RU2780119C1 - Cryogenic gasification plant - Google Patents
Cryogenic gasification plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780119C1 RU2780119C1 RU2021138386A RU2021138386A RU2780119C1 RU 2780119 C1 RU2780119 C1 RU 2780119C1 RU 2021138386 A RU2021138386 A RU 2021138386A RU 2021138386 A RU2021138386 A RU 2021138386A RU 2780119 C1 RU2780119 C1 RU 2780119C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- valve
- submersible pump
- cryogenic
- electric drive
- Prior art date
Links
- 238000002309 gasification Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000037250 Clearance Effects 0.000 claims description 9
- 230000035512 clearance Effects 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к криогенной технике и широко может быть использовано как в криогенных стационарных, так и транспортных газификационных установках, цистернах и полуприцепах для перевозки криогенных жидкостей и в криогенных топливозаправщиках для СПГ. Известен криогенный топливозаправщик для СПГ, содержащий криогенную цистерну, смонтированную на раме автомобиля, бак, выполненный в виде криостата, погружной насос с погружным электроприводом, смонтированный на крышке бака и погруженный во внутренний сосуд бака, при этом внутренний сосуд бака подключен жидкостным и газовым трубопроводами к криогенной цистерне, систему технологических трубопроводов с клапанами и приборами контроля, устанавливаемых в автономном щите.(Криогенные топливозаправщики для СПГ - Gryobak, grjobak.ru>…toplivozapravshhiki-dlya-spg.html.)SUBSTANCE: invention relates to cryogenic engineering and can be widely used both in cryogenic stationary and transport gasification installations, tanks and semi-trailers for transporting cryogenic liquids and in cryogenic LNG tankers. A cryogenic LNG tanker is known, containing a cryogenic tank mounted on a vehicle frame, a tank made in the form of a cryostat, a submersible pump with a submersible electric drive mounted on the tank lid and immersed in the inner vessel of the tank, while the inner vessel of the tank is connected by liquid and gas pipelines to a cryogenic tank, a system of technological pipelines with valves and control devices installed in an autonomous shield.
Основными недостатками указанного устройства являются:The main disadvantages of this device are:
- большие эксплуатационные затраты в случае замены погружного насоса при отказе его работы, обусловленные необходимостью проведения сложных технологических операций - перелива жидкого СПГ в другую криогенную емкость, поэтапную замену среды на воздух и отогрева цистерны до комнатных температур;- high operating costs in case of replacement of a submersible pump in case of failure of its operation, due to the need to carry out complex technological operations - pouring liquid LNG into another cryogenic tank, gradually replacing the medium with air and warming the tank to room temperature;
- уменьшение от 10% до 20% объема внутреннего сосуда цистерны.- reduction from 10% to 20% of the volume of the inner vessel of the tank.
Наиболее близкой по своей технической сущности к заявляемому изобретению является криогенная газификационная установка, содержащая криогенную цистерну, выполненную в виде наружного кожуха и внутреннего сосуда, погружного насоса, испаритель наддува, продуктовый испаритель, систему трубопроводов с клапанами, включая трубопровод нижней заправки криогенной жидкостью внутреннего сосуда, трубопровод газосброса, подключенный к газовой подушке внутреннего сосуда, трубопровод подачи криогенной жидкости в продуктовый испаритель, подключенный к погружному насосу, а также приборы контроля. (см. А.Ю. Баранов, Е.В. Соколова «Хранение и транспортировка криогенных жидкостей. Часть 1, стр. 87-89. Санкт-Петербург 2017 г.)The closest in technical essence to the claimed invention is a cryogenic gasification plant containing a cryogenic tank made in the form of an outer casing and an inner vessel, a submersible pump, a pressurization evaporator, a product evaporator, a piping system with valves, including a pipeline for bottom filling with cryogenic liquid of the inner vessel, a gas discharge pipeline connected to the gas cushion of the inner vessel, a pipeline for supplying cryogenic liquid to the product evaporator connected to a submersible pump, as well as control devices. (See A.Yu. Baranov, E.V. Sokolova “Storage and transportation of cryogenic liquids. Part 1, pp. 87-89. St. Petersburg, 2017)
Основными недостатками криогенной газификационной установки являются:The main disadvantages of a cryogenic gasification plant are:
- большие эксплуатационные и временные затраты в случае замены насосного агрегата при отказе его работы, обусловленные необходимостью проведения сложных технологических операций - перелива криогенной жидкости в другую криогенную емкость, поэтапную замену среды на воздух и отогрева цистерны до комнатных температур;- high operating and time costs in case of replacement of the pumping unit in case of failure of its operation, due to the need to carry out complex technological operations - pouring the cryogenic liquid into another cryogenic container, gradually replacing the medium with air and warming the tank to room temperature;
- малое время бездренажного хранения криогенной жидкости из-за больших теплопритоков как от самого насоса, так и от теплового моста, установленного между наружным кожухом и внутренним сосудом.- short time of non-drainage storage of cryogenic liquid due to large heat inflows both from the pump itself and from the thermal bridge installed between the outer casing and the inner vessel.
Цель изобретения - сокращение эксплуатационных и временных затраты при проведение регламентных работ по замене погружного насоса.The purpose of the invention is to reduce operating and time costs during routine maintenance to replace a submersible pump.
Поставленная техническая задача обеспечивается тем, что криогенная газификационная установка, содержащая криогенную цистерну, выполненную в виде наружного кожуха и внутреннего сосуда, погружного насоса, испаритель наддува, продуктовый испаритель, систему трубопроводов с клапанами, включая трубопровод нижней заправки криогенной жидкостью внутреннего сосуда, трубопровод газосброса, подключенный к газовой подушке внутреннего сосуда, трубопровод подачи криогенной жидкости в продуктовый испаритель, подключенный к погружному насосу, а также приборы контроля, погружной насос выполнен с погружным электроприводом, который смонтирован в цилиндрическом корпусе с фланцем для крепления съемной крышки, при этом цилиндрический корпус герметично соединен с верхнем днищем наружного кожуха и высота цилиндрического корпуса равна диаметру наружного кожуха плюс высоте погружного насоса с погружным электроприводом, а во внутреннем сосуде выполнен цилиндр соосно цилиндрическому корпусу с радиальным зазором от 20 мм до 50 мм и в днище наружного кожуха закреплен цилиндрический стакан также соосно цилиндрическому корпусу с радиальным зазором от 20 мм до 50 мм и торцевым зазором от 50 мм до 150 мм относительно днища цилиндрического корпуса, при этом днище цилиндрического корпуса подключено трубопроводом с клапаном к трубопроводу нижней заправки криогенной жидкостью внутреннего сосуда и клапаном для проведения технологических операций при выполнении монтажа или демонтажа погружного насоса с погружным электроприводом, а в съемной крышке установлены тепловой экран на глубину от 200 мм до 500 мм, трубопровод с вакуумным участком, на котором на высоте от 50 мм до 100 мм от днища цилиндрического корпуса закреплен погружной насос с погружным электроприводом и который через съемный участок подключен к трубопроводу подачи криогенной жидкости в продуктовый испаритель, и трубопровод с вакуумным участком, который выполнен на 50-100 мм ниже теплового экрана и также через съемный участок подключен к трубопроводу газосброса, при этом за съемным участком на нем установлены клапан, предохранительный клапан и клапан для проведения технологических операций при выполнении монтажа или демонтажа погружного насоса.The stated technical problem is ensured by the fact that a cryogenic gasification plant containing a cryogenic tank made in the form of an outer casing and an inner vessel, a submersible pump, a pressurization evaporator, a product evaporator, a pipeline system with valves, including a pipeline for bottom filling with cryogenic liquid of the inner vessel, a gas discharge pipeline, connected to the gas cushion of the inner vessel, the pipeline for supplying cryogenic liquid to the product evaporator connected to the submersible pump, as well as control devices, the submersible pump is made with a submersible electric drive, which is mounted in a cylindrical housing with a flange for attaching a removable cover, while the cylindrical housing is hermetically connected with the upper bottom of the outer casing and the height of the cylindrical body is equal to the diameter of the outer casing plus the height of the submersible pump with a submersible electric drive, and in the inner vessel the cylinder is made coaxially to the cylindrical body with a radial clearance of
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся совокупными признаками идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, следовательно, оно соответствует критерию НОВИЗНА.The analysis of the prior art made it possible to establish that the applicant did not find an analogue characterized by cumulative features identical to all the essential features of the claimed invention, therefore, it meets the NOVELTY criterion.
На чертеже показана конструктивная схема криогенной газификационной установки, которая может быть выполнена как стационарного, так и транспортного исполнения. Криогенная газификационная установка содержит криогенную цистерну, например, с вакуумной изоляцией, выполненную в виде наружного кожуха 1 и внутреннего сосуда 2, погружной насос 3 с погружным электроприводом, который смонтирован в цилиндрическом корпусе 4 с фланцем 5 для крепления съемной крышки 6, при этом высота цилиндрического корпуса 4 равна диаметру наружного кожуха 1 плюс высоте погружного насоса 3 с погружным электроприводом и цилиндрический корпус 4 герметично соединен с верхним днищем наружного кожуха 1, а во внутреннем сосуде 2 выполнен цилиндр 7 соосно цилиндрическому корпусу 4 с радиальным зазором от 20 мм до 50 мм, а в днище наружного кожуха 1 закреплен цилиндрический стакан 8 также соосно цилиндрическому корпусу 4 с радиальным зазором от 20 мм до 50 мм и торцевым зазором от 50 мм до 150 мм относительно днища цилиндрического корпуса 4, при этом днище цилиндрического корпуса 4 подключено трубопроводом 9 с клапаном 10 и клапаном 11 для проведения технологических операций при выполнении монтажа или демонтажа погружного насоса 3 с погружным электроприводом к трубопроводу 12 нижней заправки с клапаном 13, а в съемной крышке 6 установлены тепловой экран 14 на глубину от 200 мм до 500 мм, трубопровод 15 с вакуумным участком, который через съемный участок 16 подключен к трубопроводу 17 подачи криогенной жидкости в продукционный испаритель 18 и на котором на высоте от 50 мм до 150 мм от днища цилиндрического корпуса 4 закреплен погружной насос 3 с погружным электроприводом, при этом за съемным участком 16 на трубопроводе 17 до продукционного испарителя 18 установлены обратный клапан 19 и клапан 20, а после продукционного испарителя 18 выполнен трубопровод 21 выдачи газообразного продукта потребителю. На съемной крышке 6 закреплен трубопровод 22 с вакуумным участком, который выполнен на 50-100 мм ниже теплового экрана 14 через и также через съемный участок 23 подключен к трубопроводу 24 газосброса с клапаном 25, при этом за съемным участком 23 на нем установлены клапан 26, предохранительный клапан 27 и клапан 28 для проведения технологических операций при выполнении монтажа или демонтажа погружного насоса 3 с погружным электроприводом. В состав системы также входят испаритель 29 наддува, подключенный трубопроводом 30 с клапаном 31 к трубопроводу 12 нижней заправки и трубопроводом 32 к трубопроводу 24 газосброса, уровнемер 33 и датчик давления 34. Контроль за работой погружного насоса 3 с погружным электроприводом, который может быть как поршневым, так центробежным осуществляется с помощью расходомера 35 и датчика давления 36.The drawing shows a structural diagram of a cryogenic gasification plant, which can be made both stationary and transport. The cryogenic gasification plant contains a cryogenic tank, for example, with vacuum insulation, made in the form of an outer casing 1 and an
Работа криогенной газификационной установки состоит из следующих основных технологических режимов:The operation of a cryogenic gasification plant consists of the following main technological modes:
- захолаживания и заполнения криогенной жидкостью внутреннего сосуда 2 цистерны;- chilling and filling with cryogenic liquid of the
- подачи погружным насосом 3 с погружным электроприводом криогенной жидкости в продукционный испаритель 18 и выдачи газообразного продукта потребителю;- supply by a
- замены погружного насоса 3 с погружным электроприводом в случае отказа его в работе.- replacement of
Захолаживание и заполнение криогенной жидкостью внутреннего сосуда 2 осуществляется по трубопроводу 12 нижней заправки с клапаном 13, параллельно криогенная жидкость по трубопроводу 9 с клапаном 10 поступает в цилиндрический корпус 4, где размещен погружной насос 3 с погружным электроприводом. Отвод паров, образующихся в процессе захолаживания внутреннего сосуда 2, производится по трубопроводу 24 газосброса с клапаном 25, а из объема цилиндрического корпуса 4 по трубопроводу 22, который через съемный участок 23 и клапан 26 подключен к трубопроводу 24 газосброса. В процессе захолаживания клапаны 11, 20, 28 и 31 - закрыты. В процессе захолаживания во внутреннем сосуде 2 осуществляется контроль давления и уровня с помощью уровнемера 33 и датчика давления 34. При достижении номинального значения уровня во внутреннем сосуде 2 закрывают клапаны 13 и 25 и режим работы считается завершенным.Cooling down and filling with cryogenic liquid of the
Выдача газообразного продукта потребителю в установке осуществляется за счет подачи погружным насосом 3 с погружным электроприводом криогенной жидкости в продукционный испаритель 18. Для этого предварительно с помощью испарителя 29 наддува, подключенного трубопроводом 30 с клапаном 31 к трубопроводу 12 нижней заправки и трубопроводом 32 к трубопроводу 24 газосброса создают и в дальнейшем с помощью клапана 31 поддерживают давление, обеспечивающее безкавитационный режим работы погружного насоса 3 с погружным электроприводом. Далее открывают клапан 20, производят пуск погружного насоса 3 с погружным электроприводом, после которого криогенная жидкость по трубопроводу 15 с вакуумным участком, на котором на высоте от 50 мм до 150 мм от днища цилиндрического корпуса 4 закреплен погружной насос 3 с погружным электроприводом, поступает через съемный участок 16 в трубопровод 17, с установленными на нем расходомером 35 обратным клапаном 19 и клапаном 20, в продукционный испаритель 18. Рабочие параметры погружного насоса 3 с погружным электроприводом контролируются с помощью расходомера 35 и датчика давления 36 и поддерживаются клапаном 20. В продукционном испарителе 18 криогенная жидкость испаряется и в виде газа с температурой 280K - 290K по трубопроводу 21 выдается из него потребителю. После выдачи необходимого количества продукта потребителю работу погружного насоса 3 с погружным электроприводом останавливают и закрывают клапаны 31 и 20.The issuance of the gaseous product to the consumer in the installation is carried out by supplying a
В тоже время в процессе эксплуатации по ряду причин может произойти отказ в работе погружного насоса 3 с погружным электроприводом, требующий его замены, который выполняют на станции техобслуживания. Для замены погружного насоса 3 с погружным электроприводом необходимо выполнить следующие регламентные работы:At the same time, during operation, for a number of reasons, a failure in the operation of the
- закрыть клапаны 10, 13, 20, 25, 26 и 31;-
- удалить криогенную жидкость из объема цилиндрического корпуса 4 через клапан 11;- remove the cryogenic liquid from the volume of the
- произвести отогрев погружного насоса 3 с погружным электроприводом до комнатных температур продувкой газообразным азотом через клапаны 28 и 11;- warm up the
- заменить азот на воздух продувкой воздуха через клапаны 26 и 11;- replace nitrogen with air by blowing air through
- отстыковать съемные участки 23 и 16, отсоединить съемную крышку 6 от фланца 5 и вытащить погружной насос 3 с погружным электроприводом из цилиндрического корпуса 4, после чего отсоединить его от трубопровода 15. Для установки рабочего погружного насоса 3 с погружным электроприводом в полость цилиндрического корпуса 4 необходимо выполнить следующие регламентные работы:- undock
- закрепить на трубопроводе 15 рабочий погружной насос 3 с погружным электроприводом, вставить его в полость цилиндрического корпуса 4, соединить с фланцем 5 съемную крышку 6 и пристыковать съемные участки16 и 23 на свои рабочие места;- fix a working
- провести проверку на герметичность съемных участков 16 и 23 и место соединения фланца 5 и съемной крышки 6, для чего закрыть клапан 11 и подать через клапан 28 азот с давлением, требуемым для проверки на герметичность;- carry out a tightness test of
- провести замену азота в полости цилиндрического корпуса 4 рабочим газом через клапан 28 при открытом клапане 11;- replace the nitrogen in the cavity of the
- провести захолаживание погружного насоса 3 с погружным электроприводом и заполнение объема цилиндрического корпуса 4 криогенной жидкостью, для чего закрыть клапаны 11 и 28, открыть клапаны 25 и 26, плавно открыть клапан 10. В результате под действием высоты столба криогенной жидкости во внутреннем сосуде 2 произойдет захолаживание погружного насоса 3 с погружным электроприводом и заполнение объема цилиндрического корпуса 4 криогенной жидкостью из объема внутреннего сосуда 2;- cool down the
- провести контрольный пуск погружного насоса 3 с погружным электроприводом согласно ранее описанному алгоритму.- carry out a test run of the
Таким образом, предложенное техническое позволяет провести замену погружного насоса 3 с погружным электроприводом без проведения сложных технологических операций - перелива криогенной жидкости в другую криогенную емкость, поэтапной замены среды на воздух и отогрева цистерны до комнатных температур, что позволяет на порядок сократить время и стоимость эксплуатационных затрат и что не менее важно это решение позволяет увеличить от 10% до 20% объем цистерны в транспортных газификационных установках, цистернах и полуприцепах для перевозки криогенных жидкостей и в криогенных топливозаправщиках для СПГ.Thus, the proposed technical allows replacing the
Сравнение существенных признаков предлагаемого и уже известных решении дает основание считать, что предлагаемое техническое решение отвечает критериям «изобретательский уровень» и « промышленная применяемость».Comparison of the essential features of the proposed and already known solution gives reason to believe that the proposed technical solution meets the criteria of "inventive step" and "industrial applicability".
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2780119C1 true RU2780119C1 (en) | 2022-09-19 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU406072A1 (en) * | 1971-10-13 | 1973-11-05 | FOUNDATION FOR: | |
EP1348620A1 (en) * | 2002-03-26 | 2003-10-01 | Alstom | Arrangement for supplying gaseous fuel to a power plant in a LNG ship |
RU2298722C1 (en) * | 2005-12-26 | 2007-05-10 | Военный инженерно-технический университет | Underground storage for liquefied natural gas |
RU2570952C1 (en) * | 2014-09-09 | 2015-12-20 | Александр Николаевич Лазарев | Method of evaporation and use of liquefied natural gas for systems of autonomous power supply in arctic zone |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU406072A1 (en) * | 1971-10-13 | 1973-11-05 | FOUNDATION FOR: | |
EP1348620A1 (en) * | 2002-03-26 | 2003-10-01 | Alstom | Arrangement for supplying gaseous fuel to a power plant in a LNG ship |
RU2298722C1 (en) * | 2005-12-26 | 2007-05-10 | Военный инженерно-технический университет | Underground storage for liquefied natural gas |
RU2570952C1 (en) * | 2014-09-09 | 2015-12-20 | Александр Николаевич Лазарев | Method of evaporation and use of liquefied natural gas for systems of autonomous power supply in arctic zone |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Баранов А.Ю. и др. Хранение и транспортировка криогенных жидкостей, часть 1, Санкт-Петербург, 2017, с. 87-90. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5428755B2 (en) | Gas filling device | |
US9835294B2 (en) | Dual pressure-retaining manway system | |
EP1522786B1 (en) | Tank comprising a valve-box | |
US20190137038A1 (en) | Hydrogen filling station with liquid hydrogen | |
US9316215B2 (en) | Multiple pump system | |
US20150276130A1 (en) | Method and System for a Submerged Pump | |
CN110185920B (en) | Cryogenic storage vessel comprising a reservoir for housing a pump assembly | |
JPS62102133A (en) | Sampling device for volatile liquid | |
US5673736A (en) | Temperature-compensated automatic stop fill for filling of tanks with liquids under vapor or gas pressure | |
US8439654B2 (en) | Methods and apparatus for pumping liquefied gases | |
CN103518094A (en) | A liquefied gas outlet system, a tank for storing liquefied gas, a method of rebuilding a liquefied gas tank and a method of building a liquefied gas tank | |
RU2780119C1 (en) | Cryogenic gasification plant | |
CN114392635A (en) | Tantalum ethoxide automatic constant-temperature collecting and subpackaging device | |
CN220397282U (en) | Emergency treatment device for leakage of liquefied petroleum gas storage tank | |
US5655578A (en) | Control system for filling of tanks with saturated liquids | |
CN210831402U (en) | Online compensation device of cold insulation system of LNG storage tank | |
CN111486335B (en) | Isolation valve for a pressurized tank | |
CN110848565B (en) | Xenon filling system and method | |
CN106969260A (en) | A kind of LNG cold pump sump gas extraction system and control method | |
US20210180751A1 (en) | Portable, cryogenic fluid pump apparatus with associated instrumentation, conduit legs and accessories | |
RU2783949C1 (en) | Mobile pumping unit for metered supply of chemicals | |
JPH05504324A (en) | Method and apparatus for providing enhanced operational safety for liquefied gas underground storage devices | |
WO2015153631A1 (en) | Dual pressure-retaining manway system | |
CN216115002U (en) | Air safety isolation input device of air separation cold box | |
US20230250923A1 (en) | Subsurface gas storage system |