RU2150057C1 - Installation with nitrogen screen for long-time storage of liquefied gases - Google Patents

Installation with nitrogen screen for long-time storage of liquefied gases Download PDF

Info

Publication number
RU2150057C1
RU2150057C1 RU99107207A RU99107207A RU2150057C1 RU 2150057 C1 RU2150057 C1 RU 2150057C1 RU 99107207 A RU99107207 A RU 99107207A RU 99107207 A RU99107207 A RU 99107207A RU 2150057 C1 RU2150057 C1 RU 2150057C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nitrogen
installation
liquid
vessel
liquefied
Prior art date
Application number
RU99107207A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.Г. Кириллов
Original Assignee
Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского filed Critical Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского
Priority to RU99107207A priority Critical patent/RU2150057C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2150057C1 publication Critical patent/RU2150057C1/en

Links

Landscapes

  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: installation has heat-insulated vessel filled with liquid gas and positioned in heat-insulated vessel with liquid nitrogen, and safety valve. Installation is provided with Stirling machine, with helium used as working medium and closed nitrogen circuit. It consists of gaseous nitrogen line with intake device, safety valve, throttle valve positioned upstream of Stirling machine, and liquefied nitrogen line with check valve which couple liquid nitrogen vessel with Stirling machine condenser. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области криогенной техники, криогенных газовых холодильных машин с гелием в качестве рабочего тела, работающих по обратному циклу Стирлинга, и хранения сжиженных газов, например, природного газа. The invention relates to the field of cryogenic technology, cryogenic gas refrigeration machines with helium as a working fluid, operating on the reverse Stirling cycle, and storage of liquefied gases, for example, natural gas.

Известно, что для сжижения газов используются различные циклы, например с дросселированием или детандерные, однако в области криогенных температур (60-160 K) наиболее высокоэффективным циклом является цикл с холодильной машиной, работающей по циклу Стирлинга. Эффективность криогенных машин Стирлинга практически в 2 раза выше, по сравнению с другими установками, применяемыми для сжижения газов (Усюкин И.П. Установки, машины и аппараты криогенной техники. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, с. 185 - 186). It is known that various cycles are used for gas liquefaction, for example, with throttling or expander, however, in the range of cryogenic temperatures (60-160 K), the most highly efficient cycle is a cycle with a refrigerating machine operating according to the Stirling cycle. The efficiency of cryogenic Stirling machines is almost 2 times higher compared to other plants used for gas liquefaction (IP Usyukin Installations, machines and apparatuses of cryogenic technology. M: Light and food industry, 1982, pp. 185 - 186) .

Известно, что ввиду внешних теплопритоков в емкостях с криогенными жидкостями образуется выпар (пары сжиженных газов), количество которого зависит от многих факторов: формы емкостей; типов теплоизоляции и т.д. (Р.Б. Скотт Техника низких температур. Перевод под ред. проф. М.П. Малкова. М.: Издательство иностранной литературы, 1962, с. 250). Однако выброс выпара за пределы емкости для хранения сжиженных газов приводит либо к потери ценного продукта, либо к загрязнению окружающей среды. It is known that due to external heat inflows in tanks with cryogenic liquids, vapor is formed (vapor of liquefied gases), the amount of which depends on many factors: the shape of the tanks; types of insulation, etc. (RB Scott Low Temperature Technique. Translated by Prof. MP Malkov. M.: Publishing House of Foreign Literature, 1962, p. 250). However, the release of vapor outside the liquefied gas storage tank results in either the loss of a valuable product or environmental pollution.

Известно, что сжиженный природный газ рассматривается как перспективное жидкое топливо, а температура кипения сжиженных природных газов соответствует температуре - 162oC (113 K) (Нефтегазовая вертикаль. Анал. журнал 9-10 (24 - 25), М., 1998, с. 123). Однако существует проблема высокоэффективного получения и хранения сжиженного природного газа, как криогенной жидкости.It is known that liquefied natural gas is considered as a promising liquid fuel, and the boiling point of liquefied natural gases corresponds to a temperature of 162 o C (113 K) (Oil and Gas Vertical. Anal. Journal 9-10 (24 - 25), Moscow, 1998, p. . 123). However, there is a problem of highly efficient production and storage of liquefied natural gas as a cryogenic liquid.

Известно устройство газовой холодильной машины "Филипса", работающей по обратному циклу Стирлинга, предназначенной для сжижения воздуха (Вопросы глубокого охлаждения./Сб. статей под ред. проф. М.П. Малкова. М.: Иностранная литература, 1961, с. 35). Однако использование жидкого воздуха в различных технологиях требует повышенных мер взрыво- и пожаробезопасности. A device of the gas refrigerating machine Philips, operating on the reverse Stirling cycle, designed to liquefy air (Questions of deep cooling. / Collection of articles edited by prof. MP Malkov. M.: Foreign literature, 1961, p. 35 ) However, the use of liquid air in various technologies requires enhanced explosion and fire safety measures.

Известны конструкции сосудов для хранения и перевозки жидких газов с малыми потерями на испарение на основе азотного экрана, включающие в себя сосуд с жидким газом, размещенным в сосуде с жидким азотом, и предохранительным клапаном для выпуска паров азота (Р.Б. Скотт Техника низких температур. Перевод под ред. проф. М.П. Малкова. М.: Издательство иностранной литературы, 1962, с. 257-258). Однако в данных технических решениях не рассматриваются вопросы сохранения азота, и, следовательно, эффективность азотного экрана будет постоянно снижаться с испарением жидкого азота и выбросом его паров в окружающую среду. Known designs of vessels for storing and transporting liquid gases with low evaporation losses based on a nitrogen screen include a vessel with liquid gas placed in a vessel with liquid nitrogen and a safety valve for the release of nitrogen vapor (RB Scott Low Temperature Technique Translation, edited by Prof. MP Malkov, Moscow: Publishing House of Foreign Literature, 1962, p. 257-258). However, these technical solutions do not address the issues of nitrogen conservation, and, therefore, the efficiency of the nitrogen screen will constantly decrease with the evaporation of liquid nitrogen and the release of its vapor into the environment.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности систем и снижении материальных затрат при хранении сжиженных газов. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to increase the efficiency of systems and reduce material costs during storage of liquefied gases.

Для достижения этого технического результата установка для долговременного хранения сжиженных газов с азотным экраном, состоящая из теплоизолированного сосуда с жидким газом, размещенного в теплоизолированном сосуде с жидким азотом, и предохранительного клапана для выпуска паров азота, снабжена холодильной машиной Стирлинга с гелием в качестве рабочего тела, а также, замкнутым контуром азота, состоящим из линии газообразного азота с заборным устройством, предохранительным клапаном, дроссельным клапаном перед холодильной машиной, и линии сжиженного азота с обратным клапаном, соединяющих сосуд с жидким азотом с конденсатором холодильной машины. To achieve this technical result, the installation for long-term storage of liquefied gases with a nitrogen screen, consisting of a thermally insulated vessel with liquid gas, placed in a thermally insulated vessel with liquid nitrogen, and a safety valve for the release of nitrogen vapor, is equipped with a Stirling machine with helium as a working fluid, as well as a closed nitrogen circuit consisting of a nitrogen gas line with a suction device, a safety valve, a throttle valve in front of the chiller, and lines of liquefied nitrogen with a check valve connecting the vessel with liquid nitrogen to the condenser of the refrigeration machine.

Введение с состав установки для долговременного хранения сжиженных газов с азотным экраном, холодильной машиной Стирлинга и замкнутого контура азота, из линий с газообразным и сжиженным азотом, соединяющих сосуд с жидким азотом с конденсатором холодильной машины, позволяет получить новое свойство, заключающееся в переконденсации выпара (паров) азота (азотного экрана) в конденсаторе холодильной машины с последующим его сливом в сосуд с жидким азотом, за счет теплообмена с рабочим телом холодильной машины. Introduction to the composition of the installation for long-term storage of liquefied gases with a nitrogen screen, a Stirling refrigeration machine and a closed nitrogen circuit from lines with gaseous and liquefied nitrogen connecting the vessel with liquid nitrogen to the condenser of the refrigeration machine allows us to obtain a new property, which consists in the condensation of vapor (vapor ) nitrogen (nitrogen screen) in the condenser of the refrigeration machine with its subsequent discharge into a vessel with liquid nitrogen, due to heat exchange with the working fluid of the refrigeration machine.

На чертеже изображена установка для долговременного хранения сжиженных газов с азотным экраном. The drawing shows an installation for long-term storage of liquefied gases with a nitrogen screen.

В состав установки входит холодильная машина Стирлинга 1, с рабочим телом - гелием, замкнутый контур азота, соединяющий теплоизолированный сосуд с жидким азотом 2 с конденсатором (на чертеже не показан) холодильной машины 1. Внутри сосуда с жидким азотом 2 расположен теплоизолированный сосуд с сохраняемым жидким газом 3. Замкнутый контур состоит из линии сжиженного азота 4, с обратным клапаном 5, и линии газообразного азота 6 с заборным устройством 7, предохранительным клапаном 8 и дроссельным клапаном 9. The installation includes a Stirling refrigeration machine 1, with a working fluid helium, a closed nitrogen circuit connecting a thermally insulated vessel with liquid nitrogen 2 to a condenser (not shown) of a refrigeration machine 1. A thermally insulated vessel with stored liquid is located inside a vessel with liquid nitrogen 2 gas 3. The closed loop consists of a line of liquefied nitrogen 4, with a check valve 5, and a line of gaseous nitrogen 6 with a suction device 7, a safety valve 8 and a throttle valve 9.

Установка для долговременного хранения сжиженных газов с азотным экраном работает следующим образом. Installation for long-term storage of liquefied gases with a nitrogen screen works as follows.

Жидкий газ в сосуде 3 защищен от внешних теплопритоков слоем жидкого азота, расположенного в теплоизолированном сосуде 2. В свою очередь, за счет внешних теплопритоков в верхней части емкости 2 образуются пары азота. При достижении определенного давления срабатывает предохранительный клапан 8, что служит сигналом для включения холодильной машины 1. В результате этого по линии 6 газообразный азот высокого давления через заборное устройство 7, предохранительный клапан 8 поступает в дроссельный клапан 9, расположенный перед конденсатором холодильной машины 1, проходя через который предварительно охлаждается, а затем, поступает в конденсатор (на чертеже не показан) холодильной машины Стирлинга 1, где происходит его переконденсация. Переход паров азота в жидкую фазу в конденсаторе холодильной машины 1, создает необходимый перепад давлений в линии 6. Затем, сжиженный азот по линии 4 через обратный клапан 5 сливается в теплоизолированную емкость 2 в виде сжиженного газа. The liquid gas in the vessel 3 is protected from external heat influx by a layer of liquid nitrogen located in the heat-insulated vessel 2. In turn, nitrogen vapor is formed in the upper part of the vessel 2 due to external heat inflows. When a certain pressure is reached, the safety valve 8 is activated, which serves as a signal to turn on the chiller 1. As a result, through line 6 high-pressure nitrogen gas through the intake device 7, the safety valve 8 enters the throttle valve 9 located in front of the condenser of the chiller 1, passing through which it is pre-cooled and then fed into a condenser (not shown) of the Stirling refrigeration machine 1, where it is condensed. The transition of nitrogen vapor into the liquid phase in the condenser of the refrigeration machine 1 creates the necessary pressure difference in line 6. Then, the liquefied nitrogen through line 4 through the check valve 5 is discharged into the insulated container 2 in the form of liquefied gas.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Усюкин И. П. Установки, машины и аппараты криогенной техники. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, с. 185 - 186.
Sources of information taken into account when preparing the application:
1. Usyukin I.P. Installations, machines and apparatuses of cryogenic equipment. - M.: Light and food industry, 1982, p. 185 - 186.

2. Р.Б. Скотт Техника низких температур. Перевод под ред. проф. М.П. Малкова, М.: издательство иностранной литературы, 1962, с. 250. 2. R. B. Scott Low Temperature Technique. Translation Ed. prof. M.P. Malkova, M .: publishing house of foreign literature, 1962, p. 250.

3. Нефтегазовая вертикаль. Аналитический журнал 9 - 10 (24 - 25), М., 1998, с. 123. 3. Oil and gas vertical. Analytical journal 9-10 (24-25), M., 1998, p. 123.

4. Вопросы глубокого охлаждения./Сб. статей под ред. проф. М.П. Малкова. М.: Иностранная литература, 1961, с. 35. 4. Issues of deep cooling. / Sat. articles edited by prof. M.P. Malkova. M .: Foreign literature, 1961, p. 35.

5. Р.Б. Скотт Техника низких температур. Перевод под ред. проф. М.П. Малкова. М.: Издательство иностранной литературы, 1962, с. 257 - 258 - прототип. 5. R. B. Scott Low Temperature Technique. Translation Ed. prof. M.P. Malkova. M .: Publishing house of foreign literature, 1962, p. 257 - 258 - prototype.

Claims (1)

Установка для долговременного хранения сжиженных газов с азотным экраном, состоящая из теплоизолированного сосуда с жидким газом, размещенного в теплоизолированном сосуде с жидким азотом, и предохранительного клапана для выпуска паров азота, отличающаяся тем, что снабжена холодильной машиной Стирлинга с гелием в качестве рабочего тела и замкнутым контуром азота, состоящим из линии газообразного азота с заборным устройством, предохранительным клапаном, дроссельным клапаном перед холодильной машиной и линии сжиженного азота с обратным клапаном, соединяющих сосуд с жидким азотом с конденсатором холодильной машины. Installation for long-term storage of liquefied gases with a nitrogen screen, consisting of a thermally insulated vessel with liquid gas, placed in a thermally insulated vessel with liquid nitrogen, and a safety valve for the release of nitrogen vapor, characterized in that it is equipped with a Stirling refrigeration machine with helium as a working fluid and closed a nitrogen circuit consisting of a nitrogen gas line with a suction device, a safety valve, a throttle valve in front of the chiller, and a liquefied nitrogen line with a return valve connecting the vessel with liquid nitrogen to the condenser chiller.
RU99107207A 1999-04-13 1999-04-13 Installation with nitrogen screen for long-time storage of liquefied gases RU2150057C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99107207A RU2150057C1 (en) 1999-04-13 1999-04-13 Installation with nitrogen screen for long-time storage of liquefied gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99107207A RU2150057C1 (en) 1999-04-13 1999-04-13 Installation with nitrogen screen for long-time storage of liquefied gases

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2150057C1 true RU2150057C1 (en) 2000-05-27

Family

ID=20218245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99107207A RU2150057C1 (en) 1999-04-13 1999-04-13 Installation with nitrogen screen for long-time storage of liquefied gases

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2150057C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188760U1 (en) * 2018-11-09 2019-04-23 Евгений Сергеевич Солдатов MULTIMODAL CONTAINER FOR STORAGE AND TRANSPORTATION OF LIQUEFIED CRYOGENIC GASES WITH AUTONOMOUS STEAM RECONDENSATION SYSTEM
RU2723205C1 (en) * 2019-10-31 2020-06-09 Евгений Сергеевич Солдатов Multimodal container for transportation and storage of liquefied cryogenic gases
RU2800198C1 (en) * 2022-11-25 2023-07-19 Евгений Сергеевич Солдатов Stationary system for drainless storage and gasification of liquefied natural gas

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Скотт Р.Б. Техника низких температур. - М.: Иностранная литература, 1962, с. 257 и 258. *
Филин Н.В., Буланов А.Б. Жидкостные криогенные системы. - Л.: Машиностроение, 1985, с. 182, рис. 6.6. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU188760U1 (en) * 2018-11-09 2019-04-23 Евгений Сергеевич Солдатов MULTIMODAL CONTAINER FOR STORAGE AND TRANSPORTATION OF LIQUEFIED CRYOGENIC GASES WITH AUTONOMOUS STEAM RECONDENSATION SYSTEM
RU2723205C1 (en) * 2019-10-31 2020-06-09 Евгений Сергеевич Солдатов Multimodal container for transportation and storage of liquefied cryogenic gases
RU2800198C1 (en) * 2022-11-25 2023-07-19 Евгений Сергеевич Солдатов Stationary system for drainless storage and gasification of liquefied natural gas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2613766C2 (en) Method for liquefying a natural gas, including a phase change
US20220128272A1 (en) Heating and refrigeration system
RU2150057C1 (en) Installation with nitrogen screen for long-time storage of liquefied gases
Croft Cryogenic laboratory equipment
RU2159913C1 (en) Combination nitrogen refrigeration system for thermostatic temperature control and safekeeping of food-stuffs
Tan et al. An ejector‐enhanced re‐liquefaction process (EERP) for liquid ethylene vessels
RU2151979C1 (en) Universal plant for liquefaction of gases and their storage on the basis of vessel with nitrogen screen
RU2154783C1 (en) Liquefied gas flash vapor recondensing plant with helium refrigerating machine
RU2151976C1 (en) Combination system for storage of liquefied gases based on nitrogen screen
RU2159909C1 (en) Process of liquefaction of gases and their keeping
RU2154784C1 (en) Liquefied gas condensing plant on base of helium refrigerating machine
RU2159908C1 (en) Installation with cryogenic machine "stirling" for keeping of condensed gases
RU2151978C1 (en) Combination stirling-system for liquefaction of gases and their long-term storage
RU2156414C1 (en) Multi-purpose plant for liquefaction and storage of gases on base of stirling cryogenic machine
RU2162580C2 (en) Plant for production and protected storage of liquefied natural gas
RU2156931C1 (en) Stirling system for protracted storage of liquefied gases
RU2156415C1 (en) Unit for protracted storage of liquefied gases on base of stirling cycle refrigerating machine
Dhankhar A study on refrigeration
RU2151977C1 (en) Combination system for production of nitrogen and liquefaction of natural gas on the basis of plant with cryogenic stirling machine
RU2166708C1 (en) Highly efficient system for protracted storage of liquefied gases
RU2156416C1 (en) High-capacity technological complex for liquefaction and storage of natural gas
RU2151348C1 (en) Combined plant for liquefaction and storage of gases on basis of cryogenic refrigerating stirling machine
RU2156417C1 (en) High-capacity cryogenic complex for liquefaction of natural gas
RU2150056C1 (en) Plant for liquefaction of gases by means of stirling cryogenic refrigerating machine
RU2151982C1 (en) High-capacity combination cryogenic system for liquefaction of natural gas