RU2177108C2 - Device for storage and delivery of cryogenic products - Google Patents

Device for storage and delivery of cryogenic products Download PDF

Info

Publication number
RU2177108C2
RU2177108C2 RU2000102764/06A RU2000102764A RU2177108C2 RU 2177108 C2 RU2177108 C2 RU 2177108C2 RU 2000102764/06 A RU2000102764/06 A RU 2000102764/06A RU 2000102764 A RU2000102764 A RU 2000102764A RU 2177108 C2 RU2177108 C2 RU 2177108C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shut
float
collector
pipe line
reservoir
Prior art date
Application number
RU2000102764/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Воронцов
В.А. Никитин
В.К. Федотов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева"
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 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" filed Critical Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева"
Priority to RU2000102764/06A priority Critical patent/RU2177108C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2177108C2 publication Critical patent/RU2177108C2/en

Links

Abstract

FIELD: cryogenic engineering; storage and delivery of cryogenic products to consumers; transportation of cryogenic products in reservoirs by different kinds of transport. SUBSTANCE: proposed has heat-insulated reservoir secured in vacuum-tight casing, drain and filling pipe lines fitted with shut-off valves connected with coupling pipe line in sections between casing and shut-off valves; coupling pipe line includes heat exchanger-evaporator and fittings; bleeding-off pipe line provided with shut-off valve is connected to coupling pipe line after heat exchanger-evaporator; secured at end of drain pipe line inside reservoir is collector made in form of circular perpendicular perforated whose interior is connected with drain pipe line by means of radial pipe lines. Reservoir is provided with float made from heat-conducting material and fitted at smooth circular clearance between inner surface of reservoir and end surface of float; flow section area of it is no less than cross-section area of drain pipe or is equal to this area; perforation of collector are located on side directed towards float; surface of collector is provided with limiting projections on this side which are smoothly distributed over it. EFFECT: minimization of time required for raising pressure to working level and losses of product stored in reservoir with open vent. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области криогенной техники и предназначено для хранения и подачи криогенных продуктов к потребителям, например для подачи кислорода, хранящегося в двухфазном состоянии в электрохимический генератор (ЭХГ) энергетической установки (ЭУ) на основе водородно-кислородных топливных элементов, предназначенной для работы в условиях гравитации. The invention relates to the field of cryogenic technology and is intended for storage and supply of cryogenic products to consumers, for example, for supplying oxygen stored in a two-phase state to an electrochemical generator (ECG) of a power plant (EU) based on hydrogen-oxygen fuel cells designed to operate in gravity.

Известно устройство для хранения и подачи криогенных продуктов к потребителям (см. "Вопросы глубокого охлаждения", сборник статей под редакцией М. П. Малкова, М. , Издательство иностранной литературы, 1961 г., стр. 308, фиг. 22), содержащее теплоизолированную емкость, закрепленную в вакуумно-плотном кожухе, дренажный и заправочный трубопроводы с запорными клапанами, к которым на участках между кожухом и запорными клапанами подстыкован соединительный трубопровод, содержащий теплообменник-испаритель и арматуру, к которому после теплообменника-испарителя подстыкован отборный трубопровод с запорным клапаном. A device for storing and supplying cryogenic products to consumers (see "Questions of deep cooling", a collection of articles edited by MP P. Malkov, M., Publishing house of foreign literature, 1961, p. 308, Fig. 22), containing a heat-insulated container fixed in a vacuum-tight casing, drainage and filling pipelines with shut-off valves, to which a connecting pipe is connected to the sections between the casing and shut-off valves, containing a heat exchanger-evaporator and valves, to which after the heat exchanger is The selector is docked with a selective pipe with a shut-off valve.

Указанное решение имеет следующие недостатки:
- не позволяет минимизировать время подъема давления от давления заправки до рабочего уровня. Это связано с тем, что при подъеме давления в этом устройстве путем наддува теплого газа из теплообменника-конденсатора в газовую подушку имеет место непосредственное воздействие газовой струи на поверхность жидкости, что приводит к образованию воронки и турбулизации жидкости. В результате для повышения температуры поверхностного слоя жидкости, которая и определяет давление в емкости, требуется прогревать большую массу жидкости, а не тонкий слой, на что требуется большой расход газа и значительное время. Это время и определяет готовность устройства к выдаче криогенного продукта потребителю в заданном допусковом диапазоне давлений, например, в ЭХГ энергетической установки, установленной на объектах, где время готовности является существенным фактором;
- не предотвращает попадания жидкой фазы криогенного продукта при наклонах емкости в полость дренажного трубопровода при хранении его в емкости с открытым дренажом. Такой режим работы устройства в составе ЭУ, т.е. с дренированием испаряющегося за счет теплопритоков из окружающей среды хранимого криогенного продукта может быть продолжительным. При транспортировке в заборное отверстие дренажного трубопровода может попадать жидкость, а при отборе жидкости потери криогенного продукта будут значительно больше, чем при отборе пара, поэтому за время хранения криогенного продукта с открытым дренажом потери могут составить существенную величину, что приведет к невозможности выполнения запланированной программы работы.
The specified solution has the following disadvantages:
- does not allow to minimize the time of pressure rise from the charge pressure to the operating level. This is due to the fact that when the pressure in this device is increased by boosting warm gas from the heat exchanger-condenser into the gas cushion, a direct gas jet acts on the surface of the liquid, which leads to the formation of a funnel and turbulence of the liquid. As a result, to increase the temperature of the surface liquid layer, which determines the pressure in the tank, it is necessary to heat a large mass of liquid, rather than a thin layer, which requires a large gas flow rate and considerable time. This time determines the readiness of the device for the delivery of the cryogenic product to the consumer in a given tolerance range of pressures, for example, in the ECG of a power plant installed at facilities where the availability time is a significant factor;
- does not prevent the liquid phase from entering the cryogenic product when the tank is tilted into the cavity of the drainage pipeline when stored in a tank with open drainage. This mode of operation of the device as part of the EU, i.e. with the drainage of the stored cryogenic product that evaporates due to heat influx from the environment, it can be long. During transportation, liquid may enter the intake opening of the drainage pipeline, and during the selection of the liquid, the losses of the cryogenic product will be much greater than during the selection of steam, therefore during the storage of the cryogenic product with open drainage the losses can be significant, which will lead to the inability to carry out the planned work program .

Известно также устройство для хранения и подачи криогенных продуктов, принятое за прототип (см. книгу Н.В. Филин, А.Б.Буланов, "Жидкостные криогенные системы", Л.: Машиностроение, 1985, стр.43, рис. 2.14). Устройство содержит теплоизолированную емкость, закрепленную в вакуумно-плотном кожухе, дренажный и заправочный трубопроводы с запорными клапанами, к которым на участках между кожухом и запорными клапанами подстыкован соединительный трубопровод, содержащий теплообменник-испаритель и арматуру, к которому после теплообменника-испарителя подстыкован отборный трубопровод с заборным клапаном, а на конце дренажного трубопровода внутри емкости закреплен коллектор, выполненный в виде кольцевой перфорированной трубы, в которой отверстия перфорации расположены на верхней образующей. There is also a device for storing and supplying cryogenic products, taken as a prototype (see the book by N.V. Filin, A.B.Bulanov, "Liquid cryogenic systems", L .: Engineering, 1985, p. 43, Fig. 2.14) . The device comprises a heat-insulated container fixed in a vacuum-tight casing, drainage and filling pipelines with shut-off valves, to which, in the sections between the casing and shut-off valves, a connecting pipe is connected, containing a heat exchanger-evaporator and valves, to which, after the heat exchanger-evaporator, a selected pipe with a sampling valve, and at the end of the drainage pipe, a collector is fixed inside the tank, made in the form of an annular perforated pipe in which Perforations are located on the upper generatrix.

В прототипе, по сравнению с аналогом, благодаря установки на конце дренажного трубопровода кольцевой перфорированной трубы с расположением перфорированных отверстий на верхней образующей исключается непосредственное воздействие газовых струй на поверхность жидкости и обеспечивается равномерная подача газа в паровое пространство емкости. Истечение газа происходит в виде отдельных струй вертикально вверх и их торможение вблизи стенки купола. Подводимое газом наддува тепло передается на стенку купола, откуда теплопроводностью частично передается к поверхностному слою жидкости и частично передается по стенке емкости и от нее отводится к основной массе жидкости. Хотя в этом устройстве и не происходит турбулизации жидкости у поверхности, время прогрева поверхностного слоя до требуемой температуры, которая определяет требуемое рабочее давление в емкости, значительное, т.к. не все тепло, подводимое с газом наддува идет на прогрев поверхностного слоя и, кроме того, подвод тепла теплопроводностью от стенки купола менее интенсивен, чем непосредственное воздействие газа на поверхность жидкости. In the prototype, in comparison with the analogue, due to the installation of an annular perforated pipe at the end of the drainage pipe with the location of the perforated holes on the upper generatrix, the direct effect of gas jets on the liquid surface is eliminated and a uniform gas supply to the vapor space of the tank is ensured. Gas outflow occurs in the form of separate jets vertically upwards and their deceleration near the dome wall. The heat supplied by the boost gas is transferred to the dome wall, from where the thermal conductivity is partially transferred to the surface layer of the liquid and partially transferred along the wall of the tank and from it is removed to the bulk of the liquid. Although liquid turbulence does not occur near the surface in this device, the time of heating the surface layer to the required temperature, which determines the required working pressure in the tank, is significant, because not all the heat supplied with the boost gas is used to warm the surface layer and, in addition, the heat input from the dome wall is less intense than the direct effect of the gas on the liquid surface.

При транспортировке так же, как и в прототипе, возможно заплескивание жидкости в перфорационные отверстия коллектора, что может привести к существенным потерям криогенного продукта при хранении его в емкости с открытым дренажом. Таким образом, прототип имеет те же недостатки, что и аналог, только влияние их уменьшено. During transportation, as in the prototype, it is possible to splash liquid into the perforation holes of the collector, which can lead to significant losses of the cryogenic product when stored in a container with open drainage. Thus, the prototype has the same disadvantages as the analogue, only their influence is reduced.

Задачей настоящего изобретения является минимизация времени подъема давления хранимого криогенного продукта до рабочего уровня и минимизация потерь криогенного продукта при хранении его в емкости с открытым дренажом. The objective of the present invention is to minimize the time of raising the pressure of the stored cryogenic product to the operating level and to minimize the loss of the cryogenic product when stored in a tank with open drainage.

Сущность изобретения заключается в том, что в полость емкости устройства для хранения и подачи криогенных продуктов, содержащего теплоизолированную емкость, закрепленную в вакуумно-плотном кожухе, дренажный и заправочный трубопроводы с запорными клапанами, к которым на участках между кожухами и запорными клапанами подстыкован соединительный трубопровод, содержащий теплообменник-испаритель и арматуру, к которому после теплообменника-испарителя подстыкован отборный трубопровод с запорным клапаном, на конце дренажного трубопровода внутри емкости закреплен коллектор, выполненный в виде кольцевой перфорированной трубы, полость которой соединена радиальными трубопроводами с полостью дренажного трубопровода, введен поплавок, выполненный из теплопроводного материала, установленный с образованием равномерного кольцевого зазора между внутренней поверхностью емкости и торцевой поверхностью поплавка с площадью проходного сечения не менее или равной площади проходного сечения дренажного трубопровода, при этом перфорационные отверстия коллектора расположены со стороны, обращенной к поплавку, и поверхность коллектора с этой стороны снабжена равномерно расположенными на ней ограничительными выступами. The essence of the invention lies in the fact that in the cavity of the device for storing and supplying cryogenic products containing a thermally insulated container fixed in a vacuum-tight casing, drainage and filling pipelines with shut-off valves, to which a connecting pipe is connected at the sections between the casings and shut-off valves, containing a heat exchanger-evaporator and valves, to which, after the heat exchanger-evaporator, a selected pipeline is connected with a shut-off valve, at the end of the drainage pipe in In the morning of the tank, a collector is fixed, made in the form of an annular perforated pipe, the cavity of which is connected by radial pipelines with the cavity of the drainage pipe, a float made of heat-conducting material is introduced, installed with the formation of a uniform annular gap between the inner surface of the tank and the end surface of the float with a passage section area of at least or equal to the flow area of the drainage pipeline, while the perforation holes of the collector are located on the side facing the float, and the surface of the collector on this side is provided with evenly spaced restrictive protrusions.

Технический результат заключается в том, что, по сравнению с известными на сегодняшний день техническими решениями, вновь созданное устройство для хранения и подачи криогенных продуктов позволяет минимизировать время подъема давления хранимого криогенного продукта до рабочего уровня и минимизировать потери криогенного продукта при хранении его в емкости с открытым дренажом. The technical result consists in the fact that, in comparison with the technical solutions known to date, the newly created device for storing and feeding cryogenic products allows to minimize the time of pressure rise of the stored cryogenic product to the working level and to minimize the loss of the cryogenic product when stored in an open container drainage.

Это достигается благодаря введению в полость емкости поплавка, выполненного из теплопроводного материала, например из алюминия. Для удержания металлического поплавка на плаву в криогенной жидкости, например в жидком кислороде, плотность которого меньше плотности алюминия, поплавок выполнен в виде тонкостенной пластины, приваренной к пустотелому коробу. Поплавок в емкости установлен с образованием равномерного кольцевого зазора между внутренней поверхностью емкости и торцевой поверхностью поплавка. Из условия предотвращения заплескивания жидкости в перфорационные отверстия коллектора зазор должен быть минимален, но при этом площадь сечения зазора должна быть не менее площади проходного сечения дренажного трубопровода. Если исходя из равенства площадей проходных сечений размер зазора будет недопустимо малым, т. е. иметь конструктивно недопустимую величину, то он принимается исходя из конструктивно допустимого размера. Кроме того, в предлагаемом устройстве перфорационные отверстия коллектора расположены со стороны, обращенной к поверхности жидкости, и размер перфорационных отверстий на радиальных трубопроводах убывает от центра к периферии с учетом обеспечения равномерного наддува газа из всех отверстий, расположенных как на радиальных трубопроводах, так и на кольце. Для предотвращения перекрытия перфорационных отверстий поплавком и, следовательно, блокирования отвода криогенного продукта через дренажный трубопровод на поверхности коллектора со стороны, обращенной к поплавку, равномерно расположены ограничительные выступы. This is achieved by introducing into the cavity of the tank a float made of a heat-conducting material, for example aluminum. To keep the metal float afloat in a cryogenic liquid, for example, liquid oxygen, whose density is less than the density of aluminum, the float is made in the form of a thin-walled plate welded to a hollow box. The float in the tank is installed with the formation of a uniform annular gap between the inner surface of the tank and the end surface of the float. In order to prevent liquid from splashing into the perforation holes of the collector, the gap should be minimal, but the cross-sectional area of the gap should be no less than the area of the passage section of the drainage pipeline. If, based on the equality of the areas of the passage sections, the gap size will be unacceptably small, that is, have a structurally unacceptable value, then it will be accepted based on the structurally permissible size. In addition, in the proposed device, the perforation holes of the collector are located on the side facing the surface of the liquid, and the size of the perforations on the radial pipes decreases from the center to the periphery, taking into account the uniform boost of gas from all holes located both on the radial pipes and on the ring . To prevent overlapping of the perforation holes with the float and, therefore, blocking the discharge of the cryogenic product through the drainage pipe on the surface of the collector, restrictive protrusions are evenly located on the side facing the float.

Такое конструктивное выполнение устройства для хранения и подачи криогенных продуктов позволяет минимизироватъ время подъема хранимого криогенного продукта до рабочего уровня и, следовательно, минимизировать время подготовки к выдаче криогенного продукта в заданном допусковом диапазоне потребителю, например в ЭХГ ЭУ. Это обеспечивается тем, что наддуваемый в паровое пространство емкости теплый газ истекает в виде отдельных струй и равномерно омывает всю поверхность поплавка. Все подводимое с газом тепло передается на поверхность тонкостенной высокотеплопроводной пластины поплавка и от нее к поверхности жидкости. Температура поверхностного слоя быстро повышается и давление поднимается до равновесного, соответствующего температуре поверхностного сдоя жидкости. При наклонах емкости, например при транспортировке, жидкость не будет попадать в отверстия коллектора, т.к., проходя через узкий зазор, она теряет свою кинетическую энергию и не будет достигать отверстий. Поэтому при хранении криогенного продукта с открытым дренажом отбираться будет только пар, расход которого известен и определяется теплопритоком из окружающей среды. Such a constructive implementation of the device for storing and supplying cryogenic products minimizes the time of raising the stored cryogenic product to the working level and, therefore, minimizes the preparation time for issuing the cryogenic product in a given tolerance range to the consumer, for example, in EC ECG. This is ensured by the fact that the warm gas blown into the vapor space of the vessel flows in the form of separate jets and evenly washes the entire surface of the float. All heat supplied with gas is transferred to the surface of the thin-walled high-heat-conducting plate of the float and from it to the surface of the liquid. The temperature of the surface layer rises rapidly and the pressure rises to an equilibrium temperature corresponding to the surface discharge of the liquid. When the container is tilted, for example during transportation, the liquid will not get into the collector holes, because, passing through a narrow gap, it loses its kinetic energy and will not reach the holes. Therefore, when storing a cryogenic product with open drainage, only steam will be selected, the flow rate of which is known and determined by heat influx from the environment.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена схема устройства. The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the device.

Устройство содержит емкость 1, на поверхность которой нанесена вакуумно- многослойная теплоизоляция 2. Емкость 1 закреплена в вакуумно-плотном кожухе 3 на опорах 4. Устройство снабжено трубопроводом заправки 5 с запорным клапаном 6 и трубопроводом дренажа 7 с запорным клапаном 8. К трубопроводу заправки 5 на участке между кожухом 3 и запорным клапаном 6 подстыкован соединительный трубопровод 9, который через последовательно установленные запорный клапан 10, теплообменник-испаритель 11 и запорный клапан 12 подстыкован другим концом к дренажному трубопроводу 7 на участке между кожухом 3 и запорным клапаном 8. К соединительному трубопроводу 9 на участке между теплообменником-испарителем 11 и запорным клапаном 12 подстыкован отборный трубопровод 13 с запорным клапаном 14. Внутри емкости 1 размещен поплавок 15, выполненный из тонкостенной пластины 16 из теплопроводного материала, например из алюминия, приваренной к пустотелому коробу 17. Между торцевой поверхностью поплавка 15 и внутренней поверхностью емкости 1 образован равномерный кольцевой зазор 18. На конце дренажного трубопровода 7, расположенного внутри емкости 1, закреплен коллектор 19, выполненный в виде кольцевой трубы 20, полость которой соединена с полостью дренажного трубопровода 7 радиальными трубопроводами 21. Кольцевая труба 20 и радиальные трубопроводы 21 снабжены перфорационными отверстиями 22, которые расположены со стороны, обращенной к поплавку 15. С этой же стороны поверхность коллектора 19 снабжена равномерно расположенными на ней ограничительными выступами 23. На коллекторе 19 со стороны, обращенной к поплавку 15, установлен датчик температуры 24. The device contains a container 1, on the surface of which a vacuum-multilayer thermal insulation is applied 2. The container 1 is fixed in a vacuum-tight casing 3 on the supports 4. The device is equipped with a filling pipe 5 with a shut-off valve 6 and a drain pipe 7 with a shut-off valve 8. To the filling pipe 5 on the section between the casing 3 and the shut-off valve 6, a connecting pipe 9 is connected, which, through the shut-off valve 10, the heat exchanger-evaporator 11 and the shut-off valve 12, is connected at the other end to the drain the pipeline 7 in the area between the casing 3 and the shut-off valve 8. To the connecting pipe 9 in the area between the heat exchanger-evaporator 11 and the shut-off valve 12, a selective pipe 13 with a shut-off valve 14 is docked. Inside the tank 1 there is a float 15 made of a thin-walled plate 16 of heat-conducting material, for example aluminum, welded to the hollow box 17. Between the end surface of the float 15 and the inner surface of the tank 1 is formed a uniform annular gap 18. At the end of the drainage pipe 7, laid inside the tank 1, a collector 19 is fixed, made in the form of an annular pipe 20, the cavity of which is connected to the cavity of the drainage pipe 7 by radial pipes 21. The ring pipe 20 and radial pipes 21 are provided with perforations 22, which are located on the side facing the float 15. On the same side, the surface of the collector 19 is provided with evenly spaced restrictive protrusions 23. On the collector 19 from the side facing the float 15, a temperature sensor 24 is installed.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

Открываются запорные клапаны 6, 8 и производится заправка емкости 1 криогенным продуктом, например, кислородом до перелива, т.е. когда в дренажный трубопровод 7 попадает жидкость, попадание которой фиксируется по резкому падению температуры в дренажном трубопроводе. После этого закрывается клапан 6 на заправочном трубопроводе 5 и производится выдержка емкости с открытым дренажом до тех пор, пока температура, фиксируемая датчиком 24, установленным на коллекторе 19 со стороны, обращенной к поплавку 15, не повысится на ~3o.The shut-off valves 6, 8 are opened and the tank 1 is filled with a cryogenic product, for example, oxygen before overflow, i.e. when liquid enters the drainage pipe 7, the hit of which is detected by a sharp drop in temperature in the drainage pipe. After that, the valve 6 on the filling pipe 5 is closed and the container is exposed to open drainage until the temperature recorded by the sensor 24 installed on the manifold 19 from the side facing the float 15 rises by ~ 3 o .

Это значит, что коллектор 19 с ограничительными выступами 23 находится в зоне пара и между поплавком 15 и коллектором 19 образовалась паровая прослойка. Далее, если по условиям эксплуатации работа вспомогательной ЭУ не требуется, то запорный клапан 8 остается открытым и через дренажный трубопровод 7 производится отбор паров испаряющегося за счет теплопритоков из окружающей среды криогенного продукта. При наклонах емкости при транспортировке жидкость не будет попадать в отверстия 22 коллектора 19, т.к. при проходе через узкий кольцевой зазор 18 она теряет свою кинетическую энергию и будет просто омывать поверхность поплавка 15, обращенную к коллектору 19. В результате при работе емкости 1 в таком режиме жидкость из дренажного трубопровода отводиться не будет, что обеспечит минимальные потери криогенного продукта, т.к. при отводе жидкости в процессе работы емкости с открытым дренажом отводимая масса криогенного продукта будет больше во столько раз, во сколько плотность жидкой фазы больше плотности паровой фазы. This means that the collector 19 with the restrictive protrusions 23 is in the steam zone and a vapor layer is formed between the float 15 and the collector 19. Further, if, according to operating conditions, the operation of the auxiliary EU is not required, the shut-off valve 8 remains open and through the drainage pipe 7 the vapor of the cryogenic product evaporated due to heat inflows is sampled. When the container is tilted during transportation, the liquid will not get into the openings 22 of the collector 19, because when passing through a narrow annular gap 18, it loses its kinetic energy and will simply wash the surface of the float 15 facing the collector 19. As a result, when the tank 1 is in this mode, no liquid will be drained from the drainage pipeline, which will ensure minimal loss of the cryogenic product, t .to. during liquid drainage during operation of the tank with open drainage, the withdrawn mass of the cryogenic product will be as many times as many times as the density of the liquid phase is higher than the density of the vapor phase.

Если требуется работа ЭУ, то необходимо поднять давление в емкости 1 до требуемого уровня, например 8 кГс/см2 (нижний рабочий уровень). Для этого закрывается клапан 8, открываются клапаны 10, 12 и производится отбор жидкого криогенного продукта под действием силы тяжести в теплообменник-испаритель 11 (через него все время прокачивается теплоноситель), где жидкость сначала испаряется, а затем нагревается до плюсовых температур и нагретая по соединительному трубопроводу 9 и дренажному 7 поступает в коллектор 19, откуда через перфорационные отверстия 22 подается на поверхность поплавка 15.If the operation of the EA is required, then it is necessary to raise the pressure in the tank 1 to the required level, for example, 8 kG / cm 2 (lower working level). To do this, valve 8 is closed, valves 10, 12 are opened and the liquid cryogenic product is taken under gravity into the heat exchanger-evaporator 11 (the coolant is pumped through it all the time), where the liquid first evaporates and then heats up to positive temperatures and is heated by connecting the pipeline 9 and drain 7 enters the collector 19, from where it is fed through the perforations 22 to the surface of the float 15.

Струи теплого газа омывают пластину 16 равномерно по всей поверхности. Газ при соприкосновении с поверхностью пластины 16 конденсируется, при конденсации выделяется тепло, которое вместе с теплом, получаемым при остывании газа до температуры жидкости идет на повышение температуры пластины 16 и, следовательно, температуры на поверхности жидкости, т.к. термическое сопротивление тонкой высокотеплопроводной пластины 16 поплавка 15 практически равно нулю. The jets of warm gas wash the plate 16 evenly over the entire surface. Gas in contact with the surface of the plate 16 condenses, during condensation heat is generated, which, together with the heat obtained by cooling the gas to the temperature of the liquid, increases the temperature of the plate 16 and, therefore, the temperature on the surface of the liquid, because the thermal resistance of a thin highly heat-conducting plate 16 of the float 15 is practically zero.

В результате, за счет интенсивного теплообмена температура поверхностного слоя жидкости быстро повышается, что приводит к повышению давления в емкости, и после его повышения до нижнего рабочего уровня производится открытие запорного клапана 14 на отборном трубопроводе 13 и отбор криогенного продукта в ЭХГ ЭУ. С течением времени основная масса жидкости в емкости прогревается за счет теплопритоков из окружающей среды и после повышения температуры основной массы жидкости до уровня, которому соответствует равновесное давление, равное нижнему рабочему давлению в емкости, клапан 12 закрывается, и наддув газа в паровое пространство прекращается. Клапан 10 в процессе отбора в ЭХГ ЭУ остается открытым. В процессе отбора в зависимости от величины расхода давление может находиться на постоянном уровне, повышаться или понижаться. В случае понижения давления до нижнего рабочего уровня открывается клапан 12 и производится наддув теплого газа в паровое пространство емкости 1 до повышения в ней давления до верхнего рабочего уровня, например 12 кГс/см2, после чего клапан 12 закрывается.As a result, due to intense heat transfer, the temperature of the surface layer of the liquid rises rapidly, which leads to an increase in pressure in the tank, and after its increase to the lower working level, the shut-off valve 14 is opened on the selected pipe 13 and the cryogenic product is selected in the EC ECG. Over time, the bulk of the liquid in the tank warms up due to heat influx from the environment, and after the temperature of the bulk of the liquid rises to a level corresponding to the equilibrium pressure equal to the lower working pressure in the tank, the valve 12 closes and gas pressurization into the vapor space stops. Valve 10 during the selection process in the ECG EC remains open. In the selection process, depending on the flow rate, the pressure can be at a constant level, increase or decrease. In the event of a decrease in pressure to the lower working level, valve 12 opens and warm gas is pressurized into the vapor space of the tank 1 until the pressure in it rises to the upper working level, for example, 12 kgf / cm 2 , after which valve 12 closes.

Таким образом, совокупность новых признаков, отсутствующих в известных технических решениях, позволяет достичь нового технического результата: минимизировать время подъема давления хранимого криогенного продукта до рабочего уровня и минимизировать потери криогенного продукта при хранении его в емкости с открытым дренажом. Thus, the combination of new features that are absent in the known technical solutions, allows to achieve a new technical result: to minimize the time of pressure rise of the stored cryogenic product to the working level and to minimize the loss of the cryogenic product when stored in a tank with open drainage.

Claims (1)

Устройство для хранения и подачи криогенных продуктов, содержащее теплоизолированную емкость, закрепленную в вакуумно-плотном кожухе, дренажный и заправочный трубопроводы с запорными клапанами, к которым на участках между кожухом и запорными клапанами подстыкован соединительный трубопровод, содержащий теплообменник-испаритель и арматуру, к которому после теплообменника-испарителя подстыкован отборный трубопровод с запорным клапаном, на конце дренажного трубопровода внутри емкости закреплен коллектор, выполненный в виде кольцевой перфорированной трубы, полость которой соединена радиальными трубопроводами с полостью дренажного трубопровода, отличающееся тем, что в полость емкости введен поплавок, выполненный из теплопроводного материала, установленный с образованием равномерного кольцевого зазора между внутренней поверхностью емкости и торцевой поверхностью поплавка с площадью проходного сечения не менее или равной площади проходного сечения дренажного трубопровода, при этом перфорационные отверстия коллектора расположены со стороны, обращенной к поплавку, и поверхность коллектора с этой стороны снабжена равномерно расположенными на ней ограничительными выступами. A device for storing and supplying cryogenic products, containing a thermally insulated container fixed in a vacuum-tight casing, drainage and filling pipelines with shut-off valves, to which a connecting pipe is connected in sections between the casing and shut-off valves, containing a heat exchanger-evaporator and valves, to which after a heat exchanger-evaporator, a selective pipeline with a shut-off valve is docked, a collector, made in the form of an annular one, is fixed at the end of the drainage pipe inside the tank perforated pipe, the cavity of which is connected by radial pipelines with the cavity of the drainage pipeline, characterized in that a float made of heat-conducting material is introduced into the cavity of the tank, installed with the formation of a uniform annular gap between the inner surface of the tank and the end surface of the float with a passage area of at least or equal to the cross-sectional area of the drainage pipeline, while the perforation holes of the collector are located on the side facing the float And a collector surface of this side is equipped with evenly spaced along its restrictive projections.
RU2000102764/06A 2000-02-03 2000-02-03 Device for storage and delivery of cryogenic products RU2177108C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000102764/06A RU2177108C2 (en) 2000-02-03 2000-02-03 Device for storage and delivery of cryogenic products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000102764/06A RU2177108C2 (en) 2000-02-03 2000-02-03 Device for storage and delivery of cryogenic products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2177108C2 true RU2177108C2 (en) 2001-12-20

Family

ID=20230214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000102764/06A RU2177108C2 (en) 2000-02-03 2000-02-03 Device for storage and delivery of cryogenic products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2177108C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2704501C1 (en) * 2019-02-12 2019-10-29 Игорь Валентинович Орус-оол Method of storing liquefied gas with gas distribution to a consumer in liquid and gaseous state and a hydraulic liquefied gas storage adapter operating on its basis

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ФИЛИН Н.В., БУЛАНОВ А.В. Жидкостные криогенные системы. - Л.: Машиностроение, 1985, с.43, рис.2.14. Вопросы глубокого охлаждения. Сборник статей под редакцией Малкова М.П. - Москва: Издательство иностранной литературы, 1961, с.308, фиг.22. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2704501C1 (en) * 2019-02-12 2019-10-29 Игорь Валентинович Орус-оол Method of storing liquefied gas with gas distribution to a consumer in liquid and gaseous state and a hydraulic liquefied gas storage adapter operating on its basis
WO2020167158A1 (en) * 2019-02-12 2020-08-20 Игорь Валентинович ОРУС-ООЛ Method and device for storing and distributing liquefied gas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5612096B2 (en) Self-supporting pump for heated liquid, and heat-driven liquid closed-loop automatic circulation system using the same
EP0309198A2 (en) Hot water boiling apparatus
JP4926620B2 (en) Open air storage tank
US3951204A (en) Method and apparatus for thermally circulating a liquid
JP2002502981A (en) Method of preparing pressure storage tank and pressurized fluid
JP5325281B2 (en) Open air storage tank
RU2177108C2 (en) Device for storage and delivery of cryogenic products
JPH10252994A (en) Method and equipment for vaporizing low temperature liquefied gas
JPH08128596A (en) Gas evaporator and gas supplying method
CN211811343U (en) Process device for preventing storage tank material from crystallizing by utilizing thermosiphon principle
JPH0384359A (en) Hot water supplying device
RU2171950C1 (en) Facility to store and feed cryogenic products
JPH0882442A (en) Rapidly heated electric multipipe water heater and method for installing the same additionally
AU2005100720A4 (en) Heat exchange apparatus
CN215489082U (en) Circulation type vaporizing device
CN220601828U (en) Surplus water recycling structure of water outlet pipeline of water heater
CN215099625U (en) Neutral bio-based dimer acid storage tank
SU507810A1 (en) Installation for simulating heat transfer in liquid metal cooling systems
RU2235941C1 (en) Cryogenic vessel
RU2153622C1 (en) Device for storage and delivery of cryogenic products
CN2371502Y (en) Heater for producing distilled water
CN113710962A (en) Solar thermal system
CN115574258A (en) Solid hydrogen storage and release assembly and solid hydrogen release system using gas circulation heating
JPS5818131Y2 (en) Solar thermal water heating device
JP2000074392A (en) Heat supplying system for district

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050204