RU2318156C1 - Теплоизолированный криогенный бак - Google Patents
Теплоизолированный криогенный бак Download PDFInfo
- Publication number
- RU2318156C1 RU2318156C1 RU2006146056/06A RU2006146056A RU2318156C1 RU 2318156 C1 RU2318156 C1 RU 2318156C1 RU 2006146056/06 A RU2006146056/06 A RU 2006146056/06A RU 2006146056 A RU2006146056 A RU 2006146056A RU 2318156 C1 RU2318156 C1 RU 2318156C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tank
- shells
- cold
- cryogenic
- heat
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к холодильной технике, в частности к крупноразмерным бакам, используемым для хранения и транспортировки криогенных продуктов. Теплоизолированный криогенный бак для хранения криогенных продуктов содержит герметичные внешнюю и внутреннюю оболочки и помещенную между оболочками стойкую к воздействию внешнего давления теплоизоляцию, состоящую из отдельных вакуумированных пакетов, содержащих в герметичной оболочке между холодной и теплой стенками наслоенные друг на друга слои теплоизоляции. Пакеты расположены, по крайней мере, на цилиндрической поверхности бака, причем полость между оболочками бака заполнена криогенным нейтральным газом, например азотом или гелием. Холодная стенка пакета содержит гибкий элемент, например в виде замкнутого гофра, с возможностью ее продольных и поперечных перемещений, а между холодной и теплой стенками пакета установлены распорки из теплоизоляционного материала. Использование изобретения позволит упростить конструкцию и снизить рабочие напряжения элементов конструкции. 3 ил.
Description
Изобретение относится к холодильной технике, в частности к крупноразмерный бакам, используемым для хранения криогенных продуктов.
Известно устройство для хранения и подачи криогенных продуктов (см. патент РФ №2153622). Устройство содержит теплоизолированную внутреннюю оболочку, заключенную в вакуумно-плотную наружную оболочку. В этом устройстве при больших размерах обе оболочки, нагруженные давлением, становятся слишком толстыми и тяжелыми.
Известна емкость для хранения криогенных продуктов (см. патент РФ №2236636). Устройство содержит теплоизоляцию, размещенную между наружной и внутренней стенками, и оболочку, образующую внутри емкости дополнительную теплоизолирующую полость, заполняемую парами криогенного продукта. Емкость не имеет вакуума в полости, занимаемой теплоизоляцией, поэтому ее теплоизолирующие свойства не могут быть высокими.
Известно криогенное устройство (см. патент РФ №2265154), содержащее емкость, выполненную в виде сосуда Дьюара и снабженную дополнительной оболочкой, установленной с образованием межстенной полости, заполняемой криогенным продуктом. Такое устройство позволяет поддерживать низкую температуру внутри дополнительной оболочки, однако устройство при больших размерах должно иметь излишне толстые и тяжелые стенки сосуда Дьюара.
Известна конструкция герметичной стенки и оснащенный ею резервуар (см. патент РФ №2282101). Устройства предназначены для хранения и морской транспортировки сжиженных газов, например метана. В этом случае резервуар должен иметь очень большие размеры, до 138000 м3. Поэтому его теплоизоляция выполняется без вакуумного барьера, но и при этом внутренняя оболочка резервуара при работе подвергается температурному сжатию, гидростатическому давлению и гидродинамический ударам свободной жидкости. В связи с этим внутренняя оболочка выполняется в виде пластины, снабженной пересекающимися рядами волн, или гофров. Указанное устройство отличается большой сложностью изготовления и эксплуатации.
Известен теплоизолированный криогенный бак для хранения криогенных продуктов (см. патент РФ №2117210), содержащий герметичные внешнюю и внутреннюю оболочки с вакуумируемой полостью между ними и помещенную между оболочками стойкую к воздействию внешнего давления теплоизоляцию, состоящую из отдельных вакуумированных пакетов, содержащих в герметичной оболочке (между холодной и теплой стенками) наслоенные друг на друга слои теплоизоляции. Указанное устройство принято за прототип предлагаемого.
Описанное устройство имеет два вакуумных барьера, что излишне усложняет устройство. Кроме того, полость между внешней и внутренней оболочками при больших размерах бака потребует утолщения и утяжеления оболочек, что намного ухудшит характеристики устройства. Кроме того, при неравномерном охлаждении утолщенной внутренней оболочки в ней могут возникнуть высокие термические напряжения, ведущие к разрушению оболочки.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков прототипа, а именно, отказ от излишнего вакуумного барьера, разгрузка внешней и внутренней оболочек от давления, введение дополнительных полостей изоляции и герметизации бака, снижение термических напряжений в холодной стенке пакета и разгрузка теплой и холодной стенок пакета от воздействия давления.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в теплоизолированном криогенном баке для хранения криогенных продуктов, содержащем герметичные внешнюю и внутреннюю оболочки и помещенную между оболочками стойкую к воздействию внешнего давления теплоизоляцию, состоящую из отдельных вакуумированных пакетов, содержащих в герметичной оболочке между холодной и теплой стенками наслоенные друг на друга слои теплоизоляции и расположенных по крайней мере на цилиндрической поверхности бака, полость между оболочками бака заполняют криогенным нейтральным газом, например азотом или гелием, на холодной стенке пакета выполняют гибкий элемент, например, в виде замкнутого гофра, с возможностью ее продольных и поперечных перемещений, а между холодной и теплой стенками пакета устанавливают распорки из теплоизоляционного материала.
Технический результат, достигаемый настоящий изобретением, состоит в том, что устраняется общая для бака вакуумная полость и разгружается от перепада давлений внешняя и внутренняя оболочки бака, при этом вводятся две дополнительные полости термоизоляции и герметизации бака, заполняемые криогенным нейтральным газом, снижаются термические напряжения в холодной стенке пакета и разгружаются от внешнего давления теплая и холодная стенки пакета.
Достигаемый технический результат особенно важен для крупноразмерных баков, несущих криогенные химические реагенты, например сжиженный метан. Заполнение полости между оболочками бака нейтральным газом вместо ее вакуумирования, намного разгружает оболочки от давления, упрощает поддержание газовой среды в полости, создает две дополнительные полости газовой термоизоляции и герметизации бака. Применение теплоизолирующих пакетов существенно упрощает изготовление вакуумной теплоизоляции бака, а разгрузка стенок пакета распорками и выполнение гибкого элемента на холодной стенке позволяет снизить толщину оболочки пакета и уменьшить температурные напряжения в ней.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фиг.1 показан продольный разрез устройства;
на фиг.2 - место 1 на фиг.1;
на фиг.3 - вид по стрелке А на фиг.2.
Устройство содержит внешнюю оболочку 1, внутреннюю оболочку 2 и теплоизоляцию 3. Между оболочками 1 и 2 по всей цилиндрической поверхности установлены пакеты 4. Пакет 4 имеет герметичную оболочку, состоящую из холодной стенки 5 и теплой стенки 6, свареных по периметру. В пакете уложены в 5 слоев маты 7 экрано-вакуумной теплоизоляции ЭВТИ-2П. Маты 7 скреплены между собой прокладками 8 и закреплены армирующей сеткой 9. На холодной стенке 5 вдоль ее краев выштампован замкнутый гофр 10. На теплой стенке пакета 4 закреплены по 3 швеллера 11, в которых установлены по 3 распорки 12, выполненные из теплоизоляционного материала, например фарфора. Распорки закреплены в швеллерах неметаллическими втулками 13. На свободных концах всех 9-ти распорок установлены свободные швеллеры 14. После сборки пакета 4 его полость через отверстие в стенке 6 (на чертеже не показано) откачивается до глубокого вакуума и герметизируется. При этом холодная стенка 5 ложится и опирается на швеллеры 14. При сборке термоизоляции 3 между пакетами 4 устанавливаются распорные кольца 15, а соседние пакеты соединяются неметаллическими секторными опорами 16.
Работает устройство следующим образом.
Перед заполнением криогенным горючим продуктом - метаном полость между оболочками 1 и 2 продувается, заполняется и подпитывается азотом. При захолаживании бака холодные стенки пакетов 4 сжимаются, но благодаря расширению гофра 10 напряжения в стенках 5 повышаются незначительно. Бак заполняется жидким метаном полностью. После заполнения бака метаном и выравнивания температур полость между оболочками бака герметизируется. При хранении метана и натекании тепла в продукт включается система поддержания температуры в баке, заменяющая нагретый продукт на более холодный. При транспортировке бака с метаном он сохраняется заполненным, поэтому гидродинамические удары жидкости о стенки бака невозможны. При нештатной протечке оболочки 2 продукт поступает в полость, заполненную азотом, и фиксируется контрольным датчиком, по сигналу которого принимаются меры обеспечения безопасности. Для крепления бака могут быть использованы радиальные узлы крепления, не нарушающие герметизации оболочек бака и стенок пакетов.
Таким образом по сравнению с известными устройствами предложенное техническое решение обеспечивает многие преимущества: крупноразмерное исполнение бака, многобарьерную теплоизоляцию и герметизацию бака с продуктом, низкие рабочие напряжения элементов конструкции, простоту изготовления и сборки устройства, малые размеры и вес конструкции бака.
Предложенное изобретение применимо при горизонтальном и вертикальном положениях оси бака, при установке на фундаменте или на борту транспортного средства. Вместе с тем оно может быть использовано для хранения любых криогенных продуктов, включая водород и гелий.
Claims (1)
- Теплоизолированный криогенный бак для хранения криогенных продуктов, содержащий герметичные внешнюю и внутреннюю оболочки и помещенную между оболочками стойкую к воздействию внешнего давления теплоизоляцию, состоящую из отдельных вакуумированных пакетов, содержащих в герметичной оболочке между холодной и теплой стенками наслоенные друг на друга слои теплоизоляции, при этом пакеты расположены по крайней мере на цилиндрической поверхности бака, отличающийся тем, что полость между оболочками бака заполнена криогенным нейтральным газом, например, азотом или гелием, холодная стенка пакета содержит гибкий элемент, например, в виде замкнутого гофра, с возможностью ее продольных и поперечных перемещений, а между холодной и теплой стенками пакета установлены распорки из теплоизоляционного материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006146056/06A RU2318156C1 (ru) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Теплоизолированный криогенный бак |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006146056/06A RU2318156C1 (ru) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Теплоизолированный криогенный бак |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2318156C1 true RU2318156C1 (ru) | 2008-02-27 |
Family
ID=39279023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006146056/06A RU2318156C1 (ru) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Теплоизолированный криогенный бак |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2318156C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758743C1 (ru) * | 2018-06-13 | 2021-11-01 | Газтранспорт Эт Технигаз | Теплоизоляционный герметичный резервуар |
RU2759040C2 (ru) * | 2017-08-07 | 2021-11-09 | Газтранспорт Эт Технигаз | Герметичный и теплоизолированный резервуар, содержащий газовую купольную конструкцию |
RU2779509C2 (ru) * | 2018-06-06 | 2022-09-08 | Газтранспорт Эт Технигаз | Теплоизоляционный герметичный резервуар |
-
2006
- 2006-12-26 RU RU2006146056/06A patent/RU2318156C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2759040C2 (ru) * | 2017-08-07 | 2021-11-09 | Газтранспорт Эт Технигаз | Герметичный и теплоизолированный резервуар, содержащий газовую купольную конструкцию |
RU2779509C2 (ru) * | 2018-06-06 | 2022-09-08 | Газтранспорт Эт Технигаз | Теплоизоляционный герметичный резервуар |
RU2758743C1 (ru) * | 2018-06-13 | 2021-11-01 | Газтранспорт Эт Технигаз | Теплоизоляционный герметичный резервуар |
RU214360U1 (ru) * | 2022-03-15 | 2022-10-25 | Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (АО "ЦНИИмаш") | Криогенный бак ракеты с жидкостным ракетным двигателем |
RU2810802C1 (ru) * | 2023-08-18 | 2023-12-28 | Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш") | Способ нанесения экранно-вакуумной теплоизоляции на криогенную емкость |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10913232B2 (en) | Cellular load-responsive multilayer insulation | |
US7562534B2 (en) | Cryogenic aerogel insulation system | |
JP6186122B2 (ja) | 低温用真空断熱容器 | |
US11906110B2 (en) | Tank container for transport and storage of cryogenic liquefied gases | |
JP6378388B2 (ja) | 低温用真空断熱容器 | |
US3319433A (en) | Rectangular dewar | |
EP3699476B1 (en) | Double shell tank and ship | |
US4282280A (en) | Heat insulation for tanks at cryogenic and higher temperatures, using structural honeycomb with integral heat radiation shields | |
RU2318156C1 (ru) | Теплоизолированный криогенный бак | |
KR101643083B1 (ko) | 다층 원통형 지지대를 이용한 저 열손실 저온 유체 저장 장치 | |
CN212565283U (zh) | 一种低温夹套式敞口双壁内罐及储罐 | |
KR101589118B1 (ko) | 액화가스 저장용 압력용기 | |
CN115667785A (zh) | 真空面板 | |
US2925934A (en) | Support means for the movable end of a vessel | |
Edward et al. | Influence of vacuum level on insulation thermal performance for LNG cryogenic road tankers | |
KR101422594B1 (ko) | 액화가스의 저장 용기 | |
CN115585389A (zh) | 低温容器绝热结构及其计算方法 | |
JP2023533924A (ja) | 極低温流体を貯蔵する装置及びかかる装置を含む車両 | |
RU2814318C1 (ru) | Криоконтейнер для хранения и транспортировки жидкостей в криогенном состоянии | |
Sanghvi et al. | Designing and Analysis of Cryogenic Storage Vessel | |
CN220152462U (zh) | 一种深冷液化气体储存容器 | |
KR102426395B1 (ko) | 유체탱크의 복합단열장치 | |
WO2015169998A1 (en) | Isolation method for cryogenic gases and liquids | |
JP2023108356A (ja) | 多重殻低温タンク | |
AU2022307880A1 (en) | System and method for storage of liquid hydrogen at low pressure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081227 |