Способ использования резервного подземного хранилища сжиженного природного газа

Авторы патента:

F17C9/02 - изменением состояния, например выпариванием

Владельцы патента RU 2298725:

Военный инженерно-технический университет (RU)

Изобретение относится к способам подземного резервирования сжиженного природного газа (СПГ), а именно к экономичным, пожаро- и взрывобезопасным подземным хранилищам (ПХ), и может быть использовано для накопления и хранения (выдачи) СПГ при перебоях в поставке сетевого природного газа (ПГ) или же при перебоях в поставке (подвозе) СПГ. Способ использования резервного подземного хранилища сжиженного природного газа состоит в заполнении подземного хранилища сжиженным природным газом, его хранении и выдачи на поверхность потребителю при поддержании в подземном хранилище гарантированного избыточного давления природного газа. Резервное подземное хранилище сжиженного природного газа располагают возле потребителя природного газа со своим расходным хранилищем сжиженного природного газа и используют выдаваемый расходным хранилищем сжиженный природный газ для пополнения испарившегося в резервном подземном хранилище сжиженного природного газа. Испарившийся в подземном резервном хранилище природный газ направляют через дополнительный регазификатор потребителю природного газа. Изобретение решает задачу постоянной компенсации потерь хранимого сжиженного природного газа от теплопритоков из окружающей среды. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Актуальность данной проблемы доказана перебоями в снабжении сетевым газом, которые в последнее время встречаются все чаще из-за выхода из строя трубопроводов, выработавших свой ресурс.

Прототипом заявляемого изобретения является способ использования подземного хранилища сжиженного природного газа (ПХ СПГ), осуществляемый в устройстве [1] - Патент РФ №2232342, МПК⁷ F17С 1/00, В65G 5/00, 10.07.2004 г., Бюл. №19.

Способ использования ПХ СПГ по [1] состоит в заполнении ПХ сжиженным природным газом, его хранением и выдачей СПГ на поверхность потребителю насосным способом, при поддержании в ПХ гарантированного избыточного давления ПГ.

При всех достоинствах использования [1], а именно

- исключен прямой контакт ПХ СПГ с атмосферой, чем обуславливают постоянно снижающиеся потери СПГ от испарения;

- полным заглублением ПХ СПГ достигают высокую степень пожаро- и взрывобезопасности как в эксплуатационных условиях, так и при авариях и различных техногенных воздействиях;

- глубоким заглублением ПХ СПГ достигают экологическую безопасность при длительных сроках хранения СПГ и эксплуатации хранилища, так как не допускают выход нулевой изотермы на поверхность земли,

в то же время, при хранении СПГ, как и во всех хранилищах, в ПХ также происходит испарение криогенной жидкости, а это в свою очередь недопустимо при длительных сроках хранения.

Данный недостаток ставит задачу постоянной компенсации потерь хранимого сжиженного природного газа от теплопритоков из окружающей среды.

Указанная задача достигается тем, что в известном способе [1] использования ПХ СПГ, состоящем в заполнении подземного хранилища СПГ, его хранении и выдачи СПГ на поверхность потребителю (например, насосным способом), при поддержании в ПХ гарантированного избыточного давления ПГ, резервное ПХ СПГ располагают возле (вблизи) потребителя ПГ со своим расходным хранилищем СПГ и используют выдаваемый расходным хранилищем СПГ для пополнения испарившегося в подземном хранилище СПГ, а испарившийся в ПХ природный газ направляют через дополнительный регазификатор потребителю ПГ, а при выдаче СПГ для его регазификации используют регазификатор отключенного в это время расходного хранилища СПГ, при этом поддержание гарантированного избыточного давления ПГ в резервном ПХ осуществляют через дополнительный регазификатор.

Реализация способа использования резервного подземного хранилища сжиженного природного газа в совокупности с вышеизложенными признаками (ограничительными и отличительными признаками формулы изобретения) является новым для подземных хранилищ СПГ и, следовательно, соответствует критерию "новизна".

Вышеприведенная совокупность отличительных признаков неизвестна на данном уровне развития техники и не следует из общеизвестных правил конструирования хранилищ СПГ и их вспомогательного оборудования, что доказывает соответствие критерию "изобретательский уровень".

Конструктивная реализация хранилищ СПГ с указанной совокупностью существенных признаков не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, откуда следует соответствие критерию "промышленная применимость".

Схема, поясняющая сущность предложенного способа, представлена на чертеже - устройство, реализующее способ.

На чертеже представлены расположенные на поверхности земли 1 наземное расходное хранилище СПГ и находящееся невдалеке резервное ПХ СПГ 3 с криогенными жидкостными и газовыми трубопроводами 3, расположенными в технологической шахте с лестницей и герметичными люками. Выход вентиля наполнения-выдачи 5 СПГ расходного хранилища 2 соединен криогенным трубопроводом с запорным вентилем 6 (вход СПГ в испаритель 7) и с вентилем наполнения-выдачи 8 СПГ подземного хранилища. Газовый трубопровод ПХ СПГ 3 через дополнительный регенератор 9 подсоединен к газораспределительному пункту (ГРП) 10 потребителя (например, газовой котельной или газовой электростанции с утилизацией теплоты в систему отопления и горячего водоснабжения). Выход регенератора 7 также подсоединен к ГРП 10 потребителя 11.

Работа по предложенному способу использования резервного ПХ СПГ заключается в следующих 3-х режимах.

1. При работе потребителя 11 на СПГ расходного хранилища 2

СПГ из расходного хранилища 2 через вентиль 5 и вентиль 6 направляют в регазификатор 7, в котором он испаряется, подогревается почти до температуры окружающей среды, далее природный газ направляют в ГРП 10 потребителя 11. При этом вентиль 8 ПХ СПГ 3 закрыт, а испарившиеся в ПХ СПГ 3 пары поступают через дополнительный регазификатор 9 и из него также поступают в ГРП 10 потребителя 11. Давление в паровой области ПХ СПГ 3 будет равно давлению после регазификатора 7, поддержание этого давления осуществляют обратным потоком природного газа через дополнительный регазификатор 9.

2. При работе потребителя 11 на СПГ расходного хранилища 2 с пополнением СПГ в резервном ПХ СПГ 3

В этом режиме вентиль 6 закрыт, а СПГ из расходного хранилища 2 через открытые вентили 5 и 8 направляют в ПХ СПГ 3, пополняя его запас криогенной жидкости. При этом пары СПГ через дополнительный регазификатор 9, в котором они подогреваются почти до температуры окружающей среды, и поступают в ГРП 10 потребителя 11.

3. При работе потребителя 11 на СПГ резервного ПХ СПГ 3

В этом режиме вентиль 5 расходного хранилища 2 закрыт, а СПГ из подземного хранилища 3 направляют через открытые вентили 8 и 6 в регазификатор 7, из которого испарившийся и нагретый газ направляют в ГРП 10 потребителя 11. При этом наддув ПХ СПГ 3 осуществляют обратным потоком природного газа через дополнительный регазификатор 9 до давления, равного давлению перед ГРП 10.

Таким образом, реализация предложенного способа позволяет постоянно пополнять ПХ СПГ запасом криогенной жидкости попутно с работой потребителя от расходного хранилища СПГ. И в то же время позволяет при перебоях в поставках (подвозе) СПГ потребителю (или же многим потребителям) работать на резервном природном газе из ПХ СПГ.

По сравнению с использованием наземного хранилища СПГ использование резервного ПХ СПГ позволяет

- обеспечение пожаро- и взрывобезопасности ПХ СПГ;

- обеспечение постоянно снижающихся (со временем хранения) теплопритоков к ПХ СПГ и его более эффективного хранения.

Применение предложенного способа использования резервного ПХ СПГ позволяет хранить СПГ любое время (при длительных сроках хранения) и обеспечивает постоянную компенсацию потерь хранимого сжиженного природного газа со снижающимися по времени потерями СПГ на испарение.

1. Способ использования резервного подземного хранилища сжиженного природного газа, состоящий в заполнении подземного хранилища сжиженным природным газом, его хранении и выдачи на поверхность потребителю, при поддержании в подземном хранилище гарантированного избыточного давления природного газа, отличающийся тем, что резервное подземное хранилище сжиженного природного газа располагают возле потребителя природного газа со своим расходным хранилищем сжиженного природного газа и используют выдаваемый расходным хранилищем сжиженный природный газ для пополнения испарившегося в резервном подземном хранилище сжиженного природного газа, а испарившийся в подземном резервном хранилище природный газ направляют через дополнительный регазификатор потребителю природного газа.

2. Способ использования резервного подземного хранилища сжиженного природного газа по п.1, отличающийся тем, что при выдаче сжиженного природного газа потребителю для его регазификации используют регазификатор отключенного в это время расходного хранилища сжиженного природного газа, а поддержание гарантированного избыточного давления природного газа в резервном подземном хранилище осуществляют через дополнительный регазификатор.

Похожие патенты:

Газификационная установка // 2289752

Изобретение относится к области хранения и газификации сжиженных газов и может использоваться в промышленности для получения газообразного продукта под давлением.

Способ получения, хранения и расходования газообразного кислорода и кислородный аппарат открытого типа (его варианты) // 2241899

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для хранения, газификации и подачи кислорода потребителю в передвижных условиях с возможностью применения в авиации, на флоте, в высотном альпинизме и в медицине.

Испаритель криогенной жидкости // 2239121

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к испарителям криогенной жидкости, и может быть использовано в газификационных установках. .

Газификатор криогенной жидкости // 2218518

Изобретение относится к установкам для газификации криогенных жидкостей, преимущественно жидкого водорода, и может быть использовано в газовой, химической, криогенной и других отраслях промышленности, использующих криогенные жидкости.

Криогенный подземный газификатор // 2214554

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в криогенных газификаторах. .

Системы хранения и подачи топлива в виде сжиженного природного газа (спг-топлива) для транспортных средств, работающих на природном газе // 2208747

Изобретение относится к системам хранения сжиженного природного газа под давлением (СПГД-топлива) от примерно 1035 до примерно 7590 кПа и при температуре от примерно -123 до примерно -62oС и подачи испаряющегося СПГД-топлива для сгорания в двигателе.

Элементы технологических процессов, контейнеры и трубы для хранения и транспортировки жидкостей при криогенных температурах // 2200920

Изобретение относится к криогенной технике. .

Устройство для повышения давления // 2166687

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в установках получения криптона, ксенона или их смеси. .

Устройство для повышения давления // 2166686

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к теплообменной аппаратуре, и может быть использовано в установках получения особо чистых криптона и ксенона.

Топливный баллон // 2163699

Изобретение относится к технике хранения и распределения газов и жидкостей. .

Автономный регазификатор // 2301939

Изобретение относится к теплотехнике, предназначено для преобразования жидкой фазы сжиженного углеводородного газа (СУГ) в паровую и может быть использовано, например, в качестве элемента блока топливоподающего транспортного, при аварийном обеспечении резервным топливом газотурбинных теплоэлектроцентралей

Способ утилизации холода регазификации сжиженного природного газа // 2315902

Изобретение относится к технологии осуществления процесса регазификации сжиженного природного газа

Испаритель криогенной жидкости // 2347972

Устройство для перелива жидкого азота из сосуда дьюара // 2359167

Изобретение относится к области криогенной техники, в частности к устройствам перекачки и заправки в емкости жидкого азота

Испаритель криогенной жидкости // 2377462

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к испарителям криогенной жидкости, и может быть использовано в газификационных установках

Испаритель криогенной жидкости // 2495321

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к испарителям криогенной жидкости, и может быть использовано в газификационных установках. Испаритель криогенной жидкости содержит корпус с камерами подвода и выдачи хладагента, теплообменные элементы, содержащие камеру жидкого хладагента и центральную трубу, снабженную эжектором. Камеры подвода и выдачи хладагента разделены перегородкой с отверстием, теплообменные элементы установлены в перегородке и сообщаются с центральной трубой, центральная труба установлена в отверстие в перегородке с зазором, а эжектор имеет вставку, регулирующую расход газообразного хладагента из камер жидкого хладагента. Испаритель криогенной жидкости снабжен рекуператором. Испаритель позволяет увеличить эффективность использования хладагента за счет повторного использования хладагента и организации двухступенчатого охлаждения рабочего вещества. Отсутствие какого-либо дополнительного источника тепла для испарения жидкого хладагента и отсутствие в конструкции массивных теплообменных насадок дополнительно увеличивает эффективность работы испарителя и снижает гидравлическое сопротивление испарителя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Система регазификации сжиженного углеводородного газа // 2505738

Изобретение относится к области газоснабжения, в частности к испарению сжиженного углеводородного газа в самих расходных емкостях и грунтовых испарителях и последующему дросселированию парового потока без образования гидратов, и может быть использовано при снабжении сжиженным углеводородным газом жилищно-коммунальных потребителей и объектов сельского хозяйства от подземных резервуарных установок с естественной регазификацией продукта. Представленная система содержит подземный резервуар 1 с сжиженным углеводородным газом с головкой, оснащенной системой автоматики и безопасности 9, трубопровод паровой фазы сжиженного углеводородного газа в виде внутренней газоотводящей трубы 2, глубинного вентиля 3, служащего для отключения грунтового испарителя при ремонтных работах, трубопровод 4 для перегрева паров, выполненный в виде спирального горизонтального трубопровода, расположенного ниже глубины сезонного промерзания грунта, шкафного газорегуляторного пункта 5 и расположенного в нем регулятора низкого давления б. При этом шкафной газорегуляторный пункт снабжен газопроводом паровой фазы низкого давления 7. Технический результат - предотвращение образования гидратов сжиженного углеводородного газа в дросселирующих органах регуляторов давления перед последующей подачей потребителю. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ подогрева криогенной жидкости // 2511805

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для испарения сред, находящихся в жидком состоянии. Предложен способ подогрева криогенной жидкости, заключающийся в пропускании жидкости через теплообменные элементы с подведением к ним тепла. Корпус испарителя криогенной жидкости выполняют в виде, как минимум, двух двухслойных оболочек, наружной и внутренней, с образованием кольцевой полости для прохода греющего теплоносителя. Каждую из оболочек выполняют состоящей из двух жестко соединенных между собой обечаек, между которыми образуют каналы для прохода криогенного компонента, которые объединяют в коллекторы. Криогенную жидкость подают во внутреннюю полость внутренней оболочки из коллектора, а отводят через патрубок, установленный в центральной части внутренней оболочки. Во внутреннюю полость наружной оболочки криогенную жидкость подают из коллектора, расположенного на сужающейся части наружной оболочки, причем подают таким образом, что заполненные каналы равномерно чередуются с незаполненными, при этом пропускают криогенную жидкость через всю оболочку, затем разворачивают в начальной части цилиндрической оболочки и возвращают к выходному коллектору, расположенному в сужающейся части, через оставшуюся часть каналов. Технический результат - упрощение конструкции, уменьшение габаритов и веса. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Испаритель криогенной жидкости // 2514802

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для испарения сред, находящихся в жидком состоянии. Испаритель криогенной жидкости содержит корпус, в котором расположены теплообменные элементы и нагреватель. Корпус выполнен в виде двух двухслойных оболочек, образующих кольцевую полость для прохода греющего теплоносителя. Каждая из оболочек состоит из двух жестко соединенных между собой обечаек, между которыми образованы каналы, объединенные в коллекторы для подвода и отвода криогенного компонента. На входе в кольцевую полость закреплена крышка, в которой установлены смесительные элементы и воспламеняющее устройство. На выходе установлен газовод. Оболочки корпуса содержат цилиндрическую часть и сужающуюся коническую часть с образованием кольцевой полости с каналами для прохода криогенного компонента. Ребра, образующие каналы для прохода криогенного компонента во внутренней оболочке, выполнены на внутренней поверхности цилиндрической части наружной обечайки, при этом на сужающейся части обечайки указанные ребра выполнены на внешней поверхности внутренней сужающейся части обечайки. Внутри конической части в ее центральной зоне установлен патрубок, соединенный с полостью внутренней оболочки. Коллекторы подвода и отвода криогенного компонента во внутреннюю полость наружной оболочки расположены на сужающейся части наружной оболочки. Техническим результатом является упрощение конструкции, уменьшение габаритов и веса. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Тракт охлаждения теплообменного аппарата // 2522154

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в криогенной технике для испарения газообразных сред, находящихся в жидком состоянии, в ракетно-космической технике и в народном хозяйстве, например, для газификации сжиженных газов и их смесей. Тракт охлаждения теплообменного аппарата, предпочтительно испарителя криогенной жидкости, содержащего корпус, в котором расположены теплообменные элементы и нагреватель. Корпус выполнен в виде, как минимум, двух двухслойных оболочек, образующих кольцевую полость для прохода греющего теплоносителя, причем каждая из оболочек состоит из двух жестко соединенных между собой обечаек, между которыми образованы каналы, объединенные в коллекторы для подвода и отвода криогенного продукта. На входе в кольцевую полость закреплена крышка, в которой установлены смесительные элементы и воспламеняющее устройство, а на выходе установлен газовод. Тракт выполнен профилированным и содержит, как минимум, цилиндрическую часть и сужающуюся часть в виде конфузора, предпочтительно коническую, с образованием кольцевой полости с каналами для прохода криогенного компонента между указанными частями. Ребра, образующие каналы для прохода криогенного компонента во внутренней оболочке, выполнены на внутренней поверхности цилиндрической части наружной обечайки, при этом на сужающейся части обечайки указанные ребра выполнены на внешней поверхности внутренней сужающейся части обечайки. Внутри конической части, предпочтительно в ее центральной зоне, установлен патрубок, соединенный с полостью внутренней оболочки, а коллекторы подвода и отвода криогенного компонента во внутреннюю полость наружной оболочки расположены на упомянутой сужающейся части наружной оболочки. 3 ил.