Резервуар для криогенной жидкости

 

Область применения: в резервуарах для криогенной жидкости, в особенности для хранения и перевозки сжиженного метана для повышения экономичности резервуара при хранении и перевозке сжиженного метана путем увеличения длительности поддержания высокого вакуума в теплоизоляционной полости. Сущность изобретения; размещают в этой полости дополнительный сосуд, соединенный с основным трубопроводом с клапаном, при этом на обечайке дополнительного сосуда помещен адсорбент , а сам сосуд окружен радиационным экраном, контактирующим с основным сосудом . Другой трубопровод с клапаном служат для отвода паров метана при заполнении дополнительного сосуда жидкостью и его последующей откачке для понижения его температуры и повышения адсорбционной способности адсорбента. 1 ил

союз совегских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (о) (ц (я)5 F 17 С 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ.ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4885663/26 (22) 14,09,90 (46) 3,0,10.92. Бюл. ¹ 40 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гелиевой техники (72) P. Г.Амамч я í, M. Г, Великанова, С.Б.Мильман и О.Д,Суетенко (56) Чириков К.Ю. Использование сжиженного природного газа в транспорте. M., ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, серия.ХМ-6, 1986, с.27. (54) РЕЗЕРВУАР ДЛЯ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ (57) Область применения: в резервуарах для криогенной жидкости, в особенности для хранения и перевозки сжиженного метана

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к технологии хранения и транспортирования сжиженных газов.

Наиболее близким по техническому решению к изобретению является резервуар для хранения и транспортирования сжиженных газов, в особенности жидкого метана, состоящий из наружного кожуха, внутреннего сосуда, снабженного трубопроводами для заправки резервуара и отвода газа, и окружающей сосуд вакуумной теплоиэоляционной полости.

Указанный резервуар эксплуатируется при давлениях от 0,2 до 1,6 МПа, обеспечивающих возможность выдачи метана в двигатель транспортного средства, например, грузового автомобиля. для повышения экономичности резервуара при хранении и перевозке сжиженного метана путем увеличения длительности поддержания высокого вакуума в теплоизоляционной полости. Сущность изобретения; размещают в этой полости дополнительный сосуд, соединенный с основным трубопроводом с клапаном, при этом на обечайке дополнительного сосуда помещен адсорбент, а сам сосуд окружен радиационным экраном, контактирующим с основным сосудом. Другой трубопровод с клапаном служат для отвода паров метана при заполнении дополнительного сосуда жидкостью и его последующей откачке для понижения его температуры и повышения адсорбционной способности адсорбента. 1 ил.

Основным недостатком этого.резервуара является низкая экономичность, обусловленная ухудшением со временем вакуума в теплоизоляционной полости из-за газовыделения из теплоизоляции сосуда и со стенок кожуха и внутреннего сосуда и повышения испаряемости жидкого метана, что приводит к ремонту или замене резервуара.

Этот недостаток определяется тем, что при температурах 120 — 160 К. отвечающих рабочим давлениям, допускаемым при эксплуатации резервуара с жидким метаном (т.е, давлениям паров метана 0,2 — 1,6 МПа), адсорбционная емкость лучших из известных сорбентов (например, цеолита СаА) черезмерно мала {менее 1 см /r при давлении

1772512 остаточных газов, преимущественно азота, в изоляционной полости 10 Па).

-2

Вследствие этого эффективное поглощение остаточных газов для сохранения высокого вакуума в изоляционной полости потребовало бы размещения на стенке внутреннего сосуда черезмерно больших количеств адсорбента (несколько десятков килограммов).

Цель изобретения — повышение экономичности за счет увеличения длительности поддержания высокого вакуума в теплоизаляционной полости, Поставленная цель достигается тем, что внутри кожуха резервуара размещен дополнительный сосуд, подключенный в верхней части посредством клапана к средству откачки, в нижней части — посредством клапана к основному сосуду, при этом объем дополнительного сосуда составляет 5 — 10 от объема основного сосуда, он имеет слой адсорбента, размещенный на его наружной поверхности, и радиационный экран, установленный с тепловым контактом на основном сосуде, На чертеже показан резервуар.

Резервуар состоит из основного 1 и дополнительного 2 сосудов, соединенных трубопроводом 3, наружного кожуха 4, трубопроводов 5, 6, 7, изоляции 8 (например, вакуумно-многослойной) и клапанов 9, 10,.11, 12, Адсорбент 13 размещен с обеспечением теплового контакта на обечайке сосуда 2, окруженного радиационным экраном 14, контактирующим с сосудом 1.

Трубопровод 7 и клапан 10 служат для подачи жидкого метана в сосуд 1, трубопровод

6 с клапаном 12 — для отвода паров метана из сосуда 1; трубопровод 3 с клапаном 9— для заполнения сосуда 2 жидким метаном (из сосуда 1), а трубопровод 5 с клапаном 11 — для отвода паров метана при заполнении сосуда 2 и его последующей откачки, В исходном состоянии (до эксплуатации) сосуды 1 и 2 последовательно продувают сухим газообразным азотом при открытых клапанах 12, 9, 11, 10 подачей газа через клапан 12. Затем через трубопровод

7 сосуд заполняют жидким метаном, отводя образующиеся пары через клапан 12 в ресивер. При этом одновременно заполняется и сосуд 2, а пары метана отводятся в ресивер через клапан 11. По заполнении сосудов 1 и

1D

2 клапаны 10, 9 и 12 закрывают, а клапан 11 переключают на механический вакуумный насос, откачивая с помощью которого пары жидкого метана, охлаждают жидкость в сосуде 2 до температур ниже 90 К. Затем клапан 11 закрывают. Следовательно, в конечном состоянии, готовом к эксплуатации, в сосуде 1 жидкий метан имеет температуру равную или выше. нормальной температуры кипения (112 К), а в сосуде 2— ниже 90 К. Ту же температуру (ниже 90 К) будет иметь адсорбент 13, размещенный на обечайке сосуда 2, что обеспечивает его высокую адсорбционную емкость (- 100 см /r з адсорбента) в течение длительного времени.

Объем дополнительного сосуда выбран из условия большего или одинакового времени.хранения жидкости в нем и в сосуде 1 между заправками, Выполненные расчеты показали, что объем дополнительного сосуда должен составлять 5-10 от объема сосуда 1.

Таким образом, эффект, достигаемый лри реализации предлагаемого изобретения, состоит в повышении в - 100 раз адсорбционной емкости сорбента и соответствующем увеличении длительности поддержания высокого вакуума в изоляционной полости резервуара, и повышении срока службы и экономичности изделия.

Формула изобретения

Резервуар для криогенной жидкости, преимущественно жидкого метана, содержащий наружный кожух, внутренний сосуд с трубопроводами заправки жидкостью и отвода ее паров, вакуумное теплоизоляционное пространство между кожухом и сосудом, и средство откачки. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения экономичности за счет. увеличения длительности поддержания высокого вакуума в теплоизоляционном пространстве, он снабжен дополнительным сосудом, размещенным в теплаизоляционном пространстве и подключенным в верхней части посредством клапана к средству откачки, в нижней части — посредством клапана к основному сосуду, при этом объем дополнительного сосуда составляет 5-10 от объема основного сосуда, он имеет слой адсорбента, размещенный на его наружной поверхности, и радиационный экран, установленный с тепловым контактом íà основном сосуде.

1772512

Составитель P. Амамчян

Техред М. Моргентал Корректор С. Пекарь

Редактор T. Горячева

Заказ 3832 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101