BR112021005959A2

BR112021005959A2 - seção de tubo modular isolado a vácuo, e, sistema de tubulação modular isolada a vácuo

Info

Publication number: BR112021005959A2
Application number: BR112021005959-8A
Authority: BR
Inventors: Aditya Vaze; Seth A. Potratz
Original assignee: Praxair Technology, Inc.
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2021-07-13
Also published as: CN112789440A; BR112021005959B8; US20200132243A1; KR20210066894A; CN112789440B; BR112021005959B1; EP3874195A1; KR102570811B1; CA3117316A1; WO2020091855A1; US11047517B2

Abstract

SEÇÃO DE TUBO MODULAR ISOLADO A VÁCUO, E, SISTEMA DE TUBULAÇÃO MODULAR ISOLADA A VÁCUO. A presente invenção refere-se a uma seção de tubo modular isolado a vácuo à base de aerogel (10) que compreende um conduto externo (12); um conduto interno (22) disposto concentricamente no interior do conduto externo (12) com isolamento de aerogel (30) e um gás condensável sendo disposto no espaço de isolamento (20) entre os condutos concêntricos (12, 22). Como uma seção de tubo (10) autônoma, o espaço de isolamento (20) fica a uma pressão dentro da faixa de cerca de 100 mícrons de Hg a cerca de 1.000 mícrons de Hg. Entretanto, em funcionamento, quando um fluido criogênico atravessa o conduto interno (22), o gás condensável condensa e a pressão dentro do espaço de isolamento (20) é adicionalmente reduzida a uma faixa de cerca de 1 mícrons de Hg a cerca de 5 mícrons de Hg. A seção de tubo isolada a vácuo (10) inclui adicionalmente uma disposição de acoplamento disposto em uma primeira extremidade (52) do conduto interno (22) e uma segunda extremidade (54) do conduto interno (22), a disposição de acoplamento configurada para se engatar ou se encaixar com a extremidade correspondente de outra seção de tubo modular isolado a vácuo.

Description

1 / 11 SEÇÃO DE TUBO MODULAR ISOLADO A VÁCUO, E, SISTEMA DE

TUBULAÇÃO MODULAR ISOLADA A VÁCUO REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS DE DEPÓSITO CORRELATOS

[001] O presente pedido reivindica o benefício e a prioridade do pedido de patente provisório número de série 62/753.244, depositado em 31 de outubro de 2018, cujas revelações estão aqui incorporadas a título de referência na presente invenção.

CAMPO TÉCNICO

[002] A presente invenção se refere de modo geral a sistemas de isolamento destinados ao uso em temperaturas criogênicas e mais particularmente, a seções de tubo isolada a vácuo e montadas nos sistemas ou disposições de tubulação isolada a vácuo, de preferência isolamento à base de aerogel.

ANTECEDENTES

[003] Os sistemas convencionais de isolamento a vácuo criogênico para sistemas de tubulação de parede dupla requerem um vácuo, normalmente inferior a 1 mícron de Hg a 0 °C. O propósito do vácuo é reduzir a condução/convecção do gás de modo a manter os fluidos contidos em condutos concêntricos ou outros sistemas de tubulação de parede dupla em temperaturas criogênicas, tipicamente 170 Kelvin ou abaixo. O vácuo necessário para sistemas convencionais de isolamento a vácuo para sistemas de tubulação de parede dupla é caro para produzir, exigindo longos tempos de bombeamento em temperaturas elevadas ao montar o sistema de tubulação isolada a vácuo no campo. Isso resulta em um alto custo de fabricação para tais sistemas de tubulação isolada a vácuo construídos em campo.

[004] Os métodos atuais de montagem de sistemas de tubulação isolada a vácuo geralmente consistem nas seguintes seis etapas: (a) fabricar bobinas de tubulação; (b) testar vazamento; (c) armazenamento e transporte da bobina de tubo; (d) estadiamento de campo; (e) montagem, soldagem e

2 / 11 teste de campo; e (f) redução final do vácuo. Durante a construção de uma planta criogênica de separação de ar, os custos associados ao trabalho de campo associado a um sistema ou disposição de tubulação isolada a vácuo, isto é, etapas (c) a (f) acima, podem frequentemente chegar perto de ou acima de 50% do custo total instalado do sistema de tubulação isolada a vácuo. A etapa de redução de vácuo baseada em campo sozinha é cara e demorada. Em muitos casos de instalação de um sistema de tubulação de isolamento a vácuo para uma planta de separação de ar criogênica, o trabalho de vácuo em campo pode demorar entre 2 a 7 dias, dependendo do comprimento total e geometrias do sistema ou disposição de tubulação isolada a vácuo que se traduz em custos de instalação mais elevados. Além disso, do ponto de vista da qualidade, a etapa de redução do vácuo, bem como a qualidade geral da montagem em campo da tubulação isolada a vácuo, depende das condições atmosféricas ambientais no local de instalação e de outras variáveis do local. Como resultado, os níveis de vácuo para sistemas de tubulação de isolamento a vácuo onde o vácuo é obtido no campo são um tanto inconsistentes.

[005] O que é necessário, portanto, é um sistema e um método para a redução dos custos de instalação de sistemas de tubulação isolada a vácuo ao mesmo tempo que melhora a qualidade do vácuo e o desempenho correspondente dos sistemas de tubulação isolada a vácuo instalados.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] A presente invenção pode ser caracterizada como uma seção de tubo modular isolado a vácuo que compreende: (i) um conduto externo; (ii) um conduto interno configurado para conter um fluido criogênico, o conduto interno concentricamente disposto dentro do conduto externo e definindo um espaço de isolamento entre uma superfície externa do conduto interno e uma superfície interna do conduto externo; (iii) um material de isolamento disposto no espaço de isolamento, sendo que o espaço de isolamento preenchido com isolamento está a uma pressão dentro da faixa de cerca de

3 / 11 100 mícrons Hg a cerca de 1.000 mícrons Hg; (iv) uma disposição de vedação que compreende um primeiro elemento de vedação disposto adjacente a uma primeira extremidade do conduto externo e um segundo elemento de vedação disposto adjacente a uma segunda extremidade do conduto externo, a disposição de vedação configurada para vedar o espaço isolante da atmosfera externa; (v) uma disposição de acoplamento disposta em uma primeira extremidade do conduto interno e uma segunda extremidade do conduto interno, a disposição de acoplamento configurada para se engatar ou se encaixar com a extremidade de outra seção de tubo modular isolado a vácuo; (vi) um gás condensável também disposto no espaço de isolamento vedado, sendo que o gás condensável é configurado para se condensar a temperaturas abaixo de cerca de 190 Kelvin; e (vii) uma ou mais válvulas dispostas sobre a superfície externa do conduto externo, a uma ou mais válvulas configuradas para estar em comunicação fluida com o espaço de isolamento, a uma ou mais válvulas configuradas para facilitar a pressurização e despressurização do espaço de isolamento e para facilitar a introdução do gás condensável para dentro do espaço de isolamento.

[007] A presente invenção também pode ser caracterizada como um sistema de tubo modular isolado a vácuo que compreende uma pluralidade das seções de tubo modular isolado a vácuo descritas acima, de preferência 100 pés ou menos de comprimento e em que, em funcionamento, quando um fluido criogênico atravessa os condutos internos da pluralidade de seções de tubo modular isolado a vácuo, o gás condensável condensa e a pressão dentro do espaço de isolamento preenchido com isolamento modular é reduzida a uma faixa de pressão entre cerca de 1 mícron de Hg e 5 mícrons de Hg.

[008] Em algumas modalidades, o material de isolamento das seções de tubo modular isolado a vácuo compreende um isolamento à base de aerogel, de preferência aerogel de sílica, enquanto o gás condensável é dióxido de carbono. Algumas modalidades podem também incluir uma

4 / 11 blindagem de radiação bem como um suporte de fibra impregnada com resina disposta entre a superfície externa do conduto interno e a superfície interna do conduto externo.

[009] A disposição de vedação de cada uma das seções de tubo modular isolado a vácuo compreende, de preferência: um primeiro flange de vedação fixado à superfície externa do conduto interno e a superfície interna do conduto externo próximo à primeira extremidade do conduto externo e um segundo flange de vedação fixado de forma vedada à superfície externa do conduto interno e à superfície interna do conduto externo próxima à segunda extremidade do conduto externo. O primeiro flange de vedação e o segundo flange de vedação são configurados para vedar o espaço de isolamento a partir da atmosfera externa.

[0010] A disposição de acoplamento preferencial de cada uma das seções de tubo modular isolado a vácuo pode compreender uma junta de baioneta ou meios de acoplamento semelhantes tendo uma seção de projeção disposta na primeira extremidade do conduto interno e engatando de forma passível de vedação com o mesmo e uma extremidade distal se estendendo axialmente a partir da primeira extremidade do conduto interno. A junta de baioneta ou meio de acoplamento semelhante também inclui uma seção de recepção disposta na segunda extremidade do conduto interno. A seção de recepção também tem uma extremidade distal que se estende axialmente para dentro do conduto interno bem como uma extremidade proximal definindo uma abertura que é configurada para receber uma outra seção de projeção de outra seção de tubo modular isolado a vácuo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] Embora a presente invenção conclua com reivindicações que distintamente apontam o assunto que os requerentes consideram como sua invenção, acredita-se que a invenção será mais bem compreendida quando tomada em conjunto com os desenhos em anexo, nos quais:

5 / 11

[0012] A Figura 1 é uma vista em seção transversal lateral de uma modalidade do sistema de tubulação modular isolada a vácuo, de acordo com as modalidades da presente invenção;

[0013] A Figura 2 é uma ilustração de uma representação geral de uma vista seccional parcial da disposição de componentes na seção de tubulação modular isolada a vácuo de acordo com várias modalidades da invenção;

[0014] A Figura 3 é uma ilustração de uma representação geral de uma disposição de componentes selecionados da seção de tubulação modular isolada a vácuo de acordo com várias modalidades da invenção;

[0015] A Figura 4 é um desenho mostrando uma vista em planta de um suporte de fibra impregnada com resina usado na seção de tubulação modular isolada a vácuo das Figuras 1 e 2;

[0016] A Figura 5 é uma ilustração mostrando uma junta de baioneta contemplada para uso como o dispositivo de acoplamento do presente sistema de tubulação modular isolada a vácuo; e

[0017] A Figura 6A é uma ilustração de duas seções de tubulação modular isolada a vácuo adjacentes configuradas para serem acopladas usando uma junta do tipo baioneta, enquanto a Figura 6B mostra uma seção transversal das seções adjacentes acopladas usando a junta de baioneta da Figura 6A.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0018] O sistema e os métodos aqui reivindicados abordam as necessidades identificadas acima mediante a fabricação de seções individuais de tubo com paredes duplas com isolamento, de preferência isolamento à base de aerogel, e projetadas para operar um nível de vácuo entre cerca de 1 mícron de Hg e 300 mícrons de Hg. As seções de tubo modular individuais são subsequentemente transportadas para o local de construção onde um sistema de tubulação isolada a vácuo à base de aerogel é montado pelo

6 / 11 acoplamento de uma pluralidade das seções de tubo isoladas a vácuo pré- fabricadas.

[0019] Esta abordagem de seção de tubo modular pré-fabricada garante que a qualidade de cada seção de tubo seja uniforme e consistente, incluindo a construção de cada seção de tubo, bem como o sistema de vácuo dentro de cada seção de tubo. Uma vez que a redução de vácuo de cada seção de tubo ocorre na instalação de fabricação da oficina, a quantidade de tempo gasto no campo instalando ou montando o sistema de tubulação isolada a vácuo, bem como os custos e riscos de instalação em campo associados são minimizados. Especificamente, os custos e riscos associados ao manuseio dos materiais de isolamento, como o isolamento de aerogel no campo, bem como o tempo e o equipamento associado à redução do vácuo no campo, são eliminados.

[0020] Com relação agora aos desenhos, e particularmente as Figuras 1 a 4, são mostradas diferentes vistas de um sistema de tubo modular isolado a vácuo 100 e seção de tubo modular isolado a vácuo 10. A seção de tubo modular isolado a vácuo 10 inclui um conduto externo 12 que tem uma superfície externa 14 e uma superfície interna 16, bem como um conduto interno 22 disposto concentricamente dentro do conduto externo 10. O conduto interno 22 também tem uma superfície externa 23 e uma superfície interna 24. A disposição concêntrica entre o conduto interno 22 e o conduto externo 12 define um espaço de isolamento 20 entre a superfície externa 23 do conduto interno e a superfície interna 16 do conduto externo 12. Também disposto ao longo do comprimento da seção de tubo 10 dentro do espaço de isolamento 20 é de preferência um ou mais suportes de fibra impregnada com resina 28 configurada para fornecer integridade estrutural da seção de tubo 10 e manter o espaçamento entre o conduto interno 22 e conduto externo 12. Em algumas modalidades, um fole de expansão 25 ou outro meio para permitir a contração e/ou expansão induzida termicamente dos condutos em relação aos

7 / 11 outros condutos.

[0021] Um material de isolamento 30, como isolamento de aerogel também é de preferência disposta no espaço de isolamento 20. O material de isolamento preferencial 30 é um material de aerogel à base de óxido metálico, como um aerogel de sílica. O isolamento de aerogel pode ser fornecido em uma forma monolítica sólida ou como uma manta de aerogel composta que incorpora enchimento fibroso. Alternativamente, é contemplado o uso de uma combinação de materiais compósitos de mantas de aerogel e material de aerogel. Ambos os materiais de aerogel e mantas de aerogel têm propriedades altamente desejáveis incluindo baixa densidade e condutividade térmica muito baixa. A condutividade térmica do isolamento de aerogel é, de preferência, igual ou inferior a 3 mW/mK a uma pressão superior a cerca de 10 mícrons de Hg.

[0022] Se forem usadas partículas de aerogel como o meio de isolamento, as partículas de aerogel têm, de preferência, uma densidade entre cerca de 0,05 g/cm3 e cerca de 0,15 g/cm3 e têm uma área superficial de preferência de ao menos cerca de 200 m2/g. As partículas de aerogel preferenciais também têm um diâmetro médio de cerca de 0,5 mm a cerca de 5 mm. As mantas de aerogel também tem as propriedades desejáveis de baixa densidade e condutividade térmica muito baixa. Em tais mantas de aerogel, o aerogel pode ser incorporado em uma forma de manta misturando-o com fibras como poliéster, fibra de vidro, fibra de carbono, sílica ou fibras de quartzo, dependendo da aplicação. O compósito de aerogel/manta de fibras é então enrolado firmemente em torno do tubo interno em uma série de camadas. Nesta configuração em camadas é possível também fornecer a camada de blindagem de radiação 32 mediante a intercalação de folhas finas de um material de baixa emissividade, tipicamente de um metal polido como cobre ou alumínio.

[0023] Agora com referência às Figuras 1, 5, 6A e 6B da seção de

8 / 11 tubo modular isolado a vácuo 10 também inclui uma disposição de acoplamento 40 em cada extremidade do conduto interno 22. A ilustração de disposição de acoplamento 40 mostrada na Figura 5 inclui uma primeira extremidade 52 que se projeta do conduto interno 22 e uma correspondente extremidade que se projeta 54 disposta sobre a outra extremidade do conduto interno 22. As tampas de extremidade 55 são fixadas a cada extremidade do conduto externo 12, bem como à superfície externa do conduto interno próximo a tal extremidade para vedar o espaço de isolamento 20 com as extremidades que se projetam 52, 54 dos condutos internos 22 se estendendo além das tampas de extremidade 55. Uma modalidade alternativa da disposição de acoplamento 40 é genericamente mostrada nas Figuras 6A e 6B como um exemplo de uma junta de baioneta que inclui uma seção de projeção 62 disposta sobre a primeira extremidade do conduto interno 22 e uma seção de recepção 66 correspondente disposta na segunda ou outra extremidade do conduto interno 22. Na junção 60 de duas seções de tubo modular isolado a vácuo adjacentes 10, onde há lacunas entre os espaços anulares das seções de tubo conectadas, pode ser preferencial usar isolamento externo, tal como uma tampa de isolamento sólida permanente ou removível 50 ou vácuo intermediário pode cercar e isolar ainda mais as seções de tubo acopladas 10, como geralmente representado na Figura 1.

[0024] Na disposição de acoplamento 40 alternativa representada nas Figuras 6A e 6B, a seção de projeção 62 tem uma extremidade proximal 63 que está configurada para se engatar de forma passível de vedação no conduto interno 22 e uma extremidade distal 64 se estendendo axialmente a partir da primeira extremidade do conduto interno 22. A seção de projeção 62 tem, também, um flange de vedação 65 configurado para vedar uma extremidade do espaço de isolamento 20 adjacente à primeira extremidade do conduto interno 22. A seção de recepção 66 está disposta na segunda ou outra extremidade do conduto interno 22. A seção de recepção 66 também tem uma

9 / 11 extremidade proximal 67 e uma extremidade distal 68 que se estende axialmente para dentro do conduto interno 22. A seção de recepção 66 inclui também um outro flange de vedação 69 configurado para vedar a outra extremidade do espaço de isolamento 20, adjacente à segunda extremidade do conduto interno 22.

[0025] A seção de projeção 62 define também uma primeira trajetória de fluxo a partir da extremidade distal 64 da seção de projeção 62 para o interior do conduto interno 22 enquanto a seção de recepção 66 define uma segunda trajetória de fluxo de sua extremidade distal 68 para o interior do conduto interno 22. A extremidade proximal 67 da seção de recepção 66 é configurada para receber uma seção de projeção de outra seção de tubo modular isolado a vácuo. Da mesma forma, a extremidade distal 64 da seção de projeção 62 é configurada para engatar uma seção de recepção de outra seção de tubo modular isolado a vácuo. Dada a primeira e a segunda trajetórias de fluxo, um fluido criogênico pode fluir livremente de uma primeira seção de tubo modular isolado a vácuo para uma segunda seção de tubo modular isolado a vácuo adjacente e acoplada e para outra terceira seção de tubo modular isolado a vácuo adjacente e acoplada, e assim por diante.

[0026] Quando o espaço de isolamento é vedado e preenchido com o material de isolamento adequado 30, como o isolamento de aerogel, um vácuo moderado é produzido dentro do espaço de isolamento 20 por bombeamento a vácuo do espaço de isolamento 20 através de uma porta de vácuo 33, de preferência até uma pressão de menos de 1.000 mícrons de Hg, com mais preferência até uma pressão de cerca de 300 de Hg, e com mais preferência ainda de cerca de 100 mícrons de Hg. Quando a seção de tubo modular isolado a vácuo 10 não está sendo bombeada a vácuo, um tampão 43 com vedações por anel 44 é disposto de forma passível de vedação na porta de vácuo 33. A porta de vácuo 33 pode incluir opcionalmente uma válvula de isolamento 36 e medidor de pressão de vácuo 38 conforme representado na

10 / 11 Figura 2. Quando a seção de tubo modular isolado a vácuo 10 está sendo bombeada a vácuo, um conector de vácuo 72 é engatado com a porta de vácuo

33. Uma bomba de vácuo 70 juntamente com um medidor de vácuo 74 e um filtro de particulados 76 são conectados à porta de vácuo 33 da seção de tubo modular isolado a vácuo 10 através do conector de vácuo 72.

[0027] Durante a fabricação da seção de tubo modular isolado a vácuo, o espaço de isolamento contendo aerogel é purgado e resfriado. Durante o processo de purga, uma disposição de bomba de vácuo (mostrada como conector de vácuo, 72, bomba de vácuo 70 com medidor de vácuo 74 e filtro de particulados 76) é usada inicialmente para evacuar o espaço de isolamento a uma pressão abaixo de cerca de 1.000 mícrons de Hg e mais preferencialmente entre 100 mícrons de Hg e 1.000 mícrons de Hg para remover qualquer umidade ou hidrocarbonetos pesados do material de aerogel. O espaço de isolamento contendo aerogel, então, passa por pelo menos um ciclo de purga que inclui uma etapa de pressurização e uma etapa de despressurização. A etapa de pressurização compreende preferencialmente a introdução de um gás condensável, como o gás dióxido de carbono, no espaço de isolamento contendo aerogel e vedado por meio de outra porta equipada com outra válvula de isolamento 45 e medidor de pressão de vácuo

48. Outros gases condensáveis que podem ser usados durante a etapa de pressurização incluem óxido nitroso, nitrogênio, oxigênio e argônio. A etapa de pressurização pode ser para pressões tão altas quanto a classificação de pressão da parede externa. A etapa de despressurização pode reduzir a pressão até uma faixa de cerca de 100 mícrons de Hg a 1.000 mícrons de Hg. De preferência, o aerogel contendo o espaço de isolamento sofre pelo menos dois desses ciclos de pressurização e despressurização e pode sofrer até dez desses ciclos. De preferência, a pressão final do aerogel contendo o espaço de isolamento após o último ciclo de despressurização está na faixa de cerca de 100 mícrons de Hg a 1.000 mícrons de Hg. Opcionalmente, a seção de tubo

11 / 11 modular isolado a vácuo também pode ser aquecida durante tais ciclos usando uma fonte de calor externa (não mostrada) para acelerar a saída de gás e a dessorção dos gases condensáveis.

[0028] Em funcionamento, a superfície externa do conduto interno é resfriada até uma temperatura menor que cerca de 190 Kelvin como resultado de um líquido criogênico fluindo através do conduto interno. Líquidos criogênicos adequados incluem nitrogênio líquido, oxigênio líquido, argônio líquido e gás natural liquefeito ou outros líquidos criogênicos. À medida que a superfície externa do conduto interno é resfriada a uma temperatura igual ou inferior ao ponto de congelamento do gás condensável na pressão predominante, o gás condensável, por exemplo o dióxido de carbono irá migrar para a superfície resfriada e congelar, reduzindo ainda mais a pressão no espaço de isolamento. Dessa maneira, a pressão de vácuo da seção de tubo modular isolado a vácuo durante o funcionamento cai para uma pressão menor que 10 mícrons de Hg e, de preferência, para uma pressão de vácuo operacional final entre 1 mícron de Hg e 5 mícrons de Hg.

[0029] O comprimento preferencial da seção de tubo isolada a vácuo modular é menor que cerca de 100 pés de comprimento para facilitar o armazenamento fácil e o transporte subsequente para o local de construção para montagem do sistema ou disposição de tubo isolada a vácuo que compreende uma pluralidade das seções de tubo modular isolado a vácuo descritas acima.

[0030] Embora a presente invenção tenha sido discutida com referência a uma ou mais modalidades preferenciais, como ocorrerá aos versados na técnica, várias alterações e omissões podem ser feitas sem se desviar do espírito e escopo da presente invenção, como descrito nas reivindicações em anexo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Seção de tubo modular isolado a vácuo, caracterizada por compreender: um conduto externo; um conduto interno configurado para conter um fluido criogênico, sendo que o conduto interno é concentricamente disposto dentro do conduto externo e define um espaço de isolamento entre uma superfície externa do conduto interno e uma superfície interna do conduto externo; um material de isolamento disposto no espaço de isolamento, sendo que o espaço de isolamento preenchido com isolamento está a uma pressão dentro da faixa de cerca de 100 mícrons Hg a cerca de 1.000 mícrons Hg; uma disposição de vedação que compreende um primeiro elemento de vedação disposto adjacente a uma primeira extremidade do conduto externo e um segundo elemento de vedação disposto adjacente a uma segunda extremidade do conduto externo, sendo que a disposição de vedação é configurada para vedar o espaço de isolamento da atmosfera externa; uma disposição de acoplamento disposto em uma primeira extremidade do conduto interno e uma segunda extremidade do conduto interno, sendo que a disposição de acoplamento compreende (i) uma seção de projeção disposta sobre a primeira extremidade do conduto interno, em que a seção de projeção tem uma extremidade proximal que engata de maneira passível de vedação o conduto interno e uma extremidade distal que se estende axialmente a partir da primeira extremidade do conduto interno, sendo que a seção de projeção define uma primeira trajetória de fluxo a partir da extremidade distal da seção de projeção para o interior do conduto interno; e (ii) uma seção de recepção disposta na segunda extremidade do conduto interno, sendo que a seção de recepção tem uma extremidade proximal definindo uma abertura que é configurada para receber outra seção de projeção e uma extremidade distal que se estende axialmente para dentro do conduto interno, sendo que a seção de recepção define uma segunda trajetória de fluxo da extremidade distal da seção de recepção modular para o interior do conduto interno; um gás condensável também disposto no espaço de isolamento vedado, sendo que o gás condensável é configurado para se condensar a temperaturas abaixo de cerca de 190 Kelvin; e uma ou mais válvulas dispostas sobre a superfície externa do conduto externo, sendo que a uma ou mais válvulas são configuradas para estar em comunicação fluida com o espaço de isolamento, em que a uma ou mais válvulas são configuradas para facilitar a pressurização e despressurização do espaço de isolamento e para facilitar a introdução do gás condensável para dentro do espaço de isolamento.

2. Seção de tubo modular isolado a vácuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a disposição de vedação compreender adicionalmente: um primeiro flange de vedação fixado à superfície externa do conduto interno e a superfície interna do conduto externo adjacente à primeira extremidade do conduto externo; e um segundo flange de vedação fixado de maneira passível de vedação à superfície externa do conduto interno e a superfície interna do conduto externo adjacente à segunda extremidade do conduto externo; sendo que o primeiro flange de vedação e o segundo flange de vedação são configurados para vedar o espaço de isolamento a partir da atmosfera externa.

3. Seção de tubo modular isolado a vácuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a disposição de acoplamento ser uma junta de baioneta e a seção de projeção ser uma seção macho da junta de baioneta e a seção de recepção ser uma seção fêmea da junta de baioneta.

4. Seção de tubo modular isolado a vácuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o material de isolamento compreender aerogel.

5. Seção de tubo modular isolado a vácuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o gás condensável ser dióxido de carbono.

6. Seção de tubo modular isolado a vácuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente uma blindagem de radiação disposta dentro do espaço de isolamento.

7. Seção de tubo modular isolado a vácuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por compreender adicionalmente um suporte de fibra impregnado com resina disposto entre a superfície externa do conduto interno e a superfície interna do conduto externo.

8. Seção de tubo modular isolado a vácuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o conduto externo e o conduto interno compreenderem um conduto de parede dupla e o espaço de isolamento ser um espaço entre uma parede interna e uma parede externa do conduto de parede dupla.

9. Sistema de tubulação modular isolada a vácuo, caracterizado por compreender uma pluralidade de seções de tubo modular isolado a vácuo, sendo que cada seção de tubo modular isolado a vácuo compreende: um conduto externo; um conduto interno configurado para conter um fluido criogênico, sendo que o conduto interno é concentricamente disposto dentro do conduto externo e define um espaço de isolamento entre uma superfície externa do conduto interno e uma superfície interna do conduto externo; um material de isolamento disposto no espaço de isolamento, sendo que o espaço de isolamento preenchido com isolamento está a uma pressão dentro da faixa de cerca de 100 mícrons Hg a cerca de 1.000 mícrons Hg; uma disposição de vedação que compreende um primeiro elemento de vedação disposto adjacente a uma primeira extremidade do conduto externo e um segundo elemento de vedação disposto adjacente a uma segunda extremidade do conduto externo, sendo que a disposição de vedação é configurada para vedar o espaço de isolamento da atmosfera externa; uma disposição de acoplamento disposta em uma primeira extremidade do conduto interno e uma segunda extremidade do conduto interno, sendo que a disposição de acoplamento é configurada para engatar ou encaixar com uma extremidade correspondente de outra da pluralidade de seções de tubo modular isolado a vácuo, sendo que a disposição de acoplamento de cada uma da pluralidade de seções de tubo modular isolado a vácuo compreende adicionalmente (i) uma seção que se projeta axialmente a partir da primeira extremidade do conduto interno, sendo que a seção de projeção tem uma primeira trajetória de fluxo a partir da extremidade distal da seção de projeção até um interior do conduto interno; e (ii) uma seção de recepção disposta na segunda extremidade do conduto interno, em que a seção de recepção tem uma extremidade proximal que define uma abertura que é configurada para receber outra seção de projeção, uma extremidade distal que se estende axialmente para dentro do conduto interno, sendo que a seção de recepção define uma segunda trajetória de fluxo a partir da extremidade distal da seção de recepção para o interior do conduto interno; um gás condensável também disposto no espaço de isolamento vedado, sendo que o gás condensável é configurado para se condensar a temperaturas abaixo de cerca de 190 Kelvin; e uma ou mais válvulas dispostas sobre a superfície externa do conduto externo, sendo que a uma ou mais válvulas são configuradas para estar em comunicação fluida com o espaço de isolamento, em que a uma ou mais válvulas são configuradas para facilitar a pressurização e despressurização do espaço de isolamento e para facilitar a introdução do gás condensável para dentro do espaço de isolamento.

sendo que o gás condensável se condensa quando um fluido criogênico atravessa os condutos internos da pluralidade de seções de tubo modular isolado a vácuo e a pressão dentro do espaço de isolamento preenchido com isolamento em cada uma da pluralidade de seções de tubo modular isolado a vácuo é reduzida a uma faixa de pressão entre cerca de 1 mícron Hg a cerca de 5 mícrons Hg.

10. Sistema de tubo modular isolado a vácuo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a disposição de vedação de cada uma da pluralidade de seções de tubo modular isolado a vácuo compreender: (i) um primeiro flange de vedação fixado à superfície externa do conduto interno e a superfície interna do conduto externo adjacente à primeira extremidade do conduto externo; e (ii) um segundo flange de vedação fixado de maneira passível de vedação à superfície externa do conduto interno e a superfície interna do conduto externo adjacente à segunda extremidade do conduto externo; sendo que o primeiro flange de vedação e o segundo flange de vedação são configurados para vedar o espaço de isolamento a partir da atmosfera externa.

11. Sistema de tubo modular isolado a vácuo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a disposição de acoplamento de cada uma da pluralidade de seções de tubo modular isolado a vácuo ser uma junta de baioneta e a seção de projeção ser uma seção macho da junta de baioneta e a seção de recepção ser uma seção fêmea da junta de baioneta.

12. Sistema de tubo modular isolado a vácuo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por material de insulação de cada uma da pluralidade de seções de tubo modular isolado a vácuo compreender aerogel.

13. Sistema de tubo modular isolado a vácuo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o gás condensável de cada uma da pluralidade de seções de tubo modular isolado a vácuo ser dióxido de carbono.

14. Sistema de tubo modular isolado a vácuo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por cada uma da pluralidade de seções de tubo modular isolado a vácuo compreender adicionalmente uma blindagem de radiação disposta dentro do espaço de isolamento.

15. Sistema de tubo modular isolado a vácuo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por cada uma da pluralidade de seções de tubo modular isolado a vácuo compreender adicionalmente um suporte de fibra impregnado com resina disposto entre a superfície externa do conduto interno e a superfície interna do conduto externo.