RU155640U1 - Цистерна для транспортирования сжиженного природного газа - Google Patents

Abstract

Цистерна для транспортировки сжиженного природного газа, содержащая основную оболочку, закрепленную на автомобильной платформе, на внутренней поверхности основной оболочки подвешивается сосуд, предназначенный для перевозки сжиженного природного газа, пространство между основной оболочкой и сосудом заполнено изолирующим материалом, при этом между основной оболочкой и сосудом для перевозки сжиженного природного газа установлена и закреплена дополнительная оболочка, а пространство между основной и дополнительной оболочкой используют для перевозки жидкостей, имеющих температуру кипения выше температуры окружающего воздуха и температуру плавления, сопоставимую с температурой кипения перевозимой криогенной жидкости, пространство между дополнительной оболочкой и сосудом заполнено изолирующим материалом, отличающаяся тем, что внешняя поверхность основной оболочки покрыта тонковолокнистым базальтовым материалом, выполненным в виде витых пучков, продольно вытянутых снизу вверх.

Description

МПК В60Р3/22

Цистерна для транспортирования сжиженного природного газа

Полезная модель относится к области криогенной техники, а именно к специальным транспортным средствам для перевозки сжиженного природного газа (СПГ) по автомобильным дорогам и железнодорожным путям.

Известна автомобильная цистерна для хранения и транспортирования сжиженного природного газа (см. разработка ПК НПФ «ЭКИП» www-ekip-project. ru, дата просмотра 7.06.2011), состоит из основной оболочки, которая крепится на автомобильной платформе, на внутренней поверхности основной оболочки подвешивается сосуд, предназначенный для перевозки сжиженного природного газа; пространство между основной оболочкой и сосудом заполнено изолирующим материалом.

Недостатком известной автомобильной цистерны является неполная сохранность перевозимого сжиженного природного газа в результате теплопритоков из окружающей среды.

Известна цистерна для транспортирования сжиженного природного газа (см. патент РФ на полезную модель №115309 МПК В60Р3/22. опубл. 27.04.2014.), содержащая основную оболочку, закрепленную на автомобильной либо железнодорожной платформе, внутри которой размещен сосуд для перевозки сжиженного природного газа, а пространство между основной оболочкой и сосудом заполнено изолирующим материалом.

Недостатком является увеличение температуры наружной основной оболочки под воздействием солнечной радиации при продолжительной транспортировке цистерны в дневное время суток, особенно с температурой окружающей среды около и выше 40

, что не только ухудшает теплотехнические параметры хладоносителя, но и приводит к нарушению температурного режима сжиженного природного газа.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является поддержание эксплуатационной надежности цистерны для транспортировки сжиженного природного газа в условиях продолжительного воздействия солнечной радиации, путем покрытия внешней поверхности основной оболочки цистерны тепловолокнистым базальтовым материалом, расположенным в виде витых пучков продольно вытянутых снизу вверх. Это не только обеспечивает защиту от теплопритоков окружающей среды, но и предотвращает разрушение дополнительного изоляционного покрытия внешней поверхности цистерны под воздействием атмосферных осадков.

Технический результат по обеспечению надежной эксплуатации в изменяющихся погодно-климатических воздействиях окружающей среды и, особенно, при длительной солнечной радиации достигается тем, что цистерна для транспортировки сжиженного природного газа содержит основную оболочку, закрепленную на автомобильной платформе, на внутренней поверхности основной оболочки подвешивается сосуд, предназначенный для перевозки сжиженного природного газа; пространство между основной оболочкой и сосудом заполнено изолирующим материалом, при этом между основной оболочкой и сосудом для перевозки сжиженного природного газа установлена и закреплена дополнительная оболочка, а пространство между основной и дополнительной оболочкой используют для перевозки жидкостей, имеющих температуру кипения выше температуры окружающего воздуха и температуру плавления, сопоставимую с температурой кипения перевозимой криогенной жидкости, пространство между дополнительной оболочкой и сосудом заполнено изолирующим материалом, при этом внешняя поверхность основной оболочки покрыта тонковолокнистым базальтовым материалом, выполненным в виде витых пучков, продольно вытянутых снизу вверх.

На фиг. 1 представлена схема цистерны, на фиг. 2-развертка внешней поверхности основной оболочки

Цистерна для транспортировки сжиженного природного газа включает в себя наружную оболочку 1, выполненную из стальных цилиндрических обечаек и эллиптических днищ, соединенных на сварке. Наружную оболочку 1 крепят на автомобильной либо железнодорожной платформе(на чертеже не показана). На внутренней поверхности наружной оболочки 1 предусмотрены кронштейны для крепления цепей и опоры для подвешивания дополнительной оболочки 2. Дополнительная оболочка 2 представляет собой сварную конструкцию из стальных обечаек и эллиптических днищ. Пространство между основной 1 и дополнительной 2 оболочками используют для перевозки жидкостей (хладоносителей) имеющих высокую, относительно окружающего воздуха, температуру кипения, и температуру плавления, сопоставимой с температурой кипения перевозимого сжиженного природного газа. К внутренней поверхности дополнительной оболочки 2 с помощью опор и кронштейнов крепят сосуд 3, предназначенный для перевозки сжиженного природного газа. Сосуд 3 выполнен в виде сварной конструкции из цилиндрических обечаек и эллиптических днищ, изготовленных из сталей с содержанием никеля или из алюминиевых сплавов. Пространство между дополнительной оболочкой 2 и сосудом 3 заполняют теплоизолирующим материалом, в качестве которого может выступать вакуумная слоистая изоляция или вакуумная порошковая изоляция. Цистерна снабжена запорно-регулирующей арматурой, предназначенной для управления процессами отключения, распределения, сброса потоков рабочих сред путем изменения площади проходного сечения, которая включает в себя вентиль «наддув азотом» 4, вентиль «наддув-газосброс» 5, вентиль «газосброс» 6, вентиль «выдача в сторонний насос» 7, вентиль «байпас» 8; контрольно-измерительными приборами для получения значений измеряемых величин в установленном диапазоне, которые расположены на щите приборов 9; оборудованием для очистки, которое включает в себя вентили «продувка-сброс» 10, фильтр для азота 11, фильтры 12, 13, 14, 15; оборудованием для проведения сливо-наливных операций, которое включает в себя вентиль «наполнение-слив СПГ» 16 и вентиль «наполнение-слив хладоносителя» 17. Для автоматического поддержания давления в контролируемом участке используют электроклапан «СПГ в испаритель» 18. Цистерна оборудована средствами безопасности, такими как: мембранный предохранитель дополнительной оболочки 19 и предохранительное устройство сосуда 20. Вентиль «вакуумирование» 21 используют для создания вакуума в изолирующем материале. Безопасный сброс паров СПГ осуществляют через открытый вентиль «газосброс через БДУ» 22 и безопасное дренажное устройство (БДУ) 23. Также в цистерне установлено испарительное оборудование для нагрева и испарения природного газа: испаритель 24 и вентиль «СПГ в испаритель» 25. Заполнение цистерны производят на специально оборудованных площадках. Внешняя поверхность 26 наружной оболочки 1 покрыта тонковолокнистым базальтовым материалом 27, выполненным в виде витых пучков 28, продольно вытянутых снизу вверх.

Цистерна работает следующим образом.

При продолжительной транспортировке цистерны в дневное время суток с солнечной радиацией и высокой температурой наружного воздуха, например около 40

и более, наблюдается интенсивный прогрев внешней поверхности 26 наружной оболочки 1 и теплота окружающей среды теплопроводностью от нагретой внешней поверхности 26 передается хладоносителю. В связи с тем что наружная оболочка 1 выполняется из стальных цилиндрических обечаек и эллиптических днищ с коэффициентом теплопроводности от 45 Вт/(м

и более (см., например, стр.312 Нащокин В.В. техническая термодинамика и теплопередача М. (1980-369 с., ил), то по всей площади внешней поверхности 26 наружной оболочки 1 наблюдается теплоприток к хладоносителю, с последующим снижением его теплотехнических параметров, что в конечном итоге, ухудшает качественные показатели транспортируемого сжиженного природного газа. При покрытии цистерны тонковолокнистым базальтовым материалом 27, благодаря его теплоизоляционным свойствам, устраняется теплоприток из окружающей среды, особенно при наличии солнечной радиации, расположение тонковолокнистого базальтового материала 27 в виде витых пучков 28 продольно вытянутых снизу вверх приводит к аккумулированию тепловой энергии с равномерным распространением теплового потока сверху вниз (см., например, Волокнистые материалы из базальтов Украины, издательство «Техника» (Киев 1971-76 с., ил), что способствует поддержанию нормированного температурного режима транспортируемого сжиженного природного газа. Кроме того, выполнение теплотехнического базальтового материала 27 в виде витых пучков 28, обеспечивает надежное противодействие при эксплуатации цистерны атмосферным осадком, не допуская разрушения теплоизоляционного покрытия внешней поверхности 26 наружной основной оболочки 1.

При введении цистерны для транспортировки сжиженного природного газа в эксплуатацию выполняется:

этап. Подготовка цистерны к наливу. На первом этапе проверяют техническое состояние составных частей цистерны, производят контроль газовой среды сосуда 3 для установления залитой ранее жидкой фазы СПГ, затем цистерну отогревают. Через вентиль «наддув азотом» 4 и фильтр для азота 11 в цистерну подают газообразный азот при температуре выше температуры кипения хладоносителя. С помощью вентилей «продувка-сброс» 10 осуществляют продувку азотом и сброс азота в окружающую среду. Сброс охлажденного газа производят через вентиль «наддув-газосброс» 5 и фильтр 12, затем происходит стыковка с внешними коммуникациями, после чего цистерну подают на второй этап.

этап. Налив жидкой фазы СПГ. В сосуд через фильтр 13 и открытый вентиль «наполнение-слив СПГ» 16 передавливанием из сторонней емкости подают сжиженный природный газ, при этом вентиль «наддув-газосброс» 5, через который осуществляют газосброс, открыт. Перед наполнением производят захолаживание сосуда 3 и коммуникаций путем подачи небольшого количества СПГ. Количество СПГ и давление в сосуде 3 контролируют с помощью приборов, расположенных на панели щита приборов 9. После наполнения сосуда 3 вентили «наддув-газосброс» 5 и «наполнение-слив» 16 закрывают и производят выдержку для испарения СПГ в коммуникациях и сброса в них давления. После выдержки отстыковывают внешние коммуникации. Через вентиль «наполнение-слив хладоносителя» 17 проводят наполнение полости между наружной оболочкой 1 и дополнительной оболочкой 2. Газосброс при наполнении осуществляют через открытый вентиль «газосброс» 6.

этап. Транспортировка. Транспортировку производят при открытом вентиле «наддув-газосброс» 5. Давление в сосуде 3, при транспортировке поддерживают автоматически с помощью электроклапана «СПГ в испаритель» 18 и испарителя 24. На линии так же предусмотрен ручной вентиль «СПГ в испаритель» 25, с помощью которого вручную регулируют давление в сосуде 3.

этап. Слив СПГ. Слив СПГ производят либо в стороннюю емкость, либо путем выдачи природного газа. Слив СПГ производят под избыточным давлением его газообразной фазы через открытый вентиль «наполнение-слив СПГ» 16. Избыточное давление создают либо с помощью паров СПГ, поступающих от испарителя 24, либо от стороннего источника, подключенного к линии наддува-газосброса через вентиль «наддув-газосброс» 5. В процессе слива СПГ по щиту приборов 9 контролируют давление и количество СПГ. Хладоноситель из полости через открытый вентиль «наполнение-слив хладоносителя» 17 сливают с помощью дополнительно подключенного стороннего насоса. При этом вентиль «газосброс» 6 открыт. Затем производят отогрев цистерны. Существует возможность выдачи СПГ с помощью дополнительно подключенного стороннего насоса через вентиль «выдача в сторонний насос» 7 и фильтр 14, а также газосброс через открытый вентиль «байпас» 8 и фильтр 15.

5 этап. Налив, транспортировка и слив хладоносителя. Налив, транспортировку и слив хладоносителя производят в той же последовательности, что и для жидкой фазы СПГ. После слива хладоносителя цистерну подают на отогрев.

Оригинальность предлагаемой полезной модели заключается в том, что обеспечивается поддержание нормированного температурного режима сжиженного природного газа, длительно транспортируемого в условиях воздействия высоких температур окружающей среды и, особенно, солнечной радиации, путем покрытия внешней поверхности основной оболочки цистерны тонковолокнистым базальтовым материалом, расположение тонковолокнистого базальтового материала в виде витых пучков продольно вытянутых снизу вверх, не только устраняет теплоприток от наружного воздуха и солнечной радиации, но и аккумулирует тепловую энергию, равномерно распределяя ее по всей площади цистерны, что способствует сохранению теплофизических свойств хладоносителей, размещенных между основной и дополнительной оболочками.

Claims (1)

1. Цистерна для транспортировки сжиженного природного газа, содержащая основную оболочку, закрепленную на автомобильной платформе, на внутренней поверхности основной оболочки подвешивается сосуд, предназначенный для перевозки сжиженного природного газа, пространство между основной оболочкой и сосудом заполнено изолирующим материалом, при этом между основной оболочкой и сосудом для перевозки сжиженного природного газа установлена и закреплена дополнительная оболочка, а пространство между основной и дополнительной оболочкой используют для перевозки жидкостей, имеющих температуру кипения выше температуры окружающего воздуха и температуру плавления, сопоставимую с температурой кипения перевозимой криогенной жидкости, пространство между дополнительной оболочкой и сосудом заполнено изолирующим материалом, отличающаяся тем, что внешняя поверхность основной оболочки покрыта тонковолокнистым базальтовым материалом, выполненным в виде витых пучков, продольно вытянутых снизу вверх.

   

Images