Резервуар как ёмкость для хранения¶

Резервуар — это искусственная или естественная ёмкость, предназначенная для хранения, накопления и (или) транспортировки жидкостей, газов или сыпучих материалов. В широком смысле термин применяется к любым замкнутым объёмам, удерживающим вещество в течение определённого времени, включая природные полости и биологические образования. В технике под резервуаром чаще всего понимают наземное или подземное инженерное сооружение для жидкостей и газов.

¶Общее понятие и происхождение термина

Слово происходит от французского réservoir — «вместилище», «хранилище», восходящего к латинскому reservare — «сохранять, сберегать». В русский язык термин вошёл в XVIII веке вместе с инженерной и военной лексикой. Изначально им обозначали водоёмы и бассейны для запаса воды, позднее — любые технические ёмкости.

Резервуар следует отличать от трубопровода (транспортировка) и от реактора (протекание химических процессов). Основная функция резервуара — аккумулирование: он сглаживает разницу между неравномерным поступлением и потреблением вещества.

¶Классификация

Резервуары классифицируют по нескольким признакам.

По агрегатному состоянию содержимого:

для жидкостей (вода, нефть, нефтепродукты, сжиженные газы);
для газов (газгольдеры);
для сыпучих материалов (силосы, бункеры).

По материалу изготовления:

металлические (стальные, алюминиевые);
железобетонные и бетонные;
пластиковые и композитные;
из каменной кладки.

По расположению:

наземные;
полузаглублённые;
подземные;
подводные.

По форме:

вертикальные цилиндрические;
горизонтальные цилиндрические;
сферические;
прямоугольные (баки, цистерны).

По давлению:

атмосферные (работают при давлении, близком к атмосферному);
избыточного давления;
вакуумные.

¶Устройство и характеристики

Типовой стальной вертикальный резервуар включает днище, цилиндрическую стенку (корпус), крышу (стационарную или плавающую), а также технологическое оборудование: люки, патрубки, дыхательные и предохранительные клапаны, уровнемеры, системы подогрева и перемешивания.

Ключевые характеристики:

номинальный объём — расчётная вместимость, измеряемая в кубических метрах;
диаметр и высота — определяют геометрию и площадь зеркала продукта;
рабочее давление и температура;
степень герметичности — важна для летучих и токсичных веществ;
материал и толщина стенки — рассчитываются на гидростатическое давление столба жидкости.

Для нефтепродуктов применяют резервуары объёмом от нескольких кубометров до 120 000 м³ и более. Крупнейшие наземные резервуары строят с плавающей крышей, снижающей испарение лёгких фракций.

¶Применение

Водоснабжение. Водонапорные башни и накопительные резервуары обеспечивают запас воды и стабильное давление в сети. В системах пожаротушения предусматривают неприкосновенный противопожарный запас.

Нефтегазовая отрасль. Резервуарные парки хранят нефть, бензин, дизельное топливо, мазут. Резервуары входят в состав товарных баз, нефтеперекачивающих станций и морских терминалов.

Химическая промышленность. Ёмкости для кислот, щелочей и растворителей выполняют из коррозионностойких материалов, часто с футеровкой.

Энергетика. Гидроаккумулирующие станции используют верхние и нижние бассейны-резервуары для запаса энергии. Газгольдеры хранят природный и сжиженный газ.

Пищевая отрасль. Резервуары применяют для молока, пива, вина, растительных масел; к ним предъявляют санитарные требования.

¶Резервуар в других областях

Термин используется и за пределами техники. В биологии резервуаром инфекции называют популяцию животных или среду, в которой возбудитель сохраняется длительно (например, грызуны для ряда природно-очаговых инфекций). В гидрологии естественный резервуар — это водоём или подземный горизонт, аккумулирующий воду. В медицине говорят о резервуаре лекарства в организме. В вычислительной технике резервуарные вычисления (reservoir computing) — метод машинного обучения, где «резервуаром» служит динамическая система со случайными связями.

¶Эксплуатация и безопасность

Резервуары относятся к объектам повышенной опасности. Их оборудуют обвалованием или ограждающими стенами для удержания разлива, молниезащитой, системами контроля уровня и загазованности. Периодически проводят диагностику: ультразвуковую толщинометрию стенок, проверку герметичности, гидравлические и пневматические испытания. Коррозия, неравномерная осадка основания и усталость металла — основные причины аварий.

¶Резервуары в России

В России строительство крупных металлических резервуаров получило развитие в конце XIX — начале XX века вместе с нефтяной промышленностью Баку и Грозного. В советский период были разработаны типовые проекты вертикальных стальных резервуаров объёмом 1000–50 000 м³, действовали государственные стандарты на их изготовление и монтаж. Крупные резервуарные парки сосредоточены в районах добычи и переработки нефти, в портах и на магистральных нефтепроводах. Проектирование и эксплуатацию регулируют строительные нормы и правила, а также ведомственные регламенты.

Источники: технические энциклопедии по нефтегазовому делу, строительные нормы и правила проектирования резервуаров, справочники по водоснабжению, материалы по общей и медицинской микробиологии.