RU2715199C1 - Variable volume wet gasholder - Google Patents

Variable volume wet gasholder Download PDF

Info

Publication number
RU2715199C1
RU2715199C1 RU2019131795A RU2019131795A RU2715199C1 RU 2715199 C1 RU2715199 C1 RU 2715199C1 RU 2019131795 A RU2019131795 A RU 2019131795A RU 2019131795 A RU2019131795 A RU 2019131795A RU 2715199 C1 RU2715199 C1 RU 2715199C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tank
reservoir
water
cavity
hydrogen
Prior art date
Application number
RU2019131795A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Владимирович Герьятович
Василий Николаевич Хабардин
Виктор Андреевич Гивчак
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского"
Priority to RU2019131795A priority Critical patent/RU2715199C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2715199C1 publication Critical patent/RU2715199C1/en

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02—Biological treatment
    • C02F11/04—Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17B—GAS-HOLDERS OF VARIABLE CAPACITY
    • F17B1/00—Gas-holders of variable capacity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17B—GAS-HOLDERS OF VARIABLE CAPACITY
    • F17B1/00—Gas-holders of variable capacity
    • F17B1/16—Gas-holders of variable capacity of wet type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17B—GAS-HOLDERS OF VARIABLE CAPACITY
    • F17B1/00—Gas-holders of variable capacity
    • F17B1/16—Gas-holders of variable capacity of wet type
    • F17B1/18—Gas-holders of variable capacity of wet type bell-shaped
    • 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
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/02—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge involving reinforcing arrangements
    • F17C1/04—Protecting sheathings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to hydrogen power engineering, in particular to devices for storage of hydrogen or other gases in deep water reservoirs. Wet variable-volume gasholder is made in the form of a reservoir with possibility of its immersion into water and filling with gas by means of a sleeve attached to the upper point. Besides, it is equipped with a water filling branch pipe located in the lower part of the side surface. Reservoir contains a foundation made in the form of a hemisphere, whereby it is held at the bottom of the reservoir in a vertical position. In addition, it is equipped with shell enveloping its surface with formation of cavity between inner surface of said shell and outer surface of reservoir, wherein this cavity in upper part is communicated by means of reduction valve with medium of water reservoir. Hose is equipped with injectors for creation of hydrogen pressure in its cavity at great depths. Branch pipe at inlet is equipped with filter.
EFFECT: improved operational properties.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к водородной энергетике, в частности к устройствам для хранения водорода или других газов в глубоководных водоемах.The invention relates to hydrogen energy, in particular to a device for storing hydrogen or other gases in deep water bodies.

Известен мокрый газгольдер переменного объема, содержащий подъемный в жидкости колокол и резервуар с плоским днищем и патрубками для заполнения и опорожнения его проточной водой, используемой в качестве затвора подъемно-опускаемого колокола, патрубком или несколькими патрубками подвода или отвода биогаза, вырабатываемого в метантенке при анаэробном сбраживании органических отходов (Патент Великобритании №2190682, С02F 11/04) [1].Known wet gas tank of variable volume, containing a lifting bell in a liquid and a tank with a flat bottom and nozzles for filling and emptying it with running water, used as a shutter for a lifting and lowering bell, a nozzle or several nozzles for supplying or removing biogas generated in a digester during anaerobic digestion organic waste (UK Patent No. 2190682, C02F 11/04) [1].

Недостатком известного устройства является то, что при его использовании необходимо расходовать проточную воду и тепло на ее нагревание зимой. При этом имеет место быть низкое давление газов в резервуаре и высокая их взрывоопасность.A disadvantage of the known device is that when it is used, it is necessary to expend running water and heat to heat it in winter. In this case, there is a low pressure of gases in the tank and their high explosiveness.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является типовой мокрый газгольдер переменной емкости с заполненным водой резервуаром, выполняющей роль гидрозатвора, подъемно-опускаемого газонаполненного резервуара, в котором смесь газов собирается в одной полости (Типовые проекты мокрых газгольдеров различной емкости №707-2-18-24 с-86, разработанные ГИАП, утвержденные и введенные в действие Минудобрений протоколом №2 5-III от 10 сентября 1985 года)[2].The closest technical solution, chosen as a prototype, is a typical wet gas tank of variable capacity with a tank filled with water, acting as a water seal, lifting and lowering gas-filled tank, in which a mixture of gases is collected in one cavity (Typical projects of wet gas holders of various capacities No. 707-2 -18-24 s-86, developed by the State Automated Chemical Inspection, approved and put into effect by the Mineral Fertilizers by Protocol No. 2 5-III of September 10, 1985) [2].

Недостатками данного устройства являются высокая взрывоопасность, низкое давление в резервуаре и малая масса хранящегося водорода. Кроме того, к его недостаткам относится необходимость расходовать дополнительную энергию в зимнее время на подогрев воды в резервуаре.The disadvantages of this device are the high explosiveness, low pressure in the tank and the low mass of stored hydrogen. In addition, its disadvantages include the need to spend additional energy in the winter to heat the water in the tank.

Задачей изобретения является создание устройства для хранения водорода с улучшенными эксплуатационными свойствами.The objective of the invention is to provide a device for storing hydrogen with improved performance properties.

Сущность изобретения заключается в следующем. Резервуар, погруженный в воду, содержит фундамент, выполненный в виде полусферы, посредством которого удерживается на дне водоема в вертикальном положении. Дополнительно резервуар оснащен оболочкой охватывающей его поверхность с образованием полости между внутренней поверхностью названной оболочки и наружной поверхностью резервуара. Полость в верхней части сообщена посредством редукционного клапана со средой водоема. Рукав заполнения резервуара газом оснащен нагнетателями для создания давления водорода в его полости на больших глубинах. Патрубок заполнения резервуара водой, на входе оснащен фильтром. В совокупности это позволяет уменьшить взрывоопасность и снизить потери водорода. При этом появляется возможность увеличить давление хранящегося газа, исключить потребление дополнительной энергии на подогрев воды в зимнее время, а также исключить необходимость применения второго резервуара для хранения жидкости.The invention consists in the following. The tank immersed in water contains a foundation made in the form of a hemisphere, by which it is held at the bottom of the reservoir in a vertical position. Additionally, the tank is equipped with a shell covering its surface with the formation of a cavity between the inner surface of the shell and the outer surface of the tank. The cavity in the upper part is communicated by means of a pressure reducing valve with the medium of the reservoir. The tank filling hose is equipped with superchargers to create hydrogen pressure in its cavity at great depths. The nozzle for filling the tank with water is equipped with a filter at the inlet. Together, this reduces the risk of explosion and hydrogen loss. At the same time, it becomes possible to increase the pressure of the stored gas, to eliminate the consumption of additional energy for heating water in the winter, and also to eliminate the need for a second reservoir for storing liquid.

На фиг. изображен мокрый газгольдер переменного объема в виде принципиальной схемы.In FIG. depicted wet variable volume gas tank in the form of a schematic diagram.

Мокрый газгольдер переменного объема содержит резервуар 1, к верхней точке которого присоединен рукав 2 для заполнения и опорожнения резервуара 1 газом. Рукав 2 оснащен нагнетателями 8 и в нижней части непосредственно у резервуара клапаном 9. Резервуар 1 оснащен дополнительной оболочкой 11, в верхней точке которой расположен редукционный клапан 10. На боковой поверхности нижней части резервуара 1 находится патрубок 12 для заполнения и опорожнения резервуара водой. На входе этот патрубок 12 оснащен фильтром 13. Рукав 2 выполнен таким образом, что на поверхности раздваивается на два патрубка, один из которых соединяет резервуар 1 через клапан 5 с компрессором 4, а другой патрубок соединяет резервуар 1 через клапан 6 с генератором 7. С помощью фундамента 14 резервуар 1 удерживается на дне водоема. В электролизере 3 вода преобразуется в водород и кислород.A wet gas tank of variable volume contains a tank 1, to the upper point of which a sleeve 2 is attached to fill and empty the tank 1 with gas. The sleeve 2 is equipped with superchargers 8 and in the lower part directly near the tank a valve 9. The tank 1 is equipped with an additional shell 11, at the upper point of which there is a pressure reducing valve 10. On the side surface of the lower part of the tank 1 there is a pipe 12 for filling and emptying the tank with water. At the inlet, this pipe 12 is equipped with a filter 13. The sleeve 2 is designed so that it splits into two pipes on the surface, one of which connects the tank 1 through valve 5 to compressor 4, and the other pipe connects the tank 1 through valve 6 to generator 7. C using the foundation 14, the tank 1 is held at the bottom of the reservoir. In electrolyzer 3, water is converted to hydrogen and oxygen.

Принцип работы газгольдера следующий. Резервуар газгольдера 1 погружают в воду под действием силы тяжести на глубину от 1 м до 11000 м, где фиксируют на сферическом фундаменте 14, который позволяет удерживать резервуар на дне водоема вертикально. После чего в него закачивают водород, полученный в процессе электролиза воды в электролизере 3. С помощью компрессора 4 водород через клапан 5 нагнетают в рукав 2. В зависимости от глубины расположения резервуара 1 и технических характеристик рукава 2 в его полость устанавливают нагнетатели 8. Наличие нагнетателей 8 позволяет повышать давление в рукаве 2 поэтапно, тем самым уменьшая давление в рукаве у поверхности воды. По рукаву 2 газ поступает в резервуар 1, вытесняя воду через патрубок 12. Расположенный в патрубке 12 фильтр 13 очищает воду от примесей, находящихся в воде. При этом клапан 5 - открыт, а клапан 6 - закрыт.Клапаны 5 и 6 служат для регулирования перемещения газа. При необходимости получения энергии, клапан 5 закрывают, а клапан 6 открывают, и водород за счет выталкивающей силы воды поступает на поверхность, где в генераторе 7 происходит его превращение в электрическую или тепловую энергию.The principle of operation of the gas tank is as follows. The tank of the gas tank 1 is immersed in water under the action of gravity to a depth of 1 m to 11000 m, where it is fixed on a spherical foundation 14, which allows you to hold the tank at the bottom of the reservoir vertically. After that, hydrogen obtained during the electrolysis of water in the electrolyzer 3 is pumped into it. Using a compressor 4, hydrogen is pumped through the valve 5 into the sleeve 2. Depending on the depth of the location of the tank 1 and the technical characteristics of the sleeve 2, superchargers are installed in its cavity 8. The presence of superchargers 8 allows you to increase the pressure in the sleeve 2 in stages, thereby reducing the pressure in the sleeve at the surface of the water. On the sleeve 2, the gas enters the tank 1, displacing water through the pipe 12. Located in the pipe 12, the filter 13 cleans the water from impurities in the water. In this case, valve 5 is open, and valve 6 is closed. Valves 5 and 6 are used to control the movement of gas. If it is necessary to obtain energy, valve 5 is closed, and valve 6 is opened, and hydrogen, due to the buoyancy force of water, enters the surface, where it is converted into electrical or thermal energy in generator 7.

Так как водород практически не растворяется в воде, то его потери сводятся к нулю посредством оболочки 11, которая заполняется водой через редукционный клапан 10. Водород можно хранить долгое время на глубине при закрытом клапане 9.Since hydrogen practically does not dissolve in water, its losses are reduced to zero by means of a shell 11, which is filled with water through a pressure reducing valve 10. Hydrogen can be stored for a long time at a depth with the valve 9 closed.

Таким образом, предложенный газгольдер 1 дополнительно оснащен фундаментом 14 с полусферическим основанием, патрубком 12 с фильтром 13, дополнительной оболочкой 11 с редукционным клапаном 10 и нагнетателями 8. В совокупности это позволяет создать газгольдер с улучшенными эксплуатационными свойствами.Thus, the proposed gas tank 1 is additionally equipped with a foundation 14 with a hemispherical base, a nozzle 12 with a filter 13, an additional shell 11 with a pressure reducing valve 10 and superchargers 8. Together, this makes it possible to create a gas tank with improved operational properties.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ SOURCES OF INFORMATION

1. Патент Великобритании №2190682, С02F 11/04.1. UK patent No. 2190682, C02F 11/04.

2. Типовые проекты мокрых газгольдеров различной емкости №707-2-18-24с-86, разработанные ГИАП, утвержденные и введенные в действие Минудобрений протоколом №25-III от 10 сентября 1985 года - прототип.2. Typical projects of wet gas holders of various capacities No. 707-2-18-24с-86, developed by the State Automated Chemical Inspection, approved and put into effect by Mineral Fertilizers by protocol No. 25-III of September 10, 1985 - prototype.

Claims (1)

Мокрый газгольдер переменного объема, выполненный в виде резервуара с возможностью погружения его в воду и заполнения газом посредством рукава, присоединенного к верхней точке, а также патрубком для заполнения водой, расположенным в нижней части боковой поверхности резервуара, отличающийся тем, что резервуар содержит фундамент, выполненный в виде полусферы, посредством чего он удерживается на дне водоема в вертикальном положении, кроме того, резервуар дополнительно оснащен оболочкой, охватывающей его поверхность с образованием полости между внутренней поверхностью названной оболочки и наружной поверхностью резервуара, причем эта полость в верхней части сообщена посредством редукционного клапана со средой водоема, в дополнение к этому рукав оснащен нагнетателями для создания давления водорода в его полости на больших глубинах, патрубок на входе оснащен фильтром.A wet gas tank of variable volume, made in the form of a tank with the possibility of immersing it in water and filling it with gas by means of a hose connected to the upper point, as well as a pipe for filling with water located in the lower part of the side surface of the tank, characterized in that the tank contains a foundation made in the form of a hemisphere, whereby it is held at the bottom of the reservoir in a vertical position, in addition, the tank is additionally equipped with a shell covering its surface with the formation of cavities and between the inner surface of the said shell and the outer surface of the tank, and this cavity in the upper part is communicated by means of a pressure reducing valve with the medium of the reservoir, in addition to this, the sleeve is equipped with superchargers to create hydrogen pressure in its cavity at great depths, the inlet pipe is equipped with a filter.
RU2019131795A 2019-10-08 2019-10-08 Variable volume wet gasholder RU2715199C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019131795A RU2715199C1 (en) 2019-10-08 2019-10-08 Variable volume wet gasholder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019131795A RU2715199C1 (en) 2019-10-08 2019-10-08 Variable volume wet gasholder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2715199C1 true RU2715199C1 (en) 2020-02-25

Family

ID=69630924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019131795A RU2715199C1 (en) 2019-10-08 2019-10-08 Variable volume wet gasholder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2715199C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2104646A (en) * 1981-08-25 1983-03-09 Norsk Hydro As Gas holders
SU1201608A1 (en) * 1983-11-09 1985-12-30 Государственный Проектный Институт "Днепрпроектстальконструкция" Wet gas-holder
RU2244203C1 (en) * 2003-07-28 2005-01-10 Андрюхин Тимофей Яковлевич Variable-capacity wet gas-holder
RU2246067C1 (en) * 2003-09-04 2005-02-10 Андрюхин Тимофей Яковлевич Wet gas-holder of variable volume
RU2306478C1 (en) * 2006-06-13 2007-09-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Sectional wet gas holder

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2104646A (en) * 1981-08-25 1983-03-09 Norsk Hydro As Gas holders
SU1201608A1 (en) * 1983-11-09 1985-12-30 Государственный Проектный Институт "Днепрпроектстальконструкция" Wet gas-holder
RU2244203C1 (en) * 2003-07-28 2005-01-10 Андрюхин Тимофей Яковлевич Variable-capacity wet gas-holder
RU2246067C1 (en) * 2003-09-04 2005-02-10 Андрюхин Тимофей Яковлевич Wet gas-holder of variable volume
RU2306478C1 (en) * 2006-06-13 2007-09-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) Sectional wet gas holder

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Типовые проекты мокрых газгольдеров различной емкости N 707- 2 - 18 - 24c-86, разработанные ГИАП, утвержденные и введенные в действие Минудобрений протоколом N25-III от 10.09.1985 *
Типовые проекты мокрых газгольдеров различной емкости N 707- 2 - 18 - 24c-86, разработанные ГИАП, утвержденные и введенные в действие Минудобрений протоколом N25-III от 10.09.1985 г. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10894660B2 (en) Underwater energy storage system and power station powered therewith
CN109538170A (en) The pressure test device and method of fluid jet in-situ retorting gas hydrates
RU2616692C2 (en) Method of electric power generation by means of pressure conversion under water
CN103352676B (en) The quarrying apparatus of a kind of seabed combustible ice and exploitation method
RU2715199C1 (en) Variable volume wet gasholder
CN203321458U (en) Exploiting device of seabed flammable ice
RU2431059C1 (en) Water lifting method and device for its implementation
RU2381348C1 (en) Sub-sea oil production method
JPS61182473A (en) Air charging power generating apparatus applying buoyancy of gas
RU2010146236A (en) METHOD FOR REDUCING THE AIR SUPPLY FROM THE ATMOSPHERE TO THE EXPANDING CAPACITY OF HIGH-VOLTAGE INSTALLATIONS FILLED WITH INSULATING LIQUID AND A DEVICE FOR IMPLEMENTING THIS METHOD
RU2573888C2 (en) Self-regulating production of gas released at reaction between liquid and solid phase in submerged conditions and respective device
GB2532744A (en) Storage systems for storing and extracting energy
JPH08312519A (en) Buoy for wave power pumping device and wave power pumping device
CN105840147B (en) Suspend the sea-bottom natural gas collection device and method of the heating of buoyancy tank helical pipe
CN205841126U (en) A kind of mountain area energy-conservation gravitation water-feeding system
CN108571421A (en) It is a kind of to reduce the method and apparatus that the water in container obtains floatage energy using chemical energy
KR20110100137A (en) Apparatus for storing air pressure energy by using hydraulic pressure
CN209368943U (en) Surface layer automatically taking water buoyancy tank divides chamber structure
RU2733550C1 (en) Device for cyclic immersion and surfacing of sea buoy
JP5119056B2 (en) Deep-sea structure with power plant
RU2385989C1 (en) Device for production of gases from deep sea water
CN207567179U (en) Drainage type acetylene gas generator
RU80770U1 (en) DEVICE FOR PRODUCING GASES FROM DEEP SEA WATER
CN104048566B (en) A kind of Novel detonator immersion water test equipment
WO2011108820A4 (en) Pneumatic energy storage device using water pressure