RU1772512C

RU1772512C - Tank for cryogenic liquid

Info

Publication number: RU1772512C
Application number: SU904885663A
Authority: RU
Inventors: Рубен Григорьевич Амамчян; Майя Григорьевна Великанова; Сергей Борисович Мильман; Олег Дмитриевич Суетенко
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт гелиевой техники
Priority date: 1990-09-14
Filing date: 1990-09-14
Publication date: 1992-10-30

Abstract

Область применени : в резервуарах дл криогенной жидкости, в особенности дл хранени и перевозки сжиженного метана дл повышени экономичности резервуара при хранении и перевозке сжиженного метана путем увеличени длительности поддержани высокого вакуума в теплоизол ционной полости. Сущность изобретени ; 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 дл отвода паров метана при заполнении дополнительного сосуда жидкостью и его последующей откачке дл понижени его температуры и повышени адсорбционной способности адсорбента. 1 илScope: in cryogenic liquid tanks, especially for storage and transportation of liquefied methane to increase the efficiency of the tank during storage and transportation of liquefied methane by increasing the duration of maintaining high vacuum in the insulating cavity. SUMMARY OF THE INVENTION; an additional vessel is placed in this cavity, connected to the main pipeline with a valve, while an adsorbent is placed on the side of the additional vessel, and the vessel itself is surrounded by a radiation shield in contact with the main vessel. Another pipeline with a valve serves to vent methane vapors when filling an additional vessel with liquid and then pumping it out to lower its temperature and increase the adsorption capacity of the adsorbent. 1 silt

Description

елate

СWITH

Изобретение относитс к криогенной технике, в частности- к технологии хранени и транспортировани сжиженных газов.The invention relates to cryogenic technology, in particular to a technology for storing and transporting liquefied gases.

Наиболее близким по техническому решению к изобретению вл етс резервуар дл хранени и транспортировани сжиженных газов, в особенности жидкого метана , состо щий из наружного кожуха, внутреннего сосуда, снабженного трубопроводами дл заправки резервуара и отвода газа, и окружающей сосуд вакуумной теплоизол ционной полости.The closest in technical solution to the invention is a tank for storing and transporting liquefied gases, in particular liquid methane, consisting of an outer casing, an inner vessel equipped with pipelines for filling the tank and discharging gas, and a vacuum heat-insulating cavity surrounding the vessel.

Указанный резервуар эксплуатируетс при давлени х от 0,2 до 1,6 МПа, обеспечивающих возможность выдачи метана в двигатель транспортного средства, например, грузового автомобил .The specified reservoir is operated at pressures from 0.2 to 1.6 MPa, which allow methane to be delivered to the engine of a vehicle, for example, a truck.

Основным недостатком этого резервуара вл етс низка экономичность, обусловленна ухудшением со временем вакуума в теплоизол ционной полости из-за газовыделени из теплоизол ции сосуда и со стенок кожуха и внутреннего сосуда и повышени испар емости жидкого метана, что приводит к ремонту или замене резервуара. Этот недостаток определ етс тем, что при температурах 120-160 К, отвечающих рабочим давлени м, допускаемым при эксплуатации резервуара с жидким метаном (т.е. давлени м паров метана 0,2-1,6 МПа), адсорбционна емкость лучших из известных сорбентов (например, цеолита СэА) чрезмерно мала (менее 1 см3/г при давленииThe main disadvantage of this tank is its low cost, due to the degradation of the vacuum in the heat-insulating cavity over time due to gas evolution from the heat insulation of the vessel and from the walls of the casing and the inner vessel and increased evaporation of liquid methane, which leads to repair or replacement of the tank. This disadvantage is due to the fact that at temperatures of 120-160 K, corresponding to the working pressures allowed when operating the tank with liquid methane (i.e. methane vapor pressures of 0.2-1.6 MPa), the adsorption capacity of the best known sorbents (for example, CeA zeolite) is excessively small (less than 1 cm3 / g at pressure

4 vj4 vj

ЮYU

слcl

юYu

остаточных газов, преимущественно азота, в изол ционной полости Па).residual gases, mainly nitrogen, in the insulating cavity Pa).

Вследствие этого эффективное поглощение остаточных газов дл сохранени высокого вакуума в изол ционной полости потребовало бы размещени на стенке внутреннего сосуда чрезмерно больших количеств адсорбента (несколько дес тков килограммов ).Consequently, effective absorption of residual gases to maintain a high vacuum in the insulating cavity would require placing excessively large amounts of adsorbent on the wall of the inner vessel (several tens of kilograms).

Цель изобретени - повышение экономичности за счет увеличени длительности поддержани высокого вакуума в теплоизол ционной полости.The purpose of the invention is to increase efficiency by increasing the duration of maintaining a high vacuum in the insulating cavity.

Поставленна цель достигаетс 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 составл ет 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.The goal is achieved by the fact that an additional vessel is placed inside the tank casing, connected in the upper part by means of a valve to the pumping means, in the lower part - by means of a valve to the main vessel, while the volume of the additional vessel is 5-10% of the volume of the main vessel, has an adsorbent layer located on its outer surface, and a radiation shield mounted with thermal contact on the main vessel.

На чертеже показан резервуар.The drawing shows a tank.

Резервуар состоит из основного 1 и дополнительного 2 сосудов, соединенных тру- бопроводом 3, наружного кожуха 4, трубопроводов 5, 6, 7, изол ции 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 дл подачи жидкого метана в сосуд 1, трубопроводThe tank consists of a main 1 and an additional 2 vessels connected by a pipeline 3, an outer casing 4, pipelines 5, 6, 7, isolation 8 (for example, vacuum multilayer) and valves 9, 10, 11, 12. The adsorbent 13 is placed to provide thermal contact on the shell of the vessel 2, surrounded by a radiation shield 14 in contact with the vessel 1. The pipe 7 and the valve 10 are used to supply liquid methane to the vessel 1, the pipeline

6с клапаном 12 - дл отвода паров метана из сосуда 1; трубопровод 3 с клапаном 9 - дл заполнени сосуда 2 жидким метаном (из сосуда 1), а трубопровод 5 с клапаном 11 -дл отвода паров метана при заполнении сосуда 2 и его последующей откачки.6 with valve 12 - for venting methane vapors from vessel 1; pipeline 3 with valve 9 for filling vessel 2 with liquid methane (from vessel 1), and pipeline 5 with valve 11 for venting methane vapor when filling vessel 2 and its subsequent pumping.

В исходном состо нии (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 трубопроЕодIn the initial state (before operation), vessels 1 and 2 are sequentially blown with dry gaseous nitrogen with open valves 12,9,11,10 by supplying gas through valve 12. Then through the pipe

7сосуд заполн ют жидким метаном, отвод образующиес пары через клапан 12 в ресивер . При этом одновременно заполн етс и сосуд 2, а пары метана отвод тс в ресивер через клапан 11. По заполнении сосудов 1 и7 the vessel is filled with liquid methane, venting the resulting vapors through valve 12 into the receiver. At the same time, vessel 2 is filled at the same time, and methane vapors are discharged into the receiver through valve 11. After filling the vessels 1 and

2 клапаны 10, 9 и 12 закрывают, а клапан 11 переключают на механический вакуумный насос, откачива с помощью которого пары жидкого метана, охлаждают жидкость в сосуде 2 до температур ниже 90 К. Затем кла- пан 11 закрывают. Следовательно, в конечном состо нии, готовом к эксплуатации , в сосуде 1 жидкий метан имеет температуру , равную или выше, нормальной2 valves 10, 9 and 12 are closed, and valve 11 is switched to a mechanical vacuum pump, pumping out liquid methane vapors, cool the liquid in vessel 2 to temperatures below 90 K. Then valve 11 is closed. Therefore, in the final state, ready for operation, in the vessel 1, liquid methane has a temperature equal to or higher than normal

температуры кипени (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 см3/гboiling point (112 K), and in vessel 2 - below 90 K. The adsorbent 13 located on the shell of vessel 2 will have the same temperature (below 90 K), which ensures its high adsorption capacity (100 cm3 / g

адсорбента) в течение длительного времени .adsorbent) for a long time.

Объем дополнительного сосуда выбран из услови большего или одинакового времени хранени жидкости в нем и в сосуде 1The volume of the additional vessel is selected from the condition of a greater or equal time of storage of liquid in it and in vessel 1

между заправками. Выполненные расчеты показали, что объем дополнительного сосуда должен составл ть 5-10% от объема сосуда 1.between gas stations. The calculations showed that the volume of the additional vessel should be 5-10% of the volume of vessel 1.

Таким образом, эффект, достигаемыйThus, the effect achieved

Claims

when implementing the present invention, it consists in increasing by 100 times the adsorption capacity of the sorbent and correspondingly increasing the duration of maintaining a high vacuum in the insulating cavity of the tank, and increasing the service life and economy of the product. SUMMARY OF THE INVENTION A reservoir for a cryogenic liquid, mainly liquid methane, comprising an outer casing, an inner vessel with pipelines for filling and venting liquid, a vacuum heat-insulating space between the casing and the vessel, and a pumping means, characterized in that, in order to increase the cost-effectiveness of to increase the duration of maintaining a high vacuum in the heat-insulating space, it is equipped with an additional vessel placed in

heat-insulating space and connected in the upper part by means of the valve to the pumping means, in the lower part - by means of the valve to the main vessel, and the volume of additional

the vessel makes up 5-10% of the volume of the main vessel; it has an adsorbent layer located on its outer surface and a radiation shield mounted with thermal contact on the main vessel.

2

9/ /

L, 5

eleven

Usr