mesmo tubo, como explicado acima. Ou ainda, no caso de falta de água no reservatório (3), pela coluna de produto subindo até o interior do tubo (9) do conjunto de fechamento (7, 8 e 9) do dreno, de um lado, e pelo produto no exterior do tubo de drenagem (1) do outro lado.

Portanto quanto maior for a altura do tubo de drenagem e menor a 15 altura do reservatório de água, maiores serão a vazão de operação e a segurança contra fluxo de produto para sobre o teto.

Embora o “DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO

FLUTUANTE” que acaba de ser descrito com relação desenhos anexados, pareça a forma de realização preferida da invenção, compreender-se-á 20 que diversas modificações poderão ser introduzidas sem se sair do âmbito de sua proteção, podendo alguns elementos ser substituídos por outros com a mesma função técnica, em especial os materiais utilizados, suas dimensões, formas e proporções.

1/2

1-. DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE caracterizado por ser constituído por um tubo de drenagem (1) e um reservatório (3), sendo o tubo de drenagem (1) fixado por sua parte superior à chapa (2) do teto flutuante de um tanque para armazenamento de líquidos e o reservatório (3) fixado à parte inferior do tubo de drenagem

Claims

REIVINDICAÇÕES (D-
2- DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o tubo de drenagem (1) ser fixado à chapa (2) do teto flutuante por solda ou meio similar, com o uso de um anel de reforço (5).
3- . DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o reservatório (3) ser fixado ao tubo de drenagem (1) por meio de chapas (4) soldadas, ou fixadas por meio equivalente, à face externa do tubo de drenagem (1) e à face interna do reservatório (3), sendo que o fundo do reservatório (3) deve ficar um pouco abaixo da extremidade inferior do tubo de drenagem (1), de modo a permitir que a água escorra do tubo de drenagem (1) para dentro do reservatório (3).
4- . DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a parte superior do reservatório (3) ser aberta para o interior do tanque, permitindo que a água acumulada no teto flutuante seja drenada para dentro do tanque em uma situação de emergência.
5- . DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o tubo de drenagem (1) ter soldado um flange (6) em seu topo, ficando esse flange (6), preferentemente, alguns centímetros acima da chapa (2) do teto flutuante.
6- . DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o tubo de drenagem

2/2 (1) ter um comprimento suficiente para que a coluna de água em seu interior supere a sobre-pressão do líquido no interior do tanque quando ele e o reservatório (3) estiverem cheios de água, de forma a permitir que a água acumulada sobre o teto flutuante escorra para dentro do tanque.

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7-. DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o reservatório (3) conter um volume de água maior que a capacidade do tubo de drenagem (1) e ter uma diferença de altura para o tubo de drenagem (1) suficiente para que a coluna de água no interior do tubo de drenagem (Tf crie a necessária contra-pressão tanto para impedir o refluxo de combustível como para permitir o escoamento da água acumulada sobre o teto flutuante.
8-. DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por conter, ainda, um 15 conjunto de fechamento composto de um flange (7), parafusado ao flange (6) do tubo de drenagem (1), de uma união com rosca interna (8), soldada ao flange (7) e de um tubo (9), rosqueado à união, cuja parte superior é curvada em 180° para impedir a entrada de água ou sujeira.
9-. DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO FLUTUANTE,

20 de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o comprimento do tubo (9) ser suficiente para que, em caso de falta de água no reservatório (3), a pressão da coluna de combustível que sobe até ele contrabalance a sobre-pressão dentro do tanque, evitando o derrame de combustível sobre o teto flutuante.

25 10-. DRENO DE EMERGÊNCIA PARA TANQUES DE TETO

FLUTUANTE, de acordo com as reivindicações 1, 8 e 9, caracterizado por o conjunto de fechamento (7, 8 e 9) permanecer parafusado ao flange (6) do tubo de drenagem (1) em condições normais de operação do tanque, só sendo retirado em caso de necessidade de uso do dreno de 30 emergência.