RU2298722C1 - Underground storage for liquefied natural gas - Google Patents
Underground storage for liquefied natural gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2298722C1 RU2298722C1 RU2005140830/06A RU2005140830A RU2298722C1 RU 2298722 C1 RU2298722 C1 RU 2298722C1 RU 2005140830/06 A RU2005140830/06 A RU 2005140830/06A RU 2005140830 A RU2005140830 A RU 2005140830A RU 2298722 C1 RU2298722 C1 RU 2298722C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- natural gas
- metro
- lng
- liquefied natural
- gas
- Prior art date
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 81
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 title claims description 97
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 17
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims description 9
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 9
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 8
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 8
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 3
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010033799 Paralysis Diseases 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 102200068707 rs281865211 Human genes 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к подземной системе хранения и резервирования СПГ, а именно к экономичным пожаро- и взрывобезопасным хранилищам, расположенным ниже уровня земли, и может быть использовано для накопления и выдачи СНГ в энергоустановку резервного питания объектов метро.The invention relates to an underground LNG storage and backup system, and in particular to economical fire and explosion-proof storage facilities located below ground level, and can be used to accumulate and issue the CIS to a power plant for backup power supply of metro facilities.
Актуальность данной проблемы доказана перебоями в снабжении электроэнергией московского метро в августе 2005 года, когда без электричества метро было парализовано на длительное время. Использование резервной энергоустановки на любом топливе (энергоносителе) позволило бы избежать больших перебоев в работе метро (необходимо время только на запуск резервной энергоустановки и ее включение на нагрузку). Однако к выбору вида топлива и месту его хранения необходимо подходить, особенно в Москве и другим городах-мегаполисах, с учетом условий его безопасного хранения и экологически безопасного использования.The urgency of this problem was proved by interruptions in the supply of electricity to the Moscow metro in August 2005, when without electricity the metro was paralyzed for a long time. Using a backup power plant on any fuel (energy carrier) would allow avoiding large interruptions in the work of the metro (it takes time only to start the backup power plant and turn it on to the load). However, the choice of fuel type and its storage location must be approached, especially in Moscow and other megalopolises, taking into account the conditions of its safe storage and environmentally safe use.
Природный газ легче воздуха, и при его утечках быстро поднимается вверх, рассеиваясь в атмосфере, и поэтому при использовании более безопасен, чем другие резервные топлива. С экологической точки зрения природного газ (метан) также наиболее предпочтителен, так как при его сгорании образуется минимум вредных веществ. Если использовать резервную энергетическую установку большой мощности для резервного энергообеспечения метро, то ее подключение к городским газовым сетям невозможно, так как потребуются большие расходы газа, и его может не хватить, и на саму энергоустановку, и для других потребителей, которым также при перебое в подачи электроэнергии потребуется больше газа. Таким образам для хранения природного газа необходимо использовать резервное хранилище сжиженного природного газа (ПГ).Natural gas is lighter than air, and when it leaks, it rises quickly, scattering in the atmosphere, and therefore is safer to use than other reserve fuels. From an environmental point of view, natural gas (methane) is also most preferable, since its combustion produces a minimum of harmful substances. If you use a large-capacity backup power plant for backup power supply of the metro, it is impossible to connect it to the city gas networks, as it will require large gas consumption, and it may not be enough for the power plant itself, or for other consumers who also have a power outage Electricity will require more gas. Thus, for storing natural gas, it is necessary to use a reserve storage of liquefied natural gas (GHG).
Для создания запасов (в том числе и больших) СПГ могут быть использованы металлические наземные и полузаглубленные криогенные резервуары, так например известны хранилища:To create reserves (including large) of LNG, metal ground and semi-buried cryogenic reservoirs can be used, for example, storage facilities are known:
[1] - А.С. СССР №374482, кл. F17с 3/08, 20.III.1973 г., бюл. №15.[1] - A.S. USSR No. 374482, cl. F17c 3/08, 20.III.1973, bull. No. 15.
[2] - Газовая промышленность, №18, 1967 г. Производство, транспортировка, хранение и регазификация СПГ за рубежом, стр.33, рис.3.[2] - Gas industry, No. 18, 1967. Production, transportation, storage and regasification of LNG abroad, p. 33, Fig. 3.
[3] - EUROIL MAY, LNG storage tank in rock excavation. 1990 г., стр.37.[3] - EUROIL MAY, LNG storage tank in rock excavation. 1990, p. 37.
[4] - Газовая промышленность, №18, 1967 г. Производство, транспортировка, хранение и регазификация СПГ за рубежом, стр.36, рис.5.[4] - Gas industry, No. 18, 1967. Production, transportation, storage and regasification of LNG abroad, p. 36, Fig. 5.
Хранилища СПГ по [1, 2, 3 и 4] содержат двойную металлическую стенку с теплоизоляцией между ними и системой криогенных трубопроводов с запорной и регулирующей арматурой.LNG storages according to [1, 2, 3 and 4] contain a double metal wall with thermal insulation between them and a cryogenic piping system with shutoff and control valves.
Недостатками известных хранилищ по [1, 2, 3 и 4] при их использовании в качестве хранилищ для резервного энергообеспечения объектов метро являются:The disadvantages of the known storages according to [1, 2, 3 and 4] when used as storages for backup energy supply of metro facilities are:
- сложность и нецелесообразность изготовления резервуаров большого объема, ввиду резкого увеличения их стоимости и дороговизны металла (нержавеющей стали или алюминия);- the complexity and inappropriateness of the manufacture of large tanks, due to a sharp increase in their cost and high cost of metal (stainless steel or aluminum);
- низкая надежность теплоизоляции (особенно вакуумной для резервуаров большой емкости), необходимость в постоянном ее контроле и техническом обслуживании;- low reliability of thermal insulation (especially vacuum for large-capacity tanks), the need for constant monitoring and maintenance;
- сравнительно постоянный коэффициент теплопроводности теплоизоляции резервуара, зависящий от сезонного колебания температуры окружающей среды;- a relatively constant coefficient of thermal conductivity of the thermal insulation of the tank, depending on the seasonal fluctuation of the ambient temperature;
- возможность полного катастрофического разрушения резервуара в результате техногенной деятельности или диверсионных актов, что может привести к катастрофическим последствиям;- the possibility of complete catastrophic destruction of the reservoir as a result of industrial activity or sabotage acts, which can lead to catastrophic consequences;
- возможность промерзания приповерхностных слоев земли и бетонного основания (купола), что экологически не безопасно, кроме того периодическое сезонное промерзание грунта вызывает его пучение и разрушение конструкции бетонного основания (купола) и обделки сооружения;- the possibility of freezing of the surface layers of the earth and the concrete base (dome), which is environmentally unsafe, in addition, periodic seasonal freezing of the soil causes it to swell and destroy the structure of the concrete base (dome) and lining the structure;
- ограничение размещения в различных грунтах вследствие их пучения или же использования дорогостоящей системы вентиляции и обогрева резервуара СПГ, что резко повышает постоянные теплопритоки и испаряемость СПГ, а также повышает энергозатраты на эксплуатацию хранилища;- restriction of placement in various soils due to their heaving or the use of an expensive ventilation system and heating of the LNG tank, which dramatically increases the constant heat gain and LNG evaporation, as well as increases the energy consumption for the operation of the storage facility;
- большой процент испарения газа в сутки вследствие больших переменных теплопритоков от атмосферного воздуха со стороны купола и приповерхностных слоев грунта;- a large percentage of gas evaporation per day due to large variable heat inflows from the atmospheric air from the dome and near-surface soil layers;
- низкая пожаро- и взрывоопасность в результате техногенной деятельности или возможных диверсионных актов, в результате которых может быть поврежден купол хранилища (больших объемов).- low fire and explosion hazard as a result of industrial activity or possible acts of sabotage, as a result of which the storage dome (large volumes) can be damaged.
Можно использовать в качестве хранилищ для резервного энергообеспечения объектов метро известное хранилище для СПГ [5] [ Н.Г.Трупак. Замораживание грунтов в строительстве. Москва. Стройиздат. 1970 г., стр.216, рис.123], расположенное ниже уровня земли, в замороженном грунте без обделки и без тепло- и гидроизоляции, состоящее из цилиндрического (или полусферического) котлована, покрытое куполообразной металлической кровлей (например, из низколегированной стали) с теплоизолирующим слоем.It is possible to use the well-known storage for LNG [5] [N. G. Trupak as storage facilities for backup power supply of metro facilities] Soil freezing in construction. Moscow. Stroyizdat. 1970, p. 216, fig. 123], located below ground level, in frozen soil without lining and without heat and waterproofing, consisting of a cylindrical (or hemispherical) foundation pit, covered with a domed metal roof (for example, low alloy steel) with a heat insulating layer.
Недостатками известного хранилища [5] при его использовании для резервного энергообеспечения объектов метро являются:The disadvantages of the famous storage [5] when it is used for backup energy supply of metro facilities are:
- постоянный поверхностный обмерзший слой грунта и его периодическое сезонное оттаивание вдали от хранилища, что приводит к пучению грунта;- a constant surface frozen soil layer and its periodic seasonal thawing away from the storage, which leads to soil heaving;
- низкая надежность хранилища ввиду возможного размораживания его верхних слоев при малых количествах хранимого СПГ;- low reliability of the storage due to the possible thawing of its upper layers with small amounts of stored LNG;
- большие потери газа при его хранении вследствие трещинообразования приповерхностного грунта;- large losses of gas during its storage due to cracking of surface soil;
- "неэкологичность" вследствие промерзания верхних слоев грунта с последующим их пучением;- "non-environmental" due to freezing of the upper layers of the soil with their subsequent heaving;
- сложность контроля хранимого продукта.- the complexity of the control of the stored product.
Известно ПХ СПГ, взятое в качестве прототипа [6] - Патент РФ №2232342, МПК7 F17С 1/00, В 65 G 5/00. 10.07.2004 г., бюл. №19, содержащее расположенный ниже уровня земли на отметке, предотвращающей промерзание поверхности земли, при самом длительном расчетном хранении СПГ отделенный от массива грунта теплоизоляционной податливой прослойкой несущий железобетонный резервуар, изнутри теплоизолированный и гидроизолированный от СПГ, и снабженный расположенными в технологической шахте (с герметическими люками и лестницей) трубопроводами для наполнения-выдачи СПГ и его паров.It is known PX LNG, taken as a prototype [6] - RF Patent No. 2232342, IPC 7 F17C 1/00, 65
При использовании в качестве резервного хранилища для резервного энергообеспечения объектов метро устройства по [6] - прототипа можно исключить описанные выше недостатки известных хранилищ-аналогов [1, 2, 3, 4 и 5].When used as a backup storage for backup power supply of metro facilities according to the prototype [6] - prototype, the above-described disadvantages of the known analogous storage facilities [1, 2, 3, 4 and 5] can be eliminated.
Выдача СПГ из устройства [6] может осуществляться насосом (погружным) потребителям, как находящимся на поверхности земли, так и находящимся под землей. Выдача СПГ вытеснением возможна только для потребителей находящихся под землей, например в технологических выработках метро, так как выдача СПГ потребителям на поверхность предполагает создание повышенного внутреннего давления в ПХ СПГ, что не всегда допустимо. Небольшое повышение давления в ПХ СПГ происходит из-за постоянных теплопритоков из окружающего массива грунта. При выдачи больших объемов СПГ из подземного хранилища необходимо осуществлять наддув его испарившимся в регазификаторе природным газом, чтобы не допустить снижения давления ниже атмосферного и затекания в ПХ СПГ наружного воздуха, и создания в нем взрывоопасной концентрации компонентов.The issuance of LNG from the device [6] can be carried out by a pump (submersible) to consumers, both located on the surface of the earth, and located underground. Displacement of LNG by displacement is possible only for consumers located underground, for example, in technological workings of the metro, since the delivery of LNG to consumers on the surface involves the creation of increased internal pressure in the LNG storage facility, which is not always permissible. A slight increase in pressure in the LNG storage facility occurs due to constant heat inflows from the surrounding soil mass. When large volumes of LNG are dispensed from the underground storage, it is necessary to pressurize it with natural gas that has evaporated in the regasifier in order to prevent a decrease in pressure below atmospheric pressure and leakage of outside air into the LNG storage facility, and the creation of an explosive concentration of components in it.
Недостатком использования известного ПХ СПГ [6] как резервного энергоисточника для метро является то, что, как правило, высокопотенциальная эксергия холода, запасенная в СПГ при его регазификации, не используется. В то же время при эксплуатации объектов метро имеются большие низкопотенциальные теплоизбытки, для отбора которых используется система кондиционирования с мощными холодильными установками, которые в свою очередь являются дополнительными потребителями той же электроэнергии, и источниками бросовой теплоты.The disadvantage of using the well-known LNG storage facility [6] as a backup energy source for the metro is that, as a rule, the high-potential cold exergy stored in LNG during its regasification is not used. At the same time, when operating metro facilities, there are large low-potential heat surpluses, for the selection of which an air conditioning system with powerful refrigeration units is used, which in turn are additional consumers of the same electricity and waste heat sources.
Чтобы устранить вышеуказанный недостаток ставят задачу при использовании ПХ СПГ [6] в качестве резервного энергоисточника для объектов метро, полезного использования высокопотенциальной эксергии холода, запасенной в СПГ с максимальной простотой. То есть ставят задачу повышения эффективности использования подземного хранилища СПГ, а именно создания резервного безопасного и надежного хранилища СПГ как резервного энергоисточника для объектов метро с использованием в качестве энергоисточника не только самого природного газа, но и запасенной эксергии холода в криогенной жидкости (СПГ).To eliminate the aforementioned drawback, the problem is posed when using LNG storage facilities [6] as a backup energy source for metro facilities, the beneficial use of high-potential cold exergy stored in LNG with maximum simplicity. That is, they set the task of increasing the efficiency of using the underground LNG storage, namely, creating a backup safe and reliable LNG storage as a backup energy source for metro facilities using not only natural gas itself, but also the stored cold exergy in cryogenic liquid (LNG).
Такая задача может быть достигнута при регазификаци СПГ из ПХ в подземной выработке метро, при этом должны использоваться стандартные, выпускаемые промышленностью регазификаторы, установленные, например, в отдельном помещении подземной технологической выработки метро, а подвод к ним теплоты должен осуществляться их обдувом воздухом из системы вентиляции и кондиционирования метро.Such a task can be achieved by regasification of LNG from storage facilities in underground metro production, while standard industrial regasifiers installed, for example, in a separate room of the underground technological production of the metro should be used, and heat should be supplied to them by blowing air from the ventilation system and air conditioning metro.
Таким образом, ПХ СПГ для резервного энергообеспечения объектов метро, содержащее расположенный ниже уровня земли на отметке, предотвращающей промерзание поверхности земли, при самом длительном расчетном хранении СПГ отделенный от массива грунта теплоизоляционной податливой прослойкой несущий железобетонный резервуар, изнутри теплоизолированный и гидроизолированный от СПГ, и снабженный расположенными в технологической шахте (с герметическими люками и лестницей) трубопроводы для наполнения-выдачи СПГ и его паров, причем ПХ СПГ расположено на уровне по глубине и на расстоянии по горизонту от технологической выработки метро, отделено от нее массивом грунта и соединено с ней двумя теплоизолированными криогенными жидкостным и газовым трубопроводами, в технологической выработке метро жидкостной трубопровод через первый запорно-регулирующий вентиль подсоединен к регазификатору повышения давления, выход которого подсоединен через запорный вентиль с газовым трубопроводом, и через второй запорно-регулирующий вентиль подсоединен к регазификатору выдачи природного газа потребителю, выход которого через ресивер подсоединен к газовому двигателю резервной энергоустановки, подвод теплоты к регазификаторам осуществляется при помощи воздушных трубопроводов системы вентиляции и кондиционирования метро. На жидкостном трубопроводе перед регазификатором выдачи природного газа потребителю может быть установлен криогенный насос с запорно-регулирующим вентилем. Также ПХ СПГ может быть снабжено погружным криогенным насосом.Thus, the LNG storage facility for backup energy supply of metro facilities, containing below the ground level at a mark that prevents freezing of the earth’s surface, during the longest estimated storage of LNG, which carries a reinforced concrete tank separated from the ground by a heat-insulating, flexible layer, is insulated and waterproofed from the LNG from the inside, and is equipped with pipelines located in the technological mine (with hermetic hatches and ladders) for filling and dispensing LNG and its vapors; laid at a level in depth and at a horizontal distance from the technological development of the metro, separated from it by an array of soil and connected to it by two heat-insulated cryogenic liquid and gas pipelines, in the technological development of the metro, the liquid pipeline is connected to the pressure increase regasifier through the first shut-off and control valve, the output of which is connected through a shut-off valve with a gas pipeline, and through a second shut-off and control valve is connected to a regasifier for issuing natural gas a consumer, the output of which is connected to the receiver through the gas engine reserve power plants, heat to regazifikatoram carried out by means of air conduits HVAC system underground. A cryogenic pump with a shut-off and control valve can be installed on the liquid pipeline in front of the regasifier for the delivery of natural gas to the consumer. The LNG storage facility can also be equipped with a submersible cryogenic pump.
Использование в качестве резервного хранилища для энергообеспечения объектов метро ПХ СПГ позволяет достигнуть следующих положительных качеств:Using as a backup storage for energy supply of the underground facilities of the LNG facility allows you to achieve the following positive qualities:
во-первых - полезного использования низкопотенциальной эксергии холода СПГ для компенсации теплоизбытков объектов метро (при использовании стандартного выпускаемого оборудования), то есть использования в качестве энергоисточника не только самого природного газа, но и запасенной эксергии холода в криогенной жидкости (СПГ);firstly, the beneficial use of low-potential exergy of LNG cold to compensate for the heat surplus of metro facilities (using standard manufactured equipment), that is, use not only natural gas itself, but also stored cold exergy in cryogenic liquid (LNG);
во-вторых - обеспечения пожаро- и взрывобезопасности ПХ СПГ и технологической выработки метро, которая обеспечивается их заглублением ниже уровня земли (приблизительно на 15-20 метров);secondly, ensuring fire and explosion safety of the LNG storage facility and the technological development of the metro, which is ensured by their deepening below ground level (about 15-20 meters);
в третьих - обеспечения постоянно снижающихся (со временем хранения) теплопритоков к ПХ СПГ и его эффективного хранения как резервного энергоисточника для объектов метро;thirdly, providing constantly decreasing (with storage time) heat inflows to the LNG storage facility and its effective storage as a backup energy source for metro facilities;
в-четвертых - экологической безопасности по недопущению пучения приповерхностных близлежащих грунтов, то есть (другими словами) невыхода нулевой изотермы на поверхность земли.fourthly, environmental safety by preventing heaving of near-surface nearby soils, that is (in other words) the absence of a zero isotherm on the earth's surface.
Введение отличительных признаков: "ПХ СПГ расположено на уровне по глубине и на расстоянии по горизонту от технологической выработки метро, отделено от нее массивом грунта и соединено с ней двумя теплоизолированными криогенными жидкостным и газовым трубопроводами", необходимо для обеспечения резервного хранения в ПХ СПГ на безопасном расстоянии от технологической выработки метро с находящимися в ней резервной энергоустановкой с газовым двигателем и теплообменным оборудованием системы вентиляции и кондиционирования метро. Одинаковый уровень расположения по глубине ПХ СПГ и технологической выработки метро необходим для создания равного порядка (выравнивания) гидростатических давлений в жидкости СПГ и его паров в поземном хранилище и технологической выработке метро. Это необходимо для безопасности эксплуатации совместного оборудования и облегчения технологических операций по подачи СПГ потребителю.Introduction of distinctive features: “LNG storage facility is located at a depth and horizontal distance from the metro technological production, is separated from it by an array of soil and connected to it by two heat-insulated cryogenic liquid and gas pipelines”, it is necessary to ensure safe storage in LNG storage facility the distance from the technological production of the metro with the backup power plant located in it with a gas engine and heat exchange equipment of the metro ventilation and air conditioning system. The same level of depth location along the LNG storage facility and metro technological development is necessary to create equal order (equalization) of hydrostatic pressures in the LNG liquid and its vapor in the underground storage and metro technological production. This is necessary for the safe operation of joint equipment and to facilitate the technological operations of LNG supply to the consumer.
Введение "теплоизоляции на криогенных жидкостном и газовом трубопроводах", соединяющих ПХ СПГ и технологическую выработку метро, необходимо для минимизации потерь на испарение СПГ от внешних теплопритоков (от окружающего массива грунта) в жидкостном трубопроводе и для недопустимости изменения температуры природного газа в газовом трубопроводе.The introduction of "thermal insulation on cryogenic liquid and gas pipelines" connecting LNG storage facilities and the metro production line is necessary to minimize losses on LNG evaporation from external heat influx (from the surrounding soil mass) in the liquid pipeline and to prevent the temperature of natural gas in the gas pipeline from changing.
Введение "запорно-регулирующих вентилей на жидкостном криогенном трубопроводе" необходимо, во-первых, для возможности полного перекрытия подачи СПГ к оборудованию в технологическую выработку метро и, во-вторых, для плавной регулировки подачи СПГ.The introduction of "shut-off and control valves on a liquid cryogenic pipeline" is necessary, firstly, for the possibility of completely shutting off the LNG supply to the equipment in the technological production of the metro and, secondly, for smooth adjustment of the LNG supply.
Введение "запорного вентиля на газовом трубопроводе" необходимо для возможного отключения ПХ СПГ и технологической выработки метро при проведении регламентных и ремонтных работ на оборудовании в технологической выработке.The introduction of a “shutoff valve on the gas pipeline” is necessary for the possible shutdown of the LNG storage facility and the technological development of the metro during routine and repair work on equipment in the technological production.
Введение "регазификатора повышения давления" необходимо для испарения СПГ и создания в ПХ СПГ небольшого избыточного давления для обеспечения подачи СПГ потребителю.The introduction of a “pressure increase regasifier” is necessary for the evaporation of LNG and the creation of a slight excess pressure in the LNG storage facility to ensure the supply of LNG to the consumer.
Введение "регазификатора выдачи природного газа потребителю" необходимо для испарения СПГ и подачи природного газа в газовый двигатель резервной энергоустановки объектов метро.The introduction of a “regasifier for the delivery of natural gas to the consumer” is necessary for the evaporation of LNG and the supply of natural gas to the gas engine of the backup power plant of metro facilities.
Введение "ресивера" необходимо для сглаживания возможных пульсаций (неравномерностях потребления) по его испарению в регазификаторе и при его потреблении газовым двигателем.The introduction of a “receiver” is necessary to smooth out possible pulsations (uneven consumption) by its evaporation in the regasifier and when it is consumed by a gas engine.
Введение "воздушных трубопроводов (коробов) системы вентиляции и кондиционирования метро" необходимо для подвода теплоты от системы кондиционирования метро к регазификаторам и полезного использования холода испарения СПГ и его нагрева (до комнатной температуры).The introduction of "air pipelines (ducts) of the metro ventilation and air conditioning system" is necessary for supplying heat from the metro air conditioning system to regasifiers and the beneficial use of the cold vapor of LNG and its heating (to room temperature).
Введение "газового двигателя (например, внутреннего сгорания) резервной энергоустановки" необходимо для выработки электроэнергии для резервного энергообеспечения объектов метро.The introduction of a “gas engine (for example, internal combustion) backup power plant” is necessary to generate electricity for the backup power supply of metro facilities.
Введение "криогенного насоса с запорно-регулирующим вентилем, установленным перед регазификатором выдачи природного газа потребителю" необходимо для обеспечения больших и возможных высоконапорных расходов природного газа потребителю.The introduction of a "cryogenic pump with a shut-off and control valve installed in front of the regasifier for the delivery of natural gas to the consumer" is necessary to ensure large and possible high-pressure flows of natural gas to the consumer.
Введение "погружного криогенного насоса, расположенного в ПХ СПГ", необходимо для создания надежной подачи СПГ потребителю с необходимым (требуемым) расходом и давлением.The introduction of a "submersible cryogenic pump located in the LNG storage facility" is necessary to create a reliable LNG supply to the consumer with the necessary (required) flow rate and pressure.
Выполнение ПХ СПГ для резервного энергообеспечения объектов метро в совокупности с вышеизложенными признаками (ограничительными и отличительными признаками формулы изобретения) является новым для резервных хранилищ с использованием как энергоисточника самого СПГ, так и запасенного в нем холода и, следовательно, соответствует критерию "новизна".The implementation of LNG storage facilities for the backup energy supply of metro facilities in conjunction with the foregoing features (restrictive and distinctive features of the claims) is new for backup storage using both the LNG source of energy and the cold stored in it and, therefore, meets the “novelty” criterion.
Вышеприведенная совокупность отличительных признаков неизвестна на данном уровне развития техники и не следует из общеизвестных правил конструирования резервных хранилищ СПГ для энергообеспечения объектов метро, что доказывает соответствие критерию "изобретательский уровень".The above set of distinctive features is unknown at this level of technological development and does not follow from the well-known rules for designing LNG backup storage facilities for energy supply of metro facilities, which proves compliance with the criterion of "inventive step".
Конструктивная реализация хранилищ СПГ с указанной совокупностью существенных признаков не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, откуда следует соответствие критерию "промышленная применимость".The constructive implementation of LNG storages with the indicated set of essential features does not present any structural, technical and technological difficulties, from which the compliance with the criterion of "industrial applicability" follows.
На фиг.1. представлено ПХ СПГ для резервного энергообеспечения объектов метро при вытеснительной подаче СПГ из ПХ на энергоустановку.In figure 1. LNG storage facilities are provided for backup energy supply to metro facilities during the displacement supply of LNG from storage facilities to a power plant.
На фиг.2. представлена технологическая выработка метро (состав ее оборудования) для резервного энергообеспечения объектов метро при вытеснительной подаче СПГ из ПХ с повышением давления СПГ в технологической выработке метро при помощи криогенного насоса.In figure 2. The technological production of the metro (the composition of its equipment) for the backup energy supply of the metro facilities during the displacement supply of LNG from the HRF with an increase in the pressure of the LNG in the technological production of the metro using a cryogenic pump is presented.
На фиг.3. представлен фрагмент ПХ СПГ для резервного энергообеспечения объектов метро с криогенным (погружным) насосом, установленным в криогенное ПХ СПГ.In figure 3. A fragment of LNG storage facility for backup energy supply of metro facilities with a cryogenic (submersible) pump installed in a cryogenic storage facility of LNG is presented.
ПХ СПГ для резервного энергообеспечения объектов метро содержит установленное ниже поверхности земли 1 криогенное ПХ СПГ 2, которое трубопроводами 3, расположенными в технологической шахте, связанно с расположенным на поверхности земли наполнительно-раздаточным устройством (колонкой) 4.The LNG storage facility for backup energy supply of metro facilities contains a cryogenic
ПХ СПГ 2 расположено на уровне по глубине и на расстоянии по горизонту от технологической выработки метро 5, отделено от выработки метро 5 массивом грунта и соединено с ПХ СПГ 2 двумя криогенными теплоизолированными трубопроводами 6 и 7, жидкостным 6 с нижней точки ПХ и газовым 7 с ее верхней точки (для паров ПГ). В технологической выработке метро 5 жидкостный трубопровод 6 имеет запорно-регулирующие вентили 8 и 9, а газовый трубопровод 7 - запорный вентиль 10. Жидкостной трубопровод 6 через запорно-регулирующий вентиль 8 соединен с регазификатором 11 поднятия давления в ПХ СПГ 2, выход регазификатора соединен с запорным вентилем 10 газового трубопровода 7. Также жидкостный трубопровод 6 через запорно-регулирующий вентиль 9 подсоединен с регазификатором 12 выдачи ПГ потребителю, выход которого подсоединен через ресивер 13 к входу газового двигателя 14, кинематически связанного с генератором 15 резервной энергоустановки объектов метро. Подвод теплоты к регазификаторам 11 и 12 осуществляется от системы вентиляции и кондиционирования 16 метро при помощи воздушных трубопроводов (коробов) 17.
В технологической выработке метро 5 (по фиг.2) перед регазификатором 12 может быть установлен криогенный насос 18 с запорно-регулирующим вентилем 19 на выходе. Вентиль 19 необходим для запуска, например, центробежного криогенного насоса 18 и регулирования его производительности. При использовании криогенного насоса 18 после регазификатора можно получить повышенное давление ПГ, если это требуется для потребителя.In the technological development of the metro 5 (Fig. 2), a
Выдача СПГ из ПХ может быть осуществлена (по фиг.3) при помощи насоса 20, размещенного в ПХ СПГ и выполненного, например, в погружном варианте. При этом необходимо дополнительно предусмотреть до времени запуска резервной энергоустановки объектов метро для питающего погружного криогенного насоса 20 резервный энергоисточник для привода его в действие, например электрический аккумулятор с системой преобразования тока и напряжения (на фиг.1, 2 и 3 не показана).The issuance of LNG from the storage facility can be carried out (Fig.3) using the
Работает предложенное ПХ СПГ для резервного энергообеспечения объектов метро следующим образом (по фиг.1). Первоначально считаем, что ПХ захоложено и заполнено хранимым СПГ. При открытии запорно-регулировочного вентиля 8 СПГ из ПХ 2 по криогенному трубопроводу 6 поступает в регазификатор 11, в котором под действием теплоты от системы вентиляции и кондиционирования 16, подведенной с воздушным потоком по трубопроводам (коробам) 17, испаряется и нагревается и далее через открытый запорный вентиль 10 подается по газовому трубопроводу 7 в газовую полость ПХ СПГ 2, повышая в нем давление до требуемой величины. После этого (или одновременно) через приоткрытый запорно-регулирующий вентиль 9 СПГ поступает в регазификатор 12, в котором также, используя теплоизбытки системы вентиляции и кондиционирования 16 метро, испаряется и нагревается и далее поступает в ресивер 13, поднимая в нем давление до требуемого для запуска газового двигателя 14. После запуска газового двигателя 14 электрический генератор резервного энергообеспечения объектов начинает выдавать электроэнергию для нужд метро. Расход СПГ, поступающего в регазификаторы 11 и 12, регулируется соответственно запорно-регулирующими вентилями 8 и 9.The proposed LNG storage facility for backup power supply of metro facilities works as follows (in FIG. 1). Initially, we believe that the storage facility is flooded and filled with stored LNG. When the shut-off and control
При необходимости получения повышенного давления ПГ после регазификатора 12 может быть включен криогенный насос 18 (например, центробежный), запуск и регулирование производительности которого осуществляется при помощи запорно-регулирующего вентиля 19.If it is necessary to obtain increased GHG pressure after the
Для выдачи СПГ из ПХ 2 может быть применен погружной криогенный насос 20, установленный в самом ПХ СПГ 2. Для этого необходимо до момента запуска резервной энергоустановки применять автономную электрическую аккумуляторную батарею с преобразователем тока и напряжения.To deliver LNG from the
Технико-экономическое преимущество изобретения заключается в полезном использования запаса холода СПГ (испарения жидкости и нагрева испарившихся паров) для компенсации вредных теплоизбытков объектов метро. Теплоизбытки в настоящее время выбрасываются с нагретым воздухом на поверхность земли или компенсируются холодильными установками (на что тратится дополнительная энергия). При реализации изобретения возможно использование стандартного выпускаемого оборудования (регазификаторов СПГ, воздушных трубопроводов (коробов) системы вентиляции и кондиционирования воздуха), и при этом использовать в качестве энергоисточника не только сам природный газ, но и запасенный холод в криогенной жидкости (СПГ).The technical and economic advantage of the invention lies in the beneficial use of the LNG cold reserve (liquid evaporation and heating of vaporized vapor) to compensate for the harmful heat surplus of metro facilities. Heat surpluses are currently emitted with heated air to the surface of the earth or compensated by refrigeration units (which requires additional energy). When implementing the invention, it is possible to use standard manufactured equipment (LNG regasifiers, air pipelines (ducts) of the ventilation and air conditioning systems), and use not only natural gas itself, but also the stored cold in the cryogenic liquid (LNG) as an energy source.
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство СССР №374482, кл. F17с 3/08, 20.III.1973 г., бюл. №15.1. USSR Copyright Certificate No. 374482, cl.
2. Газовая промышленность. 1967 г. №18. Производство, транспортировка, хранение и регазификация СПГ за рубежом, стр.33, рис.3.2. The gas industry. 1967, No. 18. Production, transportation, storage and regasification of LNG abroad, p. 33, Fig. 3.
3. EUROIL MAY, LNG storage tank in rock excavation. 1990 г., стр.37.3. EUROIL MAY, LNG storage tank in rock excavation. 1990, p. 37.
4. Газовая промышленность. 1967 г. №18. Производство, транспортировка, хранение и регазификация СПГ за рубежом, стр.36, рис.5.4. Gas industry. 1967, No. 18. Production, transportation, storage and regasification of LNG abroad, p. 36, Fig. 5.
5. Н.Г.Трупак. Замораживание грунтов в строительстве. Москва. Стройиздат. 1970 г., стр.216, рис.123.5. N.G. Trupak. Soil freezing in construction. Moscow. Stroyizdat. 1970, p. 216, fig. 123.
6. Патент РФ №2232342, МПК7 F17С 1/00, В65G 5/00, 10.07.2004 г., бюл. №19.6. RF patent No. 2232342, IPC 7 F17С 1/00,
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005140830/06A RU2298722C1 (en) | 2005-12-26 | 2005-12-26 | Underground storage for liquefied natural gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005140830/06A RU2298722C1 (en) | 2005-12-26 | 2005-12-26 | Underground storage for liquefied natural gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2298722C1 true RU2298722C1 (en) | 2007-05-10 |
Family
ID=38107921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005140830/06A RU2298722C1 (en) | 2005-12-26 | 2005-12-26 | Underground storage for liquefied natural gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2298722C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2446344C1 (en) * | 2011-01-24 | 2012-03-27 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ ТЫЛА И ТРАНСПОРТА имени генерала армии Хрулева А.В." | Condensed natural gas storage complex |
| RU2451872C1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-05-27 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ ТЫЛА И ТРАНСПОРТА имени генерала армии Хрулева А.В." | Complex for long-term storage of liquefied natural gas |
| RU2566180C1 (en) * | 2014-09-23 | 2015-10-20 | Федеральное Государственное Казённое Военное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Военная Академия Материально-Технического Обеспечения Имени Генерала Армии А.В. Хрулева" Министерства Обороны Российской Федерации | Liquefied natural gas underground storage (lng us) |
| RU2566325C1 (en) * | 2014-10-02 | 2015-10-20 | Федеральное Государственное Казённое Военное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Военная Академия Материально-Технического Обеспечения Имени Генерала Армии А.В. Хрулева" Министерства Обороны Российской Федерации | Underground storage of liquefied natural gas |
| RU2681725C1 (en) * | 2018-05-07 | 2019-03-12 | Алексей Юрьевич Кочубей | Thermal generator |
| RU2780119C1 (en) * | 2021-12-21 | 2022-09-19 | Юрий Иванович Духанин | Cryogenic gasification plant |
| CN120990612A (en) * | 2025-10-23 | 2025-11-21 | 中国石油天然气管道工程有限公司 | Method and system for regulating and controlling freezing ring of surrounding rock in underground natural gas reservoir fracture |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2049293C1 (en) * | 1991-03-11 | 1995-11-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий | Gas energy recovery plant on underground gas storage |
| WO1998059164A2 (en) * | 1997-06-20 | 1998-12-30 | Exxon Production Research Company | Lng fuel storage and delivery systems for natural gas powered vehicles |
| RU2176024C2 (en) * | 2000-02-07 | 2001-11-20 | Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского | Integrated system using liquefied gas in boiler units |
| RU2232342C1 (en) * | 2003-01-27 | 2004-07-10 | Военный инженерно-технический университет | Underground liquefied natural gas storage tank |
-
2005
- 2005-12-26 RU RU2005140830/06A patent/RU2298722C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2049293C1 (en) * | 1991-03-11 | 1995-11-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий | Gas energy recovery plant on underground gas storage |
| WO1998059164A2 (en) * | 1997-06-20 | 1998-12-30 | Exxon Production Research Company | Lng fuel storage and delivery systems for natural gas powered vehicles |
| RU2176024C2 (en) * | 2000-02-07 | 2001-11-20 | Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского | Integrated system using liquefied gas in boiler units |
| RU2232342C1 (en) * | 2003-01-27 | 2004-07-10 | Военный инженерно-технический университет | Underground liquefied natural gas storage tank |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2446344C1 (en) * | 2011-01-24 | 2012-03-27 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ ТЫЛА И ТРАНСПОРТА имени генерала армии Хрулева А.В." | Condensed natural gas storage complex |
| RU2451872C1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-05-27 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ ТЫЛА И ТРАНСПОРТА имени генерала армии Хрулева А.В." | Complex for long-term storage of liquefied natural gas |
| RU2566180C1 (en) * | 2014-09-23 | 2015-10-20 | Федеральное Государственное Казённое Военное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Военная Академия Материально-Технического Обеспечения Имени Генерала Армии А.В. Хрулева" Министерства Обороны Российской Федерации | Liquefied natural gas underground storage (lng us) |
| RU2566325C1 (en) * | 2014-10-02 | 2015-10-20 | Федеральное Государственное Казённое Военное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Военная Академия Материально-Технического Обеспечения Имени Генерала Армии А.В. Хрулева" Министерства Обороны Российской Федерации | Underground storage of liquefied natural gas |
| RU2681725C1 (en) * | 2018-05-07 | 2019-03-12 | Алексей Юрьевич Кочубей | Thermal generator |
| RU2780119C1 (en) * | 2021-12-21 | 2022-09-19 | Юрий Иванович Духанин | Cryogenic gasification plant |
| RU2796032C1 (en) * | 2022-10-13 | 2023-05-16 | Николай Геннадьевич Кириллов | Energy refrigeration system for operation of an underground facility |
| RU2813198C1 (en) * | 2023-04-18 | 2024-02-07 | Федеральное казенное учреждение "Войсковая часть 25776" | Dual loop deep nuclear power system |
| CN120990612A (en) * | 2025-10-23 | 2025-11-21 | 中国石油天然气管道工程有限公司 | Method and system for regulating and controlling freezing ring of surrounding rock in underground natural gas reservoir fracture |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6516616B2 (en) | Storage of energy producing fluids and process thereof | |
| Witkowski et al. | Comprehensive analysis of hydrogen compression and pipeline transportation from thermodynamics and safety aspects | |
| RU2445451C2 (en) | Gaseous methane production and transportation method and device | |
| US20020073619A1 (en) | Method and apparatus for delivering natural gas to remote locations | |
| US20140091574A1 (en) | Device for storing and delivering fluids and method for storing and delivering a compressed gas contained in such a device | |
| US11702183B2 (en) | Ice battery vessel and cold energy storage | |
| RU2232342C1 (en) | Underground liquefied natural gas storage tank | |
| RU2298722C1 (en) | Underground storage for liquefied natural gas | |
| US12486812B2 (en) | Standby fuel storage system for uninterrupted operation during primary fuel curtailment | |
| RU2418728C2 (en) | Underground storage of liquified natural gas (lng ugs) | |
| RU2570952C1 (en) | Method of evaporation and use of liquefied natural gas for systems of autonomous power supply in arctic zone | |
| RU2437026C1 (en) | Concrete reservoir for long-term storage of liquefied natural gas | |
| RU2431771C1 (en) | Storage of liquefied natural gas | |
| KR20090125436A (en) | Promotion system of LNG carriers equipped with dual fuel engines | |
| US6826911B2 (en) | Storage of energy producing fluids and process thereof | |
| RU2786295C1 (en) | Autonomous system of heat supply for objects and settlements | |
| RU2298725C1 (en) | Method of using reserve underground storage for liquefied natural gas | |
| JPH1061599A (en) | Submarine lng storage system | |
| JP5682146B2 (en) | Cryogenic liquid equipment | |
| US20240401753A1 (en) | System for transporting and storing, in particular hydrogen and its mixtures | |
| RU2544624C1 (en) | Liquefied natural gas storage facility | |
| IT201600121441A1 (en) | HEAT PUMP WITH FIRST MOTOR IN CRYOGENIC APPLICATIONS AND REFRIGERANT FLUIDS | |
| RU2686233C1 (en) | Autonomous local multi-fuel gas network and gas supply system based thereon | |
| RU2726960C1 (en) | Boiler-house of military facility operating on liquefied natural gas | |
| RU2446344C1 (en) | Condensed natural gas storage complex |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071227 |