RU2177100C2 - Method of operation of cryogenic pipe lines and cryogenic pipe line - Google Patents
Method of operation of cryogenic pipe lines and cryogenic pipe line Download PDFInfo
- Publication number
- RU2177100C2 RU2177100C2 RU99116137/06A RU99116137A RU2177100C2 RU 2177100 C2 RU2177100 C2 RU 2177100C2 RU 99116137/06 A RU99116137/06 A RU 99116137/06A RU 99116137 A RU99116137 A RU 99116137A RU 2177100 C2 RU2177100 C2 RU 2177100C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- cryogenic
- cavity
- thermal
- panels
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области криогенной техники и может быть использовано при изготовлении средств транспортировки криогенной жидкости. The invention relates to the field of cryogenic technology and can be used in the manufacture of means for transporting cryogenic liquids.
Широко известны способы поддержания высокого вакуума в теплоизоляционной полости, заключающиеся в эвакуации остаточных газов с помощью криоконденсационных и криоадсорбционных насосов (Розанов Л.Н. Вакуумная техника. М.: Высшая школа, 1990). Эти насосы наиболее распространены в криогенной технике для поддержания вакуума в теплоизоляционных полостях. Однако криоконденсационные и криосорбционные насосы, охлаждаемые криогенной жидкостью с температурой кипения, превышающей водородную, не позволяют удалить остаточный водород ввиду ограниченной поглотительной способности адсорбентов при этих температурах, а также невозможности конденсации водорода при этих температурах. Widely known are methods of maintaining a high vacuum in a heat-insulating cavity, consisting in the evacuation of residual gases using cryocondensation and cryo-adsorption pumps (Rozanov L.N. Vacuum technology. M: Higher school, 1990). These pumps are most common in cryogenic technology to maintain vacuum in insulating cavities. However, cryocondensation and cryosorption pumps cooled by a cryogenic liquid with a boiling point higher than hydrogen do not allow the removal of residual hydrogen due to the limited absorption capacity of adsorbents at these temperatures, as well as the impossibility of hydrogen condensation at these temperatures.
Известен способ откачки вакуумных систем при помощи сорбционных насосов, в котором с целью удаления остаточных газов систему периодически промывают газообразным азотом (а.с. N 164920, 27 C 3/02,1962). A known method of pumping vacuum systems using sorption pumps, in which, in order to remove residual gases, the system is periodically washed with nitrogen gas (a.c. N 164920, 27 C 3 / 02.1962).
Известно, что промывка вакуумной системы сухим азотом 5-6 раз снижает уровень газовыделений в 7 раз (Куприянов В.И., Чубаров Е.В., Тарасов Н.Н., Буланов В. И. Газовыделение материалов в непрогреваемых вакуумных системах. Методическое пособие. - М., Министерство химического и нефтяного машиностроения, 1985), что позволяет снизить минимальное остаточное давление на порядок до момента, пока новые порции водорода в результате диффузии не подойдут к поверхностным слоям. Однако этот способ дорогостоящий и трудоемкий. It is known that washing the vacuum system with dry nitrogen 5-6 times reduces the level of gas evolution by 7 times (Kupriyanov V.I., Chubarov E.V., Tarasov N.N., Bulanov V.I. Gas emission of materials in unheated vacuum systems. allowance. - M., Ministry of Chemical and Petroleum Engineering, 1985), which reduces the minimum residual pressure by an order of magnitude until new portions of hydrogen, as a result of diffusion, reach the surface layers. However, this method is expensive and time consuming.
Известен способ поддержания вакуума с применением ионных насосов, в которых используется сочетание ионизации и хемосорбции (патент ФРГ N 3332606, F 04 B 37/02, 1983). Ионные насосы относятся к безмасляным средствам откачки и вполне могли бы использоваться для откачки взрывоопасных криогенных трубопроводов. Однако, к их недостаткам можно отнести высокую энергоемкость, относительно высокую стоимость агрегата и дополнительного оборудования, необходимость контроля работы и регламента оборудования, пожароопасность при работе на криогенных трубопроводах, так как используется электроэнергия (особенно при работе в течение длительного времени). A known method of maintaining a vacuum using ion pumps that use a combination of ionization and chemisorption (German patent N 3332606, F 04 B 37/02, 1983). Ion pumps are oil-free pumping means and could well be used for pumping explosive cryogenic pipelines. However, their disadvantages include high energy intensity, relatively high cost of the unit and additional equipment, the need to control the operation and regulation of equipment, fire hazard when working on cryogenic pipelines, since electricity is used (especially when working for a long time).
Наиболее близким к предлагаемому является способ работы криогенного трубопровода, (а. с. N 637588, F 16 L 9/18, F 16 L 59/14, F 16 L 59/06, 1977), в котором в период регенерации криоадсорбционного насоса через спиральный трубопровод подается горячий теплоноситель, например горячий газ, что вызывает десорбцию адсорбированной мелкодисперсным адсорбентом среды. В результате увеличения эффективности процесса регенерации, осуществляемого нагревом адсорбента с помощью спирального трубопровода, достигается увеличение межрегламентного периода криогенного трубопровода. Это связано с тем, что существенно увеличивается поглотительная способность адсорбента. Closest to the proposed is the method of operation of the cryogenic pipeline, (a.s. N 637588, F 16
Известный криогенный трубопровод (а.с. СССР N 637588, F 16 L 9/18, F 16 L 59/14, F 16 L 59/06, 1977), выбранный в качестве прототипа заявляемого устройства, содержит собственно трубопровод, охваченный кожухом, пространство между которыми вакуумированно с помощью адсорбента, размещенного в трубчатых патронах, охватывающих трубопровод. Внутри трубчатых патронов установлен змеевик для подачи греющего газа. Known cryogenic pipeline (AS USSR N 637588, F 16
Недостаток известного способа и устройства заключается в том, что они не обеспечивают заданный уровень давлений теплоизоляционной полости криогенного трубопровода в течение длительного времени без проведения регламентных работ и низкую испаряемость криогенной жидкости. Это объясняется тем, что материал кожуха трубопровода и изоляции обладает определенным газосодержанием. В процессе эксплуатации газ выделяется в теплоизоляционную полость. Основной компонентой газовыделений обычно является водород, который составляет преимущественно атмосферу остаточных газов. В результате в теплоизоляционной полости увеличивается парциальное давление остаточных газов и вместе с ним растет общее рабочее движение, достигая предельно допустимого уровня. При достижении предельно допустимого уровня давления в теплоизоляционной полости криогенного трубопровода, как правило, криоадсорбционный насос еще имеет высокую поглотительную способность по основным газам. Однако, эксплуатирующий персонал вынужден проводить работы по снижению в ТИП криогенного трубопровода. Эти работы заключаются в проведении регенерации. Но после проведения регенерации, ввиду наличия остаточной атмосферы, криоадсорбционный насос не в состоянии достигнуть предельно высокого вакуума. Как известно, основным газом, входящим в состав остаточной атмосферы, является водород. Водород, кроме того, что лимитирует достижение высокого вакуума криоадсорбционными устройствами, работающими при температуре выше 20К, еще вносит вклад в теплопередачу даже в небольших количествах. Так, теплопроводность водорода в высоком вакууме между поверхностями с температурами 293К и 77К в 3,2 раза выше теплопроводности CO2, в 2,3 раза выше теплопроводности гелия, в 2,73 раза выше теплопроводности H2O и в 3,76 раза выше теплопроводности воздуха.A disadvantage of the known method and device is that they do not provide a given pressure level of the heat-insulating cavity of the cryogenic pipeline for a long time without routine maintenance and the low volatility of the cryogenic liquid. This is because the material of the pipe casing and insulation has a certain gas content. During operation, gas is released into the heat-insulating cavity. The main component of gas evolution is usually hydrogen, which is mainly the atmosphere of residual gases. As a result, the partial pressure of residual gases increases in the heat-insulating cavity and the general working movement grows with it, reaching the maximum permissible level. Upon reaching the maximum permissible pressure level in the heat-insulating cavity of the cryogenic pipeline, as a rule, the cryo-adsorption pump still has a high absorption capacity for main gases. However, operating personnel are forced to carry out work to reduce the type of cryogenic pipeline in the type. These works consist of regeneration. But after regeneration, due to the presence of residual atmosphere, the cryo-adsorption pump is not able to reach an extremely high vacuum. As you know, the main gas in the residual atmosphere is hydrogen. Hydrogen, in addition to limiting the achievement of a high vacuum by cryoadsorption devices operating at temperatures above 20K, also contributes to heat transfer even in small quantities. Thus, the thermal conductivity of hydrogen in a high vacuum between surfaces with temperatures of 293K and 77K is 3.2 times higher than the thermal conductivity of CO 2 , 2.3 times higher than the thermal conductivity of helium, 2.73 times higher than the thermal conductivity of H 2 O and 3.76 times higher thermal conductivity of air.
Задачей является повышение эффективности, экономичности и надежности способа эксплуатации криогенного трубопровода. The objective is to increase the efficiency, economy and reliability of the method of operation of the cryogenic pipeline.
Технический результат заключается в увеличении межрегламентного периода, в снижении эксплуатационных и энергетических затрат, в сокращении потерь криогенной жидкости при обеспечении повышенной пожарной безопасности криогенного трубопровода. The technical result consists in increasing the inter-regulatory period, in reducing operational and energy costs, in reducing losses of cryogenic liquid while ensuring increased fire safety of the cryogenic pipeline.
Технический результат для способа достигается тем, что в способе эксплуатации криогенные трубопроводов, включающем поучение вакуума в теплоизоляционной полости с помощью встроенных криоадсорбционных насосов и регенерацию путем нагрева адсорбента, новым является то, что после достижения рабочего давления в теплоизоляционной полости отогретого криогенного трубопровода разогревают наружный кожух трубопровода до температуры десорбции остаточных газов путем нанесения на кожух прозрачного покрытия из материала, задерживающего инфракрасное изучение, причем поддерживают в полости рабочее давление с помощью вспомогательных откачных средств, после понижения давления в теплоизоляционной полости и его стабилизации прекращают откачку, и с помощью геттерного вещества, реагирующего с остаточными газами в теплоизоляционной полости, их удаляют, после чего перед подачей криогенной жидкости прозрачное покрытие снимают, при этом геттерное вещество представляет собой низкотемпературный нераспыляемый химический поглотитель водорода на основе окислов металлов с интерметаллидным диспергированным катализатором. The technical result for the method is achieved by the fact that in the method of operating cryogenic pipelines, including studying the vacuum in the heat-insulating cavity using the built-in cryo-adsorption pumps and regenerating by heating the adsorbent, it is new that after the working pressure is reached in the heat-insulating cavity of the heated cryogenic pipeline, the outer pipe shell is heated to the temperature of desorption of residual gases by applying to the casing a transparent coating of material that inhibits the infrared Such a study, moreover, maintains working pressure in the cavity with the help of auxiliary pumping means, after lowering the pressure in the heat-insulating cavity and stabilizing it, pumping is stopped, and with the help of a getter substance that reacts with the residual gases in the heat-insulating cavity, they are removed, and then before feeding the cryogenic liquid the transparent coating is removed, while the getter substance is a low-temperature non-sprayable chemical absorber of hydrogen based on metal oxides with intermetals nym dispersed catalyst.
Это позволяет активизировать процесс дегазации водорода из глубинных слоев материала кожуха трубопровода в вакуумный объем за счет использования "парникового" эффекта, создаваемого на наружной поверхности кожуха, и эвакуации основной составляющей остаточной атмосферы - водорода нераспыляемым химическим поглотителем на основе окислов металлов с интерметаллидным диспергированным катализатором, подготовленным по специальной технологии, применяемого при температуре, равной или незначительно превышающей рабочую температуру между стенками трубопровода. This allows you to activate the process of hydrogen degassing from the deeper layers of the pipe casing material to a vacuum volume by using the greenhouse effect created on the outer surface of the casing and evacuating the main component of the residual atmosphere - hydrogen, an atomized chemical absorber based on metal oxides with an intermetallic dispersed catalyst prepared according to a special technology used at a temperature equal to or slightly higher than the operating temperature between nkami pipeline.
Задача для устройства заключается в повышении эксплуатационных качеств криогенного трубопровода, а именно в повышении эффективности транспортировки криогенной жидкости, экономичности и надежности функционирования. The task for the device is to increase the operational properties of the cryogenic pipeline, namely, to increase the efficiency of transportation of cryogenic liquid, efficiency and reliability of operation.
Технический результат для устройства заключается в интенсификации процесса газовыделения кожуха протяженного криогенного трубопровода и удалении остаточного водорода с помощью специального химического патрона на основе низкотемпературного химического поглотителя водорода. The technical result for the device is to intensify the process of gas evolution of the casing of an extended cryogenic pipeline and remove residual hydrogen using a special chemical cartridge based on a low-temperature chemical hydrogen absorber.
Технический результат для устройства достигается тем, что в криогенном трубопроводе, содержащем собственно трубопровод, охваченный кожухом, полость между которыми вакуумирована с помощью адсорбента, размещенного в трубчатых патронах, охватывающих трубопровод, внутри трубчатых патронов с адсорбентом установлен змеевик для подачи греющего газа, новым является то, что он снабжен химическим патроном, содержащим корпус, выполненный из металла с наружным теплоизоляционным покрытием, размещенную внутри корпуса герметичную капсулу с соединительным патрубком, в герметичную капсулу химического патрона вмонтирована тепловая труба с перфорированным оребрением, внутри герметичной капсулы на поверхности тепловой трубы установлен фильтр, выполненный с образованием полости, в которой размещен нераспыляемый химический поглотитель, сообщенный посредством соединительного патрубка с вакуумной теплоизоляционной полостью криогенного трубопровода, при этом герметичная капсула охвачена кольцевой герметичной камерой, заполненной веществом с большим коэффициентом теплоемкости, с внешней части тепловой трубы прижаты тепловые контакты, представляющие собой дугообразные герметичные камеры, полости которых через сильфоны и патрубки сообщены с пустотелыми тепловыми панелями, выполненными из металла с высокой теплопроводностью, а их внутренние стенки покрыты капиллярной структурой с разрывом в верхней части панелей, полости отвакуумированы и заполнены частично рабочей жидкостью, при этом тепловые панели, патрубки с сильфонами и камеры установлены с обеспечением гидравлического стока от камер к тепловым панелям. Кроме того, в качестве вещества с высоким коэффициентом теплоемкости использован парафин, а в качестве рабочей жидкости применен этиловый эфир. The technical result for the device is achieved by the fact that in the cryogenic pipeline containing the pipeline itself, covered by a casing, the cavity between which is evacuated with an adsorbent placed in tubular cartridges covering the pipeline, a coil for supplying heating gas is installed inside the tubular cartridges with adsorbent, that it is equipped with a chemical cartridge containing a housing made of metal with an external heat-insulating coating, a sealed capsule placed inside the housing with with a heating pipe, a heat pipe with perforated fins is mounted in an airtight capsule of a chemical cartridge, a filter is installed inside the airtight capsule on the surface of the heat pipe, which forms a cavity in which an atomized chemical absorber is placed, communicated through a connecting pipe with a vacuum heat-insulating cavity of the cryogenic pipeline, the sealed capsule is covered by an annular sealed chamber filled with a substance with a large coefficient of heat capacity, with the outer part of the heat pipe is pressed by thermal contacts, which are arc-shaped sealed chambers, the cavities of which are connected through hollows and pipes with hollow heat panels made of metal with high thermal conductivity, and their inner walls are covered with a capillary structure with a gap in the upper part of the panels, the cavities are evacuated and partially filled with working fluid, while thermal panels, nozzles with bellows and chambers are installed to provide hydraulic flow from the chambers to the thermal panels. In addition, paraffin was used as a substance with a high heat capacity coefficient, and ethyl ether was used as a working fluid.
При этом тепловые панели размещены с образованием двугранного угла между ними величиной больше 180o, а поверхности панелей покрыты черной матовой светопоглощающей краской. Кроме того, тепловые панели размещены в теплоизолированном корпусе с прозрачной верхней крышкой. При этом соединительный патрубок снабжен отводом, размещенным между вакуумным клапаном и фланцем, причем отвод снабжен вакуумным клапаном и присоединительным фланцем.In this case, the thermal panels are placed with the formation of a dihedral angle between them with a value of more than 180 o , and the surface of the panels are covered with a matte black light-absorbing paint. In addition, the thermal panels are housed in a thermally insulated housing with a transparent top cover. In this case, the connecting pipe is equipped with a tap located between the vacuum valve and the flange, and the tap is equipped with a vacuum valve and a connecting flange.
Это позволяет в предлагаемом устройстве обеспечить работу геттерного вещества в оптимальном режиме и обеспечить его термостатирование в необходимом диапазоне температур с помощью энергии окружающей среды. This allows the proposed device to ensure the operation of the getter substance in the optimal mode and to ensure its thermostating in the required temperature range using environmental energy.
На приведенных чертежах (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) изображена конструкция устройства, реализующего заявляемый способ. In the drawings (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3) shows the design of a device that implements the inventive method.
На фиг. 1 изображен общий вид конструкции криогенного трубопровода с химическим патроном, где:
1 - трубопровод, 2 - кожух, 3 - полость, 4 - адсорбент, 5 - трубчатые патроны, 6 - змеевик, 7 - соединительный патрубок, 8 - химический патрон, 29 - отвод, 30 - фланец, 31 - вакуумный клапан, 32 - присоединительный фланец.In FIG. 1 shows a General view of the design of the cryogenic pipeline with a chemical cartridge, where:
1 - pipeline, 2 - casing, 3 - cavity, 4 - adsorbent, 5 - tubular cartridges, 6 - coil, 7 - connecting pipe, 8 - chemical cartridge, 29 - bend, 30 - flange, 31 - vacuum valve, 32 - connecting flange.
На фиг. 2 изображен химический патрон и химический патрон в разрезе, где:
9 - герметичная капсула, 10 - фильтр, 11 - вакуумный трубопровод, 12 - вакуумный клапан, 13 - тепловая труба, 14 - химический поглотитель, 15 - кольцевая герметичная камера, 16 - парафин, 17 - торцевая стенка, 18, 19 - дугообразные герметичные камеры, 20, 21 - сильфоны, 22, 23 - патрубки, 24, 25 - пустотелые тепловые панели.In FIG. 2 shows a chemical cartridge and a chemical cartridge in the context, where:
9 - sealed capsule, 10 - filter, 11 - vacuum pipe, 12 - vacuum valve, 13 - heat pipe, 14 - chemical absorber, 15 - annular sealed chamber, 16 - paraffin, 17 - end wall, 18, 19 - arcuate sealed chambers, 20, 21 - bellows, 22, 23 - pipes, 24, 25 - hollow thermal panels.
На фиг. 3 изображена конструкция тепловой панели, где:
26 - капиллярная структура, 27 - теплоизолированный корпус, 28 - прозрачная верхняя крышка.In FIG. 3 shows the design of a thermal panel, where:
26 - capillary structure, 27 - thermally insulated body, 28 - transparent top cover.
Криогенный трубопровод содержит собственно трубопровод 1, охваченный кожухом 2, полость 3, между которыми вакуумирована с помощью адсорбента 4, размещенного в трубчатых патронах 5, охватывающих трубопровод 1, внутри трубчатых патронов 5 с адсорбентом установлен змеевик 6 для подачи греющего газа. С теплоизоляционной полостью 3 связан посредством соединительного патрубка 7 химический патрон 8, установленный вне теплоизоляционной полости 3. Химический патрон 8 содержит герметичную капсулу 9, фильтр 10, выполненный с образованием полости, которая посредством вакуумного трубопровода 11, соединительного патрубка 7, вакуумного клапана 12 связана с вакуумной теплоизоляционной полостью 3 криогенного трубопровода. В герметичную капсулу 9 химического патрона 8 вмонтирована тепловая труба 13 с перфорационным оребрением, предназначенным для увеличения теплового контакта тепловой трубы 13 с химическим поглотителем 14, размещенным между фильтром 10 и наружной поверхностью тепловой трубы 13. Герметичная капсула 9 охвачена кольцевой герметичной камерой 15, заполненной парафином 16. Торцевая стенка 17, являющаяся общей для герметичной капсулы 9 и кольцевой герметичной камеры 15, выполнена из материала с высокой теплопроводностью. The cryogenic pipeline contains the actual pipe 1, enclosed by a casing 2, a cavity 3, between which it is evacuated with an adsorbent 4, placed in tubular chucks 5, covering the pipe 1, a coil 6 for supplying heating gas is installed inside the tubular chucks 5 with adsorbent. A chemical cartridge 8 connected to the heat-insulating cavity 3 by means of a connecting pipe 7 is installed outside the heat-insulating cavity 3. The chemical cartridge 8 contains an
К внешней части тепловой трубы 13 прилегают (в рабочем состоянии) тепловые контакты, представляющие собой дугообразные герметичные камеры 18 и 19, полости которых через сильфоны 20 и 21 и патрубки 22 и 23 сообщены с пустотелыми тепловыми панелями 24 и 25. Тепловые панели 24 и 25 выполнены из металла с высокой теплопроводностью (медь, алюминий), внутренние стенки покрыты внутренней капиллярной структурой 26 с разрывом в верхней части панелей, полости отвакуумированы и заполнены частично рабочей жидкостью - этиловым эфиром. Тепловые панели 24 и 25, патрубки 22 и 23 с сильфонами 20 и 21 и камерами 18 и 19 установлены таким образом, чтобы соблюдая уклон (сток) от камер 18 и 19 к панелям 24 и 25, панели наиболее эффективно освещались солнечными лучами в течение дневного времени. Для улучшения поглощения световой энергии солнца рабочие (освещаемые) поверхности панелей 24 и 25 окрашены черной матовой светопоглощающей краской 26. Панели размещены в теплоизолированном корпусе 27 с прозрачной верхней крышкой 28. To the outside of the heat pipe 13 are adjacent (in working condition) thermal contacts, which are arcuate sealed
С целью повышения эффективности использования инсоляции тепловые панели размещены с образованием двугранного угла между ними величиной больше 180o.In order to increase the efficiency of using insolation, thermal panels are placed with the formation of a dihedral angle between them with a value of more than 180 o .
Для обеспечения возможности контроля герметичности фланцевого соединения соединительный патрубок 7 снабжен отводом 29, размещенным между вакуумным клапаном 12 и фланцем 30, при этом отвод снабжен вакуумным клапаном 31 и присоединительным фланцем 32. To ensure the possibility of monitoring the tightness of the flange connection, the connecting pipe 7 is equipped with a tap 29 located between the vacuum valve 12 and the flange 30, while the tap is equipped with a vacuum valve 31 and a connecting flange 32.
Способ реализуется следующим образом. Как известно, газовый поток, обусловленный газовыделением, - монотонно убывающая функция времени. Основной составляющей остаточной атмосферы является водород в связи с тем, что он является основной компонентой газовыделения. Для интенсификации газовыделения водорода и эвакуации его из вакуумной полости, особенно в первые годы после монтажа трубопровода, целесообразно использовать предлагаемый способ работы крупных магистральных криогенных трубопроводов. Для этого в солнечные дни на поверхность криогенного трубопровода накладывают прозрачный чехол, выполненный, например, из полиэтиленовой пленки. При этом солнечные лучи, проходя через пленку, разогревают поверхностный слой криогенного трубопровода, окрашенного белой матовой краской, до 180oC, а алюминиевой пудрой - до 100-120oC. Причем, между пленкой и поверхностью трубопровода создается микроклимат, инфракрасные лучи, идущие от разогреваемой поверхности трубопровода, задерживаются полиэтиленовым покрытием. Разогретый материал кожуха трубопровода начинает эффективно выделять газ. При этом посредством вспомогательных откачных средств удаляют продукты газовыделения из вакуумной теплоизоляционной полости. После понижения давления в теплоизоляционной полости и его стабилизации прекращают откачку вспомогательными средствами откачки. Сообщают теплоизоляционную полость с объемом, в котором размещено геттерное вещество, реагирующее с остаточными газами в теплоизоляционном пространстве, представляющее низкотемпературный нераспыляемый химический поглотитель водорода на основе окислов металлов с интерметаллидным диспергированным катализатором, подготовленным по специальной технологии. Перед подачей криогенного продукта прозрачное покрытие снимают.The method is implemented as follows. As is known, gas flow due to gas evolution is a monotonically decreasing function of time. The main component of the residual atmosphere is hydrogen due to the fact that it is the main component of gas evolution. To intensify the gas evolution of hydrogen and evacuate it from the vacuum cavity, especially in the first years after the installation of the pipeline, it is advisable to use the proposed method of operation of large main cryogenic pipelines. For this, on sunny days, a transparent cover is applied to the surface of the cryogenic pipeline, made, for example, of a plastic film. In this case, sunlight passing through the film heats the surface layer of the cryogenic pipeline, painted with a white matte paint, to 180 o C, and aluminum powder - to 100-120 o C. Moreover, a microclimate is created between the film and the surface of the pipeline, infrared rays coming from the heated surface of the pipeline, delayed by a polyethylene coating. The heated material of the pipe casing begins to efficiently release gas. In this case, by means of auxiliary pumping means, gas evolution products are removed from the vacuum heat-insulating cavity. After lowering the pressure in the heat-insulating cavity and stabilizing it, pumping is stopped by pumping aids. A heat-insulating cavity with a volume in which a getter substance is placed, reacting with residual gases in the heat-insulating space, representing a low-temperature non-atomized chemical hydrogen absorber based on metal oxides with an intermetallic dispersed catalyst prepared by special technology, is reported. Before applying the cryogenic product, the transparent coating is removed.
Работа устройства. После уменьшения давления в полости и последующей стабилизации давления в полости прекращают откачку вспомогательными вакуумными средствами. Открывают вакуумный вентиль, сообщают вакуумную теплоизоляционную полость с герметичной капсулой, в которой нераспыляемый химический поглотитель взаимодействует с выделенным в теплоизоляционную полость водородом. Рабочая температура химического поглотителя поддерживается в заданном диапазоне температур следующим образом. Световой поток, проходя через прозрачную верхнюю крышку тепловых панелей, поглощается черной матовой светопоглощающей краской. Тепло, образующееся при этом, разогревает панели. Причем инфракрасное излучение задерживается прозрачной верхней крышкой. Нижние и боковые поверхности панелей изолированы теплоизоляцией. При подводе теплового потока к рабочей жидкости она испаряется и преобразуется в пар, в патрубках увеличивается давление, в результате сильфоны расширяются, дугообразные герметичные камеры приходят в движение и поджимаются к внешней части тепловой трубы. Таким образом, тепловой поток передается через тепловую трубу к химическому поглотителю и к кольцевой герметической камере, заполненной парафином через торцевую стенку. Парафин является аккумулятором тепловой энергии. При понижении температуры окружающей среды ниже заданной рабочей температуры дугообразные герметичные клапаны отходят от поверхности тепловой трубы, препятствуя тем самым отводу запасенной тепловой энергии в окружающую среду через тепловые панели. Аккумулятор тепловой энергии обеспечивает термостатирование химического поглотителя во время прекращения поступления тепловой энергии от тепловых панелей. The operation of the device. After reducing the pressure in the cavity and subsequent stabilization of the pressure in the cavity, pumping is stopped by auxiliary vacuum means. The vacuum valve is opened, the vacuum heat-insulating cavity is reported with a sealed capsule in which the non-sprayable chemical absorber interacts with the hydrogen released into the heat-insulating cavity. The operating temperature of the chemical absorber is maintained in a predetermined temperature range as follows. The luminous flux passing through the transparent top cover of the thermal panels is absorbed by a matte black light-absorbing paint. The heat generated by this warms up the panels. Moreover, infrared radiation is delayed by a transparent top cover. The lower and side surfaces of the panels are insulated with thermal insulation. When the heat flux is supplied to the working fluid, it evaporates and is converted to steam, the pressure in the nozzles increases, as a result, the bellows expand, the arcuate hermetic chambers move and are pressed to the outside of the heat pipe. Thus, the heat flux is transmitted through the heat pipe to the chemical absorber and to the annular hermetic chamber filled with paraffin through the end wall. Paraffin is a battery of thermal energy. When the ambient temperature drops below a predetermined operating temperature, the arcuate hermetic valves move away from the surface of the heat pipe, thereby preventing the storage of the stored heat energy into the environment through the heat panels. The thermal energy accumulator provides thermostating of the chemical absorber during the termination of the receipt of thermal energy from the thermal panels.
При эксплуатации криогенного трубопровода с химическим патроном для создания вакуума в теплоизоляционной полости нет надобности в криогенном продукте, электроэнергии, нет зависимости от аварий в системе электропитания и от отключения электроэнергии. Положительной стороной устройства является также то, что оно относится к откачным средствам массового действия. То есть расход химического поглотителя, характеризующий затраты на откачку, пропорционален количеству откачиваемого газа, и в случае если масса газа, поступающего в теплоизоляционную полость, уменьшится, энергетические затраты также сократятся. Заявляемая конструкция позволяет обеспечить увеличение межрегламентного периода, снижение эксплутационных затрат, сокращение потерь криогенной жидкости при обеспечении повышенной пожарной безопасности криогенного трубопровода. When operating a cryogenic pipeline with a chemical cartridge to create a vacuum in a heat-insulating cavity, there is no need for a cryogenic product, electricity, there is no dependence on accidents in the power supply system and on power outages. The positive side of the device is also that it relates to pumping means of mass action. That is, the consumption of a chemical absorber, which characterizes the costs of pumping, is proportional to the amount of pumped gas, and if the mass of gas entering the heat-insulating cavity decreases, energy costs will also be reduced. The inventive design allows to increase the inter-regulatory period, lower operating costs, reduce losses of cryogenic liquid while ensuring increased fire safety of the cryogenic pipeline.
Использование предлагаемого способа работы криогенного трубопровода позволяет по сравнению с известным повысить межрегламентный период теплоизоляции и насосной группы на 50% за счет эффективного инициирования газовыделения со стенок кожуха и эффективного удаления основной составляющей остаточной атмосферы - водорода в течение длительного времени, снизить трудозатраты на регенерацию адсорбента при эксплуатации на 50%, сократить энергозатраты на регенерацию на 60%, достичь существенной экономии криогенной жидкости на 50% за счет постоянной эвакуации остаточного водорода из теплоизоляционной полости, избежать необходимости проведения операции "полоскание" теплоизоляционной полости сухим азотом при увеличении давления в ней в результате накопления остаточного водорода. Using the proposed method of operation of the cryogenic pipeline, in comparison with the known method, it is possible to increase the inter-regulation period of thermal insulation and the pump group by 50% due to the effective initiation of gas evolution from the walls of the casing and the effective removal of the main component of the residual atmosphere - hydrogen for a long time, to reduce labor costs for adsorbent regeneration during operation by 50%, reduce energy consumption for regeneration by 60%, achieve significant savings in cryogenic liquid by 50% due to constant oh evacuation of residual hydrogen from the heat-insulated cavities, to avoid the need for surgery "rinse" insulating cavity with dry nitrogen at a pressure increase therein due to the accumulation of residual hydrogen.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99116137/06A RU2177100C2 (en) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Method of operation of cryogenic pipe lines and cryogenic pipe line |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99116137/06A RU2177100C2 (en) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Method of operation of cryogenic pipe lines and cryogenic pipe line |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2177100C2 true RU2177100C2 (en) | 2001-12-20 |
Family
ID=20223066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99116137/06A RU2177100C2 (en) | 1999-07-21 | 1999-07-21 | Method of operation of cryogenic pipe lines and cryogenic pipe line |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2177100C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2500696C2 (en) * | 2007-07-19 | 2013-12-10 | Басф Се | Nir-inert substrates containing bis-oxodihydroindolylene benzodifuranones |
| CN117901328A (en) * | 2023-12-28 | 2024-04-19 | 山东美固德新材料有限公司 | Rapid raw material heating device of polyurethane foaming equipment |
-
1999
- 1999-07-21 RU RU99116137/06A patent/RU2177100C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2500696C2 (en) * | 2007-07-19 | 2013-12-10 | Басф Се | Nir-inert substrates containing bis-oxodihydroindolylene benzodifuranones |
| RU2500696C9 (en) * | 2007-07-19 | 2014-08-10 | Басф Се | Nir-inert substrates containing bis-oxodihydroindolylene benzodifuranones |
| CN117901328A (en) * | 2023-12-28 | 2024-04-19 | 山东美固德新材料有限公司 | Rapid raw material heating device of polyurethane foaming equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4956977A (en) | Adsorption apparatus used as an electro-heating storage | |
| US5154067A (en) | Portable cooler using chemical reaction | |
| JP2013506109A (en) | Heat transfer system using thermal energy storage material | |
| CN107782014B (en) | Solar adsorption type refrigerating device and method for permafrost region roadbed engineering | |
| EP2577176B1 (en) | Heating system comprising an outdoor single unit heat pump with an integral solar collector as evaporator | |
| US4327555A (en) | Solar air conditioning system | |
| KR20140010079A (en) | Overheat protection mechanism for solar thermal collector | |
| JP6683861B2 (en) | Heat exchanger | |
| JP5777702B2 (en) | Heat-driven self-circulating fluid heating and storage tanks and systems | |
| RU2177100C2 (en) | Method of operation of cryogenic pipe lines and cryogenic pipe line | |
| CN108548443B (en) | Thermochemical adsorption heat storage device | |
| FR3034179A1 (en) | SOLAR DEVICE FOR AUTONOMOUS COLD PRODUCTION BY SOLID-GAS SORPTION. | |
| US5246350A (en) | High efficiency solar powered pumping system | |
| CN105783086A (en) | Solar heat pump system with micro-channel flat plate loop heat pipe | |
| US4296883A (en) | Heat generation and distribution system | |
| WO2009013578A2 (en) | Solar panel for fluid heating | |
| FR2544842A1 (en) | Device for continuous heating with adsorption, desorption and condensation | |
| CN101634467A (en) | Solar energy heat pipe heating system | |
| CN211650792U (en) | Portable small solar heat pipe heater | |
| RU2047813C1 (en) | Cryogenic reservoir | |
| CN117570355B (en) | Liquid hydrogen storage system and method for transportation | |
| Dhokane et al. | Design and development of intermittent solid adsorption refrigeration system running on solar energy | |
| JPS599193Y2 (en) | Decompression steam generator | |
| CN221743474U (en) | Antifreezing device for fire-fighting pipeline | |
| CN207702764U (en) | A kind of tubular vacuum chemical heat pump using ceramic material as adsorbing base |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NF4A | Reinstatement of patent | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050722 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20080520 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080722 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100722 |