RU1818497C

RU1818497C - Cryogenic fluid vessel

Info

Publication number: RU1818497C
Authority: RU
Inventors: Александр Федорович Дробченко; Игорь Михайлович Морковкин
Original assignee: Балашихинское научно-производственное объединение криогенного машиностроения им.40-летия Октября
Priority date: 1991-01-21
Filing date: 1991-01-21
Publication date: 1993-05-30

Abstract

Сущность изобретени : сосуд дл криогенной жидкости содержит внешний и внутренний резервуары, разделенные слоем теплоизол ции, размещенные во внутреннем резервуаре поплавки, выполненные полыми, герметичными, с вакуумированной внутренней полостью. 2 ил.SUMMARY OF THE INVENTION: A vessel for cryogenic liquid comprises an external and an internal reservoir, separated by a layer of thermal insulation, floats placed in the inner reservoir, made hollow, hermetic, with a vacuum inner cavity. 2 ill.

Description

Изобретение относитс к криогенной технике, в частности к устройствам дл хранени и транспортировани криогенной жидкости.The invention relates to cryogenic technology, in particular to devices for storing and transporting cryogenic liquid.

Цель изобретени - уменьшение потерь криогенной жидкости от испарени за счет снижени теплопритока к ее верхним сло м.The purpose of the invention is to reduce the loss of cryogenic liquid from evaporation by reducing the heat gain to its upper layers.

Сущность изобретени заключаетс в следующем. Под воздействием теплового излучени от верхней части резервуара и вследствие теплопроводности газообразного криоагента температура верхней части поплавка принимает промежуточное значение между температурами жидкости и купола резервуара. При этом теплоприток через материал поплавка передаетс прилегающим сло м жидкости и приводит к увеличению ее внутренней энергии и испарению. Выполнение поплавков полыми, герметичными , с вакуумированной внутренней полостью приводит к улучшению их теплоизол ционных свойств, т.к. уменьшение теплопровод щего сло (за счет выполнени в поплавке внутренней полости) существенно увеличивает их термическое сопротивление , приводит к снижению теплопритока к криогенной жидкости от верхней части резервуара и уменьшает ее испар емость. В случае выполнени поплавка негерметичным либо с невакуумиро- ванной внутренней полостью его теплоизол ционные свойства ухудшаютс из-за теплопроводности газа в его полости, что в результате приводит к увеличению теплопровода к криогенной жидкости.The invention is as follows. Under the influence of thermal radiation from the upper part of the tank and due to the thermal conductivity of the gaseous cryoagent, the temperature of the upper part of the float takes an intermediate value between the temperatures of the liquid and the dome of the tank. In this case, the heat gain through the material of the float is transferred to the adjacent layer of liquid and leads to an increase in its internal energy and evaporation. The implementation of the floats is hollow, airtight, with an evacuated internal cavity, leading to an improvement in their heat-insulating properties, because a decrease in the heat-conducting layer (due to the implementation of an internal cavity in the float) significantly increases their thermal resistance, leads to a decrease in heat gain to the cryogenic liquid from the upper part of the tank and reduces its evaporation. If the float is made leaky or with an unvacuated internal cavity, its heat-insulating properties deteriorate due to the thermal conductivity of the gas in its cavity, which results in an increase in the heat conduit to the cryogenic liquid.

На фиг. 1 изображен сосуд дл криогенной жидкости с помещенными внутрь него поплавками; на фиг, 2 - поплавок.In FIG. 1 shows a vessel for cryogenic liquid with floats placed inside it; in Fig.2 - a float.

Сосуд дл криогенной жидкости содержит внешний резервуар 1 и внутренний резервуар 2, между которыми размещена теплоизол ци 3. На поверхности криогенной жидкости в резервуаре 2 плавают поплавки 4. Поплавки 4 выполнены полыми и герметичными, а их внутренн полость 5 вакуумирована. Теплоизол ци 3 можетThe cryogenic liquid vessel contains an external tank 1 and an internal tank 2, between which thermal insulation 3 is placed. Floats 4 float on the surface of the cryogenic liquid 4. The floats 4 are hollow and airtight, and their internal cavity 5 is evacuated. Thermal insulation qi 3 may

елate

СWITH

0000

NN

юYu

VIVI

быть выполнена, например, слоисто-вакуумной , а поплавки 4 могут быть изготовлены из пенополиуретана или другого материала с низким коэффициентом теплопроводности .be made, for example, layered-vacuum, and the floats 4 can be made of polyurethane foam or other material with a low coefficient of thermal conductivity.

Сосуд работает следующим образом. Криогенную жидкость, например жидкий гелий , заливают во внутренний резервуар 2. При этом поплавки 4 всплывают и размещаютс на зеркале жидкости. Лучистый тепло- приток, поглощенный поплавком, а также теплоприток, обусловленный теплопроводностью паров криоагента, вызывают увеличение температуры несмоченной поверхности поплавка.The vessel operates as follows. A cryogenic liquid, e.g. liquid helium, is poured into the inner tank 2. In this case, the floats 4 float and are placed on the liquid mirror. The radiant heat influx absorbed by the float, as well as the heat gain due to the thermal conductivity of the cryo-agent vapor, cause an increase in the temperature of the flooded surface that is not wetted.

Наличие разносит температур на поверхности поплавка обуславливает возникновение в нем теплового- потока, передаваемого по стенкам к его нижней части , омываемой жидкостью. Однако величина этого теплового потока невелика, т.к. мала толщина теплопровод щего сло поплавка из-за наличи в нем внутренней полости 5. Таким образом, уменьшение теплопритока к верхним сло м криогеннойThe presence of carries temperatures on the surface of the float causes the occurrence of heat flow in it, transmitted along the walls to its lower part, washed by the liquid. However, the magnitude of this heat flux is small, because the thickness of the heat-conducting layer of the float is small due to the presence of an internal cavity 5. Thus, a decrease in the heat influx to the upper layers of the cryogenic

00

жидкости позвол ет уменьшить ее потери от испарени ,liquid allows to reduce its losses from evaporation,

В случае аварийных теплопритоков к криогенной жидкости, размещенной во внутреннем резервуаре, обуславливающих резкий рост давлени , происходит нарушение формы поплавков (их сминание) и (или) потер их герметичности. При этом происходит заполнение объема, ранее занимаемого поплавками, криогенной жидкостью или ее парами, что снижает как темп роста давлени в резервуаре, так и величину давлени в нем. Благодар этому обеспечиваетс повышение эксплуатационной 5 безопасности сосуда.In the case of emergency heat inflows to the cryogenic liquid located in the internal reservoir, causing a sharp increase in pressure, the shape of the floats is violated (crushed) and (or) their integrity is lost. In this case, the volume previously occupied by the floats, cryogenic liquid or its vapors is filled, which reduces both the rate of pressure growth in the tank and the pressure in it. In this way, the operational safety of the vessel is enhanced.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A vessel for a cryogenic liquid, comprising an external and an internal reservoir, separated by a layer of thermal insulation, and placed in the inner reservoir of the floats, characterized in that, in order to reduce the loss of cryogenic fluid from evaporation by reducing the heat gain to its upper layers, the floats are made hollow, tight and their internal cavity is evacuated.

0

5

Fi.1

4

5

FIG. 2