Емкость для криогенных жидкостей

 

1 р. ф пп 425027

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социал истимеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 31.03.72 (21) 1767581/23-26 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.04.74. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 20.09.74 (5!) M. Кл. F 250 3/10

F 17с 3/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР аа делам изааретвний и открытий (53) УДК 621,59(088.8) (72) Авторы изобретения В. Г. Пронько, Ю. А. Мирославская, Л. Б. Буланова, В. А. Шапошников и А. И. Краузе (71) Заявитель (54) ЕМКОСТЬ ДЛЯ КРИОГЕННЫХ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к низкотемпературной технике и касается емкостей для хранения или транспортирования криогенных жидкостей, используемых в различных областях народного хозяйства.

При относительно больших скоростях подачи хладагента разность температур между средней температурой стенки внутреннего сосуда и отходящими парами на выходе из емкости весьма велика, что обусловлено относительно малой величиной коэффициента теплообмена между стенкой и парами, который в первом приближении соответствует условиям естественной конвекции.

Эффективность процесса захолаживания длинных горизонтальных емкостей еще более низка, в силу образования обширных застойных зон, в которые хладагент поступает в небольших количествах. Если в охлаждаемую емкость подают относительно небольшое количество хладагента, удается снизить недорекуперацию на выходе из сосуда до приемлемых величин, однако при этом резко возрастает время захолаживания емкости, что в ряде случаев недопустимо.

Кроме того, увеличение времени захолаживания возможно лишь до тех пор, пока количество тепла, отбираемое хладагентом, больше общей суммы теплопритоков, причем относительные потери от теплопритоков резко возрастают по мере приближения времени захолаживания к предельной величине.

При использовании для захолаживания емкости криогенной жидкости появляются до5 полнительные потери холода, связанные с уносом мелких капель жидкости и тумана, образующихся в выходном сечении заправочной трубы, в сбросной патрубок.

Для предотвращения потерь, связанных с

10 уносом тумана и мелких капель жидкости, подаваемой в емкость, на конце заправочной трубы устанавливают сепаратор, представляющий собой стакан, выполненный из ряда слоев металлической сетки. Стакан крепят на

15 выходном конце заправочной трубы таким образом, чтобы паро-жидкостная смесь обязательно проходила слой сеток, на которых происходит коагуляция жидкости, отделение пара и общее успокоение входящего потока.

Однако подобный сепаратор не повышает интенсивности теплообмена между газом и стенкой сосуда, а в небольших сосудах резко снижает соответствующий коэффициент теп25 лообмена.

Целью изобретения является обеспечение эффективного захолаживания криогенных емкостей без применения дополнительной энергии для залива и выдавливания криогенной

ЗО жидкости.

425027

Заказ 2470/16 Изд. № 755 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2

Это достигается путем установки на внутренней поверхности внутреннего сосуда криогенной емкости змеевика, по ко-орому проходит охлаждающий газ или паро-жидкостная смесь и который имеет вход, расположенный в паровом пространстве внутреннего сосуда.

Стенки змеевика находятся в хорошем тепловом кон1акте со стенками внутреннего сосуда, например, за счет пайки или сварки.

На чертеже приведена принципиальная схема предложенной емкости.

Емкость содержит заправочную трубу 1, внутренний сосуд 2, емкость 3, змеевик 4, входной конец 5 змеевика, выводной конец 6 змеевика, вакуумную (экранно-вакуумную) изоляцию 7, наружный сосуд 8, герметизирующую крышку 9.

Охлаждающая среда, например паро-жидкостная смесь криогенной жидкости, поступает по заправочной трубе 1 во внутренний сосуд

2 криогенной емкости 3. К стенкам внутреннего сосуда 2 на внутренней стороне припаян змеевик 4. Входной конец 5 змеевика 4 расположен в области газовой подушки над верхним уровнем жидкости, соответствующим нормальному заполнению емкости. Выводной конец 6 змеевика 4 может быть выведен либо через вакуумное пространство 7 и наружный сосуд 8 криогенной емкости 3, либо через крышку 9 горловины криогенной емкости.

Хладагент из заправочной трубы 1 поступает во входной конец 5 змеевика 4, проходит по трубам змеевика и через выводной конец 6 отводится в газгольдер или атмосферу. В случае оснащения емкости охлаждаемыми радиационными экранами хладагент перед выходом в газгольдер используют для их охлаждения.

Варьируя количество, диаметр и длину труб змеевика 4, т, е. условия теплообмена между стенкой внутреннего сосуда и газом, добиваются малой недорекуперации на выходе из

5 криогенной емкости при желаемых скоростях захолаживания и приемлемых потерях давленияя.

Змеевик 4 может быть использован также для выдавливания жидкости из криогенной

10 емкости. При этом выгодно располагать трубы змеевика 4 таким образом, чтобы теплый газ последовательно проходил через трубы, расположенные в области паровой подушки, области зеркала жидкости и далее в более

15 заглубленные в жидкость трубы. При обеспечении такой последовательности расположения труб змеевика 4 возможно выдавливание переохлажденной жидкости без существенного повышения ее температуры, так как давле20 ние в емкости повышается прежде всего за счет прогрева газа паровой подушки и испарения поверхностного слоя жидкости, который находится в состоянии насыщения.

25 Предмет изобретения

1. Емкость для криогенных жидкостей, включающая внутренний сосуд, экранно-вакуумную изоляцию, наружный сосуд и змее30 вик, отличающаяся тем, что, с целью эффективного захолаживания без применения дополнительной энергии для залива и выдавливания криогенной жидкости, змеевик расположен на поверхности внутреннего сосуда

35 2. Емкость по п. 1, отличающаяся тем, что входной конец змеевика размещен во внутреннем сосуде,.