CS254884B1

CS254884B1 - Method of pressure decrease and increase with liquid gases' storage tanks

Info

Publication number: CS254884B1
Application number: CS856183A
Authority: CS
Inventors: Jan Jirsa
Original assignee: Jan Jirsa
Priority date: 1985-08-29
Filing date: 1985-08-29
Publication date: 1988-02-15
Also published as: CS618385A1

Abstract

Způsob snižování a zvyšování tlaku je určen pro zásobníky kapalných plynů odpařovacích stanic, kde dodávka odpařeného plynu ze zásobníku do spotřební sítě je za tlaku vyššího, než je tlak, při kterém se zásobníky kapalným plynem plní. Podstatou způsobu snižování a zvyšování tlaku u zásobníků kapalných plynů, kde u jednoho zásobníku před plněním je zapotřebí tlak snížit, kdežto u druhého zásobníku se musí tlak zvýšit, je přepuštění plynné fáze, nebo i kapalné fáze ze zásobníku, u kterého chceme tlak snížit, do spodní části zásobníku naplněného kapalným plynem, načež přepuštěná plynná fáze probublává vrstvou uskladněného kapalného plynu, kondenzuje na úkor odpařené části uskladněného kapalného plynu a zvyšuje tlak v zásobníku. Přepouštění plynné fáze se přeruší před vyrovnáním tlaků v zásobnících.The method of reducing and increasing pressure is designed for liquid vapor storage tanks stations where the vaporized supply gas from the reservoir to the consumer network is at a pressure higher than the pressure at which liquid gas tanks are being filled. The essence the method of reducing and increasing the pressure of the containers liquid gases, where in one container before filling, the pressure needs to be reduced, whereas the second reservoir must be pressurized to increase is the gas phase transfer, or and the liquid phase from the reservoir in which we want to lower the pressure to the bottom of the tank filled with liquid gas, whereupon the permeated gaseous phase is bubbling through the layer stored liquid gas condenses at the expense of vaporized liquid storage gas and increases the pressure in the reservoir. Gaseous overflow is interrupted before equalizing the pressures in the containers.

Description

Vynález se týká způsobu snižování a zvyšování tlaku u zásobníků odpařovacích stetnic kapalného kyslíku, dusíku, argonu anebo jiných kapalných plynů, kde dodávka odpařeného plynu ze zásobníků do spotřební sítě je za tlaku vyššího než je tlak, při kterém se kapalným plynem plní.The present invention relates to a method for reducing and increasing the pressure of vaporising fluid tanks of liquid oxygen, nitrogen, argon or other liquid gases, wherein the supply of vaporized gas from the tanks to the consumer network is at a pressure higher than the pressure at which the liquid gas is filled.

U zásobníku odpařovací stanice se udržuje tlak v zásobníku při odběru kapalného ply * přes hlavní odpařovač do potrubní sítě tak, že malá část. kapalného plynu se zplyňuje v ta ; zvaném pomocném odpařovači přívodem tepla z okolí. Tento odpařený plyn se potom vede nad hladinu kapalné nádrže. Plynnou fází se doplňuje objem kapalného plynu odvedeného po odpaření v hlavním odpařovači do spotřební sítě a udržuje se tak žádaný tlak sítě. Záf nik odpařovací stanice je po určité době zaplněn převážně plynnou fází.At the evaporator station reservoir, the pressure in the reservoir is maintained when a liquid gas is drawn through the main vaporizer into the pipeline network so that a small portion. the liquid gas is gasified into ta; called an auxiliary vaporizer by supplying heat from the environment. This vaporized gas is then passed above the liquid tank. The gas phase replenishes the volume of liquid gas discharged after evaporation in the main vaporizer to the consumption network, maintaining the desired network pressure. After some time, the evaporation station evaporation is mostly filled with the gas phase.

Když je tlak plnění zásobníku kapalným plynem nižší než tlak, při kterém je odpařován plyn dodáván do spotřební sítě, tak se musí zásobník před plněním odtlakovat. Nejčastě.i se část plynné - parní fáze vypustí ze zásobníku do atmosféry. Plyn, který nelze vypou:.-tét do atmosféry, se musí bud zpětně zkapalňovat anebo po odtlakování zpětně stlačovat na požadovaný tlak, aby se mohl opětovně využít v navazující technologii. Tam, kde se zásobn/K odtlakovávají do atmosféry, dochází ke značným ztrátám na odpařovaném plynu. Ve druhém případě zpětné stlačení plynu anebo zkapalnění je především investičně náročné.If the filling pressure of the liquid gas container is lower than the pressure at which the vaporized gas is supplied to the consumer network, the container must be depressurized before filling. Most often, part of the gaseous-vapor phase is discharged from the reservoir into the atmosphere. Gas that cannot be discharged into the atmosphere must either be back-liquefied or, after depressurization, back-pressurized to the required pressure in order to be reused in downstream technology. Where the storage tanks / K are depressurized to the atmosphere, there is a significant loss of vaporized gas. In the latter case, back-compression of the gas or liquefaction is primarily investment-intensive.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob snižování a zvyšování tlaku u zásobníků kapalných plynu podle vynálezu, jehož podstatou je, že plynná anebo i kapalná fáze ze zásobníku, u kterého snižujeme tlak, se přepouští do spodní části zásobníku naplněného kapalným plynem, přičemž přepušténá parní fáze probublává vrstvou uskladněného kapalného plynu a kondensuje na úkor odpařené části uskladněného plynu, čímž se v zásobníku částečně zvyšuje tlak. Přepon',’ plynu do zásobníku, ve kterém se zvyšuje tlak, se ukončí před vyrovnáním tlaků v zásobnic ;»The above-mentioned disadvantages are eliminated by the method of reducing and increasing the pressure of the liquid gas storage tanks according to the invention, which is based on the fact that the gaseous or even liquid phase from the pressure reducing container is transferred to the lower part of the liquid gas filled container. and condenses at the expense of the vaporized portion of the stored gas, thereby partially increasing the pressure in the reservoir. The transfer of the gas to the reservoir in which the pressure increases is terminated before the reservoir pressures are equalized; »

Hlavní výhoda způsobu snižování a zvyšování tlaku dle vynálezu se projeví ve zmenšení ztrát plynu, které jsou způsobeny odtlakováním zásobníku z provozního tlaku odpařovací stanice na tlak plnicí. Příkladně při odtlakování zásobníku naplněného plynným argonem o obsahu 20 m'⁵ a tlaku 2,0 MPa na tlak 0,2 MPa,, dochází ke ztrátě 1 810 kg argonu. Jestliže se však zvolí způsob snižování a zvyšování tlaku dle vynálezu a parní fáze se přepustí do zásobníku plněného kapalným argonem při tlaku 0,2 MPa, tlaky se vyrovnají při tlaku 0,45 až 0,5 MPa. Zásobník se potom odtlakovává z tlaku 0,5 MPa a množství odtlakovaného plynu je 290 kg.The main advantage of the method of reducing and increasing the pressure according to the invention is to reduce the losses of gas which are caused by depressurizing the container from the operating pressure of the evaporating station to the filling pressure. For example, the depressurization of a 20 m @ ⁵ argon gas tank at a pressure of 2.0 MPa to a pressure of 0.2 MPa results in a loss of 1,810 kg of argon. However, if the method of reducing and increasing the pressure according to the invention is chosen and the vapor phase is transferred to a container filled with liquid argon at a pressure of 0.2 MPa, the pressures are equalized at a pressure of 0.45 to 0.5 MPa. The reservoir is then depressurized from a pressure of 0.5 MPa and the amount of depressurized gas is 290 kg.

Příkladné schéma skladu a odpařovací stanice kapalného argonu je zobrazeno na připojeném výkrese. Ze schématu je zřejmý způsob snižování a zvyšování tlaku u zásobníků kapalných plynů podle vynálezu.An exemplary diagram of the liquid argon storage and evaporation station is shown in the attached drawing. The scheme illustrates the method of reducing and increasing the pressure of the liquid gas containers according to the invention.

Sklad a odpařovací stanice kapalného argonu tvoří tři zásobníky £, 2 a £. Ze zásobníku £ za tlaku 2,0 MPa se uskladněný kapalný argon dodává přes výstupní armaturu £ a hlavní atmosférický odpařovač £ výstupním potrubím 8 do spotřební sítě. Zásobník 2 se plní kapalným argonem z vnějšího zdroje za tlaku 0,2 MPa. Zásobník £ je vyprázdněný s tlakem plynné fáze 2,0 MPa. Tlak 2,0 MPa se v zásobníku £ udržuje regulačním systémem, který sestává z pomocného odpařovače £ a přímočinných regulačních armatur 12 a 3£. U zásobníku £ regulační systém tvoří pomocný odpařovač 11 a přímočinné regulační armatury £4 a ££. Je-li odběr kapalného argonu ze zásobníku £ přes hlavní odpařovač Ί_ do sítě, dochází k poklesu tlaku v zásobníku £.The liquid argon storage and evaporation station consists of three containers 8, 2 and 8. From the tank 5 at a pressure of 20 bar, the stored liquid argon is fed via the outlet fitting 8 and the main atmospheric vaporizer 8 through the outlet line 8 to the consumer network. The container 2 is filled with liquid argon from an external source at a pressure of 0.2 MPa. The reservoir 8 is emptied at a gas phase pressure of 2.0 MPa. The pressure of 20 bar is maintained in the reservoir by a control system which consists of an auxiliary vaporizer 8 and direct-acting control valves 12 and 31. In the reservoir 8, the control system comprises an auxiliary vaporizer 11 and direct-acting control fittings 46 and 54. If the liquid argon is withdrawn from the reservoir 8 via the main vaporizer 7 to the mains, the pressure in the reservoir 6 is reduced.

Aby tlak neklesal, část kapalného argonu se odebírá přes pomocný odpařovač ££, odpařuje se přívodem tepla z okolí a vede se nad hladinu. Množství doplňovaného objemu se řídí otevřením regulační armatury 14 podle poklesu tlaku v zásobníku £. Naopak při vzrůstu tlaku v zásobníku £ nad nastavenou mez, regulační atmatura 14 je uzavřena a otevřena je přímočinná regulační armatura 3£, která do spotřební sítě odpouští přednostně plynnou fázi.To prevent the pressure from dropping, a portion of the liquid argon is withdrawn through the auxiliary vaporizer 48, vaporized by the introduction of heat from the surroundings and passed above the surface. The amount of make-up volume is controlled by opening the control valve 14 according to the pressure drop in the reservoir. Conversely, when the pressure in the reservoir 6 rises above the set limit, the control valve 14 is closed and the direct-acting control valve 36 is opened, which preferably releases the gaseous phase into the consumer network.

Aby se mohlo započít s plněním vyprázdněného zásobníku i, musí se uvnitř zásobníku 2 snížit tlak na 0,2 MPa. Naopak u zásobníku 2 se tlak musí zvýšit, aby se mohl připojit na spotřební sí£. U zásobníku 2 se uzavře výstupní armatura 4_ a armatura 19 pomocného odpařovače 9. Plnicí armatura 16 a přepouštěcí armatura 22 byly uzavřeny již v předchozí operaci před natlakováním zásobníku 2·In order to start filling the empty container 1, the pressure inside the container 2 must be reduced to 0.2 MPa. Conversely, for reservoir 2, the pressure must be increased in order to be connected to the consumption network. In the tank 2, the outlet fitting 4 and the fitting 19 of the auxiliary vaporizer 9 are closed. The filling fitting 16 and the overflow fitting 22 were closed already in the previous operation before pressurizing the tank 2.

Do zásobníku 2 ^se P^i plnění kapalný argon přivádí práškovakuovým potrubím 15 přes plnicí armaturu 17. Když se zásobník 2 naplní na cca 70 %, tak se uzavře plnicí armatura 17 a plnění se přeruší. Dále se uzavře odtlakovací armatura 27, kterou se odváděl event. odpař kapalného argonu vznikající při plnění. Další armatury, které jsou součástí zásobníku 2, výstupní armatura 2> armatura 20 pomocného odpařovače 10 a přepouštěcí armatura 23 byly uzavřeny již v předchozí operaci.For tray ^{2, the} P-well performance liquid argon is fed through a conduit 15 práškovakuovým filling valve 17. When reservoir 2 is filled to approximately 70%, so closing the fill valve 17 and filling is interrupted. Next, the depressurization fitting 27 is closed, by means of which the eventual discharge is effected. evaporator of liquid argon produced during filling. The other fittings which are part of the reservoir 2, the outlet fitting 2, the fitting 20 of the auxiliary vaporizer 10 and the overflow fitting 23 have been closed already in the previous operation.

Aby se v zásobníku 2 zvýšil tlak a v zásobníku 2 naopak tlak snížil, přepustí se ,«rni fáze a event. zbytková kapalina ze zásobníku 2 do zásobníku 2 tak, že se otevře přepouštěcí armatura 22 a 22· Perní fáze ze zásobníku 1 probublává vrstvou kapalného argonu v zásobníku 2 a kondensuje na úkor odpaření části kapalného argonu. V zásobníku 2 se postupně zvyšuje tlak. Je-li v zásobníku 2 pouze plynná fáze, tlaky se vyrovnají při tlaku cca 0,5 MPa. Před tím než dojde k úplnému vyrovnání tlaků, přepouštění se ukonči uzavřením přepouštěcí armatury 22· Další snížení tlaku v zásobníku 2 ^na hodnotu 0,2 MPa se děje otevřením odtlakování armatury 26, kterou se zbytkový obsah parní fáze vypustí do nízkotlakového potrubního rozvodu 22· ^Po odtlakování na 0,2 MPa se může zahájit plnění zásobníku 2 kapalným argonem přiváděným práškovakuovým potrubím 22» tak, že se otevře plnicí armatura 22· ^u zásobníku 2 ^se naopak otevře armatura 20 pomocného odpařovač 10 a kapalný argon, který se odpařuje v pomocném odpařovači 10 zvyšuje tlak v zásobníků 2 na tlak sítě 2,0 MPa, aby bylo možné v případě potřeby zásobník 2 připojit otevřením výstupní armatury 2 ^na sít. Tyto operace se opakují dle potřeby a charakteru odběru argonu v síti.In order to increase the pressure in the reservoir 2 and to decrease the pressure in the reservoir 2, the first phase and, if necessary, the pressure are released. the residual liquid from reservoir 2 to reservoir 2 by opening the transfer fitting 22 and 22. The feather phase from reservoir 1 is bubbled through a layer of liquid argon in reservoir 2 and condenses at the expense of evaporating some of the liquid argon. The reservoir 2 gradually increases the pressure. If there is only a gas phase in the reservoir 2, the pressures are equalized at a pressure of about 0.5 MPa. Before there is a complete pressure equalization, ingression stopped by closing the spill valve 22 · Further reducing the pressure in the container 2 ^to 0.2 MPa done by opening depressurization valve 26 which residual vapor phase is discharged into the low pressure piping system 22 · ^After depressurization to 0.2 MPa can be started to fill the reservoir 2 with liquid argon supplied by the powder line 22 by opening the filler fitting 22. ^In reservoir 2 ^{, in} turn, the fitting 20 of the auxiliary vaporizer 10 and the liquid argon vaporized in the auxiliary vaporizer 10 increases the pressure in the containers 2 to a line pressure of 2.0 MPa, so that, if necessary, the container 2 can be connected by opening the outlet fitting 2 ^{to the} network. These operations are repeated as needed and the nature of the argon withdrawal in the network.

Způsob snižování a zvyšování tlaku u zásobníků kapalných plynů dle vynálezu, lze použít tam, kde tlak plnění kapalného plynu je nižší než tlak, při kterém se plyn ze zásobníků odpařuje a má tu výhodu, že se snižuje množství odfuku do atmosféry, ktei é vzniká při odtlakování zásobníku odpařovacích stanic. Tam, kde by se odfuk musel zpětně zkapalňovat či stlačovat na pracovní tlak, se tak snižují náklady na zkapalnění či stlačení.The method of reducing and increasing the pressure of the liquid gas containers according to the invention can be used where the liquid gas filling pressure is lower than the pressure at which the gas from the containers evaporates and has the advantage of reducing the amount of exhaust to the atmosphere produced by the depressurizing the evaporator station reservoir. Where the exhaust would have to be re-liquefied or compressed to working pressure, this reduces the cost of liquefaction or compression.

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A method for reducing and increasing pressure in liquid gas containers, wherein in one container filled with liquid gas the pressure is increased, while in the second container the pressure is reduced, characterized in that the gas phase or even the liquid phase from the container in which the pressure is reduced, transferred to the bottom of the liquid-filled container, the vented vapor phase bubbling through the stored liquid gas layer, condensing at the expense of the vaporized portion of the stored liquid gas, thereby increasing the pressure in the container.

2. The method for reducing and increasing the pressure of the liquid gas storage tanks according to claim 2, characterized in that gas discharge is terminated before equalizing the pressure in the storage tanks.

1 drawing