RU216280U1

RU216280U1 - Gas accumulator unit

Info

Publication number: RU216280U1
Application number: RU2022115385U
Authority: RU
Inventors: Юрий Александрович Коротунов; Вячеслав Анатольевич Курман
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ГАЗПРОМТЕХНИКА"
Filing date: 2022-06-07
Publication date: 2023-01-26

Abstract

Полезная модель относится к газовой промышленности и может быть использована для принятия, сохранения и раздачи компримированного природного газа (КПГ) из блока аккумуляторов газа (БАГ) потребителю в баллоны транспортных средств (ТС) или другие баллоны. Также может быть использовано для заправки транспортных средств компримированным природным газом в качестве моторного топлива. Техническим результатом изобретения является: широкая сфера применения, позволяющая осуществлять заправку системы хранения КПГ от магистральных газопроводов, сетей городского газоснабжения, скважин малых газовых месторождений, источников шахтного газа и биогаза; способ заправки ТС сжатым природным газом позволяет полностью опорожнять БАГ; пониженная масса БАГ; снижение энергозатрат при использовании КУ между заправками ТС. Указанный технический результат достигается способом заправки и разгрузки БАГ. Система хранения КПГ представляет собой БАГ, размещенный на раме. БАГ состоит из композитполимерных баллонов. Такие баллоны безопасны и не взрываются и, как правило, легче на 50% аналогичных металлических, тем самым существенно снижая общий вес БАГ. При заправке КПГ подают через КУ на БАГ через линию подвода КПГ до достижения уровня давления в 25 МПа. Заправку ТС осуществляется из БАГ через линию отвода КПГ без КУ до тех пор, пока давление КПГ в БАГ и баллоне ТС не станет равным, после чего перекачка КПГ осуществляется при помощи КУ. Кратковременное использование КУ при заправке баллонов ТС позволяет снизить потребление электроэнергии.

The utility model relates to the gas industry and can be used for receiving, storing and distributing compressed natural gas (CNG) from a gas accumulator unit (GAS) to a consumer into vehicle cylinders (TC) or other cylinders. It can also be used to refuel vehicles with compressed natural gas as a motor fuel. The technical result of the invention is: a wide scope of application, which allows filling the CNG storage system from main gas pipelines, urban gas supply networks, wells of small gas fields, mine gas and biogas sources; the method of filling the vehicle with compressed natural gas allows you to completely empty the BAG; reduced weight of BAG; reduction of energy costs when using CU between refueling vehicles. The specified technical result is achieved by the method of filling and unloading the BAG. The CNG storage system is a BAG placed on the frame. BAG consists of composite polymer cylinders. Such cylinders are safe and non-explosive and, as a rule, are 50% lighter than similar metal ones, thereby significantly reducing the overall weight of the BAG. When refueling, CNG is fed through the KU to the BAG through the CNG supply line until a pressure level of 25 MPa is reached. The refueling of the vehicle is carried out from the BAG through the CNG withdrawal line without the CNG until the CNG pressure in the BAG and the vehicle cylinder becomes equal, after which the CNG is pumped using the CNG. The short-term use of CU when filling the cylinders of the vehicle allows to reduce electricity consumption.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельField of technology to which the utility model belongs

Полезная модель относится к газовой промышленности и может быть использована для принятия, сохранения и раздачи компримированного природного газа (КПГ) из блока аккумуляторов газа (БАГ) потребителю в баллоны транспортных средств (ТС) или другие баллоны. Также может быть использовано для заправки транспортных средств компримированным природным газом в качестве моторного топлива. The utility model relates to the gas industry and can be used for receiving, storing and distributing compressed natural gas (CNG) from a gas accumulator unit (GAS) to a consumer into vehicle cylinders (TC) or other cylinders. It can also be used to refuel vehicles with compressed natural gas as a motor fuel.

Описание предшествующего уровня техникиDescription of the prior art

Известно устройство для заправки транспорта сжатым природным газом в качестве моторного топлива, а именно передвижной газозаправщик, содержащий газобаллонную установку из нескольких секций двухгорловых баллонов, к одной стороне которых присоединены трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой для заправки самих баллонов, а также для опорожнения их внешними потребителями. Устройство обеспечивает бескомпрессорный способ заправки автомобилей природным газом (Боксерман Ю.И., Мкртычан Я.С., Чириков К.Ю. «Перевод транспорта на газовое топливо», 1988 г., стр. 134, стр. 150-155).A device is known for refueling transport with compressed natural gas as a motor fuel, namely a mobile gas tanker containing a gas-cylinder installation of several sections of double-necked cylinders, to one side of which pipelines with shut-off and control valves are connected for filling the cylinders themselves, as well as for emptying them by external consumers . The device provides a compressorless method of refueling vehicles with natural gas (Boxerman Yu.I., Mkrtychan Y.S., Chirikov K.Yu. "Transferring vehicles to gas fuel", 1988, p. 134, p. 150-155).

Недостатком способа является низкая эффективность, связанная с тем, что в результате пассивной разгрузки баллонов в секциях БАГ неиспользованным остается значительное количество КПГ, давление которого не позволяет производить дальнейшую заправку ТС.The disadvantage of this method is the low efficiency due to the fact that as a result of the passive unloading of cylinders in the sections of the BAG, a significant amount of CNG remains unused, the pressure of which does not allow further refueling of the vehicle.

Известен способ эксплуатации передвижного газозаправщика (патент РФ №2147531, опубликовано 20.04.2000 г.), включающий бескомпрессорную заправку автотранспорта сжатым природным газом путем опорожнения баллонов, сгруппированных в секции большого, малого и среднего по значению объемов, а по достижении минимально возможного давления в баллонах включают компрессор и перекачивают газ из секций большого и промежуточного объемов в секцию малого объема. Недостатком данного способа является отсутствие возможности полного опорожнения баллонов и вследствие этого неэффективное использование баллонного объема для хранения КПГ.A known method of operating a mobile gas tanker (RF patent No. 2147531, published on April 20, 2000), including compressorless refueling of vehicles with compressed natural gas by emptying cylinders grouped in sections of large, small and medium volumes, and upon reaching the minimum possible pressure in the cylinders turn on the compressor and pump gas from the large and intermediate volume sections to the small volume section. The disadvantage of this method is the inability to completely empty the cylinders and, as a result, the inefficient use of the cylinder volume for storing CNG.

Известен способ заправки транспорта сжатым природным газом (патент РФ №2305224, опубликовано 27.08.2007 г.), включающий опорожнение предварительно заполненных сжатым природным газом баллонов высокого давления, сгруппированных в первую, вторую и третью секции блока аккумуляторов с давлением 20 МПа, 25 МПа и 40 МПа. После транспортировки баллоны опорожняют до тех пор, пока давление в них не упадет до минимальной величины, необходимой для заправки, после опорожнения баллонов всех секций до минимально возможного давления включают компрессор и начинают перекачку природного газа в автомобильный баллон до полного опорожнения баллонов высокого давления в емкости потребителя.A known method of refueling vehicles with compressed natural gas (RF patent No. 2305224, published on August 27, 2007), including emptying high-pressure cylinders pre-filled with compressed natural gas, grouped into the first, second and third sections of the accumulator block with a pressure of 20 MPa, 25 MPa and 40 MPa. After transportation, the cylinders are emptied until the pressure in them drops to the minimum value required for refueling, after emptying the cylinders of all sections to the lowest possible pressure, the compressor is turned on and natural gas is pumped into the automobile cylinder until the high-pressure cylinders in the consumer’s tank are completely empty. .

Недостатком способа является использование металлических баллонов с давлением 40 МПа, ввиду чего сильно увеличиваются габариты и вес блока аккумуляторов газа.The disadvantage of this method is the use of metal cylinders with a pressure of 40 MPa, as a result of which the dimensions and weight of the gas accumulator unit are greatly increased.

Известен способ заправки и разгрузки баллонов для хранения КПГ (патент РФ №2711890, опубликовано 23.01.2020 г.), включающий заправку автотранспорта сжатым природным газом путем опорожнения баллонов по однолинейной, трехлинейной или многолинейной схеме раздачи газа, при которых происходит перераспределение остаточного объема газа между секциями баллонов посредством работы компрессорной установки (КУ), перекачивающей газ из баллонной секции низкого давления в баллонную секцию высокого давления.A known method of filling and unloading CNG storage cylinders (RF patent No. 2711890, published on January 23, 2020), including filling vehicles with compressed natural gas by emptying cylinders according to a single-line, three-line or multi-line gas distribution scheme, in which the residual volume of gas is redistributed between sections of cylinders through the operation of a compressor unit (CU), pumping gas from a low-pressure cylinder section to a high-pressure cylinder section.

Недостатком способа являются повышенные энергозатраты на включение компрессорной установки между заправками транспортных средств.The disadvantage of this method is the increased energy consumption for turning on the compressor unit between refueling vehicles.

Целью предлагаемой полезной модели является устранение указанных недостатков.The purpose of the proposed utility model is to eliminate these shortcomings.

Техническим результатом полезной модели является:The technical result of the utility model is:

- широкая сфера применения, позволяющая осуществлять заправку системы хранения КПГ от магистральных газопроводов, сетей городского газоснабжения, скважин малых газовых месторождений, источников шахтного газа и биогаза;- a wide scope of application, which allows refueling the CNG storage system from main gas pipelines, urban gas supply networks, wells of small gas fields, mine gas and biogas sources;

- способ заправки ТС сжатым природным газом позволяет полностью опорожнять БАГ;- the method of filling the vehicle with compressed natural gas allows you to completely empty the BAG;

- пониженная масса БАГ;- reduced weight of BAG;

- снижение энергозатрат при использовании КУ между заправками ТС.- reduction of energy consumption when using CU between refueling vehicles.

Указанный технический результат достигается способом заправки и разгрузки БАГ. Система хранения КПГ представляет собой БАГ, размещенный на раме. БАГ состоит из композитполимерных баллонов. Такие баллоны безопасны и не взрываются и, как правило, легче на 50% аналогичных металлических, тем самым существенно снижая общий вес БАГ. При заправке КПГ подают через КУ на БАГ через линию подвода КПГ до достижения уровня давления в 25 МПа. Заправку ТС осуществляется из БАГ через линию отвода КПГ без КУ до тех пор, пока давление КПГ в БАГ и баллоне ТС не станет равным, после чего перекачка КПГ осуществляется при помощи КУ. Кратковременное использование КУ при заправке баллонов ТС позволяет снизить потребление электроэнергии.The specified technical result is achieved by the method of filling and unloading the BAG. The CNG storage system is a BAG placed on the frame. BAG consists of composite polymer cylinders. Such cylinders are safe and non-explosive and, as a rule, are 50% lighter than similar metal ones, thereby significantly reducing the overall weight of the BAG. When refueling, CNG is fed through the CNG to the BAG through the CNG supply line until a pressure level of 25 MPa is reached. The refueling of the vehicle is carried out from the BAG through the CNG withdrawal line without the CNG until the CNG pressure in the BAG and the vehicle cylinder becomes equal, after which the CNG is pumped using the CNG. The short-term use of CU when filling the cylinders of the vehicle allows to reduce electricity consumption.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:The essence of the utility model is illustrated by drawings, which show:

На фигуре 1 - внешний вид БАГ.The figure 1 - the appearance of the BAG.

На фигуре 2 - схема системы хранения компримированного природного газа.Figure 2 is a diagram of a compressed natural gas storage system.

На фигуре 1 обозначено: аккумуляторы газа 1; стальная рама 2; трубная обвязка 3. Аккумуляторы газа - баллоны высокого давления композитполимерные, установлены на несущей стальной раме, разделенной на отдельные секции, и соединены между собой трубной обвязкой, фитингами и запорно-регулирующей арматурой. Стальная рама приспособлена для горизонтального хранения аккумуляторов газа. Аккумуляторы газа уложены в три ряда по четыре баллона рядом друг с другом. В верхней части рамы предусмотрены проушины для строповки при совершении погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки. Данная конструкция предназначена для использования внутри и снаружи помещений. В случае использования на открытом воздухе систему необходимо разместить на приподнятом, закрытом и надежном месте. The figure 1 indicates: gas accumulators 1; steel frame 2; piping 3. Gas accumulators - composite polymer high-pressure cylinders, mounted on a supporting steel frame, divided into separate sections, and interconnected by piping, fittings and shut-off and control valves. The steel frame is adapted for horizontal storage of gas accumulators. Gas accumulators are stacked in three rows of four cylinders next to each other. In the upper part of the frame, eyelets are provided for slinging during loading and unloading operations and transportation. This design is designed for indoor and outdoor use. For outdoor use, the system must be placed in an elevated, enclosed and secure location.

Система хранения КПГ включает аккумуляторы газа 21-32, которые закреплены на конструкции рамы 3, при этом каждый аккумулятор газа оснащён трехходовым вентилем 7-18, связанные между собой системой трубопроводов, состоящая из линии для подвода и отвода компримированного природного газа, каждая из которых состоит из обратного клапана 19, 20 и шарового крана 5, 6, предназначенных для ручного отключения линии для подвода и отвода компримированного природного газа соответственно, и линии для контроля давления в баллонах, при этом для предотвращения превышения допустимого давления газа в линиях подвода и отвода КПГ установлен предохранительный клапан 4, при срабатывании которого сброс газа осуществляется на свечу. The CNG storage system includes gas accumulators 21-32, which are fixed on the frame structure 3, while each gas accumulator is equipped with a three-way valve 7-18, interconnected by a pipeline system consisting of a line for supplying and discharging compressed natural gas, each of which consists from the check valve 19, 20 and the ball valve 5, 6, designed to manually shut off the line for supplying and discharging compressed natural gas, respectively, and the line for controlling pressure in the cylinders, while to prevent exceeding the permissible gas pressure in the lines for supplying and discharging CNG, a safety valve 4, when triggered, gas is discharged onto the candle.

Аккумуляторы газа 1 закреплены на конструкции рамы 2 и связаны между собой линиями для подвода и отвода компримированного природного газа и линией контроля давления в баллонах.The gas accumulators 1 are fixed on the frame structure 2 and are interconnected by lines for the supply and removal of compressed natural gas and a pressure control line in the cylinders.

Способ осуществляют следующим образом. КПГ доставляют к газонаполнительной компрессорной станции (ГНКС) и подают на линию подвода КПГ через обратный клапан 19, при этом шаровой кран 5 открыт, вследствие чего производится заправка. Заправку ТС осуществляют из БАГ через линию отвода КПГ, при этом шаровой кран 6 открыт. Заправка производится за счет перепада давления. Как только давление КПГ в БАГ и баллоне ТС станет равным, перекачка КПГ осуществляется при помощи КУ. Каждый аккумулятор газа 21-32 содержит трехходовые вентили 7-18 соответственно, при заправке БАГ трехходовые вентили установлены в положении, когда линия подвода КПГ сообщена с полостью аккумуляторов газа, при заправке ТС при помощи БАГ трехходовые вентили установлены в положении, когда линия отвода КПГ сообщена с полостью аккумуляторов газа. Обратный клапан 20 предназначен для предотвращения попадания КПГ из баллона ТС в БАГ. Обратный клапан 19 предотвращает истечение КПГ в атмосферу, при отключенном БАГ от ГНКС.The method is carried out as follows. CNG is delivered to the gas-filling compressor station (GNKS) and fed to the CNG supply line through the check valve 19, while the ball valve 5 is open, as a result of which refueling is performed. Refueling of the vehicle is carried out from the BAG through the CNG outlet line, while the ball valve 6 is open. Filling is done by differential pressure. As soon as the CNG pressure in the BAG and the vehicle cylinder becomes equal, the CNG is pumped using the CU. Each gas accumulator 21-32 contains three-way valves 7-18, respectively, when refueling the CNG, the three-way valves are installed in the position when the CNG supply line is connected to the cavity of the gas accumulators; with gas accumulator cavity. The non-return valve 20 is designed to prevent the ingress of CNG from the vehicle cylinder into the BAG. The check valve 19 prevents the CNG from escaping into the atmosphere, when the BAG is disconnected from the GNKS.

Claims

Gas accumulator unit, characterized in that it includes composite polymer cylinders, each of which is equipped with a three-way valve, to which is connected a line for supplying and discharging compressed natural gas, each of which consists of a check valve and a ball valve designed to manually shut off the line for supply and discharge of compressed natural gas, respectively, and a line for monitoring pressure in cylinders, while to prevent excess gas pressure in the lines for supplying and discharging compressed natural gas, a safety valve is installed, when triggered, gas is discharged to a candle.