Резервуар для хранения и транспортирования криогенной взрывчатой жидкости

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к резервуарам для хранения и транспортирования криогенных жидкостей. Резервуар состоит из кожуха, внутреннего сосуда с теплоизоляцией, трубопроводом заполнения и опорожнения, плавающей крышки с коническими отверстиями, в которых находятся сферические клапаны, пламягасящей пористой пластины, трубопровода с обратным клапаном и разрывной мембраной, конденсатором пара и разделителя пара и жидкости. Использование изобретения позволит повысить взрывобезопасность хранения и транспортирования взрывчатых криогенных жидкостей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к криогенной технике.

Конструкции резервуаров описаны в книге А.А.Ильинский Транспорт и хранение промышленных сжиженных газов. - М.: Химия, 1976. - 219 с. Резервуары для криогенных жидкостей состоят из наружного и внутреннего сосудов с теплоизоляцией между ними и патрубков для ввода и вывода криогенной жидкости. Некоторые резервуары имеют выносной конденсатор для сжижения испарившейся в резервуаре криогенной жидкости и трубопровод для ее возврата в резервуар.

Известен резервуар для хранения и транспортирования криогенной жидкости (А.с. №1163083, кл. F17С 13/00, 1985), содержащий внутренний сосуд с теплоизоляцией, кожух, плавающую крышку с отверстиями и вертикальными пластинами, прикрепленными к ее нижней части. При заполнении внутреннего сосуда криогенной жидкостью крышка всплывает и в дальнейшем плавает на поверхности жидкости. Образующиеся пары криогенной жидкости отводятся через отверстия в крышке. Динамические нагрузки колеблющейся и вращающейся жидкости гасятся крышкой.

Недостатком конструкции резервуара является отсутствие специальных огнегасящих устройств, что не позволяет транспортировать в этом резервуаре криогенную взрывчатую жидкость.

Технический результат, достигаемый использованием заявляемого изобретения, заключается в обеспечивании взрывобезопасности хранения и транспортирования криогенной взрывчатой жидкости.

Для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата резервуар снабжен разделяющей жидкостный и газовый объемы подвижной пористой пластиной, причем диаметры пор пластины менее критического пламягасящего размера, а толщина пластины достаточна для охлаждения продуктов горения при их движении в порах пластины.

На чертеже показан резервуар для криогенной взрывчатой жидкости. Он состоит из кожуха 1, внутреннего сосуда 2 с теплоизоляцией 3, плавающей крышки 4 с отверстиями 5 и конденсатора паров жидкости 6. Конденсатор 6 соединяется трубопроводом 7 с газовым объемом 8 и трубопроводом 9 с жидкостным объемом 10. Для наполнения и опорожнения криогенной жидкостью сосуд 2 имеет патрубок 11 с вентилем. Сосуд 2 снабжен также трубопроводом 12, в котором смонтирована разрывная мембрана 13.

Плавающая крышка 4 соединена с пористой пластиной 14, а отверстия 5 в крышке 4 имеют выходные конусообразные камеры 15, в которых расположены сферические клапаны 16. На трубопроводе 12 установлен обратный клапан 17, а на трубопроводе 9 - парожидкостный разделитель 18, имеющий сдувочный трубопровод с запорным вентилем 19.

Работает резервуар следующим образом.

1. Заполнение.

При заполнении внутреннего сосуда 2 криогенной жидкостью открыты все показанные на чертеж вентили. Заполнение осуществляется через трубопровод 11. По мере заполнения резервуара жидкостью крышка 4 всплывает, находясь на зеркале жидкости. Интенсивно образующиеся при заполнении резервуара пары жидкости смешиваются с оставшимся в резервуаре воздухом и по трубопроводу 7 поступают в конденсатор 6. В конденсаторе 6 пары криогенной жидкости сжижаются, а воздух остается в газообразном состоянии.

Из конденсатора 6 газожидкостная смесь поступает в разделитель жидкости и газа 18, откуда газообразный воздух через сдувочный трубопровод с вентилем 19 выбрасывается в атмосферу, а криогенная жидкость сливается в резервуар по трубопроводу 9. После заполнения резервуара закрываются вентиль 19 и вентиль на трубопроводе 11.

2. Хранение криогенной жидкости.

При хранении криогенной жидкости в резервуаре некоторая ее часть испаряется. Пары жидкости, поднимаясь вверх, проходят через отверстия 5 в крышке 4, конические камеры 15 с клапанами 16, пористую пламягасящую пластину 14 и собираются в газовом объеме 8 внутреннего сосуда 2. Из сосуда 2 пар поступает в конденсатор 6, где он конденсируется. Конденсат из конденсатора 6 сливается в сосуд 2.

3. Опорожнение.

Опорожняют сосуд 2 через трубопровод 11, открывая при этом вентиль на трубопроводе 11 и вентиль 19. При опорожнении сосуда 2 крышка 4 вместе с пламягасящей пластиной 14 опускаются вниз. Воздух из атмосферы через вентиль 19, парожидкостный разделитель 18, конденсатор 6 и трубопровод 7 заполняет газовый объем 8 сосуда 2. Опорожнение заканчивают, когда крышка 4 опустится на дно внутреннего сосуда 2.

Безопасность хранения взрывчатой криогенной жидкости достигается конструкцией резервуара, которая предусматривает разделение пламягасящей пористой пластиной 14 жидкости и пара. Энергия инициирования взрыва пара горючей жидкости во много раз меньше энергии инициирования взрыва самой жидкости, вследствие чего взрыв или горение жидкости начинается с возгорания пара над жидкостью. Защита жидкости от возможного очага возгорания в паре пламягасящей пластиной повышает взрывобезопасность хранения и транспортирования в предлагаемом резервуаре взрывчатой криогенной жидкости. Клапаны 16 предотвращают попадание продуктов горения пара в жидкость. Конусообразная форма камер 15 позволяет равномерно задействовать всю площадь пламягасящей пластины 14.

Конструкция резервуара не позволяет испарившейся жидкости попасть в атмосферный воздух, что исключает возможность образования вокруг резервуара взрывчатой газовой смеси паров жидкости с кислородом воздуха.

Процессы заполнения и опорожнения резервуара являются наиболее взрывоопасными, так как во внутреннем сосуде 2 резервуара образуется смесь воздуха и паров взрывчатой жидкости. При случайном инициирующем горение воздействии на резервуар в первую очередь взорвется пар в газовом объеме 8 внутреннего сосуда 2. Разрывная мембрана 13 предохранит корпус резервуара от разрушения. Продукты взрыва по трубопроводу 12 отводятся в безопасное место. После выхлопа продуктов взрыва в атмосферу в резервуаре возможно образование на какое-то время разрежения. Для предотвращения подсоса воздуха в резервуар и образования новой легковоспламеняющейся смеси на трубопроводе 12 смонтирован обратный клапан 17. Пламягасящая пластина 14 защищает взрывчатую жидкость в объеме 10 от пламени и раскаленных продуктов горения.

Применение предлагаемого резервуара позволит увеличить взрывобезопасность процессов хранения и транспортирования взрывчатых криогенных жидкостей.

1. Резервуар для хранения и транспортирования взрывчатой криогенной жидкости, состоящий из кожуха, внутреннего сосуда с теплоизоляцией и патрубками для заполнения и опорожнения жидкостью, плавающей крышки с отверстиями и выносного конденсатора паров жидкости, отличающийся тем, что плавающая крышка имеет в верхней части пористую пластину с размерами пор менее критических пламягасящих каналов, а отверстия в крышке выполнены в виде конических камер, в которых расположены сферические клапаны.

2. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что на трубопроводе стока жидкости из конденсатора во внутренний сосуд установлен разделитель пара и жидкости.