RU151690U1 - Теплоизоляция для криогенного оборудования - Google Patents
Теплоизоляция для криогенного оборудования Download PDFInfo
- Publication number
- RU151690U1 RU151690U1 RU2014103822/03U RU2014103822U RU151690U1 RU 151690 U1 RU151690 U1 RU 151690U1 RU 2014103822/03 U RU2014103822/03 U RU 2014103822/03U RU 2014103822 U RU2014103822 U RU 2014103822U RU 151690 U1 RU151690 U1 RU 151690U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermal insulation
- equipment
- cryogenic
- layer
- insulation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
1. Теплоизоляция для криогенного оборудования, состоящая из контактирующего с поверхностью криогенного оборудования основного слоя из жесткой теплоизоляции и расположенной над ним оболочки, отличающаяся тем, что основной слой покрыт стяжной лентой и выполнен наборным из контактирующих с поверхностью криогенного оборудования теплоизоляционных элементов, между которыми расположены трапециевидные вставки, контактирующие своими большими основаниями со стяжной лентой, выполненной с обеспечением прижима малых оснований трапециевидных вставок к поверхности оборудования, а оболочка теплоизоляции выполнена в виде пароизоляционного слоя и последующих слоев из эластичных теплоизоляционных материалов с увеличивающимся значением температуры стеклования, причем температура поверхности наборного слоя не ниже температуры стеклования нижнего эластичного теплоизоляционного слоя.2. Теплоизоляция для криогенного оборудования по п. 1, отличающаяся тем, что для обеспечения прижима трапециевидных вставок к поверхности оборудования стяжная лента упруго связана с малыми основаниями трапециевидных вставок, например, посредством пружин.3. Теплоизоляция для криогенного оборудования по п. 1, отличающаяся тем, что для обеспечения прижима трапециевидных вставок к поверхности оборудования стяжная лента снабжена крепежными элементами.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к криогенной технике и может быть использована при проектировании и изготовлении криогенных трубопроводов, резервуаров, сосудов, аппаратов и установок для транспортировки, хранения или производства жидких и газообразных сред, имеющих сверхнизкую температуру, в частности для оборудования со сжиженным природным газом (СПГ).
Известна теплоизоляция криогенных емкостей (SU 1695028 A1, опубл. 30.11.1991), в которой в качестве теплоизоляции используются два слоя пенопласта, каждый из которых покрыт герметиком. Первый, прилегающий к емкости, слой пенопласта включает распределенный адсорбент. Введение частиц адсорбента в первый слой изоляции способствует поглощению диффундирующих в него через герметик газов, в частности, паров влаги. А для снижения диффузии газов и особенно влаги в изоляцию из атмосферы предназначены оба слоя герметика. Однако данная конструкция теплоизоляции криогенных емкостей имеет существенные недостатки. Так, внутренний слой герметика при низких температурах, имеющих место в изоляции, остекловывается, становится хрупким, местами растрескивается, и его защитная функция как барьера для водяного пара резко снижается. Также, введение больших количеств адсорбента в первый, контактирующий с криогенной емкостью, слой изоляции повышает теплопроводность пенопласта, что снижает теплозащитные свойства изоляционной системы. Малое же количество адсорбента не позволяет длительное время поглощать все поступающие в слой изоляции пары влаги.
Известна конструкция теплоизоляционной системы воздухоразделительных установок (М.Г. Каганер/«Тепловая изоляция в технике низких температур», издательство «МАШИНОСТРОЕНИЕ», Москва, 1966 год, стр. 232) в которой аппараты помещают в общий кожух и изолируют волокнистыми материалами. Изоляционный материал занимает все пространство между кожухом и расположенными в нем аппаратами и трубопроводами. Для защиты изоляции от увлажнения внутрь кожуха подают под небольшим избыточным давлением часть отходящего из блока разделения сухого азота, препятствующего проникновению во внутреннее пространство кожуха влажного атмосферного воздуха. С этой целью в изоляционном пространстве помещают несколько перфорированных трубок, в которые подают газ с помощью специального вентиля на линии выхода азота из блока разделения. Однако данная конструкция изоляционной системы обладает существенным недостатком - имеет место постоянная утечка сухого газа в окружающую среду. Также, как недостаток данной теплоизоляционной системы, следует отметить, что в ряде случаев криогенные установки или хранилища криогенных продуктов не имеют доступного источника сухого газа. В этом случае для реализации данной конструкции теплоизоляционной системы приходится создавать дорогостоящую систему снабжения установки сухим газом.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является топливная емкость для сжиженного природного газа (RU 2262033 C2, F17C 3/04, опубл. 10.10.2005 г.), выбранная в качестве прототипа.
Одна из значимых проблем при функционировании теплоизоляционных систем криогенного оборудования - это растрескивание внутренних слоев изоляции, а также возникновение щелей между элементами изоляции из-за различия в коэффициентах температурного расширения материала изоляционных слоев и материала изолируемого оборудования.
Как правило, изолируемое оборудование, содержащее криогенную среду, изготавливается из нержавеющей стали, алюминиевого сплава, какого-либо другого сплава или металла. Коэффициент температурного расширения металлических материалов существенно ниже коэффициента температурного расширения основных видов ячеистой теплоизоляции, таких как вспученные синтетические каучуки или пенополиуретановая, изоляция. Данное различие приводит к тому, что при охлаждении криогенной конструкции изоляционные слои, расположенные непосредственно у изолируемой поверхности, сжимаются сильнее изолируемой поверхности, и при достижении определенной степени сжатия происходит растаскивание изоляции. Также в ряде случаев растрескивание происходит из-за внутреннего напряжения вследствие наличия градиента температуры в изоляции.
В настоящее время существует ряд эластичных изоляционных материалов, слои которых упруго растягиваются при охлаждении, что предотвращает возникновение растрескивания. Однако данная особенность имеет место только при температурах, незначительно ниже нулевой температуры. При значительном охлаждении эластичных изоляционных материалов их структура остекловывается, и еще более сильное охлаждение ведет к их растрескиванию.
Наличие щелей и трещин в изоляционном слое приводит к возрастанию конвективной теплопередачи через газ в полости щели или трещины и к снижению теплоизолирующих свойств конструкции теплоизоляции. Также через трещины и щели происходит диффузия водяных паров из окружающей атмосферы к внутренним слоям изоляции, накопление воды в твердом виде и, вследствие этого, снижение изоляционных свойств конструкции изоляции.
Техническим результатом полезной модели является сохранение постоянного значения теплоизоляционной эффективности криогенного оборудования за счет предотвращения возникновения в процессе функционирования во внутренних слоях изоляции трещин и щелей.
Технический результат достигается тем, что в теплоизоляции для криогенного оборудования, состоящего из контактирующего с поверхностью криогенного оборудования основного слоя и расположенной над ним оболочки, в соответствии с предлагаемым решением основной слой покрыт стяжной лентой и выполнен наборным из контактирующих с поверхностью криогенного оборудования теплоизоляционных элементов, между которыми расположены трапециевидные вставки, контактирующие своими большими основаниями со стяжной лентой, выполненной с обеспечением прижима малых оснований трапециевидных вставок к поверхности оборудования, а оболочка выполнена в виде пароизоляционного слоя и последующих слоев из эластичных материалов с увеличивающимся значением температуры стеклования.
Для обеспечения прижима трапециевидных вставок к поверхности оборудования стяжная лента упруго связана с малыми основаниями трапециевидных вставок, например, посредством пружин или может быть снабжена крепежными элементами.
Теплоизоляционные элементы и трапециевидные вставки могут быть выполнены из жесткой теплоизоляции или изоляции, которая при криогенных температурах становится твердой, например, из пенополиуретана. Трапециевидные вставки, меньшее основание которых обращено к изолируемой поверхности, частично входят в зазор между теплоизоляционными элементами и находятся в подпружиненном состоянии благодаря стяжной ленте. При охлаждении оборудования теплоизоляционные элементы сжимаются, расстояние между ними увеличивается, а трапециевидные вставки под действием стяжной ленты входят глубже в зазор. При этом не возникает щелей в основном теплоизоляционном слое и не происходит ухудшения изоляционных свойств. Таких наборных слоев из теплоизоляционных элементов и трапециевидных вставок в теплоизоляции оборудования может быть несколько в зависимости от толщины каждого слоя и изоляционной эффективности материала.
Изоляционная эффективность наборных слоев выбирается из требований, чтобы температура на внешней поверхности верхнего наборного слоя была не ниже температуры стеклования нижнего эластичного теплоизоляционного слоя. При этом не происходит растрескиваний нижнего эластичного слоя.
Выполнение эластичных изоляционных слоев только из материала с низкой температурой стеклования, как правило, технически неоправданно, так как эластичные изоляционные слои с низкой температурой стеклования имеют более низкую изоляционную эффективность и более высокую себестоимость.
Наличие над наборным слоем пароизоляционного слоя позволяет получить теплоизоляцию с высоким уровнем защиты от проникновения водяного пара к внутренним слоям изоляции. Проникновение водяного пара во внутренние слои изоляции ведет к накоплению в них влаги и вымерзанию влаги на криогенной поверхности. Поскольку водяной лед имеет высокую теплопроводность, наличие льда во внутренних слоях изоляции резко снижает эффективность теплоизоляции криогенной системы. Также наличие влаги во внутренних слоях изоляции при наличии циклов охлаждения - отогрева ведет к разрывам теплоизоляционных слоев.
Сущность изобретения поясняется чертежами:
фиг. 1 - поперечный разрез теплоизоляции криогенного трубопровода;
фиг. 2 - поперечный разрез теплоизоляции плоской поверхности криогенного оборудования.
Теплоизоляция для оборудования с криогенной средой 1 (жидкий азот, жидкий кислород, сжиженный природный газ, газообразный гелий со сверхнизкой температурой и другие криосреды) состоит из контактирующего с поверхностью 2 оборудования криогенной системы основного теплоизоляционного слоя, который выполнен наборным из теплоизоляционных элементов 3, между которыми расположены трапециевидные вставки 4. Основной теплоизоляционный слой покрыт стяжной лентой 5 с упругими вставками 6 или крепежными элементами 10, 11.
В качестве упругой вставки может быть использована пружина или другой упругий при криогенных температурах элемент. Наборных слоев, покрытых стяжной лентой, в теплоизоляции криогенной системы может быть несколько.
Над стяжной лентой расположен пароизоляционный слой 7 и слои из эластичных материалов 8 и 9. В качестве герметичного пароизоляционного слоя может быть использован чехол из синтетического материала, металлическая фольга или слой синтетических вспученных каучуков.
Устройство работает следующим образом.
Теплоизоляция осуществляет защиту криогенных систем, предотвращая поступление теплового потока из окружающей среды к работающему оборудованию системы. При этом для криогенных сосудов, резервуаров или аппарата под работой подразумевается хранение криопродуктов, для криогенных трубопроводов транспортирование криопродуктов, для газоразделительных (воздухоразделительных) и других установок - функционирование, при котором в установке есть какие-либо элементы, охлажденные до криогенных температур.
При захолаживании оборудования происходит одновременное охлаждение изоляции оборудования, в частности снижается температура теплоизоляционных элементов 3 и трапециевидных вставок 4. При этом из-за температурной усадки происходит уменьшение их линейных размеров. Поскольку трапециевидные вставки 4 находятся в подпружиненном состоянии стяжной лентой 5, то уменьшение линейных размеров теплоизоляционных элементов 3 приводит к углублению трапециевидных вставок 4. Отсутствие щелей позволяет повысить эффективность теплоизоляции криогенного оборудования. Наличие пароизоляционного слоя 7 позволяет предотвратить попадание паров влаги в сложную конструкцию наборного слоя и, тем самым, предотвратить нарушение функционирования наборного слоя и всей теплоизоляционной системы. Поскольку на наборном слое теплоизоляции имеет место температурный перепад, то нижний слой 8 эластичной изоляции не охлаждается ниже температуры стеклования, и его растрескивание не происходит, что ведет к сохранению постоянного значения теплоизоляционной эффективности криогенного оборудования в течение длительного времени и достижению технического результата. Наборный слой и нижний эластичный слой 8 позволяют исключить возникновение на эластичном изоляционном слое 9 достаточно низких температур и, тем самым исключить возникновение его стеклования и растрескивания.
Использование предлагаемого технического решения позволяет увеличить эффективность теплоизоляции криогенного оборудования за счет предотвращения возникновения в процессе функционирования во внутренних слоях изоляции трещин и щелей.
Claims (3)
1. Теплоизоляция для криогенного оборудования, состоящая из контактирующего с поверхностью криогенного оборудования основного слоя из жесткой теплоизоляции и расположенной над ним оболочки, отличающаяся тем, что основной слой покрыт стяжной лентой и выполнен наборным из контактирующих с поверхностью криогенного оборудования теплоизоляционных элементов, между которыми расположены трапециевидные вставки, контактирующие своими большими основаниями со стяжной лентой, выполненной с обеспечением прижима малых оснований трапециевидных вставок к поверхности оборудования, а оболочка теплоизоляции выполнена в виде пароизоляционного слоя и последующих слоев из эластичных теплоизоляционных материалов с увеличивающимся значением температуры стеклования, причем температура поверхности наборного слоя не ниже температуры стеклования нижнего эластичного теплоизоляционного слоя.
2. Теплоизоляция для криогенного оборудования по п. 1, отличающаяся тем, что для обеспечения прижима трапециевидных вставок к поверхности оборудования стяжная лента упруго связана с малыми основаниями трапециевидных вставок, например, посредством пружин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014103822/03U RU151690U1 (ru) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | Теплоизоляция для криогенного оборудования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014103822/03U RU151690U1 (ru) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | Теплоизоляция для криогенного оборудования |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU151690U1 true RU151690U1 (ru) | 2015-04-10 |
Family
ID=53297098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014103822/03U RU151690U1 (ru) | 2014-02-05 | 2014-02-05 | Теплоизоляция для криогенного оборудования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU151690U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2770535C2 (ru) * | 2017-12-22 | 2022-04-18 | Газтранспорт Эт Технигаз | Изоляционная секция для герметичного и теплоизоляционного резервуара и способ изготовления такой секции |
RU2788882C1 (ru) * | 2019-08-09 | 2023-01-25 | Газтранспорт Эт Технигаз | Герметичный и теплоизоляционный резервуар, имеющий межпанельные изоляционные вставки |
-
2014
- 2014-02-05 RU RU2014103822/03U patent/RU151690U1/ru active IP Right Revival
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2770535C2 (ru) * | 2017-12-22 | 2022-04-18 | Газтранспорт Эт Технигаз | Изоляционная секция для герметичного и теплоизоляционного резервуара и способ изготовления такой секции |
RU2797729C2 (ru) * | 2018-09-11 | 2023-06-08 | Линде Гмбх | Резервуар |
RU2800095C2 (ru) * | 2018-09-11 | 2023-07-18 | Линде Гмбх | Резервуар |
RU2788882C1 (ru) * | 2019-08-09 | 2023-01-25 | Газтранспорт Эт Технигаз | Герметичный и теплоизоляционный резервуар, имеющий межпанельные изоляционные вставки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6838067B2 (ja) | 液化ガスのための船舶格納システム | |
EG23700A (en) | thermally insulated pipeline | |
US6378331B1 (en) | Cold box for cryogenic distilling plant | |
KR102036421B1 (ko) | Lng 탱크, 및 lng 탱크와 상기 lng 탱크의 탱크 연결 공간 사이에서 적어도 하나의 파이프를 연결하기 위한 시스템 | |
CN101634396A (zh) | 船用低温储罐的隔热保冷装置及隔热保冷方法 | |
KR20180017105A (ko) | 액화 가스 저장 탱크의 단열 장벽에 연결된 펌핑 장치 작동 방법 | |
WO2014164591A1 (en) | A thermal insulation system for non-vacuum applications including a multilayered composite | |
US9488313B2 (en) | Tank container for transport and storage of cryogenic liquefied gases | |
KR102478353B1 (ko) | 선박용 액화수소 저장탱크 | |
KR20160128407A (ko) | 발포 합성 폼으로 제조된 절연부품을 위한 강제 확산 처리 | |
KR20180092828A (ko) | 실링되고 단열된 탱크를 위한 가스 돔 구조체 | |
RU2600419C1 (ru) | Мембранный танк для сжиженного природного газа (тип вм) | |
RU151690U1 (ru) | Теплоизоляция для криогенного оборудования | |
US11933456B2 (en) | Thermally insulating sealed tank | |
US3136135A (en) | Shipping liquefied gases | |
US3159005A (en) | Insulation system for low temperature service | |
US20060207673A1 (en) | Vacuum insulated assured flow piping | |
US3214963A (en) | Detection of a failure in a container | |
NO149848B (no) | Tilsetningspreparat for anvendelse i veivkassesmoereolje | |
KR20190033827A (ko) | 극저온 가스용 저장탱크의 단열 구조 및 단열 방법 | |
KR20100022201A (ko) | 액화천연가스 운반선 화물창의 단열구조 | |
US8727159B2 (en) | Cold box design providing secondary containment | |
KR20160035261A (ko) | 독립형 lng 저장탱크 단열 시스템 | |
KR20210058688A (ko) | 밀봉 및 단열 탱크 | |
KR200462375Y1 (ko) | 독립형 저장탱크의 누출액 수집장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160206 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20190403 |
|
PD9K | Change of name of utility model owner | ||
PC91 | Official registration of the transfer of exclusive right (utility model) |
Effective date: 20210309 |