RU2641868C2 - Герметичный и изолированный резервуар для холодной сжатой жидкотекучей среды - Google Patents

Герметичный и изолированный резервуар для холодной сжатой жидкотекучей среды Download PDF

Info

Publication number
RU2641868C2
RU2641868C2 RU2015112686A RU2015112686A RU2641868C2 RU 2641868 C2 RU2641868 C2 RU 2641868C2 RU 2015112686 A RU2015112686 A RU 2015112686A RU 2015112686 A RU2015112686 A RU 2015112686A RU 2641868 C2 RU2641868 C2 RU 2641868C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
volume
sealed
membrane
liquid
Prior art date
Application number
RU2015112686A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015112686A (ru
Inventor
Лоран ШПИТТЕЛЬ
Бруно ДЕЛЕТР
Дэвид ЛЯФАР
Пьер ЖОЛИВЕ
Дэвид ХАССЛЕР
Амори МАНЖ
Бенуа КЕПИТЕН
Али АБДАЛЛАХ
Original Assignee
ГАЗТРАНСПОР э ТЕКНИГАЗ
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 ГАЗТРАНСПОР э ТЕКНИГАЗ filed Critical ГАЗТРАНСПОР э ТЕКНИГАЗ
Publication of RU2015112686A publication Critical patent/RU2015112686A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2641868C2 publication Critical patent/RU2641868C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/12—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge with provision for thermal insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • F17C13/025—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the pressure as the parameter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/04—Arrangement or mounting of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/12—Arrangements or mounting of devices for preventing or minimising the effect of explosion ; Other safety measures
    • F17C13/126—Arrangements or mounting of devices for preventing or minimising the effect of explosion ; Other safety measures for large storage containers for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00—Vessels not under pressure
    • F17C3/02—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/04—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by insulating layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0147—Shape complex
    • F17C2201/0157—Polygonal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/054—Size medium (>1 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0304—Thermal insulations by solid means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0304—Thermal insulations by solid means
    • F17C2203/0329—Foam
    • F17C2203/0333—Polyurethane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0304—Thermal insulations by solid means
    • F17C2203/0358—Thermal insulations by solid means in form of panels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0375—Thermal insulations by gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0626—Multiple walls
    • F17C2203/0629—Two walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0626—Multiple walls
    • F17C2203/0631—Three or more walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636—Metals
    • F17C2203/0639—Steels
    • F17C2203/0643—Stainless steels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/068—Special properties of materials for vessel walls
    • F17C2203/0682—Special properties of materials for vessel walls with liquid or gas layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0323—Valves
    • F17C2205/0326—Valves electrically actuated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0323—Valves
    • F17C2205/0332—Safety valves or pressure relief valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0323—Valves
    • F17C2205/0335—Check-valves or non-return valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0388—Arrangement of valves, regulators, filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0388—Arrangement of valves, regulators, filters
    • F17C2205/0394—Arrangement of valves, regulators, filters in direct contact with the pressure vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/035—High pressure (>10 bar)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/01—Intermediate tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/03—Control means
    • F17C2250/032—Control means using computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/043—Pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/043—Pressure
    • F17C2250/0434—Pressure difference
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0478—Position or presence
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0486—Indicating or measuring characterised by the location
    • F17C2250/0491—Parameters measured at or inside the vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/06—Controlling or regulating of parameters as output values
    • F17C2250/0605—Parameters
    • F17C2250/0626—Pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/06—Controlling or regulating of parameters as output values
    • F17C2250/0605—Parameters
    • F17C2250/0678—Position or presence
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/01—Improving mechanical properties or manufacturing
    • F17C2260/012—Reducing weight
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/04—Reducing risks and environmental impact
    • F17C2260/042—Reducing risk of explosion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F17C2265/066—Fluid distribution for feeding engines for propulsion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships
    • F17C2270/0107—Wall panels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/02—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with liquefied gases
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00—Control of fluid pressure
    • G05D16/20—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к резервуарам, рассчитанным на сжатые жидкотекучие среды, а именно сжиженный природный газ. Герметичный и изолированный резервуар для холодной сжатой жидкотекучей среды содержит жесткий герметичный корпус (4), герметичную мембрану (1), рассчитанную на вхождение в контакт с холодной жидкотекучей средой в резервуаре, слой термоизоляционного материала (3) между мембраной (1) и внутренней поверхностью корпуса (4) и устройство (5) выравнивания давления. Внутренняя поверхность корпуса (4) служит опорной поверхностью для мембраны (1). Устройство (5) способно ограничивать разность давлений в первом герметичном объеме внутри мембраны (1) и во втором герметичном объеме снаружи мембраны (1). Группа изобретений направлена на создание резервуара, рассчитанного на относительно высокое давление. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил

Description

Изобретение относится к резервуарам, рассчитанным на сжатые жидкотекучие среды, в частности холодные или горячие жидкотекучие среды, более точно, сжиженный природный газ.
Известен низкотемпературный герметичный резервуар, имеющий жесткий металлической корпус из низкотемпературной стали, непосредственно контактирующий с холодной жидкотекучей средой и окруженный снаружи тепловой изоляцией. Тем не менее, такой корпус, который должен выдерживать как высокое давление (например, 3-6 бар), так и низкую температуру (например, -163°С), требует большого количества особо дорогостоящих металлических сплавов.
В документе WO 2007/084007 описано хранилище для СПГ с резервуаром, помещающимся в каверне. В документе WO 2010/119213 описана изоляция в среде аргона резервуара для сжиженного газа с двойными стенками. В документе FR 2412783 описан изолированный резервуар для хранения и транспортировки горячей жидкотекучей среды под избыточным давлением. В документе GB 2012040 описана термоизоляционная оболочка для трубы или резервуара. В документе RU 2307973 описан резервуар для хранения низкотемпературной жидкотекучей среды и способ изготовления герметичного резервуара.
В одном из вариантов осуществления изобретения предложен герметичный и изолированный резервуар для холодной сжатой жидкотекучей среды, содержащий:
жесткий герметичный корпус,
непроницаемую для жидкотекучих сред мембрану, рассчитанную на вхождение в контакт с холодной жидкотекучей средой в резервуаре,
изоляционный барьер между непроницаемой для жидкотекучих сред мембраной и внутренней поверхностью жесткого корпуса, образующий опорную поверхность для непроницаемой для жидкотекучих сред мембраны, и
устройство выравнивания давления, способное ограничивать разность давлений между первым герметичным объемом внутри непроницаемой для жидкотекучих сред мембраны и вторым герметичным объемом снаружи непроницаемой для жидкотекучих сред мембраны.
В вариантах осуществления такой резервуар может иметь один или несколько из следующих признаков.
В одном из вариантов осуществления устройство выравнивания давления содержит автоматический регулятор давления, связанный со вторым герметичным объемом и способный повышать или снижать давление во втором герметичном объеме в зависимости от установленного значения давления.
В одном из вариантов осуществления автоматический регулятор давления способен определять установленное значение давления в зависимости от давления, измеренного в первом герметичном объеме.
В одном из вариантов осуществления автоматический регулятор давления содержит регулируемый компрессор, способный нагнетать газ во второй герметичный объем с целью повышения давления во втором герметичном объеме, в частности регулирования давления во втором герметичном объеме в зависимости от разности давлений в двух объемах.
В одном из вариантов осуществления холодная жидкотекучая среда состоит из метана в жидком состоянии, а газ во втором объеме состоит из метана в газообразном состоянии. В этом случае автоматический регулятор давления предпочтительно содержит нагреватель, впускное отверстие которого связано с первым герметичным объемом, при этом нагреватель способен подавать в компрессор газообразный метан, получаемый путем нагрева жидкого или газообразного метана, поступающего из первого герметичного объема.
В одном из вариантов осуществления автоматический регулятор давления содержит регулируемый клапан, способный соединять второй герметичный объем с первым перепускным резервуаром с целью снижения давления во втором герметичном объеме.
В одном из вариантов осуществления регулируемый компрессор содержит всасывающую трубу, связанную с перепускным резервуаром.
В одном из вариантов осуществления устройство выравнивания давления содержит первое ограничивающее давление устройство, способное перемещать жидкотекучую среду из второго герметичного объема в первый герметичный объем, когда величина, на которую давление во втором герметичном объеме превышает давление в первом герметичном объеме, превышает первую заданную положительную пороговую величину.
Такое ограничивающее давление устройство предотвращает отрыв мембраны от ее опорного элемента в результате избыточного перепада давлений в первом герметичном объеме.
В одном из вариантов осуществления устройство выравнивания давления содержит второе ограничивающее давление устройство, способное перемещать жидкотекучую среду из первого герметичного объема во второй герметичный объем, когда величина, на которую в первом герметичном объеме превышает давление во втором герметичном объеме, превышает вторую заданную положительную пороговую величину.
Такое ограничивающее давление устройство предотвращает повреждение мембраны в результате чрезмерного избыточного давления в первом герметичном объеме. Тем не менее, такая мембрана обычно более устойчива к избыточному давлению, которое прижимает ее к ее опорному элементу, чем к падению давления, которое имеет тенденцию отрывать ее.
В одном из вариантов осуществления вторая положительная величина превышает первую положительную величину.
В одном из вариантов осуществления устройство выравнивания давления содержит контур жидкотекучей среды, содержащий две камеры, герметично разделенные подвижным разделителем, при этом первая камера сообщается с первым герметичным объемом, вторая камера сообщается со вторым герметичным объемом, а подвижный разделитель способен прилагать нагрузочное усилие в направлении второй камеры с целью поддержания положительной разности давлений во втором герметичном объеме и первом герметичном объеме.
В одном из вариантов осуществления подвижный разделитель содержит поршень, плавно перемещающийся в цилиндре, при этом связанная с поршнем пружина прилагает к нему нагрузочное усилие.
В одном из вариантов осуществления подвижный разделитель удерживает определенное количество жидкости в контуре жидкотекучей среды, содержащем участок, вертикально ориентированный в гравитационном поле для создания гидростатического нагрузочного усилия.
В одном из вариантов осуществления устройство выравнивания давления содержит контур жидкотекучей среды с соединительной трубой, содержащей две камеры, герметично разделенные разделителем, подвижно установленным в соединительной трубе, при этом первая камера сообщается с первым герметичным объемом, вторая камера сообщается со вторым герметичным объемом, контур жидкотекучей среды содержит выпускную трубу с отверстием, ведущим в соединительную трубу, а подвижный разделитель способен перемещаться между нейтральным положением, в котором он блокирует отверстие выпускной трубы, чтобы герметично изолировать выпускную трубу от первой и второй камер, и положением выпуска, в котором подвижный разделитель открывает отверстие выпускной трубы, чтобы с возможностью движения жидкотекучей среды соединять выпускную трубу с первой или второй камерами.
В одном из вариантов осуществления устройство выравнивания давления также содержит возвратный элемент, связанный с подвижным разделителем и принуждающий его к возврату в нейтральное положение.
В одном из вариантов осуществления резервуар также содержит:
вспомогательную непроницаемую для жидкотекучих сред мембрану и вспомогательный изоляционный барьер между изоляционным барьером и внутренней поверхностью жесткого корпуса, и
второе устройство выравнивания давления, способное ограничивать разность давлений в третьем герметичном объеме между жестким корпусом и вспомогательной непроницаемой для жидкотекучих сред мембраной и втором герметичном объеме между непроницаемой для жидкотекучих сред мембраной и второй непроницаемой для жидкотекучих сред мембраной.
В одном из вариантов осуществления первая непроницаемая для жидкотекучих сред мембрана является металлической, а изоляционный барьер или каждый изоляционный барьер состоит из множества расположенных в ряд изоляционных блоков.
В одном из вариантов осуществления изобретения также предложена система снабжения топливом электростанции, например, установленной на борту судна или суше, содержащая упомянутый резервуар, заполненный определенным количеством сжиженного газа в состоянии двухфазного равновесия при относительном давлении, которое может превышать 3 бара, и питающую линию, связывающую резервуар с электростанцией, для снабжения электростанции сжатым газом.
В основу изобретения положена идея использования технологии мембранных резервуаров для создания резервуара, рассчитанного на относительно высокое давление, например, от 3 до 10 бар. В этой технологии применяется относительно небольшое количество металла для выполнения основной функции герметизации, что помогает снижать расходы даже при необходимости использовать особые сплавы. Эта технология также позволяет обеспечивать термоизоляцию несущей конструкции, в которую встроен резервуар, от жидкотекучей среды в резервуаре, в результате чего несущая конструкция может быть изготовлена из традиционных материалов, более дешевых, чем материалы, рассчитанные на то, чтобы выдерживать экстремальные температуры.
В основу некоторых особенностей изобретения положена идея безопасного регулирования разности давлений с двух сторон непроницаемой для жидкотекучих сред мембраны с целью ее защиты от каких-либо существенных напряжений, которые могут создаваться такой разностью. В основу некоторых особенностей изобретения положена идея использования нескольких независимых устройств управления с целью повышения эксплуатационной надежности такого регулирования.
Изобретение, а также его дополнительные задачи, подробности, признаки и преимущества дополнительно пояснены в следующем далее подробном описании нескольких конкретных вариантов его осуществления, приведенных лишь в качестве неограничивающего примера со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На чертежах:
На фиг. 1 схематически показано поперечное сечение резервуара согласно первому варианту осуществления.
На фиг. 2 схематически показано клапанное защитное устройство, которое может применяться с резервуаром, проиллюстрированным на фиг. 1.
На фиг. 3 схематически показано механическое устройство регулирования давления, которое может применяться с резервуаром, проиллюстрированным на фиг. 1.
На фиг. 4 схематически показано другое механическое защитное устройство регулирования разности давлений в соседних пространствах, которое может применяться с резервуаром, проиллюстрированным на фиг. 1.
На фиг. 5 схематически показано другое механическое устройство регулирования давления, которое может применяться с резервуаром, проиллюстрированным на фиг. 1.
На фиг. 6 схематически показана автоматическая система регулирования давления, которая может применяться с резервуаром, проиллюстрированным на фиг. 1.
На фиг. 7 схематически показано поперечное сечение резервуара согласно второму варианту осуществления.
На фиг. 8 схематически показан вид в перспективе с местным разрезом резервуара согласно третьему варианту осуществления.
На фиг. 9 схематически показано поперечное сечение стеновой конструкции, применимой для сооружения резервуара, проиллюстрированного на фиг. 8.
На фиг. 10 схематически показано поперечное сечение другой стеновой конструкции, применимой для сооружения резервуара, проиллюстрированного на фиг. 8.
На фиг. 1 показано поперечное сечение резервуара в целом цилиндрической формы, содержащего жидкость 2 под относительно положительным давлением, т.е. абсолютным давлением, превышающим атмосферное давление. Стена резервуара содержит последовательно расположенные в направлении изнутри наружу основную мембрану 1, например, из металла, непосредственно в которой содержится жидкость 2, слой теплоизоляционного материала 3, на внутреннюю поверхность которого опирается основная мембрана 1, и внешний жесткий корпус 4, например, из стали.
Устройство 5 выравнивания давления воздействует на давление внутри основной мембраны 1 и/или на давление снаружи основной мембраны 1 в слое термоизоляционного материала 3 с тем, чтобы поддерживать разность давлений в этих двух пространствах в заданных пределах. Следовательно, устройство 5 выравнивания давления обеспечивает внутри непроницаемой для жидкотекучих сред мембраны 1 давление, которое преимущественно выдерживает внешний жесткий корпус 4, а не непроницаемая для жидкотекучих сред мембрана 1, в результате чего непроницаемая для жидкотекучих сред мембрана 1 и слой термоизоляционного материала 3 должны лишь выдерживать вес жидкости 2. Размеры внешнего жесткого корпуса 4 выбирают в зависимости от предполагаемого интервала рабочего давления в резервуаре.
Согласно одному из возможных применений жидкостью 2 является сжиженный природный газ (СПГ), т.е. смесь с высоким содержанием метана, хранящаяся под давлением 3-6 бар и выраженной отрицательной температуре равновесия жидкости и пара. Этот сжатый СПГ может применяться, в частности, для питания тепловых двигателей 8 судна для перевозки СПГ или любого другого аналогичного двигателя посредством питающей трубы 6, схематически показанной на фиг. 1.
Устройство 5 выравнивания давления может содержать одно или несколько средств регулирования давления, примеры которых приведены далее.
На фиг. 2 показано клапанное защитное устройство 10, которое обеспечивает поддержание давления Ре снаружи мембраны 1 в следующих пределах выше давления Pi внутри мембраны 1:
Figure 00000001
Защитное устройство 10 содержит трубу 11, сообщающуюся с пространством внутри мембраны 1, трубу 12, сообщающуюся с пространством снаружи мембраны 1, и два ограничивающих давление устройства 14 и 15, параллельно установленных в противоположных направлениях между трубами 11 и 12. Ограничивающее давление устройство 14 открывается и позволяет жидкотекучей среде выходить из трубы 11 в трубу 12, когда разность давлений достигает пороговой величины +100 мбар. Ограничивающее давление устройство 15 открывается и позволяет жидкотекучей среде выходить из трубы 12 в трубу 11, когда разность давлений достигает пороговой величины +30 мбар. Тем не менее, недостатком этого простого и надежного устройства является поступление холодной жидкотекучей среды в слой термоизоляционного материала 3 и тем самым охлаждение внешнего жесткого корпуса 4.
На фиг. 6 показан автоматический регулятор 20 давления, используемый для регулирования давления в пространстве снаружи мембраны 1 посредством регулируемого закачивания и удаления жидкотекучей среды. Автоматический регулятор 20 давления содержит трубу 21, сообщающуюся со слоем термоизоляционного материала 3, резервуар 22 для регулирующей жидкотекучей среды, контур 23 закачивания, связывающий резервуар 22 с трубой 21 и служащий для закачивания жидкотекучей среды из резервуара в слой термоизоляционного материала 3, и параллельный контур 26 откачивания, связывающий резервуар 22 с трубой 21 и служащий для откачивания жидкотекучей среды из слоя термоизоляционного материала 3 в резервуар 22.
Контур 23 закачивания содержит компрессор 24, который всасывает жидкотекучую среду из резервуара 22 и выпускает ее в трубу 21 через соленоидный клапан 25. Контур 26 откачивания содержит соленоидный клапан 27, расположенный между резервуаром 22 и трубой 21. Соленоидными клапанами 25 и 27, а также компрессором 24 управляет устройство управления 28 в зависимости от величин Pi и Ре давления, измеренных внутри и снаружи мембраны 1 измерительной системой (не показана). Соответственно автоматический регулятор 20 давления регулирует давление Р1 в зависимости от заданного установленного значения, которое может быть таким же, как в уравнении (1).
Если жидкостью 2 в резервуаре является сжиженный газ, например СПГ, в качестве регулирующей жидкотекучей среды в автоматическом регуляторе 20 давления выгодно использовать такое же вещество в газообразном состоянии, т.е. газообразный метан в случае СПГ. Это вещество в газообразном состоянии может быть получено из предварительно нагретого сжиженного газа. С этой целью автоматический регулятор 20 давления содержит нагревательное устройство 29, связанное с пространством внутри резервуара трубой 98, служащей для всасывания жидкой фазы 2 со дна резервуара 1.
В одном из вариантов осуществления для регулирования давления в слое термоизоляционного материала 3 относительно содержимого резервуара 1 может использоваться отличающийся газ. В этом случае труба 98 не используется, а источником отличающегося газа служит резервуар 22.
В одном из не проиллюстрированных вариантов осуществления резервуар 22 содержит сжатый газ, который может непосредственно закачиваться в слой термоизоляционного материала 3. В этом случае компрессор 24 может быть установлен в противоположном направлении, чтобы выпускать жидкотекучую среду в резервуар 22 и всасывать ее из трубы 21 посредством соленоидного клапана 25.
Далее со ссылкой на фиг. 3 рассмотрено механическое устройство 30, используемое для регулирования давления Ре в ограниченном интервале выше давления Pi с тем, чтобы смягчать незначительные колебания давления. Механическим устройством 30 является аккумулятор давления на поршень, содержащий цилиндрический корпус 31, поршень 32, герметично и плавно перемещающийся внутри цилиндрического корпуса 31, пружину 35 сжатия, помещающуюся в цилиндрическом корпусе 31 между поршнем 32 и концом 33 корпуса и давящую на поршень в сторону противоположного конца 34. Труба 36 соединяет конец 33 цилиндрического корпуса 31 с пространством внутри мембраны 1, а труба 37 соединяет конец 34 цилиндрического корпуса 31 с пространством снаружи мембраны 1.
В процессе применения механическое устройство 30 поддерживает избыточное давление в пространстве снаружи мембраны 1, например, около 100 мбар, в частности дополняя действие автоматического регулятора 20 давления с целью ограничить вмешательство автоматического регулятора 20 давления.
В одном из вариантов осуществления датчики 38 и 39 положения обнаруживают достижение поршнем 32 крайних положений, которые соответствуют превышению желаемых установленных значений давления, и затем передают соответствующие управляющие сигналы, например, автоматическому регулятору 20 давления.
На фиг. 4 показано механическое защитное устройство 70, используемое для сброса давления в пространстве внутри мембрана 1 или пространстве снаружи мембраны 1 до эталонного давления, например атмосферного давления, когда давление Pi или давление Ре становится слишком высоким, например, в результате неисправности устройства регулирования.
Защитное устройство 70 содержит главную трубу 71, один конец 72 которой сообщается с пространством внутри мембраны 1, а противоположный конец 73 сообщается с пространством снаружи мембраны 1. Внутри трубы 71 герметично плавно перемещается поршень 74 большой толщины, чтобы разделять в трубе 71 первый объем 75, сообщающийся с пространством снаружи мембраны 1 посредством конца 73, и второй объем 76, сообщающийся с пространством внутри мембраны 1 посредством конца 72.
Выпускная труба 77 сообщается с промежуточным участком главной трубы 71 вровень с отверстием 78 для обеспечения сообщения трубы 71 с эталонным давлением, например атмосферным давлением. В соответствующем варианте осуществления трубой 77 является мачта, верхний конец которой сообщается с окружающей средой.
Поршень 74 показан в нейтральном положении, в котором он герметично блокирует отверстие 78. За счет своей толщины поршень 74 способен плавно перемещаться в заданном интервале, не открывая отверстие 78, в ответ на небольшие колебания величин Ре и Pi давления. Тем не менее, если разность |Pe-Pi| становится слишком большой, поршень 74 плавно перемещается в любом из объемов 75 и 76, в котором давление является наименьшим, пока не откроется отверстие 78, в результате чего другой объем 75 или 76, в котором давление является более высоким, соединяется с выпускной трубой 77, и это высокое давление быстро снижается. Защитное устройство 70 рассчитано на применение в резервуаре, в котором обе величины Ре и Pi давлений постоянно превышают эталонное давление.
Поршень 74 соединен со стенкой трубы 71 упругой возвратной пружиной 79, помещающейся в трубе 71 и служащей для возврата поршня 74 в нейтральное положение при уменьшении разности давлений |Ре-Pi|.
На фиг. 5 показано гидростатическое устройство 40, используемое для регулирования давления Ре в ограниченном интервале выше давления Pi с тем, чтобы смягчать незначительные колебания давления. Гидростатическое устройство 40 содержит вертикальный цилиндрический корпус 41, содержащий первое количество жидкости 42 и сифонную трубку 43, которая проходит вверх от основания цилиндрического корпуса 41 и содержит второе количество жидкости 45, граница 44 которой показана для наглядности. Труба 46 соединяет верх цилиндрического корпуса 41 с пространством внутри мембраны 1. Верх сифонной трубки 43 соединен с пространством снаружи мембраны 1 трубой 47, снабженной переливным резервуаром 48.
Гидростатическое устройство 40 является альтернативой механическому устройству 30 и способно выполнять такие же функции. В частности, оно обеспечивает избыточное давление ΔР, равное:
Figure 00000002
в котором ρ означает массовую плотность жидкости 42, g означает ускорение силы тяжести, a z означает разность уровней двух границ 44 и 49 жидкости при заполнении газом остальной части гидростатического устройства 40.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления используется сочетание нескольких из описанных выше устройств для обеспечения нескольких уровней безопасности и чувствительности регулирования давления Ре. В частности, в одном резервуаре могут сочетаться устройства 10, 20 и 30 или 10, 20 и 40.
На фиг. 7 показан другой резервуар, содержащий сжатую жидкость 2. Элементы, сходные с элементами на фиг. 1, обозначены одинаковыми позициями. Резервуар на фиг. 7 содержит две последовательно расположенные непроницаемые для жидкотекучих сред мембраны, т.е. основную мембрану 1 и вспомогательную мембрану 7, которые помещаются между слоем термоизоляционного материала 3, который является основным изоляционным слоем, и вспомогательным изоляционным слоем 9.
Для защиты вспомогательной мембраны 7 от чрезмерных напряжений предусмотрено второе устройство 50 выравнивания давления, действующее, как описано выше, на давление внутри вспомогательной мембраны 7 и/или давление снаружи вспомогательной мембраны 7 во вспомогательном изоляционном слое 9 с тем, чтобы поддерживать разность давлений в этих двух пространствах в заданных пределах. Во второе устройство 50 выравнивания давления может входить одно или несколько устройств, описанных выше со ссылкой на систему 5.
В одном из вариантов осуществления регулируют давление Ps во вспомогательном изоляционном слое 9 с использованием установленного значения
Figure 00000003
Кроме того, на фиг. 7 показаны регулируемые клапанами 54, 55, 56 наливные трубы 51, 52, 53 для соответственно пространства внутри основной мембраны 1, слоя термоизоляционного материала 3 и вспомогательного изоляционного слоя 9. В одном из вариантов осуществления рабочее давление в этих различных пространствах составляет приблизительно 6 бар.
Для формирования непроницаемых для жидкотекучих сред мембран и изоляционных слоев может применяться множество методов. Мембраны предпочтительно изготовлены из сваренных тонких металлических листов. В изоляционных слоях предпочтительно используются модульные конструкции на основе изоляционных блоков.
На фиг. 8 проиллюстрирован один из примеров осуществления таких изоляционных блоков 60 на различных стенах цилиндрического резервуара. Также возможны другие геометрии резервуара, например многогранник или параллелепипед.
На фиг. 9 более подробно показана мембрана стеновой конструкции, которая может применяться внутри жесткого корпуса 4. В этом случае основная и вспомогательная непроницаемые для жидкотекучих сред мембраны 1, 7 изготовлены из плоских поясов 61 с приподнятыми краями из сплава с высоким содержанием никеля и очень низким коэффициентом теплового расширения, известного как Invar®. Слой термоизоляционного материала 3 и вспомогательный изоляционный слой 9 образованы расположенными в ряд отсеками 63, например, из фанеры, заполненными неструктурированным изолятором, таким как перлит или стекловата. Приподнятые края двух соседних поясов 61 в каждом случае приварены к каждой стороне продолговатого сварного опорного элемента 62, который установлен на обшивочной панели отсеков 63. Такой вариант реализации также хорошо известен и применяется в судах для перевозки СПГ.
На фиг. 10 более подробно показана другая мембрана стеновой конструкции, которая может использоваться внутри жесткого корпуса 4. В этом случая основная непроницаемая для жидкотекучих сред мембрана 1 изготовлена из листов нержавеющей стали, содержащих сетчатые структуры пересекающихся гофр 65 для придания упругости во всех направлениях плоскости. Слой термоизоляционного материала 3 и вспомогательный изоляционный слой 9 и вспомогательная непроницаемая для жидкотекучих сред мембрана 7 изготовлены из сборных панелей, содержащих соответствующий слой 66 пенополиуретана для каждого изоляционного барьера и непроницаемый для жидкотекучих сред композиционный материал 67 определенной толщины между двумя слоями 66 пенополиуретана, образующий вспомогательную непроницаемую для жидкотекучих сред мембрану 7. Непроницаемый для жидкотекучих сред композиционный материал 67 содержит металлический лист и маты из стекловолокна, сцепленные с использованием полимерной смолы. Такой вариант реализации также хорошо известен и применяется в судах для перевозки СПГ.
Хотя изобретение описано на примере множества частных вариантов осуществления, ясно, что оно никоим образом не ограничено ими и включает все технические эквиваленты описанных средств, а также их сочетания, если они входят в объем изобретения.
Использование глагола "включает" или "содержит" и его сопряженных форм не исключает наличие других элементов или стадий помимо тех, которые заявлены. Если не указано иное, использование единственного числа в отношении какого-либо элемента или стадии не исключает наличие множества таких элементов или стадий.
Приведенные в формуле изобретения позиции в скобках не должны интерпретироваться как ограничение объема притязаний.

Claims (22)

1. Герметичный и изолированный резервуар для холодной сжатой жидкотекучей среды, содержащий:
жесткий герметичный корпус (4),
непроницаемую для жидкотекучих сред мембрану (1), рассчитанную на вхождение в контакт с холодной жидкотекучей средой в резервуаре,
слой термоизоляционного материала (3) между непроницаемой для жидкотекучих сред мембраной и внутренней поверхностью жесткого корпуса, служащий опорной поверхностью для непроницаемой для жидкотекучих сред мембраны, и
устройство (5) выравнивания давления, способное ограничивать разность давлений в первом герметичном объеме внутри непроницаемой для жидкотекучих сред мембраны и во втором герметичном объеме снаружи непроницаемой для жидкотекучих сред мембраны,
отличающийся тем, что устройство выравнивания давления содержит контур жидкотекучей среды, содержащий две камеры, герметично разделенные подвижным разделителем, при этом первая камера сообщается с первым герметичным объемом, вторая камера сообщается со вторым герметичным объемом, а подвижный разделитель способен прилагать нагрузочное усилие в направлении второй камеры в случае положительной разности давлений во втором герметичном объеме и первом герметичном объеме и нагрузочное усилие в направлении первой камеры в случае положительной разности давлений в первом герметичном объеме и втором герметичном объеме.
2. Резервуар по п. 1, отличающийся тем, что подвижный разделитель содержит поршень (32), плавно перемещающийся в цилиндрическом корпусе (31), при этом связанная с поршнем пружина (35) прилагает к нему нагрузочное усилие.
3. Резервуар по п. 1, отличающийся тем, что подвижный разделитель удерживает определенное количество жидкости (42, 45) в контуре (41, 43) жидкотекучей среды, содержащем цилиндрический корпус (41), вертикально ориентированный в гравитационном поле для создания гидростатического нагрузочного усилия.
4. Резервуар по п. 1, отличающийся тем, что контур жидкотекучей среды содержит соединительную трубу (71) с двумя раздельными камерами и выпускную трубу (77) с отверстием (78), сообщающимся с соединительной трубой, при этом подвижный разделитель способен перемещаться между нейтральным положением, в котором он блокирует отверстие выпускной трубы, чтобы герметично изолировать выпускную трубу от первой и второй камер, и положением выпуска, в котором подвижный разделитель открывает отверстие выпускной трубы, чтобы с возможностью движения жидкотекучей среды соединять выпускную трубу с первой или второй камерами.
5. Резервуар по п. 4, отличающийся тем, что устройство выравнивания давления также содержит возвратный элемент (79), связанный с подвижным разделителем и принуждающий его к возврату в нейтральное положение.
6. Резервуар по одному из пп. 1-5, в котором устройство выравнивания давления содержит автоматический регулятор (20) давления, связанный со вторым герметичным объемом и способный повышать или снижать давление во втором герметичном объеме в зависимости от установленного значения давления.
7. Резервуар по п. 6, отличающийся тем, что автоматический регулятор давления содержит устройство управления, способное определять установленное значение давления в зависимости от давления, измеренного в первом герметичном объеме измерительной системой.
8. Резервуар по п. 6, отличающийся тем, что автоматический регулятор давления (20) содержит регулируемый компрессор (24), способный нагнетать газ во второй герметичный объем с целью регулирования давление во втором герметичном объеме.
9. Резервуар по п. 8, отличающийся тем, что холодная жидкотекучая среда состоит из метана в жидком состоянии, а газ во втором объеме состоит из метана в газообразном состоянии, автоматический регулятор (20) давления содержит нагреватель (29), впускное отверстие которого связано с первым герметичным объемом, при этом нагреватель (29) способен подавать в компрессор (24) газообразный метан, получаемый путем нагрева жидкого или газообразного метана, поступающего из первого герметичного объема.
10. Резервуар по п. 6, в котором автоматический регулятор (20) давления содержит регулируемый клапан (27), способный соединять второй герметичный объем с первым перепускным резервуаром (22) с целью снижения давления во втором герметичном объеме.
11. Резервуар по п. 10, в котором автоматический регулятор (20) давления содержит регулируемый компрессор (24), способный нагнетать газ во второй герметичный объем с целью регулирования давления во втором герметичном объеме, при этом регулируемый компрессор содержит всасывающую трубу, связанную с перепускным резервуаром (22).
12. Резервуар по одному из пп. 1-5, в котором устройство выравнивания давления содержит первое ограничивающее давление устройство (15), способное перемещать жидкотекучую среду из второго герметичного объема в первый герметичный объем, когда величина, на которую давление во втором герметичном объеме превышает давление в первом герметичном объеме, превышает первую заданную положительную пороговую величину.
13. Резервуар по одному из пп. 1-5, в котором устройство выравнивания давления содержит второе ограничивающее давление устройство (14), способное перемещать жидкотекучую среду из первого герметичного объема во второй герметичный объем, когда величина, на которую давление в первом герметичном объеме превышает давление во втором герметичном объеме, превышает вторую заданную положительную пороговую величину.
14. Резервуар по п. 12, в котором устройство выравнивания давления содержит второе ограничивающее давление устройство (14), способное перемещать жидкотекучую среду из первого герметичного объема во второй герметичный объем, когда величина, на которую давление в первом герметичном объеме превышает давление во втором герметичном объеме, превышает вторую заданную положительную пороговую величину, при этом вторая положительная пороговая величина превышает первую положительную пороговую величину.
15. Резервуар по одному из пп. 1-5, также содержащий вспомогательную непроницаемую для жидкотекучих сред мембрану (7) и вспомогательный изоляционный слой (9) между слоем термоизоляционного материала (3) и внутренней поверхностью жесткого корпуса (4) и второе устройство (50) выравнивания давления, способное ограничивать разность давлений в третьем герметичном объеме между жестким корпусом и вспомогательной герметичной мембраной и во втором герметичном объеме между первой непроницаемой для жидкотекучих сред мембраной (1) и второй непроницаемой для жидкотекучих сред мембраной (7).
16. Резервуар по одному из пп. 1-5, в котором первая непроницаемая для жидкотекучих сред мембрана (1) является металлической, а изоляционный барьер или каждый изоляционный барьер состоит из множества расположенных в ряд изоляционных блоков (60).
17. Система снабжения топливом электростанции, содержащая герметичный и изолированный резервуар для холодной сжатой жидкотекучей среды по одному из пп. 1-5, заполненный определенным количеством сжиженного газа в состоянии двухфазного равновесия при относительном давлении более 3 бар, и питающую линию, связывающую резервуар с электростанцией, для снабжения электростанции сжатым сжиженным газом.
RU2015112686A 2012-10-09 2013-09-27 Герметичный и изолированный резервуар для холодной сжатой жидкотекучей среды RU2641868C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1259589A FR2996625B1 (fr) 2012-10-09 2012-10-09 Reservoir etanche et isolant pour contenir un fluide froid sous pression
FR1259589 2012-10-09
PCT/FR2013/052291 WO2014057186A2 (fr) 2012-10-09 2013-09-27 Reservoir etanche et isolant pour contenir un fluide froid sous pression

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015112686A RU2015112686A (ru) 2016-12-10
RU2641868C2 true RU2641868C2 (ru) 2018-01-22

Family

ID=47356164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015112686A RU2641868C2 (ru) 2012-10-09 2013-09-27 Герметичный и изолированный резервуар для холодной сжатой жидкотекучей среды

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9625095B2 (ru)
EP (1) EP2906866A2 (ru)
JP (1) JP6302919B2 (ru)
KR (1) KR102162423B1 (ru)
CN (1) CN104755827B (ru)
AU (1) AU2013328517B2 (ru)
FR (1) FR2996625B1 (ru)
RU (1) RU2641868C2 (ru)
WO (1) WO2014057186A2 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3039499B1 (fr) * 2015-07-29 2018-12-07 Gaztransport Et Technigaz Procede de pilotage d'un dispositif de pompage raccorde a une barriere thermiquement isolante d'une cuve de stockage d'un gaz liquefie
CN106895259B (zh) * 2017-02-28 2019-03-22 黄河科技学院 一种机电一体化的防爆装置
CN108854166B (zh) * 2018-05-28 2020-05-22 西安交通大学 一种基于金属网幕两侧压力联动的空间液体获取装置
JPWO2022144971A1 (ru) * 2020-12-28 2022-07-07
EP4283182A1 (en) 2022-05-23 2023-11-29 Aciturri Engineering, S.L. Cryogenic tank
FR3141747A1 (fr) * 2022-11-07 2024-05-10 Gaztransport Et Technigaz Système de stockage et/ou de transport d’un gaz naturel à l’état liquide
CN115981385A (zh) * 2023-02-10 2023-04-18 浙江安喆计量检测技术有限公司 一种用于lng船主次绝缘层压力平衡监测控制的系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2012040A (en) * 1977-12-23 1979-07-18 Kraftwerk Union Ag Thermally insulating jacket for a pipe or container
WO2007084007A1 (en) * 2006-01-18 2007-07-26 Norsk Hydro Asa Lng storage with the storage tank provided in a cavern
RU2307973C2 (ru) * 2002-06-25 2007-10-10 Статойль Аса Резервуар для хранения криогенной текучей среды и способ изготовления герметичного резервуара
WO2010119213A2 (fr) * 2009-04-15 2010-10-21 New Generation Natural Gas Isolation, sous atmosphère d'argon, de réservoir de gaz liquéfiés a double paroi

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1376359A (en) * 1919-03-29 1921-04-26 Quigley Patrick Henry Apparatus for storage of compressed air
US1692670A (en) * 1924-12-30 1928-11-20 Mesurier Louis John Le Apparatus for storing fluid under pressure
US2677939A (en) * 1951-11-19 1954-05-11 Henry H Clute Liquefied gas container
US2922287A (en) * 1954-03-22 1960-01-26 Garrett Corp Liquid storage tank
FR2484961A1 (fr) * 1980-06-20 1981-12-24 Europ Propulsion Reservoir a tension superficielle
US4372340A (en) * 1980-09-29 1983-02-08 Chicago Bridge & Iron Company Liquid storage tank
JPS6049442U (ja) * 1983-09-13 1985-04-06 石川島播磨重工業株式会社 液化ガス貯槽の差圧検出装置
JPH085490A (ja) * 1994-06-22 1996-01-12 Tokyo Gas Co Ltd 圧力差検出器
JPH09250827A (ja) * 1996-03-15 1997-09-22 Aisin Seiki Co Ltd 車載用極低温冷却装置
US6003322A (en) * 1997-10-20 1999-12-21 Coldwave Systems Llc Method and apparatus for shipping super frozen materials
US6854276B1 (en) * 2003-06-19 2005-02-15 Superpower, Inc Method and apparatus of cryogenic cooling for high temperature superconductor devices
DE102007025217B9 (de) * 2007-05-31 2010-04-29 Airbus Deutschland Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Lagerung von Wasserstoff für ein Flugzeug
US20090252598A1 (en) * 2008-04-02 2009-10-08 General Electric Company Gas turbine inlet temperature suppression during under frequency events and related method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2012040A (en) * 1977-12-23 1979-07-18 Kraftwerk Union Ag Thermally insulating jacket for a pipe or container
FR2412783A1 (fr) * 1977-12-23 1979-07-20 Kraftwerk Union Ag Reservoir isolant pour le stockage ou le transport de fluides chauds soumis a une surpression
RU2307973C2 (ru) * 2002-06-25 2007-10-10 Статойль Аса Резервуар для хранения криогенной текучей среды и способ изготовления герметичного резервуара
WO2007084007A1 (en) * 2006-01-18 2007-07-26 Norsk Hydro Asa Lng storage with the storage tank provided in a cavern
WO2010119213A2 (fr) * 2009-04-15 2010-10-21 New Generation Natural Gas Isolation, sous atmosphère d'argon, de réservoir de gaz liquéfiés a double paroi

Also Published As

Publication number Publication date
AU2013328517A1 (en) 2015-05-14
CN104755827A (zh) 2015-07-01
US9625095B2 (en) 2017-04-18
FR2996625A1 (fr) 2014-04-11
JP6302919B2 (ja) 2018-03-28
WO2014057186A2 (fr) 2014-04-17
WO2014057186A3 (fr) 2014-06-19
KR20150067314A (ko) 2015-06-17
RU2015112686A (ru) 2016-12-10
CN104755827B (zh) 2017-03-15
FR2996625B1 (fr) 2017-08-11
KR102162423B1 (ko) 2020-10-06
WO2014057186A9 (fr) 2014-08-14
JP2015535915A (ja) 2015-12-17
US20150292678A1 (en) 2015-10-15
EP2906866A2 (fr) 2015-08-19
AU2013328517B2 (en) 2018-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2641868C2 (ru) Герметичный и изолированный резервуар для холодной сжатой жидкотекучей среды
EP2149006B1 (en) Storage tank for a cryogenic fluid with a partitioned cryogen space
RU2762035C1 (ru) Способ изготовления стенки герметичного и теплоизоляционного резервуара, содержащей межпанельные изоляционные заглушки
KR20180017105A (ko) 액화 가스 저장 탱크의 단열 장벽에 연결된 펌핑 장치 작동 방법
CN107636380B (zh) 用于冷却液化气体的方法
RU2770334C2 (ru) Устройство инертирования для резервуара для хранения сжиженного газа судна для перевозки сжиженного газа
NO164761B (no) Lasttank for en membrantanktype tanker for flytende gass.
EP2487400A1 (en) LNG storage tank
KR102404683B1 (ko) 액화가스 화물창
CN115751163A (zh) 具有带偏置泵壳的低温罐的系统及其制造方法和使用方法
AU2010238400A1 (en) Insulation, in an argon atmosphere, of a double-walled liquefied gas tank
US20130327066A1 (en) Temperature control
KR20160051980A (ko) 카고 시스템
CN215446005U (zh) 低温储液罐系统
KR20240105177A (ko) 단열탱크 및 이를 포함하는 선박, 저장 터미널
EP3336410A1 (en) Cryogenic plant

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200904

Effective date: 20200904