HU219730B - Nyomástartó tartály gázok tárolására - Google Patents

Nyomástartó tartály gázok tárolására Download PDF

Info

Publication number
HU219730B
HU219730B HU9700601A HUP9700601A HU219730B HU 219730 B HU219730 B HU 219730B HU 9700601 A HU9700601 A HU 9700601A HU P9700601 A HUP9700601 A HU P9700601A HU 219730 B HU219730 B HU 219730B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
sealing shell
gas
pressure
storage
concrete
Prior art date
Application number
HU9700601A
Other languages
English (en)
Inventor
Hartmut Heidinger
Adolf Rohbracher
Gerhard Ruthammer
Original Assignee
Omv Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omv Aktiengesellschaft filed Critical Omv Aktiengesellschaft
Publication of HU9700601D0 publication Critical patent/HU9700601D0/hu
Publication of HUP9700601A2 publication Critical patent/HUP9700601A2/hu
Publication of HUP9700601A3 publication Critical patent/HUP9700601A3/hu
Publication of HU219730B publication Critical patent/HU219730B/hu

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00—Vessels not under pressure
    • F17C3/005—Underground or underwater containers or vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C11/00—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/03—Orientation
    • F17C2201/032—Orientation with substantially vertical main axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/052—Size large (>1000 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0604—Liners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0614—Single wall
    • F17C2203/0619—Single wall with two layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0626—Multiple walls
    • F17C2203/0629—Two walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636—Metals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0678—Concrete
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/01—Mounting arrangements
    • F17C2205/0123—Mounting arrangements characterised by number of vessels
    • F17C2205/013—Two or more vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/035—Propane butane, e.g. LPG, GPL
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107—Single phase
    • F17C2223/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036—Very high pressure (>80 bar)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/04—Reducing risks and environmental impact
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F17C2265/068—Distribution pipeline networks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0142—Applications for fluid transport or storage placed underground
    • F17C2270/0144—Type of cavity
    • F17C2270/0147—Type of cavity by burying vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0142—Applications for fluid transport or storage placed underground
    • F17C2270/0144—Type of cavity
    • F17C2270/0149—Type of cavity by digging cavities

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

A találmány tárgya nyomástartó tartály gázok, elsősorbanszobahőmérsékleten és légköri nyomáson gáz alakú szénhidrogének,például metán, etán, propán, bután, izobután tárolására. A nyomástartótartálynak lényegében henger alakú és közvetve és/vagy közvetlenül egytámaszközegre, például betonra (14) felfekvő, és a gázok számárabevezetésekkel és elvezetésekkel a felső végrészen, előnyösen egyközös be- és elvezetéssel ellátott fém tömítőhéja (12) van. Atömítőhéj (12) által képzett nyomástartó tartály a talajban lényegébenfüggőlegesen van elhelyezve. A henger alakú fém tömítőhéj (12)átmérőjének és maximális kiterjedésének aránya legalább 1:100, előnyösmódon legalább 1:500, és a tömítőhéj (12) alsó része oldhatatlan,merev módon, előnyösen betonnal (33) van lezárva. ŕ

Description

A találmány tárgya nyomástartó tartály gázok, különösen szobahőmérsékleten és légköri nyomáson gáz-halmazállapotú szénhidrogének, például metán, etán, propán, bután, izobután tárolására, fém tömítőhéjjal.
Az iparban, a kisiparban és a háztartásokban széleskörűen használnak gázokat, elsősorban nyomás alatt álló gázokat. Különféle célokra a legkülönbözőbb kémiai összetételű gázokat alkalmazzák, így például szén-dioxidot, oxigént és szénhidrogéneket is. Ezek a gázokat rendszerint nyomás alatt tartják, hogy egyrészt nagyobb mennyiséget lehessen egy-egy tartályban tárolni, másrészt hogy a fogyasztóhoz a gázt önműködően, nyomás által szállítsák.
Az energiahordozók terén a szilárd energiahordozókról, mint a fa és szén, egyre inkább áttérnek a folyékony energiahordozókra, így a folyékony földgáztermékekre és a gáz-halmazállapotú energiahordozókra. A gáz alakú energiahordozók közül előnyben részesítik azokat, amelyek elégetésekor csak kevés CO2 keletkezik. Kifejlesztettek ugyan olyan technológiákat, amelyekkel magas hőmérsékleten vízből hidrogén nyerhető, de ezeknek a technológiáknak a jövőbeli alkalmazása még nem várható. Széleskörűen alkalmazzák viszont a földgázt, amelyben nagy, például 95% feletti a metán részaránya. A földgáz elosztására a szárazföldön csővezetékeket fektetnek le a felszínen, de a földben is, míg a földgázt tengeren tankhajókban, cseppfolyósított alakban szállítják. A lelőhelyektől a gyűjtőhelyekre vezető csővezetékekben az üzemi nyomás rendszerint 7 MPa és 10 MPa (70 és 100 bar) között van, hogy a gáz a gyűjtőhelyekre jusson. Onnan a gáz távvezetékekbe kerül, és körülbelül 7 MPa (70 bar) nyomás alatt átadóállomásokra, majd innen a nyomást 2 kPa-ig (20 mbar) állandóan csökkentve az ipari, kisipari vagy háztartási fogyasztókhoz jut. A gáztávvezetékekben alkalmazott nagyobb nyomásnak nemcsak az a célja, hogy lehetővé tegye a gázáramlást, hanem ugyanakkor lehetővé teszi az azonos geometriai méretű csővezetékek kapacitásának növelését.
A gáztárolóknak nagyságuktól függően különböző feladatuk van. így például ismertek az úgynevezett föld alatti tárolók, mégpedig egyrészt a kimerült gáz- vagy olajmezőkben lévő „pórustárolók”, másrészt a mesterségesen létesített üregekben a „kavematárolók”. Az ilyen föld alatti földgáztárolók előnye, hogy viszonylag kevés gépi berendezéssel nagy mennyiségeket, például egy iparterület vagy lakóterület két-három hónapi gázfogyasztását tudják tárolni. Ezeken a hosszú időre szóló tárolókon kívül ismeretesek más megoldások is, amelyek figyelembe veszik a helyi fogyasztást, és nem teszik szükségessé nagy átmérőjű csővezetékek lefektetését. így a fogyasztó beleegyezése esetén a helyszínen levegőt lehet bekeverni, hogy a nyomás a földgázban megmaradjon. Ismeretes továbbá cseppfolyós gáz, különösen cseppfolyós földgáz helyszíni elpárologtatása és bevezetése. Az ilyen cseppfolyós földgázt a helyszínen rendszerint gömbtartályokban tárolják, és ezekben a nyomás 3 MPa és 4 MPa (30 és 40 bar) között van. További lehetőség az úgynevezett föld feletti csőtárolók alkalmazása. Például 5000 m3 tárolótérfogathoz tizennégy sor szükséges, amelyek hossza egyenként 150 m és a csőátmérő 1,50 m. Az üzemi nyomás itt 7,2 MPa (72 bar). Az ilyen tárolóknak így különösen nagy a felületigényük.
Az energiatechnikából ismeretes a többhéjas gáztömör tartályok felépítése. Ezekben a tömítést a légkörhöz képest egy belső fémréteg hozza létre, amire a gáz nyomást fejt ki. Ezt a fémréteget tömítőhéjnak is nevezik. Ennek a rétegnek a mechanikai igénybevétel, valamint túl nagy belső nyomás elleni védelmére egy külső réteg szolgál, ami támaszközegből, rendszerint betonból készül. Az ilyen tömítőhéjas betontartályok vagy gömbrész alakúak vagy gömbrész alakú lezárással rendelkező henger alakúak. A henger magassága ekkor nagyjából megegyezik a henger átmérőjével.
Az US-5,207,530-A számú szabadalmi leírásból ismert egy földgáztankoló hely kialakítása gépjárművekhez, ahol csavartokkal összekötött és az alsó végükön menetes sapkával lezárt csövek képezik a nyomástartó tartályt. Ezek a csövek a kőolajipari alkalmazásból ismertek. Az ilyen tároló egyrészt csak kis mennyiségű gázt tud tárolni, másrészt a nyomástartó tartályból az időegység alatt kivehető gázmennyiség viszonylag kicsi, mivel a tartály gázelvételkor lehűl, és ki kell várni, hogy a tartályt a környezetből felvett hő felmelegítse.
Ismeretes a GB-A-1289684 számú szabadalom, amely föld alatti betontartályra vonatkozik, amelynek alsó része hegesztett végtaggal van ellátva, és felső részén hidraulikus vezérlőegysége van. A tartály fő jellemzője a hosszirányú kiterjedés és egyidejűleg a föld alatt történő elhelyezés nyújtott hengeres formában. A megoldás hiányossága, hogy így nem ad egyértelmű kitanítást az alsó rész illesztésére, amely lehet oldható vagy merev lezárás.
A találmány feladata nagy térfogatú nyomástartó tároló kialakítása gázokhoz, elsősorban gáz alakú szénhidrogénekhez, amely mindenekelőtt a gázfogyasztási csúcs fedezésére alkalmas, és még 50 000 m3 befogadóképesség esetén is kis területigénnyel bír.
Találmányunk további feladata, hogy a nyomástartó tároló létrehozása előnyösen hagyományos eljárás alapján valósuljon meg, és hogy a nyomástartó tároló biztonsággal alkalmas legyen akár 30 MPa vagy 50 MPa (300 vagy 500 bar) nyomás esetén is, és szükségtelenné váljon tovább, megerősítés alkalmazása, például a tartály repedése ellen, emellett nagy gázmennyiségek vételezése is folytonosan biztosítva legyen.
A kitűzött feladatot olyan gázok, elsősorban szobahőmérsékleten és légköri nyomáson gáz alakú szénhidrogének, például metán, etán, propán, bután, izobután tárolására szolgáló nyomástartó tartállyal oldjuk meg, amelynek van egy lényegében henger alakú és közvetve és/vagy közvetlenül támaszközegre, például betonra felfekvő, és a gázok számára bevezetésekkel és elvezetésekkel, előnyösen egy közös be- és elvezetéssel kizárólag a felső végrészen ellátott fém tömítőhéja, és a tömítőhéj által képzett nyomástartó tartály a földben a vízszintre keresztben, lényegében függőlegesen van elhelyezve.
A találmány értelmében a henger alakú fém tömítőhéj átmérőjének és maximális kiterjedésének aránya
HU 219 730 Β legalább 1:100, előnyös módon legalább 1:500, és a tömítőhéj alsó része oldhatatlanul, előnyös módon betonnal van lezárva. Azáltal, hogy a nyomástartó tartálynak tömítőhéj a van, amely adott esetben önmagában is nagy nyomást képes felvenni, úgymint a tömítőhéj at támasztó közege, ezáltal nagy nyomásokat lehet biztonságosan megtartani. A tömítőhéj átmérőjének a tömítőhéj maximális kiterjedéséhez viszonyított aránya a tömítőhéj viszonylag kis átmérője esetén is nagy mennyiségű gáz tárolását teszi lehetővé. A helyigény a nyomástartó tartálynak a földben a vízszintre keresztirányú elrendezése, különösen függőleges elrendezése révén különösen kicsi. Azáltal, hogy a be- és elvezetések a felső végrészen vannak elhelyezve, a járulékos csővezetékigény különösen kicsi lesz. Az ilyen tartályt hagyományos, a földgázmezők és kőolajmezők feltárásához alkalmazott fúrási technikával lehet kialakítani, úgyhogy az általánosan ismert és biztos technológiákat lehet alkalmazni. Különösen egyszerű konstrukciós megoldás az, hogy a gázbe- és -elvezetés a tömítőhéj által képzett üregből közös vezetéken át történik, amely az üreggel gázvezetően és gáztömören van összekötve. Ez a konstrukciós kialakítás figyelembe veszi, hogy gázfelesleg esetén a gáztárolóból nem kell gázt kivenni, hanem abba gázt vezetnek be, míg gázhiány esetén a tárolóban nincs gáztárolás, hanem a tárolóból gázt vesznek ki. Ha a tömítőhéj alsó része oldhatatlan, merev módon, különösen betonnal van lezárva, akkor alkalmazható a hagyományos fúrási művelet, és a tartály, vagyis a tömítőhéj alsó részét egyszerűen lehet lezárni, és a tömör zárás szintén egyszerűen van biztosítva. Ezzel a konstrukciós kialakítással olyan nyomástartó tartályt hozunk létre, amely különösen alkalmas mély kiteijedésre, ezáltal a tartály a talaj mélyebb, de már magasabb hőmérsékletű részeibe süllyeszthető. így a gázkivétel által előidézett hőmérséklet-csökkenés gyors környezeti hőbevezetéssel kompenzálható. Ezáltal a nyomástartó tartályból rövid idő alatt nagy gázmennyiségeket lehet kivenni, mivel kihasználjuk a geotermikus energiát.
Adott esetben a tömítőhéj több egymás mögött elhelyezett és egymással közvetlenül, oldhatóan és gáztömören összekötött, előnyösen kúpos menetekkel összecsavarozott csőből van felépítve, akkor a nyomástartó tartályt az önmagukban ismert földgáz- vagy kőolajszállító csövekből lehet felépíteni, és a tartály lesüllyesztésekor a kőolajtechnikában ismert eljárást lehet alkalmazni.
Előnyös az a kialakítás, amikor egy tömítőhéj van a henger alakú térben, célszerűen egy további henger alakú tömítőhéjban, és a tömítőhéjak közbenső terében támaszközeg van elhelyezve, így különösen biztonságos, többrétegű tartályt kapunk.
Gazdaságos az a kialakítás, ahol a további tömítőhéjat, részcsődarabok képezik, amelyek egymással gáztömören össze vannak kötve, előnyös módon közvetlenül össze vannak csavarozva, így a külső cső is megbízható és ismert technikával van előállítva.
Egy kedvező kiviteli alak szerint támaszközegként legalább részben föld kerül beépítésre, ahol az elkészített fúrólyukba lényegében közvetlenül behelyezhető a tömítőhéj, így elkerüljük a járulékos műveleteket, és a talaj nyomószilárdságától függően - a nyomásfelvevő képességet megnöveljük.
Célszerű támaszközegként legalább részben betont beépíteni, mert ezzel az eljárás különösen egyszerűvé válik, mivel a betont a cső belsejétől kifelé fel lehet nyomni, és ugyanakkor nagy nyomószilárdság érhető el, vagyis nő a nyomásfelvevő képesség.
Kedvező kialakítás esetén támaszközegként legalább részben folyadék kerül behelyezésre, és a folyadék nyomóterhelése útján nagy ellennyomás fejthető ki a tömítőhéjra.
Célszerűen a támaszközegként alkalmazott folyadék kisebb nyomás alatt áll, mint a tárolandó gázok, mert egyrészt elkerüljük, hogy a folyadék a tömítetlen helyeken a tömítőhéj által képzett üregbe átjusson, másrészt a tömítetlen helyet a kilépő gázok és ezzel a folyadékban felszálló gázbuborékok jelzik.
Előnyös az a kiviteli mód, ahol a tömítőhéj által képzett üregben reverzibilisen ható adszorbeáló anyag van a tárolandó gázok számára, mert a tárolt mennyiség nyomás útján történő növelése mellett előre adott térfogatban járulékosan tovább növelhető a gáz mennyisége.
Egy gazdaságos megoldás szerint a további tömítőhéj alsó vége betonnal van lezárva, amely a további tömítőhéjban elhelyezett tömítőhéj előtt végződik, és a tömítőhéjak egymáshoz képest tömítőelemmel, különösen gumirugalmasságú anyagból készült gyűrűvel gáztömören vannak lezárva, amely a gáztartályban biztos tömítettséget hoz létre. Zavarok esetén, például akkor, ha a tulajdonképpeni nyomástartó tartálynak, vagyis a belső tömítőhéjnak tömítetlen helyei vannak, ilyenkor a belső tömítőhéjat járulékos fúrási folyamat nélkül meg lehet húzni.
Találmányunkat annak példaképpeni kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben rajzok segítségével, amelyek közül az
1. ábra a nyomástartó tartály vázlatos elrendezése, a
2. ábra henger alakú tömítőhéjat tartalmazó nyomástartó tartály függőleges metszete, a
3. ábra henger alakú tömítőhéjat tartalmazó nyomástartó tartály egy másik kiviteli alakjának függőleges metszete, a
4. ábra három belső, henger alakú tömítőhéjat tartalmazó nyomástartó tartály vízszintes metszete, az
5. ábra egy tömítőhéj alsó lezárását, és a
6. ábra a tömítőhéjcsöveket gáztömör összekötő végekkel mutatja.
Az 1. ábrán látható vázlatos elrendezésben a földgáz a 6,5-7,5 MPa (65-75 bar) üzemi nyomású 1 gáztávvezetékből 2 szelepen át 3 nyomáscsökkentő állomásba kerül, ami a nyomást attól függően, hogy a gázt körzeti szabályozóállomásokra vagy a fogyasztókhoz vezetik tovább, 2,5-4,0 MPa-ra (25-40 bar) vagy 2,0 kPa-ra (20 mbar) csökkenti. A gáz a 3 nyomáscsökkentő állomásról 4 fogyasztóhoz, például egy helyi áramfejlesztő gázturbinájához kerül. Egy második gáz3
HU 219 730 Β vezetékágban, amely a gáztávvezetékből elágazik, van egy 5 szelep és egy 6 kompresszor, például egy csavarkompresszor, amelytől a gáz 7, 8 szelepeken át 9 nyomástartó tartályba kerül. A 9 nyomástartó tartályból a gáz ismét a 8,10 szelepeken át egy 11 nyomáscsökkentőre és a 9 fogyasztóhoz jut.
Amikor a fogyasztás átlagos, akkor a földgáz az 1 gáztávvezetékből a 2 szelepen és a 3 nyomáscsökkentő állomáson át a 4 fogyasztóhoz jut. Ezzel egyidejűleg a földgáz az 5 szelepen, a földgáz nyomását 6,5-7,5 MPa-ról (65-75 bar) 25,0 MPa-ra (250 bar) emelő 6 kompresszoron, a 7, 8 szelepeken át a 9 nyomástartó tartályba kerül.
Csúcsfogyasztás esetén a 4 fogyasztó földgázt kap az 1 gáztávvezetéken, a 2 szelepen és a 3 nyomáscsökkentő állomáson át. Ezzel egyidejűleg a 7 szelep zárt állapotában földgázt vezetnek a 9 nyomástartó tartályból a 8,10 szelepeken, és a nyomást 25,0 MPa-ról (250 bar) a 4 fogyasztó üzemi nyomására csökkentő 11 nyomáscsökkentőn át a 4 fogyasztóhoz. Minthogy a 9 nyomástartó tartály mélyre, például 500 m, sőt 2000 m mélyre lenyúlik, ahol a környezet hőmérséklete nagyobb, úgyhogy a gázkivétel által létrehozott hőhiány gyorsan kiegyenlíthető, és ennek révén időegység alatt nagy mennyiségű gázt lehet kivenni. így az 1 gáztávvezetékből érkező földgázon kívül a 9 nyomástartó tartályból járulékos földgáz jut a 4 fogyasztóhoz. Ily módon a nyomásesés a fogyasztónál elkerülhető anélkül, hogy az 1 gáztávvezetéknek nagyobb kapacitással kellene rendelkeznie.
A 2. ábrán látható nyomástartó tartálynak 50,8 mm belső átmérőjű 12 tömítőhéja van, ami csúcsvéggel és tokvéggel ellátott, és az API (American Petroleum Institute) Rangé 2 szerinti 8,5 és 10,5 m közötti hosszúságú csövekből van felépítve.
Ahogyan ez a 2. ábrán látható, a csövek összeszerelésével létrehozható a csövek gáztömör kötése. A függőlegesen elhelyezett 12 tömítőhéj teljes hossza 1500 m. A 12 tömítőhéj 76,2 mm külső átmérőjű, henger alakú 13 füratban van. A 12 tömítőhéj és a henger alakú 13 furat közötti tér 14 betonnal van kitöltve. 500 m mélységig van egy további külső 15 betonköpeny. A 13 furatot a hagyományos mélyfúrási módon, általában ütve forgató mélyfúrással készítik el, a 12 tömítőhéjat lesüllyesztik, és a 12 tömítőhéjon át a folyékony 14 betont a 12 tömítőhéj és a henger alakú 13 furat közé beviszik. Az 50,8 mm belső átmérőjű és 1500 m hosszú tömítőhéjjal körülbelül 300 m3 geometriai térfogat áll rendelkezésre. Ha két ilyen nyomástartó tartály van egymás mellett, és mindegyik 12 tömítőhéjat támaszközegként saját 14 beton veszi körül, akkor kettős nyomástartó tartály áll rendelkezésre, amelynek a befogadóképessége 25,0 MPa (250 bar) nyomáson körülbelül 150 000 m3. Ha a földgáz a nyomástartó tartályban 25,0 MPa (250 bar) nyomás alatt áll, akkor tartályonként, amelyek geometriai térfogata 300 m3, 75 000 m3 tárolható.
A 3. ábra szerinti kiviteli alakban a 12 tömítőhéj belső átmérője 40,6 mm, és a 12 tömítőhéjat körülveszi egy 50,8 mm belső átmérőjű 16 tömítőhéj további fémcsöve. A 12 tömítőhéj és a 16 tömítőhéj további fémcsöve közötti tér egy folyékony 17 támaszközeggel, mégpedig korróziógátló anyagot tartalmazó vízzel van megtöltve. A közbenső tér ugyancsak gáztömör kivitelű, és 18 szelepen át lehet onnan gázt kivenni, úgyhogy észlelhető, ha például a földgáz szökik a 16 tömítőhéjon át. További lehetőség 20 nézőablakok elhelyezése a felső, gyűrű alakú 19 tartály végen. Ezeken egyrészt fény jut be, másrészt észlelhető a gázbuborékok felszállása. A 16 tömítőhéj teljes hossza 2250 m, míg a folyékony 17 támaszközeg csak 1400 m mélységig terjed, és 1400 m-től 2250 m-ig támaszközegként 21 beton szolgálhat. A felső részen, 500 m mélységig ismét egy külső 15 betonköpeny van. A további 16 tömítőhéjat járulékos 14 beton veszi körül, amely ugyancsak támaszközegként szolgál. A külső, 16 tömítőhéjon belül és kívül lévő 33 beton a 16 tömítőhéjat alul lezárja, és a belső 12 tömítőhéj előtt végződik, úgyhogy ezek között kialakul egy tér, amelyben gáznyomás van. A belső 12 tömítőhéjat a külső 16 tömi tőhéjhoz képest tömítőfésűvel ellátott, gumirugalmasságú 32 gyűrű tömíti, úgyhogy a 33 beton képezi a nyomástartó tartály alsó lezárását. Az ilyen gáztároló geometriai térfogata körülbelül 330 m3, és ebben 25,0 MPa (250 bar) nyomáson 82 500 m3 gáz tárolható.
A 4. ábrán egy további kiviteli alak látható, mégpedig vízszintes metszetben. Egy fémcső (16 tömítőhéj) folyékony 17 támaszközeg befogadótartályaként szolgál. Ettől a 17 támaszközegtől elválasztottan három 12 tömítőhéj van elhelyezve. Az ilyen elrendezés például különösen nagy nyomás alatti vagy a normális hőmérséklettől jelentősen eltérő hőmérsékleten történő gáztároláshoz alakítható ki. Itt a támaszfolyadékra különösen nagy ellennyomást lehet adni, ami csak kissé kisebb a 12 tömítőhéjban fennálló nyomásnál, úgyhogy a tömítetlen helyeket a gáz távozása alapján fel lehet ismerni. Ugyanakkor lehetőség van a támaszközeg hűté sére, úgyhogy a tartály hűthető, és így például folyékony gázokat egyszerű módon lehet tárolni.
Az 5. ábrán egy 12 tömítőhéj alsó része látható. A 22 visszacsapó szelepen át 14 betont vittek be. Ez a 14 beton van közvetlenül a 22 visszacsapó szelep felett is. A felső lezárást labirinttömítésként működő 24 tömítőfésűvel ellátott 23 dugó hozza létre.
A 6. ábrán tömítőhéjként alkalmazható két, 27, 28 cső két csővége, 25 tokvég és 26 csúcsvég látható. Mindegyik 27, 28 csőnek van egy 25 tokvége és egy 26 csúcsvége, úgyhogy ezeket kúpos 29 menettel össze lehet csavarni. A csőkötés tömítésére kúpos 30,31 tömitőfelületek szolgálnak. A csövek összecsavarásakor a 26 csúcsvég 31 tömítőfelülete a 30 tömítőfelületen át a 25 tokvég 31 tömítőfelületéhez nyomódik.
A 27,28 csövek rendszerint acélcsövek, de a korróziós feltételeknek megfelelően más fémből is készülhetnek.
A nyomástartó tartályok nem csupán földgázhoz, hanem más gázokhoz is alkalmasak, és nemcsak a csúcsfogyasztás fedezésére szolgálhatnak. A találmány szerinti nyomástartó tartályban így például tárolható oxigén, szén-dioxid, nitrogén vagy más gáz, különösen ak4
HU 219 730 Β kor, ha ipari létesítményekben nagyon kis terület áll rendelkezésre ilyen nyomástartó tartályok számára.
Adszorbeálóanyagként előnyösen aktív szén, kovaföld, fémek, oldatok alkalmasak.

Claims (9)

1. Nyomástartó tartály gázok, elsősorban szobahőmérsékleten és légköri nyomáson gáz-halmazállapotú szénhidrogének, például metán, etán, propán, bután, izobután tárolására, amelynek lényegében henger alakú és közvetve és/vagy közvetlenül támaszközegre, például betonra felfekvő, és a gázok számára bevezetésekkel és elvezetésekkel a felső végrészen, előnyösen egy közös be- és elvezetéssel ellátott fém tömítőhéja van, és a tömítőhéj által képzett nyomástartó tartály a talajban lényegében függőlegesen van elhelyezve, azzal jellemezve, hogy a henger alakú fém tömítőhéj (12,16) átmérőjének és maximális kiterjedésének aránya legalább 1:100, előnyös módon legalább 1:500, és a tömítőhéj (12, 16) alsó része oldhatatlan, merev módon célszerűen betonnal (33) van lezárva.
2. Az 1. igénypont szerinti nyomástartó tartály gázok tárolására, azzal jellemezve, hogy a tömítőhéj (12, 16) több egymás mögött elhelyezett és egymással közvetlenül, oldhatóan és gáztömören összekötött, különösen kúpos menetekkel összecsavarozott csőből (27, 28) van felépítve.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti nyomástartó tartály gázok tárolására, azzal jellemezve, hogy legalább egy tömítőhéj (12) van további henger alakú tömítőhéjban (16) elrendezve, és a tömítőhéjak (12, 16) közbenső terében támaszközeg (17) van elhelyezve.
4. A 3. igénypont szerinti nyomástartó tartály gázok tárolására, azzal jellemezve, hogy a további fém tömítőhéjat (16) részcsődarabok képezik, amelyek egymással gáztömören össze vannak kötve, előnyösen közvetlenül össze vannak csavarozva.
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti nyomástartó tartály gázok tárolására, azzal jellemezve, hogy támaszközegként (17) legalább részben föld van beépítve.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti nyomástartó tartály gázok tárolására, azzal jellemezve, hogy támaszközegként (17) legalább részben folyadék van behelyezve.
7. A 6. igénypont szerinti nyomástartó tartály gázok tárolására, azzal jellemezve, hogy a támaszközegként behelyezett folyadék nyomása a tárolandó gázok nyomásánál kisebb.
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti nyomástartó tartály gázok tárolására, azzal jellemezve, hogy a tömítőhéj (12) által képzett üregben reverzibilisen ható adszorbeálóanyag van.
9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti nyomástartó tartály gázok tárolására, azzal jellemezve, hogy a további tömítőhéj (16) alsó vége betonnal (33) van lezárva, amely a további tömítőhéjban (16) elhelyezett tömítőhéj (12) előtt végződik, és a tömítőhéjak (12, 16) egymáshoz képest tömítőelemmel, különösen gumirugalmasságú anyagból készült gyűrűvel (32) gáztömören vannak lezárva.
HU9700601A 1996-03-18 1997-03-17 Nyomástartó tartály gázok tárolására HU219730B (hu)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0050396A AT404247B (de) 1996-03-18 1996-03-18 Druckbehälter für zu speichernde gase

Publications (4)

Publication Number Publication Date
HU9700601D0 HU9700601D0 (en) 1997-05-28
HUP9700601A2 HUP9700601A2 (hu) 1998-10-28
HUP9700601A3 HUP9700601A3 (en) 1998-12-28
HU219730B true HU219730B (hu) 2001-07-30

Family

ID=3492337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9700601A HU219730B (hu) 1996-03-18 1997-03-17 Nyomástartó tartály gázok tárolására

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0801261A3 (hu)
AT (1) AT404247B (hu)
CZ (1) CZ79497A3 (hu)
HU (1) HU219730B (hu)
SK (1) SK34497A3 (hu)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200133771A (ko) 2018-03-19 2020-11-30 클린테크 지오메카닉스 인코포레이티드 압축 공기 에너지 저장을 위한 시스템 및 방법
US10995906B1 (en) * 2020-07-30 2021-05-04 Energia de Septiembre LLC Underground hydrogen storage vessel

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1289684A (hu) * 1968-11-12 1972-09-20
FR2657677B1 (fr) * 1990-02-01 1993-10-22 Application Gaz Recipient pour gaz liquide, incorpore ou non dans un appareil d'utilisation.
US5333465A (en) * 1992-04-30 1994-08-02 Mcbride Terry R Underground storage system for natural gas
US5207530A (en) * 1992-07-29 1993-05-04 Halliburton Company Underground compressed natural gas storage and service system
US5411098A (en) * 1993-11-09 1995-05-02 Atlantic Richfield Company Method of stimulating gas-producing wells

Also Published As

Publication number Publication date
HUP9700601A3 (en) 1998-12-28
EP0801261A2 (de) 1997-10-15
AT404247B (de) 1998-09-25
HU9700601D0 (en) 1997-05-28
CZ79497A3 (en) 1997-10-15
EP0801261A3 (de) 1998-10-07
ATA50396A (de) 1998-02-15
SK34497A3 (en) 1997-11-05
HUP9700601A2 (hu) 1998-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5207530A (en) Underground compressed natural gas storage and service system
AU722634B2 (en) Ship based gas transport system
US6516616B2 (en) Storage of energy producing fluids and process thereof
CN100538151C (zh) 低温管道系统
CN106170657A (zh) 安装在浮体结构内的密封隔热容器
MX2008011856A (es) Metodo y aparato para recuperar y transportar gas metano.
KR20130113320A (ko) 굴착식 지하 가스 저장 시스템
RU2314454C2 (ru) Установка для хранения природного газа в трубах
US20150108137A1 (en) Pressure Vessel and a Method of Loading CNG into a Pressure Vessel
US4542626A (en) Method and apparatus for underground storage of ammonia and analogous products
US2328647A (en) Method and apparatus for storing gaseous materials in the liquid phase
HU219730B (hu) Nyomástartó tartály gázok tárolására
US3276213A (en) Reservoir for the underground storage of liquefied gases
KR20180000084U (ko) 배관용 퍼지장치
CN206846178U (zh) 一种lng输送管道直管泄漏堵漏工具
JP2003166697A (ja) 水素貯蔵タンク
US20030150213A1 (en) Storage of energy producing fluids and process thereof
CN206362418U (zh) 剩余液位传感器低温承压实验工装
AU768752B2 (en) Bottom entry pumping system with tertiary containment
RU2667708C1 (ru) Хранилище гелия
CN215000094U (zh) 一种低温管道与常温壳体的连接结构
RU89505U1 (ru) Хранилище газов в горных выработках - "вниигаз"
US3163013A (en) Storage of low pressure gases
US20240133518A1 (en) Combined high pressure receptacles
CN207674100U (zh) 一种大规模流体工质存储装置

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee