RU177999U1

RU177999U1 - RESERVOIR FOR LONG TERM STORAGE OF LIQUEFIED NATURAL GAS

Info

Publication number: RU177999U1
Application number: RU2017132742U
Authority: RU
Inventors: Матвей Нестерович Барашев
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2018-03-19

Abstract

Полезная модель относится к области криогенной техники и может быть использована в качестве стационарного хранилища для сжиженного природного газа.Технический результат заключается в повышении времен бездренажного хранения сжиженного газа, снижении расхода бетона, снижении затрат на хранение сжиженного газа.Резервуар состоит из железобетонного контейнера в форме полого цилиндра, установленного вертикально на одно из оснований, с колодцем расположенным на противоположном основании цилиндра. Внешняя поверхность железобетонного контейнера снабжена слоем теплоизолирующего материала, над поверхностью которого находится светоотражающий экран, установленный с воздушным зазором. Контейнер содержит внутренний сосуд, выполненный в виде цилиндрической емкости установленной вертикально, у которой по меньшей мере нижнее основание, на которое опирается емкость, плоское, при этом теплоизоляция, заполняющая пространство между стенками контейнера и внутренним сосудом, выполнена из формованных изоляционных панелей, состоящих из открыто ячеистых пенопластов, вакуумированных и герметично заваренных в газонепроницаемую пленку, с поддержанием вакуума в пространстве между контейнером и внутренним резервуаром.The utility model relates to the field of cryogenic technology and can be used as a stationary storage for liquefied natural gas. The technical result is to increase the time of drainless storage of liquefied natural gas, reduce concrete consumption, reduce the cost of storing liquefied natural gas. The tank consists of a reinforced concrete container in the form of a hollow a cylinder mounted vertically on one of the bases, with a well located on the opposite base of the cylinder. The outer surface of the reinforced concrete container is provided with a layer of heat-insulating material, above the surface of which there is a reflective screen installed with an air gap. The container contains an inner vessel, made in the form of a cylindrical container mounted vertically, with at least a lower base on which the container rests, flat, while the thermal insulation filling the space between the walls of the container and the inner vessel is made of molded insulating panels consisting of open cellular foams, evacuated and hermetically sealed in a gas-tight film, maintaining a vacuum in the space between the container and the inner tank.

Description

Полезная модель относится к области криогенной техники и может быть использована в качестве стационарного хранилища для сжиженного природного газа.The utility model relates to the field of cryogenic technology and can be used as a stationary storage for liquefied natural gas.

Известно устройство криогенной емкости для долговременного хранения природного газа (патент РФ 2437026), выбранное в качестве прототипа, состоящее из внутреннего сосуда в виде цилиндрической, горизонтальной емкости изготовленной из коррозионно-стойких сплавов, покрытой по внешней поверхности слоем из композитного материала и внешней оболочки выполненной из железобетона в форме прямоугольного контейнера, между которыми расположен слой теплоизоляции. Внутренняя емкость установлена и зафиксирована внутри железобетонного контейнера с помощью подставок и упоров из материала с низкой теплопроводностью. Теплоизоляция, расположенная между емкостью и внутренними стенками контейнера, выполнена в виде порошково-вакуумной теплоизоляции, с использованием порошкового перлита. Железобетонный контейнер снабжен в верхней части отдельным, изолированным от внутренней полости контейнера колодцем с крышкой, внутри которого расположены трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, обеспечивающие заправку и опорожнение емкости сжиженным природным газом и поддержание вакуума в слое теплоизоляции.A device of cryogenic capacity for long-term storage of natural gas (RF patent 2437026), selected as a prototype, consisting of an inner vessel in the form of a cylindrical, horizontal container made of corrosion-resistant alloys, coated on the outer surface with a layer of composite material and an outer shell made of reinforced concrete in the form of a rectangular container, between which is a layer of thermal insulation. The inner container is installed and fixed inside the reinforced concrete container with supports and stops made of a material with low thermal conductivity. The thermal insulation located between the container and the inner walls of the container is made in the form of powder-vacuum thermal insulation using powder perlite. The reinforced concrete container is equipped in the upper part with a separate well with a lid isolated from the container’s internal cavity, inside which pipelines with shut-off and control valves are located, which allow filling and emptying the container with liquefied natural gas and maintaining a vacuum in the insulation layer.

Указанная криогенная емкость обладает недостатками, в числе которых низкое сопротивление передаче тепла из окружающего резервуар пространства к хранимому сжиженному газу, длительное время процесса вакуумирования порошка перлита, выбранного в качестве теплоизолирующего материала, обусловленное низкой проводимостью этого материала по газу, избыточная площадь поверхности железобетонного контейнера, являющаяся причиной избыточного теплопритока внутрь резервуара, а так же повышенный расход бетона, связанный с прямоугольной формой бетонного контейнера.The specified cryogenic capacity has disadvantages, including a low resistance to heat transfer from the space surrounding the tank to the stored liquefied gas, a long time for the process of evacuation of perlite powder, selected as a heat insulating material, due to the low gas conductivity of this material, the excess surface area of the reinforced concrete container, which is the cause of excess heat inflow into the tank, as well as increased consumption of concrete associated with a rectangular shape without onnogo container.

Технической задачей полезной модели является повышение времен бездренажного хранения сжиженного газа и снижение расхода бетона, снижение затрат на хранение сжиженного газа.The technical task of the utility model is to increase the times of drainless storage of liquefied gas and reduce concrete consumption, reduce the cost of storing liquefied gas.

Поставленная техническая задача решается снижением потоков тепловой энергии поступающих к внутреннему сосуду посредством нанесения на внешнюю поверхность контейнера слоя теплоизолирующего материала. С целью уменьшения нагрева солнечными лучами теплоизолирующий слой накрывается светоотражающим экраном, при этом светоотражающий экран устанавливается с воздушным зазором над поверхностью теплоизолирующего слоя. Наличие зазора позволяет свободно циркулирующему атмосферному воздуху охлаждать пространство между теплоизоляцией и нагреваемым солнцем светоотражающим экраном и тем самым уменьшается теплопередача солнечного тепла внутрь резервуара.The stated technical problem is solved by reducing the flow of thermal energy entering the inner vessel by applying a layer of insulating material to the outer surface of the container. In order to reduce heating by solar rays, the heat-insulating layer is covered with a light-reflecting screen, while the light-reflecting screen is installed with an air gap above the surface of the heat-insulating layer. The presence of a gap allows free-circulating atmospheric air to cool the space between the thermal insulation and the sun-heated reflective screen and thereby reduces the heat transfer of solar heat into the tank.

Указанные меры снижают температуру на внешней поверхности железобетонного контейнера, что уменьшает значение градиента температуры между внутренней и наружной стенками контейнера и как следствие снижает приток тепла к внутреннему сосуду сжиженного природного газа.These measures reduce the temperature on the outer surface of the reinforced concrete container, which reduces the temperature gradient between the inner and outer walls of the container and, as a result, reduces the heat flow to the inner vessel of the liquefied natural gas.

Известно, что цилиндр, при заданном объеме имеет площадь поверхности меньшую, чем прямоугольный параллелепипед равного с ним объема. Железобетонный контейнер цилиндрической формы, при равном объеме, обладает меньшей площадью поверхности, чем контейнер в форме прямоугольного параллелепипеда. Меньшая площадь поверхности контейнера это меньшая площадь границы между теплым окружающим пространством и относительно холодным внутренним пространством контейнера, обеспечивающая приток меньшего количества тепла внутрь контейнера и как следствие к внутреннему сосуду, содержащему сжиженный газ.It is known that a cylinder, for a given volume, has a surface area smaller than a rectangular parallelepiped of equal volume with it. A reinforced concrete container of a cylindrical shape, with an equal volume, has a smaller surface area than a container in the form of a rectangular parallelepiped. A smaller container surface area is a smaller border area between the warm surrounding space and the relatively cold interior of the container, providing less heat to the inside of the container and, as a result, to the inner vessel containing liquefied gas.

Переход к цилиндрической форме контейнера так же обеспечивает расход бетона меньший, чем в случае контейнера в форме прямоугольного параллелепипеда, при их равных объемах, поскольку площадь поверхности прямоугольного параллелепипеда больше чем площадь поверхности цилиндра равного с ним объема.The transition to the cylindrical shape of the container also provides less concrete than in the case of a container in the form of a rectangular parallelepiped, with their equal volumes, since the surface area of a rectangular parallelepiped is greater than the surface area of a cylinder of equal volume with it.

С целью оптимизации процесса вакуумирования, сокращения насосных мощностей, времени вакуумирования и энергозатрат, пространство между внутренним сосудом и внутренними стенками контейнера, заполняется теплоизоляцией выполненной из формованных изоляционных панелей, состоящих из открыто ячеистых пенопластов, вакуумированных и герметично заваренных в газонепроницаемую пленку, с поддержанием вакуума в пространстве между контейнером и внутренним резервуаром. Указанная теплоизоляция обладает лучшей проводимостью по газу, по сравнению с порошковым перлитом, что значительно сокращает время откачки до необходимого вакуума, кроме того изоляционные панели состоящие из открыто ячеистых пенопластов, вакуумированных и герметично заваренных в газонепроницаемую пленку обеспечивают лучшую теплоизоляцию.In order to optimize the evacuation process, reduce pumping capacity, evacuate time and energy consumption, the space between the inner vessel and the inner walls of the container is filled with heat insulation made of molded insulation panels consisting of open-cell foam, evacuated and hermetically sealed in a gas-tight film, maintaining the vacuum in the space between the container and the inner tank. The specified insulation has better gas conductivity compared to powder perlite, which significantly reduces the pumping time to the required vacuum, in addition, insulation panels consisting of open-cell foams, evacuated and hermetically sealed in a gas-tight film provide better thermal insulation.

Технический результат заключается в повышении времен бездренажного хранения сжиженного газа, снижении расхода бетона, снижении затрат на хранение сжиженного газа.The technical result consists in increasing the times of drainless storage of liquefied gas, reducing concrete consumption, reducing the cost of storing liquefied gas.

Полезная модель осуществляется следующим образом.The utility model is as follows.

На подготовленном фундаменте возводится вертикальный цилиндрический железобетонный контейнер за исключением верхнего основания контейнера. На дно контейнера устанавливаются теплоизолирующие опоры, пространство между ними заполняется формованными изоляционными панелями. На опоры устанавливается внутренний сосуд цилиндрической формы, заводской готовности, изготовленный из коррозионностойких сплавов, покрытый по внешней поверхности слоем из композитного материала (например, стеклотканью). Пространство между внутренней поверхностью железобетонного контейнера и внутренним сосудом заполняется формованными изоляционными панелями, затем возводится верхнее основание железобетонного контейнера и колодец. Устанавливаются трубопроводы. Внутренне пространство контейнера отделяется от колодца герметичной теплоизолирующей перегородкой, колодец закрывается теплоизолирующей крышкой. На внешнюю поверхность контейнера устанавливается слой теплоизоляции и светоотражающий экран, с воздушным зазором между теплоизоляцией и светоотражающим экраном. Через трубопроводы установленные, в колодце, внутренне пространство контейнера вакуумируется и внутренний сосуд заполняется сжиженным природным газом.A vertical cylindrical reinforced concrete container is being erected on the prepared foundation, with the exception of the upper base of the container. Thermal insulating supports are installed at the bottom of the container, the space between them is filled with molded insulating panels. An internal cylindrical, prefabricated vessel made of corrosion-resistant alloys, coated on the outer surface with a layer of composite material (for example, fiberglass), is mounted on the supports. The space between the inner surface of the reinforced concrete container and the inner vessel is filled with molded insulating panels, then the upper base of the reinforced concrete container and the well are erected. Pipelines are installed. The inner space of the container is separated from the well by a sealed heat-insulating partition, the well is closed by a heat-insulating cover. A thermal insulation layer and a reflective screen are installed on the outer surface of the container, with an air gap between the thermal insulation and the reflective screen. Through pipelines installed in the well, the inner space of the container is evacuated and the inner vessel is filled with liquefied natural gas.

Claims

A tank for long-term storage of liquefied natural gas, consisting of a reinforced concrete container, a prefabricated cylindrical inner vessel made of corrosion-resistant alloys, coated on the outer surface with a layer of composite material installed in the inner cavity of the reinforced concrete container on heat-insulating supports and heat insulation located in the space between the inner vessel and the walls of the reinforced concrete container, equipped in the upper part, with a well with in it, pipelines with shut-off and control valves, which ensure filling and emptying the container with liquefied natural gas and maintaining a vacuum in the insulation layer, characterized in that the reinforced concrete container is made in the form of a hollow cylinder mounted vertically on one of the bases, with a well located on the opposite base cylinder, while the outer surface of the reinforced concrete container is provided with a layer of heat-insulating material, above the surface of which there is a reflective screen, connected with an air gap, and the inner vessel is made in the form of a cylindrical container mounted vertically, with at least the lower base on which the container rests, flat, while the insulation that fills the space between the walls of the container and the inner vessel is made of molded insulating panels, consisting of open-cell foams, evacuated and hermetically sealed in a gas-tight film, maintaining a vacuum in the space between the container and the inner tank.