ES2925103T3 - Contenedor de transporte - Google Patents

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ES2925103T3 ES17020056T ES17020056T ES2925103T3 ES 2925103 T3 ES2925103 T3 ES 2925103T3 ES 17020056 T ES17020056 T ES 17020056T ES 17020056 T ES17020056 T ES 17020056T ES 2925103 T3 ES2925103 T3 ES 2925103T3
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Heinz Posselt
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Abstract

Un contenedor de transporte (1) para helio (He), con un contenedor interior (6) para recibir el helio (He), un contenedor de refrigerante (14) para recibir un líquido criogénico (N 2), un contenedor exterior (2) en en el que se alojan el contenedor interior (6) y el contenedor de refrigerante (14), un escudo térmico (21) en el que se aloja el contenedor interior (6) y que puede ser enfriado activamente utilizando una fase líquida del líquido criogénico (LN 2), el escudo térmico (21) tiene al menos una primera línea de refrigeración (26) en la que se puede alojar la fase líquida del líquido criogénico (LN 2) para enfriar activamente el escudo térmico (21), y un elemento aislante (39) que se coloca entre el contenedor exterior (2) y el escudo térmico (21) y que puede ser enfriado activamente con la ayuda de una fase gaseosa del líquido criogénico (GN 2), teniendo el elemento aislante (39) al menos un segunda línea de enfriamiento (42 - 46) en la que, para enfriar activamente los elementos de aislamiento (39), la fase gaseosa del líquido criogénico (GN 2) se pueden acomodar. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Contenedor de transporte
La presente invención se refiere a un contenedor de transporte para helio.
El helio se extrae junto con gas natural. Por razones económicas, el transporte de grandes cantidades de helio solo resulta útil en forma líquida o supercrítica, es decir, a una temperatura de unos 4,2 a 6 K y bajo una presión de 1 a 6 bar. Para transportar el helio líquido o supercrítico se utilizan contenedores de transporte, los cuales se aíslan térmicamente de una manera compleja a fin de evitar que la presión del helio aumente demasiado rápido. Tales contenedores de transporte pueden refrigerarse, por ejemplo, por medio de nitrógeno líquido. Para ello, se dispone un escudo térmico que se refrigera con el nitrógeno líquido. El escudo térmico protege un contenedor interno del contenedor de transporte. El contenedor interno contiene el helio líquido o criogénico. El tiempo de conservación del helio líquido o criogénico en tales contenedores de transporte es de 35 a 40 días; es decir, transcurrido este tiempo, la presión en el contenedor interno aumenta hasta el valor máximo de 6 bar. El suministro de nitrógeno líquido es suficiente durante unos 35 días.
El documento EP 1673745 B1 describe un contenedor de transporte de este tipo para helio líquido. El contenedor de transporte comprende un contenedor interno en el que se recibe el helio líquido, un escudo térmico que cubre parcialmente el contenedor interno, un contenedor de refrigerante en el que se recibe un líquido criogénico para enfriar el escudo térmico, y un contenedor externo en el que se disponen el contenedor interno, el escudo térmico y el contenedor de refrigerante.
El documento US 2 863 297 A muestra igualmente un contenedor de transporte. El contenedor de transporte comprende un contenedor interno para alojar un primer líquido criogénico, un contenedor de refrigerante para alojar un segundo líquido criogénico, cuyo punto de ebullición se sitúa por debajo de aquel del primer líquido criogénico, un contenedor externo, en el que están alojados el contenedor interno y el contenedor de refrigerante, un escudo térmico, en el que está alojado el contenedor interno y que puede refrigerarse activamente por medio de una fase líquida del segundo líquido criogénico, y un hueco aislante, que está dispuesto entre el contenedor externo y el escudo térmico.
El documento WO2005/038735A1 divulga también un contenedor de transporte.
En este contexto, el objeto de la presente invención es proporcionar un contenedor de transporte mejorado.
En consecuencia, se propone un contenedor de transporte para helio. El contenedor de transporte comprende un contenedor interno para alojar el helio, un contenedor de refrigerante para alojar un líquido criogénico, un contenedor externo, en el que están alojados el contenedor interno y el contenedor de refrigerante, un escudo térmico, en el que está alojado el contenedor interno y que puede refrigerarse activamente mediante una fase líquida del líquido criogénico, en donde el escudo térmico presenta al menos un primer conducto de refrigeración, en el que puede alojarse la fase líquida del líquido criogénico para la refrigeración activa del escudo térmico, y un elemento aislante, que está dispuesto entre el contenedor externo y el escudo térmico y que puede refrigerarse activamente mediante una fase gaseosa del líquido criogénico, en donde el elemento aislante presenta al menos un segundo conducto de refrigeración, en el que puede alojarse la fase gaseosa del líquido criogénico para la refrigeración activa del elemento aislante, y en donde el al menos un primer conducto de refrigeración es un componente separado del al menos un segundo conducto de refrigeración.
Debido a que el elemento aislante previsto entre el escudo térmico y el contenedor externo está refrigerado activamente mediante la fase gaseosa del líquido criogénico, el tiempo de conservación del helio en el contenedor de transporte puede aumentarse en comparación con los contenedores de transporte conocidos. Preferiblemente, el tiempo de conservación del helio asciende a más de 60 días. El hecho de que el escudo térmico encierre completamente el contenedor interno garantiza que el contenedor interno esté completamente rodeado por superficies que tienen una temperatura correspondiente al punto de ebullición del líquido criogénico (punto de ebullición del nitrógeno a 1,3 bar(a): 79,5 K). De este modo, existe solamente una ligera diferencia de temperatura entre el escudo térmico (79,5 K) y el contenedor interno (temperatura del helio a de 1 bar(a) a 6 bar(a): de 4,2 a 6 K) en comparación con el entorno del contenedor externo. Esto también aumenta el tiempo de conservación para el helio líquido.
El contenedor interno también puede denominarse contenedor de helio o depósito interno. El contenedor de transporte también puede denominarse contenedor de transporte de helio. El helio puede denominarse como helio líquido o criogénico. El helio es, en particular, también un líquido criogénico. El contenedor de transporte está configurado, en particular, para transportar el helio en forma criogénica, líquida o supercrítica. En termodinámica, el punto crítico es un estado termodinámico de una sustancia, que se caracteriza por la igualación de las densidades de las fases líquida y gaseosa. Las diferencias entre los dos estados agregados dejan de existir en este punto. En un diagrama de fase, el punto representa el extremo superior de la curva de presión de vapor. El helio se introduce en el contenedor interno en forma líquida o criogénica. En el contenedor interno se forma una zona líquida con helio líquido y una zona gaseosa con helio gaseoso. Después de llenar el contenedor interno, el helio tiene dos fases con diferentes estados de agregación, a saber, líquido y gaseoso. Esto significa que en el contenedor interno existe una frontera de fase entre el helio líquido y el helio gaseoso. Después de un cierto tiempo, es decir, cuando la presión en el contenedor interno aumenta, el helio en el contenedor interno se convierte en monofásico. Entonces, la frontera de fase ya no existe y el helio es supercrítico.
El líquido criogénico o el criógeno es preferiblemente nitrógeno líquido. El líquido criogénico también puede denominarse refrigerante. Alternativamente, el líquido criogénico también puede ser hidrógeno líquido u oxígeno líquido, por ejemplo. El hecho de que el escudo térmico se pueda refrigerar activamente o sea refrigerable activamente debe entenderse en el sentido de que la fase líquida del líquido criogénico fluye al menos parcialmente a través o alrededor del escudo térmico para enfriarlo. En el primero conducto de refrigeración puede estar alojado el líquido criogénico tanto en su fase gaseosa como en su fase líquida. Asimismo, la fase gaseosa del líquido criogénico fluye al menos parcialmente a través o alrededor del elemento aislante para enfriarlo, para la refrigeración activa del mismo.
En particular, el escudo térmico y el elemento aislante solo se enfrían activamente en estado operativo del contenedor de transporte, es decir, cuando el contenedor interno está lleno de helio. Cuando se agota el líquido criogénico, el escudo térmico y el elemento aislante también pueden estar sin refrigeración. Durante el enfriamiento activo del escudo térmico, el líquido criogénico puede hervir y evaporarse. Como resultado, el escudo térmico tiene una temperatura que corresponde aproximada o exactamente al punto de ebullición del líquido criogénico. El punto de ebullición del líquido criogénico es preferiblemente más alto que el punto de ebullición del helio líquido. Las partes vaporizadas del líquido criogénico se usan para enfriar del elemento aislante. En particular, el escudo térmico está dispuesto dentro del contenedor externo. El contenedor de refrigerante está dispuesto preferiblemente fuera del escudo térmico. El primer conducto de refrigeración es un componente separado del segundo conducto de refrigeración. Es decir, el primer conducto de refrigeración no se corresponde con el segundo conducto de refrigeración. El elemento aislante está dispuesto entre el contenedor externo y el escudo térmico. Preferiblemente, el elemento aislante rellena un espacio intersticial previsto entre el escudo térmico y el contenedor externo. El elemento aislante también puede envolver el contenedor de refrigerante.
El contenedor interno tiene preferiblemente una temperatura en el exterior que corresponde aproximadamente o exactamente a la temperatura del helio almacenado en el contenedor interno. La temperatura del helio va de 4,2 a 6 K dependiendo de si el helio está en forma líquida o supercrítica. Preferiblemente, una sección de tapa del escudo térmico cierra completamente una sección de base de este en el lado frontal. La sección de base del escudo térmico puede tener una sección transversal circular o aproximadamente circular. El contenedor externo, el contenedor interno, el contenedor de refrigerante y el escudo térmico pueden ser rotativamente simétricos en torno a un eje de simetría o un eje central común. El contenedor interno y el contenedor externo están fabricados preferiblemente en acero inoxidable. El contenedor interno presenta preferiblemente una sección de base tubular que está cerrada por ambos lados con secciones de tapa arqueadas. El contenedor interno es hermético a los fluidos. Preferiblemente, el contenedor externo tiene también una sección de base tubular que está cerrada en ambos extremos por secciones de tapa. La sección de base del contenedor interno y/o la sección de base del contenedor externo pueden presentar una sección transversal circular o aproximadamente circular. Preferiblemente, el escudo térmico se fabrica de un material de aluminio de alta pureza. Preferiblemente, el escudo térmico no es hermético a los fluidos.
Según una forma de realización, el contenedor de transporte comprende además un separador de fases para separar la fase líquida del líquido criogénico de la fase gaseosa del líquido criogénico.
Preferiblemente, el separador de fases está dispuesto fuera del contenedor externo. Alternativamente, el separador de fases también puede estar dispuesto dentro del contenedor externo. Mediante el separador de fases, las burbujas de gas del líquido criogénico, que se forman en el primer conducto de refrigeración, pueden separarse de la fase líquida del mismo. El separador de fases comprende preferiblemente un flotador con un cuerpo flotante acoplado a un cuerpo de válvula. Tan pronto como el nivel de líquido de la fase líquida cae en el separador de fases por la entrada de las burbujas de gas, el cuerpo de válvula se levanta de un asiento de válvula y la fase gaseosa del líquido criogénico se separa. Esto hace que la fase líquida fluya hacia el separador de fases, lo que hace que el cuerpo flotante vuelva a flotar y que el cuerpo de válvula sea presionado sobre el asiento de válvula. En particular, el separador de fases garantiza que solo se libere al segundo conducto de refrigeración nitrógeno criogénico vaporizado.
Según otra forma de realización, el separador de fases está conectado para el paso de fluidos con el contenedor de refrigerante mediante el al menos un primer conducto de refrigeración.
El número de primeros conductos de refrigeración es discrecional. Preferiblemente están previstos varios primeros conductos de refrigeración. Por ejemplo pueden estar previstos seis primeros conductos de refrigeración. Los primeros conductos de refrigeración están inclinados preferiblemente en un ángulo con respecto a una horizontal, de modo que las burbujas de gas que se producen en los primeros conductos de refrigeración suben automáticamente hacia el separador de fases. En particular, el al menos un primer conducto de refrigeración conecta el contenedor de refrigerante con el separador de fases para el paso de fluidos.
Según otra forma de realización, el separador de fases está dispuesto entre el al menos un primer conducto de refrigeración y el al menos un segundo conducto de refrigeración.
Preferiblemente están previstos varios segundos conductos de refrigeración. El número de segundos conductos de refrigeración es discrecional. Preferiblemente están previstos tres o cinco segundos conductos de refrigeración. En particular, los segundos conductos de refrigeración están dispuestos aguas abajo del separador de fases con respecto al contenedor de refrigerante. El al menos un primer conducto de refrigeración está posicionado aguas arriba del separador de fases.
Según otra forma de realización, el al menos un segundo conducto de refrigeración está conectado para el paso directo de fluidos con el contenedor de refrigerante, con el fin de tomar de este la fase gaseosa del líquido criogénico.
Preferiblemente están previstos segundos conductos de refrigeración opcionales que no están directamente conectados con el separador de fases, sino que se encuentran conectados para el paso directo de fluidos con el contenedor de refrigerante. De este modo puede tomarse el denominado gas de desvío (blow-off gas) del contenedor de refrigerante para enfriar el elemento aislante.
Según otra forma de realización, el al menos un segundo conducto de refrigeración se hace pasar a través del elemento aislante.
Es decir, el al menos un segundo conducto de refrigeración no está previsto en particular ni en el lado externo ni en el lado interno del elemento aislante, sino que está dispuesto en el interior del mismo.
Según otra forma de realización, el elemento aislante presenta varias hojas dispuestas de manera alterna de una lámina reflectante, en particular una lámina de aluminio, y un espaciador, en particular un papel de vidrio, en donde el al menos un segundo conducto de refrigeración se hace pasar entre las hojas.
El elemento aislante puede ser un denominado MLI (inglés: Multilayer Insulation). La lámina reflectante puede comprender, junto a una lámina de aluminio u otras láminas metálicas, también láminas de plástico metalizadas en fase de vapor. El espaciador puede comprender papel de vidrio, tejido de vidrio, seda de vidrio, tejido de malla de vidrio o similares. Las hojas de lámina reflectante actúan, a este respecto, como reflectante y como fijación mecánica para las hojas del espaciador, que garantizan el aislamiento térmico en caso de rotura del vacío. La lámina reflectante puede estar perforada y/o gofrada. Preferiblemente, el elemento aislante llena completamente un espacio intersticial previsto entre el escudo térmico y el contenedor externo, de modo que el elemento aislante entra en contacto con el escudo térmico y con el contenedor externo.
Dado que el espaciador está dispuesto entre las láminas reflectantes, el elemento aislante dispuesto entre el escudo térmico y el contenedor externo puede ponerse a vacío sin interferencias. También se reduce el contacto mecánicotérmico no deseado entre las hojas de lámina reflectante. Este contacto podría alterar los gradientes de temperatura de las hojas de lámina reflectante que se crea por el intercambio de radiación. Preferiblemente, las hojas de lámina reflectante y espaciador están aplicadas con espacios sobre el escudo térmico. La expresión «con espacios» significa que están previstos espacios intersticiales, que pueden ponerse a vacío, entre las hojas de lámina reflectante y espaciador. Preferiblemente, las hojas de lámina reflectante y espaciador están introducidas de forma suelta en el espacio intersticial previsto entre el escudo térmico y el contenedor externo. En este caso, se entiende por «de forma suelta» que las hojas de lámina reflectante y espaciador no están prensadas, de modo que el gofrado y la perforación de la lámina reflectante permiten poner a vacío el elemento aislante y, por tanto, el espacio intersticial sin interferencias.
Según otra forma de realización, el elemento aislante presenta al menos una lámina termoconductora, en particular una lámina de aluminio o de cobre de alta pureza, con la que está unido el al menos un segundo conducto de refrigeración de manera térmicamente conductora, en donde la al menos una lámina termoconductora está posicionada entre las hojas de la lámina reflectante y del espaciador.
Preferiblemente, entre el escudo térmico y la al menos una lámina termoconductora están posicionados un número discrecional de hojas de la lámina reflectante y del espaciador. Además, entre la al menos una lámina termoconductora y el contenedor externo están posicionadas un número discrecional de hojas de la lámina reflectante y del espaciador. Preferiblemente, el al menos un segundo conducto de refrigeración está conectado mediante una unión material con la al menos una lámina termoconductora. En caso de que la lámina termoconductora esté hecha de un material de aluminio, el al menos un segundo conducto de refrigeración está preferiblemente pegado a la lámina termoconductora. En caso de que la al menos una lámina termoconductora esté hecha de un material de cobre, el al menos un segundo conducto de refrigeración está preferiblemente soldado a la al menos una lámina termoconductora. La lámina termoconductora también puede denominarse lámina de transferencia de calor.
Según otra forma de realización, la al menos una lámina termoconductora encierra el escudo térmico. Preferiblemente, la al menos una lámina termoconductora rodea por completo el escudo térmico. En una dirección axial del contenedor de transporte pueden estar previstas distancias entre bandas individuales de la lámina termoconductora. Las distancias pueden ser, por ejemplo, de 0,1 a 1 metros. Es decir, la al menos una lámina termoconductora no encapsula el escudo térmico por completo.
Según otra forma de realización, el elemento aislante presenta varias láminas termoconductoras, en donde entre las láminas termoconductoras están dispuestas hojas de la lámina reflectante y del espaciador.
Por ejemplo, están previstas tres de tales láminas termoconductoras. El número de láminas termoconductoras es discrecional. Preferiblemente, entre el contenedor externo y el escudo térmico está prevista una primera lámina termoconductora, entre la primera lámina termoconductora y el escudo térmico, una segunda lámina termoconductora y entre la segunda lámina termoconductora y el escudo térmico, una tercera lámina termoconductora. Entre dos láminas termoconductoras adyacentes están previstas un número discrecional de hojas de la lámina reflectante y del espaciador. Según otra forma de realización, a cada lámina termoconductora está asociado un segundo conducto de refrigeración, que está unido a la respectiva lámina termoconductora de manera térmicamente conductora.
Preferiblemente, cada segundo conducto de refrigeración está conectado mediante una unión material con la lámina termoconductora asociada al mismo. Los segundos conductos de refrigeración también pueden estar conectados de manera térmicamente conductora y, en particular, mediante una unión material con diferentes láminas termoconductoras, es decir, con varias de ellas.
Según otra forma de realización, los segundos conductos de refrigeración están conectados entre sí para el paso de fluidos mediante codos de tubo.
De este modo se obtiene una disposición en serpentín o forma de meandros de los segundos conductos de refrigeración. Según otra forma de realización, el espesor de la al menos una lámina termoconductora es mayor que el espesor de la lámina reflectante.
Por ejemplo, la lámina termoconductora tiene un espesor de 0,5 a 1,5 milímetros.
Según otra realización, el contenedor de refrigerante está dispuesto preferiblemente fuera del escudo térmico. Preferiblemente, el contenedor de refrigerante está posicionado en una dirección axial del contenedor de transporte junto al escudo térmico. Se proporciona un espacio intersticial entre el contenedor de refrigerante y el escudo térmico. Preferiblemente, el contenedor de refrigerante no forma parte del escudo térmico.
Según otra realización, el escudo térmico tiene una sección de tapa separada del contenedor de refrigerante, que se encuentra entre el contenedor interno y el contenedor de refrigerante.
Preferiblemente, el escudo térmico tiene la sección de base tubular que está cerrada en ambos extremos por las secciones de tapa. Entre el contenedor interno y el contenedor de refrigerante está dispuesta una de las secciones de tapa del escudo térmico. En particular, la sección de tapa del contenedor de refrigerante está dispuesta en el espacio intersticial previsto entre el contenedor interno y el contenedor de refrigerante.
Otras posibles implementaciones del contenedor de transporte comprenden también combinaciones de características o realizaciones no mencionadas de forma explícita anteriormente o en lo sucesivo en relación con las realizaciones ilustrativas. A este respecto, el experto en la técnica también añadirá aspectos individuales en forma de mejoras o adiciones a la respectiva configuración básica del contenedor de transporte.
Otras configuraciones ventajosas del contenedor de transporte son objeto de las reivindicaciones dependientes, así como de las realizaciones ilustrativas del contenedor de transporte que se describen a continuación. A continuación se explica con más detalle el contenedor de transporte sobre la base de realizaciones preferidas con referencia a las figuras adjuntas. La Figura 1 muestra una vista esquemática de una realización de un contenedor de transporte;
la Figura 2 muestra otra vista esquemática del contenedor de transporte según la Figura 1;
la Figura 3 muestra otra vista esquemática del contenedor de transporte según la Figura 1;
la Figura 4 muestra una vista en sección del contenedor de transporte según la línea de sección IV-IV de la Figura 3; y la Figura 5 muestra una vista en detalle esquemática del contenedor de transporte según la Figura 1.
En las figuras, a los elementos idénticos o funcionalmente idénticos se les ha dado los mismos signos de referencia, a menos que se indique lo contrario.
La Figura 1 muestra una vista esquemática muy simplificada de una realización de un contenedor 1 de transporte para helio líquido He. Las Figuras 2 y 3 muestran otras vistas esquemáticas del contenedor 1 de transporte. En lo sucesivo, las Figuras 1 a 3 se mencionarán simultáneamente.
El contenedor 1 de transporte también puede denominarse contenedor de transporte de helio. El contenedor 1 de transporte también puede utilizarse para otros líquidos criogénicos. Ejemplos de líquidos criogénicos, o criógenos para abreviar, son el mencionado helio He líquido (punto de ebullición a 1 bar(a): 4,222 K = -268,929 0C), hidrógeno H2 líquido (punto de ebullición a 1 bar(a): 20,268 K = -252,882 °C), nitrógeno N2 líquido (punto de ebullición a 1 bar(a): 7,35 K = -195,80 0C) u oxígeno líquido O2 (punto de ebullición a 1 bar(a): 90,18 K = -182,97 0C).
El contenedor 1 de transporte comprende un contenedor externo 2. El contenedor externo 2 está fabricado, por ejemplo, de acero inoxidable. El contenedor externo 2 puede tener una longitud L2 de, por ejemplo, 10 metros. El contenedor externo 2 comprende una sección 3 de base tubular o cilíndrica que está cerrada en ambos extremos mediante una sección 4, 5 de tapa respectiva, en particular mediante una primera sección 4 de tapa y una segunda sección 5 de tapa. La sección 3 de base puede tener una geometría circular o casi circular en sección transversal. Las secciones 4, 5 de tapa están arqueadas. Las secciones 4, 5 de tapa están arqueadas en direcciones opuestas, de modo que ambas secciones 4, 5 de tapa se arquean hacia fuera en relación con la sección 3 de base. El contenedor externo 2 es hermético a los fluidos, en particular a los gases. El contenedor externo 2 tiene un eje central M1 o de simetría respecto al cual el contenedor externo 2 está construido con simetría de revolución.
El contenedor 1 de transporte también incluye un contenedor interno 6 para contener el helio He. El contenedor interno 6 también está hecho, por ejemplo, de acero inoxidable. El contenedor interno 6 puede contener una zona 7 de gas con helio He vaporizado y una zona 8 de líquido con helio He líquido mientras el helio He esté en la zona bifásica. El contenedor interno 6 es estanco a los fluidos, en particular, a los gases, y puede incluir una válvula de purga para la reducción controlada de la presión. Al igual que el contenedor externo 2, el contenedor interno 6 comprende una sección 9 de base tubular o cilíndrica que está cerrada en ambos extremos por secciones 10, 11 de tapa, en particular, una primera sección 10 de tapa y una segunda sección 11 de tapa. La sección 9 de base puede tener una geometría circular o casi circular en sección transversal.
El contenedor 1 de transporte también incluye un sistema 13 de refrigeración (Figura 2) con un contenedor 14 de refrigerante. El contenedor interno 6 está completamente encerrado por el contenedor externo 2. El contenedor interno 6, al igual que el contenedor externo 2, está configurado con simetría de revolución con respecto al eje central M1. Se evacua un hueco o espacio intersticial 12 previsto entre el contenedor interno 6, el contenedor 14 de refrigerante y el contenedor externo 2. En el espacio intersticial 12 puede disponerse un elemento aislante, que no se muestra en las Figuras 1 a 3 y que llena el espacio intersticial 12. El espacio intersticial 12 envuelve completamente el contenedor interno 6 y el contenedor 14 de refrigerante.
Un líquido criogénico, como, por ejemplo, nitrógeno N2, está contenido en el contenedor 14 de refrigerante. El contenedor 14 de refrigerante comprende una sección 15 de base tubular o cilíndrica, que puede ser rotacionalmente simétrica respecto al eje central M1. La sección 15 de base puede tener una geometría circular o casi circular en sección transversal. La sección 15 de base está cerrada en el lado frontal por una sección 16, 17 de tapa, en particular por una primera sección 16 de tapa y una segunda sección 17 de tapa. Las secciones 16, 17 de tapa pueden estar arqueadas. En particular, las secciones 16, 17 de tapa están arqueadas en la misma dirección. El contenedor 14 de refrigerante también puede tener un diseño diferente. El contenedor 14 de refrigerante se encuentra fuera del contenedor interno 6, pero dentro del contenedor externo 2.
En el contenedor 14 de refrigerante pueden estar previstas una zona gaseosa 18 con nitrógeno vaporizado o gaseoso GN2 y una zona de líquido 19 con nitrógeno líquido LN2. Visto en una dirección axial A del contenedor interno 6, el contenedor 14 de refrigerante está dispuesto junto al contenedor interno 6. La dirección axial A está posicionada en paralelo al eje central M1. La dirección axial A puede estar orientada desde la primera sección 4 de tapa del contenedor externo 2 hacia la segunda sección 5 de tapa del contenedor externo 2. Entre el contenedor interno 6, en particular entre la segunda sección 11 de tapa del contenedor interno 6, y el contenedor 14 de refrigerante, en particular la primera sección 16 de tapa del contenedor 14 de refrigerante, se proporciona un hueco o espacio intersticial 20 que puede formar parte del espacio intersticial 12. Es decir, el espacio intersticial 20 también está evacuado.
El contenedor 1 de transporte también comprende un escudo térmico 21 asociado al sistema 13 de refrigeración. El escudo térmico 21 está situado en el espacio intersticial 12 evacuado que se encuentra entre el contenedor interno 6 y el contenedor externo 2. El escudo térmico 21 puede refrigerarse activamente o es refrigerable activamente por medio del nitrógeno líquido LN2. En el presente caso, una refrigeración activa significa que el nitrógeno líquido LN2 pasa a través o a lo largo del escudo térmico 21 para refrigerarlo. El escudo térmico 21 se enfría en este sentido hasta una temperatura que corresponde aproximadamente al punto de ebullición del nitrógeno N2.
El escudo térmico 21 comprende una sección 22 de base cilíndrica o tubular que está cerrada en ambos extremos en la parte frontal por una sección 23, 24 de tapa, especialmente una primera sección 23 de tapa y una segunda sección 24 de tapa. Tanto la sección 22 de base como las secciones 23, 24 de tapa se enfrían activamente por medio del nitrógeno N2. La sección 22 de base puede tener una geometría circular o casi circular en sección transversal. Preferiblemente, el escudo térmico 21 tiene también simetría de revolución con respecto al eje central M1. La segunda sección 24 de tapa del escudo térmico 21 está dispuesta entre el contenedor interno 6, en particular la segunda sección 11 de tapa del contenedor interno 6, y el contenedor 14 de refrigerante, en particular la primera sección 16 de tapa del contenedor 14 de refrigerante.
La segunda sección 24 de tapa del escudo térmico 21 es un componente separado del contenedor 14 de refrigerante. Es decir, la primera sección 23 de tapa no forma parte del contenedor 14 de refrigerante. Si se observa en la dirección axial A, la segunda sección 24 de tapa del escudo térmico 21 está dispuesta entre el contenedor interno 6, en particular la segunda sección 11 de tapa del contenedor interno 6, y el contenedor 14 de refrigerante, en particular la primera sección 16 de tapa del contenedor 14 de refrigerante. El espacio intersticial 12 envuelve completamente el escudo térmico 21.
La primera sección 23 de tapa del escudo térmico 21 está en posición opuesta al contenedor 14 de refrigerante. La primera sección 23 de tapa del escudo térmico 21 está dispuesta entre la primera sección 4 de tapa del contenedor externo 2 y la primera sección 10 de tapa del contenedor interno 6. Así, el escudo térmico 21 es autoportante; es decir, el escudo térmico 21 no se apoya ni en el contenedor interno 6 ni en el contenedor externo 2. Para ello, en el escudo térmico 21 se puede proporcionar un anillo de soporte, que está suspendido del contenedor externo 2 mediante barras de apoyo, en particular barras de tracción. Además, el contenedor interno 6 puede estar suspendido del anillo de soporte por medio de otras barras de apoyo, en particular barras de tracción. La incidencia de calor a través de las barras de apoyo mecánicas se lleva a cabo en parte mediante el anillo de soporte. El anillo de soporte tiene escotaduras que permiten que las barras de apoyo tengan la mayor longitud térmica posible. El contenedor 14 de refrigerante puede incluir pasos para las barras de apoyo mecánicas.
El escudo térmico 21 es permeable a los fluidos. Esto significa que un hueco o espacio intersticial 25 entre el contenedor interno 6 y el escudo térmico 21 está comunicado con el espacio intersticial 12 para el paso de fluidos. Esto permite que los espacios intersticiales 12, 25 puedan evacuarse simultáneamente. El espacio intersticial 25 envuelve completamente el contenedor interno 6. En el espacio intersticial 25 puede estar dispuesto otro elemento aislante que no se muestra en las Figuras 1 a 3. El escudo térmico 21 puede tener perforaciones, aberturas o similares para permitir la evacuación de los espacios intersticiales 12, 25. Preferiblemente, el escudo térmico 21 está fabricado de un material de aluminio de alta pureza.
La segunda sección 24 de tapa del escudo térmico 21 protege completamente el contenedor 14 de refrigeración con respecto al contenedor interno 6. Esto significa que, visto desde el contenedor interno 6 hacia el contenedor 14 de refrigerante, es decir, en la dirección axial A, el contenedor 14 de refrigerante está completamente cubierto o protegido por la segunda sección 24 de tapa del escudo térmico 21. En particular, el escudo térmico 21 encierra completamente el contenedor interno 6. Esto significa que el contenedor interno 6 está dispuesto en su totalidad dentro del escudo térmico 21, donde el escudo térmico 21, como se ha mencionado anteriormente, no es hermético a los fluidos.
Como se muestra además en la Figura 2, el escudo térmico 21 comprende al menos un primer conducto 26 de refrigeración para refrigerarlo activamente. El primer conducto 26 de refrigeración está asociado al sistema 13 de refrigeración. Preferiblemente, están previstos varios de estos primeros conductos 26 de refrigeración, por ejemplo, seis primeros conductos 26 de refrigeración. Sin embargo, el número de primeros conductos 26 de refrigeración es discrecional. El primero conducto 26 de refrigeración puede comprender dos secciones 27, 28 verticales, que discurren en una dirección g de la gravedad, y dos secciones 29, 30 inclinadas. Las secciones verticales 27, 28 pueden estar dispuestas en las secciones 23, 24 de tapa y/o en la sección 22 de base del escudo térmico 21. Las secciones inclinadas 29, 30 también pueden estar dispuestas en las secciones 23, 24 de tapa y/o en la sección 22 de base.
El primer conducto 26 de refrigeración está conectado mediante una unión material con el escudo térmico 21. En las uniones materiales, los elementos de unión se mantienen unidos por fuerzas atómicas o moleculares. Las uniones materiales son uniones no desmontables que solo pueden separarse destruyendo los medios de unión o los elementos de unión. Para crear una unión material se puede utilizar la unión adhesiva, la soldadura o la vulcanización. Preferiblemente, el primer conducto 26 de refrigeración o los primeros conductos 26 de refrigeración están soldados o pegados al escudo térmico 21.
El primero conducto 26 de refrigeración está conectado para el paso de fluidos con el contenedor 14 de refrigerante por medio de un conducto 31 de conexión, de tal modo que el nitrógeno líquido LN2 es presionado desde el contenedor 14 de refrigerante hacia el primer conducto 26 de refrigeración. El conducto 31 de conexión desemboca en un distribuidor 32, del que se derivan la sección 27 y la sección 30. La sección 29 y la sección 28 se reúnen en un colector 33, desde el que un conducto 34 de conexión conduce a un separador 35 de fases situado fuera del contenedor externo 2. El separador 35 de fases también puede estar posicionado dentro del contenedor externo 2. El separador 35 de fases está preparado para separar el nitrógeno gaseoso GN2 del nitrógeno líquido LN2. Mediante el separador de fases 35 puede eliminarse además el nitrógeno gaseoso GN2 del primero conducto 26 de refrigeración.
Como se ha mencionado anteriormente, el primer conducto 26 de refrigeración o los primeros conductos 26 de refrigeración están previstos tanto en la sección 22 de base como en las secciones 23, 24 de tapa del escudo térmico 21. Alternativamente, las secciones 23, 24 de tapa están conectadas a la sección 22 de base en una sola pieza, en particular mediante una unión material. Por ejemplo, las secciones 23, 24 de tapa están soldadas a la sección 22 de base. Dado que las secciones 23, 24 de tapa están conectadas a la sección 22 de base en una sola pieza, es decir, mediante una unión material, las secciones 23, 24 de tapa pueden refrigerarse por conducción de calor.
El primer conducto 26 de refrigeración y, en particular, las secciones 29, 30 oblicuas del primer conducto 26 de refrigeración tienen un gradiente con respecto a una horizontal H que está dispuesta perpendicularmente a la dirección de la gravedad g. En particular, las secciones 29, 30 forman un ángulo a de más de 3° con la horizontal H. El ángulo a puede ser de 3 a 15° o incluso más. En particular, el ángulo a también puede ser exactamente de 3°. En particular, las secciones 29, 30 tienen una pendiente positiva en dirección al separador de fases 35, de modo que las burbujas de gas suben hacia el separador 35 de fases.
El contenedor interno 6 comprende un elemento aislante 36, que se muestra en la Figura 4. El elemento aislante 36 encierra completamente el contenedor interno 6, es decir, el elemento aislante 36 está previsto tanto en la sección 9 de base como en las secciones 10, 11 de tapa del contenedor interno 6. El elemento aislante 36 encapsula el contenedor interno 6. El elemento aislante 36 está dispuesto entre el contenedor interno 6 y el escudo térmico 21 en el espacio intersticial 25 y lo rellena parcialmente. El elemento aislante 36 presenta una capa 37 de cobre altamente reflectante en el exterior, es decir, orientada hacia el escudo térmico 21. La capa 37 de cobre es metálica y pulida. Es decir, la capa 37 de cobre no presenta ningún recubrimiento superficial o capa de óxido. La capa 37 de cobre puede ser, por ejemplo, una lámina de cobre o una lámina de aluminio metalizada con cobre en fase de vapor.
El aislamiento térmico real del contenedor interno 6 hasta el nivel de temperatura del nitrógeno líquido LN2 del escudo térmico 21 lo proporciona la capa 37 de cobre. Preferiblemente, la capa 37 de cobre es una lámina lisa de cobre pulido de alta pureza, colocada de forma ajustada y sin pliegues alrededor de una capa aislante 38 multicapa dispuesta entre la capa 37 de cobre y el contenedor interno 6. La capa aislante 38 comprende varias capas u hojas, dispuestas de manera alterna, de una lámina reflectante y un espaciador. La lámina reflectante puede ser una lámina de aluminio perforada y gofrada o una lámina de plástico metalizada en fase de vapor. El espaciador puede comprender, por ejemplo, papel de vidrio o tejido de vidrio. La lámina reflectante sirve como reflectante y el espaciador separa las hojas de lámina reflectante unas de otras y sirve como aislamiento en caso de rotura de vacío entre las láminas reflectantes.
La capa aislante 38 puede comprender, por ejemplo, diez hojas. Las hojas de lámina reflectante y espaciador se aplican al contenedor interno 6 sin espacios, es decir, prensadas. La capa aislante 38 puede ser un denominado MLI (inglés: Multilayer Insulation). El contenedor interno 6 y también el elemento aislante 36 tienen en el exterior, es decir, de manera orientada hacia el escudo térmico 21, una temperatura que corresponde aproximadamente al punto de ebullición del helio He. Durante el montaje de la capa aislante 38, se procura que las hojas de lámina reflectante y espaciador tengan la mayor presión mecánica posible para conseguir que todas las hojas de la capa aislante 38 sean lo más isotérmicas posible. El elemento aislante 36 puede denominarse primer elemento aislante 36.
Entre el elemento aislante 36 y el escudo térmico 21 está previsto un espacio intersticial 25 que rodea completamente el contenedor interno 6. El espacio intersticial 25 también está previsto entre el elemento aislante 36 y las secciones 23, 24 de tapa del escudo térmico 21. El espacio intersticial 25 tiene un ancho intersticial de, preferiblemente, 5 a 15 milímetros, más preferiblemente de 10 milímetros. Gracias al espacio intersticial 25, el escudo térmico 21 está circunferencialmente distanciado de la capa 37 de cobre del elemento aislante 36 del contenedor interno 6, y no la toca. Esto reduce la incidencia del calor por radiación al mínimo físicamente posible. El calor de las superficies del contenedor interno 6 se transfiere al escudo térmico 21 únicamente por radiación y conducción de gas residual.
Entre el escudo térmico 21 y el contenedor externo 2, es decir en el espacio intersticial 12, está previsto otro, en particular un segundo, elemento aislante 39. El elemento aislante 39 llena preferiblemente por completo, por un lado, el espacio intersticial 12 en la zona del contenedor interno 6, de modo que el elemento aislante 39 entra en contacto con el exterior del escudo térmico 21 y con el interior del contenedor externo 2. El elemento aislante 39 encierra el escudo térmico 21, excepto su segunda sección 24 de tapa, es decir, encierra la primera sección 23 de tapa y la sección 22 de base. Además, la sección 15 de base cilíndrica y la segunda sección 17 de tapa del contenedor 14 de refrigerante están encerradas por el elemento aislante 39. El elemento aislante 39 también es preferiblemente un denominado MLI.
El elemento aislante 39 está previsto tanto entre las respectivas secciones 3, 15, 22 de base del contenedor externo 2, del contenedor 14 de refrigerante y del escudo térmico 21 como entre la primera sección 23 de tapa del escudo térmico 21 y la primera sección 4 de tapa del contenedor externo 2, así como entre la segunda sección 17 de tapa del contenedor 14 de refrigerante y la segunda sección 5 de tapa del contenedor externo 2. El elemento aislante 39 también puede envolver, por tanto, el contenedor 14 de refrigerante. El elemento aislante 39 comprende hojas dispuestas de manera alterna de una lámina reflectante 40, en particular una lámina de aluminio o una lámina de plástico metalizada en fase de vapor, y un espaciador 41, en particular papel de vidrio. El número de hojas es discrecional. El espaciador 41 puede comprender, además del papel de vidrio, seda de vidrio, tejido de malla de vidrio o similares.
Las hojas de lámina reflectante 40 y espaciador 41 están introducidas de forma suelta en el espacio intersticial 12 de manera alterna desde el elemento aislante 36 anteriormente descrito del contenedor interno 6. En este caso, se entiende por «de forma suelta» que las hojas de lámina reflectante 40 y espaciador 41 no están prensadas, de modo que un gofrado y una perforación de la lámina reflectante 40 permiten poner a vacío el elemento aislante 39 y, por tanto, el espacio intersticial 12 sin interferencias.
El elemento aislante 39 comprende al menos un segundo conducto 42 a 46 de refrigeración, mediante el cual puede refrigerarse activamente el elemento aislante 39 con el nitrógeno gaseoso GN2. En el presente caso, una refrigeración activa significa que el nitrógeno gaseoso GN2 pasa a través o a lo largo del elemento aislante 39 para refrigerarlo. El número de segundos conductos de refrigeración 42 a 46 es discrecional. Por ejemplo, tal como se muestra en la Figura 3, pueden estar previstos cinco de tales segundos conductos de refrigeración 42 a 46. También pueden estar previstos tres segundos conductos de refrigeración 42 a 46. Los segundos conductos de refrigeración 42 a 46 están conectados entre sí para el paso de fluidos mediante codos 47 a 49 de tubo. Los segundos conductos 42 a 46 de refrigeración pueden estar dispuestos de tal modo que rodean tanto la sección 22 de base como la primera sección 23 de tapa del escudo térmico 21. Los segundos conductos 42 a 46 de refrigeración también pueden rodear el contenedor 14 de refrigerante. Los segundos conductos 42 a 46 de refrigeración están asociados al sistema 13 de refrigeración.
Preferiblemente, el segundo conducto de refrigeración 42 está conectado con el separador 35 de fases para el paso de fluidos mediante un conducto 50 de admisión. A través del conducto 50 de admisión se alimenta a los segundos conductos 42 a 44 de refrigeración el nitrógeno gaseoso GN2, el cual es separado mediante el separador 35 de fases del nitrógeno líquido LN2. A través de un conducto 51 de evacuación puede alimentarse el nitrógeno gaseoso GN2 calentado al entorno. El separador 35 de fases está conectado con el contenedor 14 de refrigerante para el paso de fluidos mediante el primer conducto 26 de refrigeración. A este respecto, el separador 35 de fases está dispuesto entre el primer conducto 26 de refrigeración y el segundo conducto 42 de refrigeración.
Opcionalmente, algunos segundos conductos 45, 46 de refrigeración pueden estar conectados directamente con el contenedor 14 de refrigerante. En este caso, el separador 35 de fases no está conectado aguas arriba de los segundos conductos 45, 46 de refrigeración. Con esto puede alimentarse el denominado gas residual (boil-off gas) del contenedor 14 de refrigerante, es decir, nitrógeno gaseoso GN2, a través de un conducto de admisión 52 a los segundos conductos 45, 46 de refrigeración. En un conducto 53 de evacuación de los segundos conductos 45, 46 de refrigeración con respecto al entorno está prevista una válvula 54 de mantenimiento de la presión del contenedor 14 de refrigerante, que expulsa el nitrógeno gaseoso GN2 calentado al entorno.
Los segundos conductos 42 a 46 de refrigeración pasan, tal como se muestra en la Figura 4, a través del elemento aislante 39. El elemento aislante 39 presenta, adicionalmente a las hojas de lámina reflectante 40 y espaciador 41, una pluralidad de láminas termoconductoras 55 a 57. El número de láminas termoconductoras 55 a 57 es discrecional. Las láminas termoconductoras 55 a 57 están configuradas preferiblemente como láminas de aluminio o de cobre de alta pureza. Las láminas termoconductoras 55 a 57 rodean el escudo térmico 21. En particular, el escudo térmico 21 está dispuesto dentro de una tercera lámina termoconductora 57, la tercera lámina termoconductora 57 está dispuesta dentro de una segunda lámina termoconductora 56 y la segunda lámina termoconductora 56 está dispuesta dentro de una primera lámina termoconductora 55.
Entre las láminas termoconductoras 55 a 57 están dispuestas en cada caso hojas de la lámina reflectante 40 y del espaciador 41. Por ejemplo, entre el escudo térmico 21 y la tercera lámina termoconductora 57 están previstas cuatro hojas de lámina reflectante 40 y espaciador 41. Además, entre la tercera lámina termoconductora 57 y la segunda lámina termoconductora 56 están previstas, por ejemplo, diez hojas de lámina reflectante 40 y espaciador 41. Entre la segunda lámina termoconductora 56 y la primera lámina termoconductora 55 pueden estar previstas doce hojas de lámina reflectante 40 y espaciador 41 y entre la primera lámina termoconductora 55 y el contenedor externo 2 pueden estar previstas, por ejemplo, catorce hojas de lámina reflectante 40 y espaciador 41. No obstante, el número de hojas es, en cada caso, discrecional.
Preferiblemente, a cada segundo conducto de refrigeración 42 a 46 está asociada una lámina termoconductora 55 a 57 de este tipo. Por ejemplo, al segundo conducto 42 de refrigeración está asociada la tercera lámina termoconductora 57, al segundo conducto 43 de refrigeración está asociada la segunda lámina termoconductora 56 y al segundo conducto 44 de refrigeración está asociada la primera lámina termoconductora 55. Además, también pueden estar asociadas láminas termoconductoras 55 a 57 de este tipo a los segundos conductos 45, 46 de refrigeración opcionales. Las láminas termoconductoras 55 a 57 tienen preferiblemente en cada caso un espesor mayor que las láminas reflectantes 40. Por ejemplo, las láminas termoconductoras 55 a 57 tienen en cada caso un espesor de 0,5 a 1,5 milímetros. El espesor de las láminas termoconductoras 55 a 57 puede variar a lo largo de los segundos conductos 42 a 46 de refrigeración.
Preferiblemente, los segundos conductos 42 a 46 de refrigeración están conectados mediante una unión material con las láminas termoconductoras 55 a 57 asociadas a los mismos. Por ejemplo, los segundos conductos 42 a 46 de refrigeración están pegados a las respectivas láminas termoconductoras 55 a 57. En caso de que las láminas termoconductoras 55 a 57 estén hechas de cobre, los segundos conductos 42 a 46 de refrigeración están soldados a las mismas. En caso de que las láminas termoconductoras 55 a 57 estén hechas de aluminio, los segundos conductos 42 a 46 de refrigeración están pegados a las mismas. De este modo se garantiza una buena transferencia de calor entre el respectivo segundo conducto 42 a 46 de refrigeración y la lámina termoconductora 55 a 57 asociada al mismo.
Las láminas termoconductoras 55 a 57 tienen forma de banda, tal como se muestra en una vista detallada en la Figura 5, y tienen una anchura b de 1 metro, por ejemplo. Entre dos terceras láminas termoconductoras 57 adyacentes o entre las primeras o segundas láminas termoconductora 55, 56 está prevista, visto en la dirección axial A, en cada caso, una distancia a. Es decir, las láminas termoconductoras 55 a 57 están dispuestas distanciadas unas de otras en la dirección axial A y rodean el escudo térmico 21 circunferencialmente. Las bandas de las láminas termoconductoras 55 a 57 también pueden solaparse en cada caso entre sí. La distancia a puede ser, por ejemplo, de 0,1 a 1 metros. Las láminas termoconductoras 55 a 57 se enrollan circunferencialmente alrededor del escudo térmico 21 en el elemento aislante 39.
A continuación se expone el funcionamiento del contenedor 1 de transporte. Antes de llenar el contenedor interno 6 con helio He, el escudo térmico 21 se enfría primero por medio de nitrógeno N2 criogénico, inicialmente gaseoso y después líquido, al menos aproximadamente o completamente hasta el punto de ebullición (1,3 bar(a), 7,95 K) del nitrógeno líquido LN2. El contenedor interno 6 aún no se ha enfriado activamente. Cuando el escudo térmico 21 se enfría, el gas residual en vacío que aún se encuentra en los espacios intersticiales 12, 20, 25 se congela en el escudo térmico 21. Cuando el contenedor interno 6 se llena con el helio He, se evita que el gas residual en vacío se congele en la parte exterior del contenedor interno 6 y contamine así la superficie metálica pulida de la capa 37 de cobre del elemento aislante 36 del contenedor interno 6. Tan pronto como el escudo térmico 21 y el contenedor 14 de refrigerante se enfrían completamente y el contenedor 14 de refrigerante vuelve a estar completamente rellenado con nitrógeno N2, el contenedor interno 6 se llenará con el helio He.
El contenedor de transporte puede entonces colocarse en un vehículo de transporte, como un camión o un barco, para transportar el helio He. Con ello, el escudo térmico 21 será refrigerado de forma continua mediante el nitrógeno líquido LN2. El nitrógeno líquido LN2 se consume a este respecto y hierve en el primer conducto 26 de refrigeración o en los primeros conductos 26 de refrigeración. Las burbujas de gas que se producen a este respecto pasan al separador 35 de fases, que está dispuesto en la parte más alta del sistema 13 de refrigeración con respecto a la dirección de la gravedad g. Tan pronto como el nitrógeno gaseoso GN2 es eliminado del sistema 13 de refrigeración mediante el separador 35 de fases, vuelve a fluir nitrógeno líquido LN2 al separador 35 de fases. En nitrógeno gaseoso GN2 se alimenta a través del conducto 50 de admisión a los segundos conductos 42 a 44 de refrigeración. Adicionalmente, puede alimentarse nitrógeno gaseoso GN2 directamente a los segundos conductos 45, 46 de refrigeración desde el contenedor 14 de refrigerante.
Debido a que el escudo térmico 21 también está dispuesto entre el contenedor 14 de refrigerante y el contenedor interno 6, se puede garantizar de forma fiable que el contenedor interno 6 sea suficientemente refrigerado incluso aunque el nivel de llenado o el nivel de líquido de nitrógeno N2 descienda en el contenedor 14 de refrigerante. El hecho de que el contenedor interno 6 esté rodeado completamente por el escudo térmico 21 garantiza que el contenedor interno 6 solo esté rodeado por superficies que tienen una temperatura correspondiente al punto de ebullición (1,3 bar(a), 79,5 K) del nitrógeno N2. Como resultado, solo hay una ligera diferencia de temperatura entre el escudo térmico 21 (79,5 K) y el contenedor interno 6 (4,2 - 6 K). Esto prolonga el tiempo de conservación para el helio He.
Además, debido a que el elemento aislante 39 dispuesto entre el escudo térmico 21 y el contenedor externo 2 está refrigerado activamente mediante el nitrógeno gaseoso GN2, el tiempo de conservación para el helio He se prolonga nuevamente. En comparación con los contenedores de transporte conocidos, el tiempo de conservación para el helio He puede prolongarse, por tanto, significativamente. El calor se transfiere desde el contenedor interno 6 al escudo térmico 21 a este respecto solo por radiación y conducción de gas residual. El contenedor 1 de transporte tiene, en particular, un tiempo de conservación para el helio He superior a 60 días, sin que además haya limitación alguna en cuanto a la temperatura ambiente natural.
Signos de referencia utilizados
1 Contenedor de transporte
Contenedor externo
Sección de base
Sección de tapa
Sección de tapa
Contenedor interno
Zona de gas
Zona de líquido
Sección de base
Sección de tapa
Sección de tapa
Espacio intersticial
Sistema de refrigeración
Contenedor de refrigerante
Sección de base
Sección de tapa
Sección de tapa
Zona de gas
Zona de líquido
Espacio intersticial
Escudo térmico
Sección de base
Sección de tapa
Sección de tapa
Espacio intersticial
Conducto de refrigeración
Sección
Sección
Sección
Sección
Conducto de conexión
Distribuidor
Colector
Conducto de conexión
Separador de fases
Elemento aislante
Capa de cobre
Capa aislante
Elemento aislante
Lámina reflectante
Espaciador
Conducto de refrigeración
Conducto de refrigeración
Conducto de refrigeración
Conducto de refrigeración
Conducto de refrigeración
Codo de tubo
Codo de tubo
Codo de tubo
Conducto de admisión
Conducto de evacuación
Conducto de admisión
Conducto de evacuación
Válvula de mantenimiento de la presión
Lámina termoconductora
Lámina termoconductora
Lámina termoconductora
a Distancia
A Dirección axial
b Anchura
g Dirección de la gravedad
GN2 Nitrógeno
H Horizontal
He Helio
LN2 Nitrógeno
L2 Longitud
N2 Nitrógeno
M1 Eje central
a Ángulo

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Contenedor (1) de transporte para helio (He), con un contenedor interno (6) para alojar el helio (He), un contenedor (14) de refrigerante para alojar un líquido criogénico (N2), un contenedor externo (2), en el que están alojados el contenedor interno (6) y el contenedor (14) de refrigerante, un escudo térmico (21), en el que está alojado el contenedor interno (6) y que puede refrigerarse activamente mediante una fase líquida del líquido criogénico (LN2), en donde el escudo térmico (21) presenta al menos un primer conducto (26) de refrigeración, en el que puede alojarse la fase líquida del líquido criogénico (LN2) para la refrigeración activa del escudo térmico (21), y un elemento aislante (39), que está dispuesto entre el contenedor externo (2) y el escudo térmico (21), caracterizado por que el elemento aislante puede refrigerarse activamente mediante una fase gaseosa del líquido criogénico (GN2), en donde el elemento aislante (39) presenta al menos un segundo conducto (42 - 46) de refrigeración, en el que puede alojarse la fase gaseosa del líquido criogénico (GN2) para la refrigeración activa del elemento aislante (39), y en donde el al menos un primer conducto (26) de refrigeración es un componente separado del al menos un segundo conducto (42 - 46) de refrigeración.
  2. 2. Contenedor de transporte según la reivindicación 1, que comprende además un separador (35) de fases para separar la fase líquida del líquido criogénico (LN2) de la fase gaseosa del líquido criogénico (GN2).
  3. 3. Contenedor de transporte según la reivindicación 2, en donde el separador (35) de fases está conectado para el paso de fluidos con el contenedor (14) de refrigerante mediante el al menos un primer conducto (26) de refrigeración.
  4. 4. Contenedor de transporte según la reivindicación 2 o 3, en donde el separador (35) de fases está dispuesto entre el al menos un primer conducto (26) de refrigeración y el al menos un segundo conducto (42 - 46) de refrigeración.
  5. 5. Contenedor de transporte según una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el al menos un segundo conducto (42 - 46) de refrigeración está conectado para el paso directo de fluidos con el contenedor (14) de refrigerante, con el fin de tomar de este la fase gaseosa del líquido criogénico (GN2).
  6. 6. Contenedor de transporte según una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el al menos un segundo conducto (42 - 46) de refrigeración se hace pasar a través del elemento aislante (39).
  7. 7. Contenedor de transporte según la reivindicación 6, en donde el elemento aislante (39) presenta varias hojas dispuestas de manera alterna de una lámina reflectante (40), en particular una lámina de aluminio, y un espaciador (41), en particular un papel de vidrio, y en donde el al menos un segundo conducto (42 -46) de refrigeración se hace pasar entre las hojas.
  8. 8. Contenedor de transporte según la reivindicación 7, en donde el elemento aislante (39) presenta al menos una lámina termoconductora (55 - 57), en particular una lámina de aluminio o de cobre de alta pureza, con la que está unido el al menos un segundo conducto (42 - 46) de refrigeración de manera térmicamente conductora, y en donde la al menos una lámina termoconductora (55 - 57) está posicionada entre las hojas de la lámina reflectante (40) y del espaciador (41).
  9. 9. Contenedor de transporte según la reivindicación 8, en donde la al menos una lámina termoconductora (55 - 57) encierra el escudo térmico (21).
  10. 10. Contenedor de transporte según la reivindicación 8 o 9, en donde el elemento aislante (39) presenta varias láminas termoconductoras (55 - 57), y en donde entre las láminas termoconductoras (55 - 57) están dispuestas hojas de la lámina reflectante (40) y del espaciador (41).
  11. 11. Contenedor de transporte según la reivindicación 10, en donde a cada lámina termoconductora (55 - 57) está asociado un segundo conducto (42 - 46) de refrigeración, que está unido a la respectiva lámina termoconductora (55 - 57) de manera térmicamente conductora.
  12. 12. Contenedor de transporte según la reivindicación 11, en donde los segundos conductos de refrigeración (42 - 46) se encuentran conectados entre sí para el paso de fluidos mediante codos (47 - 49) de tubo.
  13. 13. Contenedor de transporte según una de las reivindicaciones 8 a 12, en donde el espesor de la al menos una lámina termoconductora (55 - 57) es mayor que el espesor de la lámina reflectante (40).
  14. 14. Contenedor de transporte según una de las reivindicaciones 1 a 13, donde el contenedor (14) de refrigerante está dispuesto fuera del escudo térmico (21).
  15. 15. Contenedor de transporte según la reivindicación 14, donde el escudo térmico (21) presenta una sección (23) de tapa separada del contenedor (14) de refrigerante, la cual está dispuesta entre el contenedor interno (6) y el contenedor (14) de refrigerante.
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