NO141812B

NO141812B - METHOD INSTRUCTION PROCEDURE FOR OFFSHORE CONSTRUCTIONS

Info

Publication number: NO141812B
Application number: NO3700/73A
Authority: NO
Inventors: Max Bassett
Original assignee: Nelson Shields Jr C
Priority date: 1973-05-07
Filing date: 1973-09-20
Publication date: 1980-02-04
Also published as: US3832857A; DE2365950A1; MY7900094A; DE2347466B2; GB1444158A; DK142504C; NO141812C; DE2365950C2; DE2347466A1; GB1444160A; GB1444159A; NL172772B; NL172772C; NL7313552A; DK142504B; MY7900149A

Description

Kjølt lagringssystem for lagring av et flytendegjort, Refrigerated storage system for storing a liquefied,

normalt gassformet materiale. normally gaseous material.

Foreliggende oppfinnelse angår et for-bedret lagringssystem for lagring av et flytendegjort, normalt gassformet materiale, som f. eks. NH.,, naturgass, propan, oxygen osv. The present invention relates to an improved storage system for storing a liquefied, normally gaseous material, such as e.g. NH.,, natural gas, propane, oxygen etc.

Slike flytende materialer kan på øko-nomisk måte lagres i store, kjølte, i det vesentlige flatbunnete, sylindriske lagerbeholdere ved tilnærmet atmosfærisk trykk. I kjølesystemer som arbeider med damp-kompresjon anvendes der en rekke trinn omfattende komprimering av dampen, kondensering av den komprimerte damp ved kjøling ved vann eller luft som kondenser-ingsmedium og utblåsning eller avspenning av den kondenserte væske i en atmosfære med meget lavere trykk for å tilveiebringe den lave temperatur som er nødvendig for lagringen. Som følge av de store trykk- og temperaturendringer som forkommer i kjø-lesystemer av denne type må den nødven-dige kompresjon tilveiebringes ved en fler-trinnsprosess. Such liquid materials can be economically stored in large, cooled, essentially flat-bottomed, cylindrical storage containers at approximately atmospheric pressure. In cooling systems that work with vapor compression, a number of steps are used, including compression of the vapor, condensation of the compressed vapor by cooling with water or air as the condensing medium, and blowing out or relaxation of the condensed liquid in an atmosphere with a much lower pressure in order to provide the low temperature necessary for storage. As a result of the large pressure and temperature changes that occur in cooling systems of this type, the necessary compression must be provided by a multi-stage process.

Foreliggende oppfinnelse angår et kjølt The present invention relates to a refrigerator

lagringssystem av den type som omfatter storage system of the type that includes

en isolert lagerbeholder, et primært kjøle-system med anordninger for kompresjon av dampformet materiale som fjernes fra beholderen, et første ledningsnett for an insulated storage container, a primary cooling system with means for compressing vaporous material removed from the container, a first wiring system for

transport av dampformet materiale fra beholderen <til kompresjonsanordningen, anordninger for kjøling og kondensering av det komprimerte dampformede materiale, omfattende en varmeutveksler med en mantelside og en rørside for indirekte var- transport of vaporous material from the container <to the compression device, devices for cooling and condensing the compressed vaporous material, comprising a heat exchanger with a jacket side and a pipe side for indirect heat-

meutveksling, et annet ledningssystem for transport av det komprimerte dampformede materiale fra kompressoren til en del av mantelsiden i varmeutveksleren. Det nye og karakteristiske for lagringssystemet ifølge oppfinnelsen består i at det er forsynt med et sekundær-t kjølesystem omfattende et tredje ledningssystem for tilførsel av et kjølemiddel til rørsiden i den nevnte varmeutveksler, samt et fjerde ledningssystem for tilførsel av materialet, som skal lagres, til mantelsiden i varmeutveksleren for bråfordampning i mantelsiden av materialet som skal lagres, og et femte ledningssystem forbundet med mantelsiden for bortføring av væskeformet materiale fra mantelsiden og føring av dette materiale til lagerbeholderen. exchange, another conduit system for transporting the compressed vapor material from the compressor to part of the shell side of the heat exchanger. The new and characteristic feature of the storage system according to the invention is that it is provided with a secondary cooling system comprising a third conduit system for supplying a coolant to the pipe side of the aforementioned heat exchanger, as well as a fourth conduit system for supplying the material, which is to be stored, to the mantle side in the heat exchanger for rapid vaporization in the mantle side of the material to be stored, and a fifth conduit system connected to the mantle side for removing liquid material from the mantle side and leading this material to the storage container.

Ved lagringssystemet ifølge oppfinnelsen ledes flytende materiale ved en temperatur som er høyere enn temperaturen av det lagrete materiale gjennom en kombinert kondensator og fordamperbeholder. Her blir materialet som skal lagres bråfor-dampet på mantelsiden. Dampen som frembringes ved bråfordampningen blir fullstendig kondensert i beholderen når den blandes med det flytende materiale, som trer inn 1 lagringsbeholderen fra en for-rådsbeholder. In the storage system according to the invention, liquid material is led at a temperature that is higher than the temperature of the stored material through a combined condenser and evaporator container. Here, the material to be stored is pre-steamed on the mantle side. The vapor produced by flash evaporation is completely condensed in the container when mixed with the liquid material entering the storage container from a storage container.

Når det flytende materiale som befin-ner seg i fordamperbeholderen fordampes blir den varme damp fjernet gjennom en ledning og ført gjennom det primære kjø-lesystem, hvor dampen komprimeres og sirkuleres gjennom en ledning til den for-annevnte kondensator-fordamperbeholder. When the liquid material in the evaporator container is evaporated, the hot steam is removed through a line and passed through the primary cooling system, where the steam is compressed and circulated through a line to the aforementioned condenser-evaporator container.

Virkningen av lagringssystemet ifølge The effect of the storage system according to

oppfinnelsen består bl. a. i at det kan ar-beide ved forholdsvis lave temperaturer og trykk, slik at rensningen av gasser ved høy-ere trykk kan reduseres til et minimum. Vi-dere reduseres kraftforbruket i vesentlig grad sammenlignet med kraftforbruket for tidligere kjente lagringssystemer. the invention consists, among other things, of a. in that it can work at relatively low temperatures and pressures, so that the purification of gases at higher pressures can be reduced to a minimum. In addition, the power consumption is reduced to a significant extent compared to the power consumption of previously known storage systems.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere i forbindelse med tegningene hvor In the following, the invention will be described in more detail in connection with the drawings where

fig. 1 er et skjematisk arbéidsdiagram som viser en utførelsesform for det kjølte lagringssystem ifølge oppfinnelsen og fig. 1 is a schematic flowchart showing an embodiment of the refrigerated storage system according to the invention and

fig. 2 i aksialsnitt viser en foretrukken utførelsesform for en kondensator og fordamper som anvendes for varmeutveksling i kjølesystemet. fig. 2 in axial section shows a preferred embodiment of a condenser and evaporator used for heat exchange in the cooling system.

Fin- 1 illustrerer et for kommersielt Fin- 1 illustrates a too commercial

bruk bestemt lagringssystem for propan og omfattende et sekundært kjølesystem i hvilket der som kjølemiddel anvendes til- . nærmet ren propan, dvs. propan som ikke . inneholder etylen, etan eller andre be-standdeler som har et lavere kokepunkt enn propan. Lagringen av produktet som skal lagres finner her sted i en eller flere vanlige flatbunnete, enkeltveggete eller dobbeltveggete lagerbeholdere 10. Lagerbe-holderne 10 er passende varmeisolert under anvendelse av vanlig isolasjonsteknikk. Kjøling tileviebringes ved hjelp av et primært system som holder det lagrete materiale på valgte lagringsbetingelser samt et sekundært system som virker på en måte som skal beskrives i det følgende. use a specific storage system for propane and including a secondary cooling system in which the coolant is used for near pure propane, i.e. propane which does not . contains ethylene, ethane or other ingredients that have a lower boiling point than propane. The storage of the product to be stored here takes place in one or more usual flat-bottomed, single-walled or double-walled storage containers 10. The storage containers 10 are suitably thermally insulated using usual insulation techniques. Cooling is provided by means of a primary system which keeps the stored material at selected storage conditions as well as a secondary system which works in a manner to be described in the following.

Materialet som skal lagres mottas gj ennom ledningen 11. Materialet som mottas ved en temperatur som er høyere enn lagertemperaturen passerer gjennom en 'kombinert kondensator og f ordamperbehol-der 12 hvor materialet bråfordampes på mantelsiden av beholderen 12. Det flytende produkt fra fordampningsprosessen tømmes ut gjennom ledningen 13 og ledes til den flatbunnete beholder 10. Dampen som dannes ved toråfordampningen blir tilnærmet fullstendig kondensert i kondensatorfordamperen 12, blandes med det flytende produkt og føres likeledes til lagerbeholderen. Etterhvert som der finner sted fordampning i den flatbunnete beholder 10 fjernes den varme damp fra damprommet gjennom ledningen 14 og sirkuleres gjennom det primære kjølesystem for sluttelig å hrukes som kjølemiddel i dette. Dampen passerer enten gjennom den store fylle-kompressor 15 eller gjennom den lille holdekompressor 16 i avhengighet av om la-gersystemet mottar materialet som skal lagres fra en ytre kilde gjennom ledningen 11 eller der skal opprettholdes de forutsatte lagerbetingelser for det lagrete materiale. For å tillate alternativ bruk av kompressorene 15. og 16 er det anordnet ventiler 17 og 18 som er egnet til å lede det dampformete materiale gjennom ledningen 19 og fyllekompressoren 15 respektive gjennom ledningen 20 og holdekompressoren The material to be stored is received through the line 11. The material received at a temperature higher than the storage temperature passes through a combined condenser and pre-evaporator container 12 where the material is rapidly evaporated on the jacket side of the container 12. The liquid product from the evaporation process is discharged through the line 13 and is led to the flat-bottomed container 10. The steam that is formed during the crude evaporation is almost completely condensed in the condenser evaporator 12, is mixed with the liquid product and is likewise led to the storage container. As evaporation takes place in the flat-bottomed container 10, the hot steam is removed from the steam room through line 14 and circulated through the primary cooling system to finally be condensed as a coolant in this. The steam passes either through the large filling compressor 15 or through the small holding compressor 16 depending on whether the storage system receives the material to be stored from an external source through the line 11 or where the assumed storage conditions for the stored material are to be maintained. In order to allow alternative use of the compressors 15 and 16, valves 17 and 18 are arranged which are suitable for directing the vaporized material through the line 19 and the filling compressor 15 respectively through the line 20 and the holding compressor

16. Det komprimerte dampformete materiale som kommer fra den av kompressorene 15 eller 16 som brukes, ledes gjennom ledningen 21 til kondensatorfordamperen 12 for å blandes med den innkommende 16. The compressed vapor form material coming from whichever of the compressors 15 or 16 is used is passed through line 21 to the condenser evaporator 12 to be mixed with the incoming

mater ialstrøm fra ledningen 11. Kondensatorfordamperen 12 er forsynt med en sikkerhetsventil 25 som tillater utslipning av de relativt små mengder ikkekondenserbare gasser som eventuelt kan oppsamles her. feed ial current from the line 11. The condenser evaporator 12 is provided with a safety valve 25 which allows the discharge of the relatively small amounts of non-condensable gases which may possibly be collected here.

Det sekundære kjølemiddel sirkulerer gjennom rørsiden i kondensatorfordamperen 12 hvor det opptar varme ved vanlig varmeoverføring fra det dampformete materiale fra det primære kjølesystem. Ved varmeoverføringsprosessen fordampes det sekundære kjølemiddel. Dampen fra rør-siden i kondensatorfordamperen 12 trekkes deretter ut gjennom ledningen 26 og passerer gjennom holdekompressoren 27 hvor den komprimeres til et vesentlig høy-ere trykk og ledes ut gjennom ledningen 28 for å kondenseres i kondensatoren 29. Tilstrekkelig varmeoverføring kan generelt oppnåes ved å anvende luft eller kjølevann som varmeoverføringsmedium i kondensatoren 29 for holdekompressoren. Fyllekompressoren 30 brukes under fyllesyklusen for det sekundære kjølemiddel og kan kreve bruk av en særskilt kjøleenhet 31 for å skaffe kunstig nedkjølt kjølemiddel, som kan være vann, luft eller en annen passende væske eller gass, gjennom ledningene 32 og 33 til kondensatoren 34. The secondary refrigerant circulates through the tube side in the condenser evaporator 12 where it absorbs heat by normal heat transfer from the vaporized material from the primary cooling system. During the heat transfer process, the secondary refrigerant evaporates. The steam from the pipe side in the condenser evaporator 12 is then drawn out through the line 26 and passes through the holding compressor 27 where it is compressed to a significantly higher pressure and led out through the line 28 to be condensed in the condenser 29. Adequate heat transfer can generally be achieved by using air or cooling water as heat transfer medium in the condenser 29 for the holding compressor. The charge compressor 30 is used during the charge cycle for the secondary refrigerant and may require the use of a separate refrigeration unit 31 to provide artificially cooled refrigerant, which may be water, air or another suitable liquid or gas, through lines 32 and 33 to the condenser 34.

En av hovedfordelene ved dette system er at det arbeider ved forholdsvis lave temperaturer og som følge herav ved forholdsvis lave trykk hvorved problemet med utslipning av ikkekondenserbare gasser, som er vesentlig vanskeligere ved høye trykk, reduseres. One of the main advantages of this system is that it works at relatively low temperatures and, as a result, at relatively low pressures, whereby the problem of leakage of non-condensable gases, which is significantly more difficult at high pressures, is reduced.

Selv om varmeutvekslingen mellom det primære kjølemiddel (lagret materiale) og det sekundære kjølemiddel kan tilveiebringes ved hjelp av mange forskjellige konvensjonelle varmeutvekslerapparater, anvendes der fortrinnsvis et apparat som vist på fig. 2. Det her illustrerte apparat består av en kombinert kondensatorfordamperbe-holder 12 som er en vertikalt anordnet beholder med en mantel og en rørsats og i hvilken det sekundære kjølemiddel fordampes på rørsiden ved lav temperatur ved innvirkning av varmere sirkulerende damper fra det primære kjølesystem, som kon-denserer på mantelsiden ved en høyere temperatur. Kondensatorfordamperen har en flerdobbelt funksjon idet den på mantelsiden tjener til bråfordampning av det innkommende materiale som skal lagres, til en lav moderat temperatur, og tilbake-føre og kondensere dampen som dannes ved bråfordampningen av det lagrete pro-, dukt og til å tjene som en kondensator for den komprimerte damp som frembringes i det primære kjølesystem. Driftsbetingel-sene for kondensatorfordamperen er valgt slik at det skaffes balanse mellom kom-press jonsforholdene i kompressorene. Are-alet av varmeoverflaten som dannes av rørene og tverrsnittsarealet av seksjonen for frigjøringen av dampen er beregnet på grunnlag av velkjente varmeoverførings-formler. Veggen 35 i den Illustrerte kon-densatorfordamperbeholder er en vertikal sylinder som er lukket oventil og nedentil ved hj elp av skålf ormete eller elliptiske ho-der 36 forsynt med flenser. På rørsiden er det anordnet munnstykker henholdsvis 37 og 38, som tjener henholdsvis som innløp for et' flytende sekundært kjølemiddel og utløp for fordampet sekundært kjølemid-del. To rørplater 39 og 40 er enten fastsvei-set til mantelen eller fastholdt ved hjelp av flenser i avhengighet av den konstruk-sjonsmetode og de materialer som er an-vendt. Disse rørplater er utført med et fler-tall åpninger for opptagning av et tilsvarende antall rør 41 som danner den ønskete varmeoverflate; rørene 41 raker noe ut på siden av hver rørplate 39 og 40 og kan val-ses fast i eller holdes ipå plass i platene på annen velkjent måte. Rørene 41 kan være anordnet etter et trekarutmønster med tilstrekkelig spillerom til å sikre gjennom - trengning av damp med minimalt trykk-fall. Mantelsiden av kondensatorfordamperen 12 er forsynt med munnstykker 42, 43, 44 og 45 som brukes henholdsvis som innløp for komprimert dampformet lagret produkt forbundet med ledningen 21, et innløp for flytende materiale forbundet med ledningen 1', et utløp for flytende materiale forbundet med ledningen 13 og et utløp for ikkekondenserbar gass forbundet med ledningen 25. Apparatet kan være forsynt med ben for å hvile på et underlag av stål eller et annet passende fundament eller kan være selvbærende og forsynt med søyler som hviler på grunnen. Although the heat exchange between the primary coolant (stored material) and the secondary coolant can be provided by means of many different conventional heat exchanger devices, an apparatus as shown in fig. 2. The apparatus illustrated here consists of a combined condenser evaporator container 12 which is a vertically arranged container with a jacket and a set of tubes and in which the secondary refrigerant is evaporated on the tube side at a low temperature under the influence of hotter circulating vapors from the primary cooling system, which condenses on the mantle side at a higher temperature. The condenser evaporator has a multiple function in that it serves on the mantle side to rapidly evaporate the incoming material to be stored, to a low moderate temperature, and to return and condense the steam formed by the rapid evaporation of the stored product and to serve as a condenser for the compressed steam produced in the primary cooling system. The operating conditions for the condenser evaporator have been chosen so that a balance is achieved between the compression ratios in the compressors. The area of the heating surface formed by the pipes and the cross-sectional area of the section for the release of the steam are calculated on the basis of well-known heat transfer formulas. The wall 35 of the illustrated condenser evaporator vessel is a vertical cylinder which is closed above and below by means of cup-shaped or elliptical heads 36 provided with flanges. Nozzles 37 and 38 are arranged on the pipe side, respectively, which serve respectively as an inlet for a liquid secondary coolant and an outlet for an evaporated secondary coolant part. Two tube plates 39 and 40 are either welded to the casing or held by means of flanges depending on the construction method and the materials used. These tube plates are made with a plurality of openings for receiving a corresponding number of tubes 41 which form the desired heating surface; the pipes 41 protrude somewhat on the side of each pipe plate 39 and 40 and can be rolled firmly in or held in place in the plates in another well-known way. The pipes 41 can be arranged according to a three-carat pattern with sufficient clearance to ensure penetration of steam with minimal pressure drop. The mantle side of the condenser evaporator 12 is provided with nozzles 42, 43, 44 and 45 which are respectively used as an inlet for compressed vapor stored product connected to the line 21, an inlet for liquid material connected to the line 1', an outlet for liquid material connected to the line 13 and an outlet for non-condensable gas connected to line 25. The apparatus may be provided with legs to rest on a base of steel or other suitable foundation or may be self-supporting and provided with columns resting on the ground.

Ved anvendelse av kondensatorf ordam-peren som ovenfor beskrevet i et kjølt la-gersystem ifølge oppfinnelsen vil det flytende sekundære kjølemiddel som trer inn ved bunnen av kondensatorfordamperen 12 bråfordampe og koke ved innvirkning av den kondenserende damp på mantelsiden av rørene. Turbulensen og hastigheten av væsken som stiger opp gjennom rørene tjener til å bibeholde en høy grad av varmeutveksling. Nivået for det flytende kjøle-middel holdes ved hjelp av passende nivå-kontrollapparater, som ikke er vist, i høyde med skilleflaten for damp og væske, umiddelbart over oversiden av den øvre rør-plate 39. When using the condenser pre-evaporator as described above in a cooled storage system according to the invention, the liquid secondary refrigerant that enters at the bottom of the condenser evaporator 12 will evaporate rapidly and boil due to the impact of the condensing steam on the jacket side of the pipes. The turbulence and velocity of the fluid rising through the tubes serves to maintain a high degree of heat exchange. The level of the liquid refrigerant is maintained by means of suitable level control devices, not shown, at the level of the vapor-liquid interface, immediately above the upper side of the upper tube plate 39.

Selv om flatbunnete lagerbeholdere fortrinnsvis anvendes til lagring av materiale kan også andre typer av lagerbeholdere komme i betraktning, som f.eks. kulef ormete, sylindriske beholdere med skålformet bunn og andre typer 1 avhengighet av de valgte lagerbetingelser med hensyn til temperatur og trykk eller etter brukerens valg. Passende varmeisolasj on må anvendes uavhengig av hvilken beholdertype som kommer i betraktning. Lagringsanlegget kan væ-re forsynt med et system 46 av konvensjonell type for oppsamling og utnyttelse av damp, i hvilket system inerte gasser 'Utnyttes for varmeisolasjon i dobbeltveggete beholdere. En oppvarmningsanordning 47 som kan være dampoppvarmet som vist eller opp-varmet på annen måte, brukes til opp-varming av materialet som forlater lagringsanlegget for å fordeles til brukssteder. Kjølesystemene som ibrukes for det primære og sekundære kjølesystem er fortrinnsvis dampkompressjonssystemer som vist;' andre kjølesystemer kan imidlertid også brukes. F. eks. kan i et alternativt primært kjølesystem damp fra lagerbeholderen 10 tappes ut gjennom ledningen 14 og ledningen 48 (vist med stiplete linjer) ved hjelp av en pumpe 49 (vist med stiplete linjer) og ført til kondensatorfordamperen 12 gjennom en ledning 21 hvor dampen kondenseres. Den resulterende væske føres tilbake til lagerbeholderen 10 gjennom ledningen 13. Ved denne anordning brukes ik-ke kompressorene 15 og 16. Kjølemidlet som velges for det sekundære kjølesystem er avhengig av egenskapene av det lagrete materialet og der kan for det sekundære kjølesystem anvendes såkalt kaskade-kjøling. I den følgende tabell I er angitt forskjellige materialer som kan lagres i et lagringssystem ifølge oppfinnelsen og sekundære kjølemidler som ikan anvendes. Although flat-bottomed storage containers are preferably used for storing material, other types of storage containers can also be considered, such as e.g. kulef wormy, cylindrical containers with a bowl-shaped bottom and other types 1 depending on the chosen storage conditions with regard to temperature and pressure or according to the user's choice. Appropriate thermal insulation must be used regardless of which type of container is being considered. The storage facility can be provided with a system 46 of a conventional type for the collection and utilization of steam, in which system inert gases are used for thermal insulation in double-walled containers. A heating device 47, which can be steam-heated as shown or heated in another way, is used for heating the material that leaves the storage facility to be distributed to places of use. The cooling systems used for the primary and secondary cooling systems are preferably vapor compression systems as shown; however, other cooling systems can also be used. For example in an alternative primary cooling system, steam from the storage container 10 can be tapped off through line 14 and line 48 (shown with dashed lines) by means of a pump 49 (shown with dashed lines) and led to the condenser evaporator 12 through a line 21 where the steam is condensed. The resulting liquid is fed back to the storage container 10 through the line 13. With this device, the compressors 15 and 16 are not used. The coolant chosen for the secondary cooling system depends on the properties of the stored material and there can be used for the secondary cooling system so-called cascade cooling. In the following table I, different materials that can be stored in a storage system according to the invention and secondary cooling agents that are used are indicated.

Ved et i praksis utført anlegg ifølge oppfinnelsen ble ikommersielt flytende propan mottatt med en hastighet på 5080 tonn (5.000 long toms) pr mnd. (7.056 kg (15.556 pund) pr time) ved 32,22° C. (90° F.) og ble ved anvendelse av systemet ifølge oppfinnelsen kjølt tilstrekkelig til å redusere damptrykket til en lagringstilstand nær atmosfærisk trykk (maksimal omgivelses-temperatur ved anlegget på 35° C. (95° F.)). Lagringen fant sted i 4 -flatbunnete dobbeltveggete beholdere med hvelvet tak og hver med en kapasitet på 15900 r<n-> (100 000 barrel). Det ringformete rom mellom den indre lagerbeholder og den ytre beholder-mantel og taket var fylt med kornet perlit som varmeisolasjonsmiddel. Luften ble til å begynne med fjernet fra dette rom ved .utdrivning med nitrogen. Etter at rommet var fylt med perlit og nitrogen ble det opp-rettholdt et lavt overtrykk (5,08 til 10,16 cm (2" til 4") vannsøyle). For å holde dette konstante trykk under endringer i omgivel-senes temperatur og barometrisk trykk ble rommet satt i forbindelse med en passende kilde for nitrogen for tilførsel eller fjernel-se av nitrogen fra det ringformete rom. At a plant according to the invention carried out in practice, non-commercial liquid propane was received at a rate of 5,080 tonnes (5,000 long toms) per month. (7,056 kg (15,556 pounds) per hour) at 32.22° C. (90° F.) and, using the system of the invention, was cooled sufficiently to reduce the vapor pressure to a storage condition near atmospheric pressure (maximum ambient temperature at the plant at 35° C. (95° F.)). The storage took place in 4 flat-bottomed double-walled containers with a vaulted roof and each with a capacity of 15,900 r<n-> (100,000 barrels). The annular space between the inner storage container and the outer container-mantle and the roof was filled with granular perlite as a thermal insulation agent. The air was initially removed from this room by blowing out with nitrogen. After the chamber was filled with perlite and nitrogen, a low positive pressure (5.08 to 10.16 cm (2" to 4") water column) was maintained. In order to maintain this constant pressure during changes in the ambient temperature and barometric pressure, the chamber was connected to a suitable source of nitrogen for supplying or removing nitrogen from the annular chamber.

I den primære kjølingsprosess ble damp med et trykk på omkring 1,064 kg/cm2 absolutt (15,2 psia) tappet ut fra lagerbeholderen, komprimert i et enkelt trinn til et trykk på 38,64 kg/cm<2> absolutt (55,2 psia) og kondensert, ved dette lave trykk og den tilsvarende temperatur, ved hjelp av et uavhengig kokende sekundært kjølemiddel. Den kondenserte væske ble ført tilbake til lagerbeholderen under avslutning av det konvensj onelle dampkompressj onskretsløp. Den innkommende strøm av en temperatur på 32,22° C. (90° F.) ble først avspent likeledes til et trykk på 38,64 kg/cm<2> absolutt (55,2 psia) på mantelsiden av kondenser-ingsfordamperen. Den resulterende damp ble umiddelbart deretter kondensert ved hjelp av det uavhengige kjølemiddel og dette kondensat ble sammen med gjenvær-ende innkommende væske, begge ved den lavere temperatur og trykk, ført inn i lagerbeholderen. Dampen som dannes når væsken trer inn i lagerbeholderen hvor det hersker et trykk på omkring 1,064 kg/cm<2 >absolutt (15,2 psia) trekkes ut ved hjelp av kompressorene og gjennomløper det foran-beskrevne kretsløp. Mantelsiden av kon-denseringsfordamperen tjener både som kondensator og fordamper. Det kondenserende medium, det uavhengige kokende kjø-lemiddel, inneholdes på rørsiden i konden-seringsf or damper en. Rørsiden tjener også som fordamper for det sekundære kjøle-middel. In the primary cooling process, steam at a pressure of about 1.064 kg/cm2 absolute (15.2 psia) was tapped from the storage vessel, compressed in a single stage to a pressure of 38.64 kg/cm<2> absolute (55.2 psia) and condensed, at this low pressure and corresponding temperature, by means of an independent boiling secondary refrigerant. The condensed liquid was returned to the storage vessel at the end of the conventional vapor compression circuit. The incoming stream of a temperature of 32.22° C. (90° F.) was first similarly relaxed to a pressure of 38.64 kg/cm<2> absolute (55.2 psia) on the shell side of the condensing evaporator. The resulting vapor was immediately then condensed by means of the independent refrigerant and this condensate, together with remaining incoming liquid, both at the lower temperature and pressure, was fed into the storage vessel. The steam that is formed when the liquid enters the storage container where there is a pressure of about 1.064 kg/cm<2 >absolute (15.2 psia) is extracted by means of the compressors and runs through the above-described circuit. The mantle side of the condensing evaporator serves as both condenser and evaporator. The condensing medium, the independent boiling refrigerant, is contained on the tube side in a condensing evaporator. The pipe side also serves as an evaporator for the secondary refrigerant.

I det sekundære kjølesystem iforukes ren propan som kjølemiddel. Damp trekkes ut fra fordamperdelen av kondenserings-fordamperen, komprimeres i et enkelt trinn til omkring 14 kg/cm<2> (200 psia) og kondenseres deretter i en mantel- og rørkon-densator med vann som kondenseringsme-dium. Det kondenserte kjølemiddel tilbake-føres til fordamperen under avslutning av det konvensjonelle sluttede dampkompressj onskretsløp. In the secondary cooling system, pure propane is used as refrigerant. Steam is drawn from the evaporator section of the condensing evaporator, compressed in a single step to about 14 kg/cm<2> (200 psia) and then condensed in a shell and tube condenser with water as the condensing medium. The condensed refrigerant is returned to the evaporator at the end of the conventional closed vapor compression circuit.

Den kombinerte kondensator og fordamper er forsynt med et kjølemiddelutløp på mantelsiden for å fjerne ikkekonden-senbare gasser fra de komprimerte eller av-spente damper. The combined condenser and evaporator is provided with a refrigerant outlet on the shell side to remove non-condensable gases from the compressed or de-stressed vapours.

I de fleste i handelen forekommende flytendegjorte naturgassprodukter inneholder noen lavtkokende komponenter som f. eks. etan. Ved den forutsatte lagringstem-peratur og tilnærmet atmosfærisk trykk må slike gasser bli betraktet som ikke-kondenserbare. I det ovenfor beskrevne kretsløp blir de ikke-kondenserbare gasser i dampblandingen tappet ut fra lagerbeholderen ved hjelp av kompressorene. De kan på enkel og sikker måte tappes ut fra kondensatorfordamperens kondensatorsek-sjon. Most commercially available liquefied natural gas products contain some low-boiling components such as ethane. At the assumed storage temperature and approximately atmospheric pressure, such gases must be considered non-condensable. In the circuit described above, the non-condensable gases in the steam mixture are drawn off from the storage container by means of the compressors. They can be easily and safely drained from the condenser evaporator's condenser section.

Dampkompressjonskretsløpet skaffer en følsom og positiv kontroll av lagerbehol-dertrykket. Lagerbeholderen mottar bare væske med lav temperatur. Prosentdelen damp som resulterer fra den endelige bråfordampning er liten i sammenligning med dampmengden som ville dannes hvis strøm-men ble tappet direkte med en temperatur på 32,22° C. (90° F.) til et lagertrykk på tilnærmet atmosfærisk trykk. Jo mindre den nødvendige dampstrøm er desto mere positiv kontroll får man med de ikkekondenserbare gasser, og de foetydelige be-sparelser i det nødvendige kraftforbruk bi-drar til å øke de betydelige fordeler ved dette kjølesystem av kaskadetypen. The vapor compression circuit provides a sensitive and positive control of the reservoir pressure. The storage tank only receives low temperature liquid. The percentage of vapor resulting from the final flash is small in comparison with the amount of vapor that would be formed if the stream were tapped directly at a temperature of 32.22° C. (90° F.) to a storage pressure of approximately atmospheric pressure. The smaller the required steam flow, the more positive control you get with the non-condensable gases, and the significant savings in the required power consumption contribute to increasing the significant advantages of this cascade-type cooling system.

Ved maksimale betingelser av omgiv-elsene krever kjøleanlegget for å opprettholde likevektstilstand i de fire beholdere 28.449 kg (28 long tons). Fyllkompressoren tjener som en ekstra holdekompressor og skaffer således 100 pst. kjølereserve for å opprettholde likevektstilstand. Det med rent propan arbeidende kjølesystem har en kompressor og en kondensator som har tilstrekkelig kapasitet til å holde rørene i kondensatorfordamperen på —15° C. At maximum environmental conditions, the cooling system requires 28,449 kg (28 long tons) to maintain equilibrium in the four containers. The filling compressor serves as an additional holding compressor and thus provides 100 percent cooling reserve to maintain equilibrium. The pure propane working refrigeration system has a compressor and a condenser with sufficient capacity to keep the tubes in the condenser evaporator at -15°C.

(5° F.) under maksimale fylle- og vedlike-holdsbetingelser. For å opprettholde kjøl-ingen i dette system kan det være anordnet reservekjøling. (5° F.) under maximum filling and maintenance conditions. To maintain cooling in this system, backup cooling can be arranged.

For oppvarmning av det lagrete produkt til 4,44° C. (40° F.) er det anordnet en varmeutveksler mellom damp og produktet slik at produktet kan oppvarmes før det trer ut i fordelingssystemet. Denne varme-utvekslerenhet omfatter en automatisk temperaturregulator og en utløpsfelle. For heating the stored product to 4.44° C. (40° F.), a heat exchanger is arranged between steam and the product so that the product can be heated before it enters the distribution system. This heat exchanger unit includes an automatic temperature regulator and an outlet trap.

Foreliggende oppfinnelse har særlig betydning for lagringssystemer med kapa-siteter på fra 1590 til 95.400 m<3> (10,000 til 600.000 barrels); oppfinnelsen kan imidlertid finne anvendelse for anlegg av annen størrelse, for lagring av ammoniakk, Cx—C4 hydrokarboner, spesielt C3 og C, hydrokarboner. For enkelhets skyld' er eks-pansjons ventiler og andre strømningskon-trollinnretninger, forbipassasjer, pumper, separatorer samt instrumenter i forbindelse med oppfinnelsen utelatt på tegningen og i den foranstående beskrivelse. Selv om oppfinnelsen i det følgende er beskrevet i forbindelse med en spesiell utførelsesform for et kjølt lagringsanlegg vil forskjellige modifikasjoner og variasjoner av anlegget være innlysende for en fagmann og kan foretas uten at man forlater oppfinnelsens ramme. Den foranstående beskrivelse skal således tjene til å illustrere oppfinnelsen og ikke oppfattes som noen begrensning av denne. The present invention has particular significance for storage systems with capacities of from 1,590 to 95,400 m<3> (10,000 to 600,000 barrels); however, the invention may find application for facilities of a different size, for the storage of ammonia, Cx-C4 hydrocarbons, especially C3 and C, hydrocarbons. For the sake of simplicity, expansion valves and other flow control devices, bypasses, pumps, separators and instruments in connection with the invention are omitted from the drawing and from the preceding description. Although the invention is described in the following in connection with a special embodiment of a refrigerated storage facility, various modifications and variations of the facility will be obvious to a person skilled in the art and can be made without leaving the scope of the invention. The foregoing description shall thus serve to illustrate the invention and shall not be understood as any limitation thereof.

Claims

Refrigerated storage system for storing a liquefied, normally gaseous material, which storage system comprises an insulated storage container, a primary cooling system with devices for compression of vaporous material removed from the container, a first conduit system for transporting vaporous material from the container to the compression device, devices for cooling and condensing the compressed vaporous material, comprising a heat exchanger with a shell side and a tube side for indirect heat exchange, another conduit system for transporting the compressed vaporous material from the compressor to part of the shell side in the heat exchanger, characterized by a secondary cooling system comprising a third conduit system (28) for supplying a coolant to the pipe side in the aforementioned heat exchanger, as well as a fourth conduit system (11) for supplying the material, which is to be stored, to the mantle side in the heat exchanger (12) for rapid evaporation in the mantle side of the material as to be stored, and a fifth conduit system (13) connected to the mantle side for removing liquid material from the mantle side and leading this material to the storage container (10).