ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АДАПТЕР-ХРАНИЛИЩЕ СЖИЖЕННОГО ГАЗА

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к хранению или распределение газов или жидкостей и может быть использована для газоснабжения зданий, промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных потребителей[F17C 1/00].
Из уровня техники известно ПОДЗЕМНОЕ ХРАНИЛИЩЕ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА (ПХ СПГ)[RU 2 566 325 C1, Опубл.: 20.10.2015], расположенное ниже уровня земли на отметке, предотвращающей промерзание поверхности земли при самом длительном расчетном хранении СПГ, огражденное по периметру от массива грунта бетонной стеной типа «стена в грунте», содержащее расположенный на основании из уплотненного грунта и теплоизоляционной прослойки цилиндрический железобетонный резервуар, изнутри теплоизолированный и гидроизолированный от СПГ, снабженный расположенными в технологической шахте трубопроводами для наполнения-выдачи СПГ и его паров, причем выходящая из железобетонного резервуара на поверхность земли технологическая шахта снабжена герметическими люками и лестницей, верх бетонного резервуара засыпан слоем легкого теплоизоляционного материала, вертикальная стенка железобетонного резервуара выполнена из однотипных элементов постоянной кривизны в виде железобетонных блоков вафельной конструкции с сопрягаемыми друг с другом поверхностями и скрепляемых между собой снаружи цилиндрического резервуара стяжными резьбовыми соединениями через уплотнительные прокладки, отличающееся тем, что железобетонный резервуар расположен с кольцевым газовым промежутком от бетонной стены типа «стена в грунте», сверху кольцевой газовый промежуток между верхом железобетонного резервуара и бетонной стеной типа «стена в грунте» закрыт плитой, при этом кольцевой газовый промежуток сверху оборудован дополнительной технологической шахтой, снабженной герметическими люками и лестницей от основания до поверхности земли.
Недостатком аналога является сложная конструкция и высокие трудозатраты при изготовлении хранилища, обусловленные необходимостью изготовления хранилища «на месте».
Также известно УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ГАЗА ПОД ДАВЛЕНИЕМ[RU 2217652 C2, Опубл.: 27.11.2003], включающее емкость в виде системы соединенных между собой труб, размещенных в кожухе, отличающееся тем, что на поверхности труб и/или в межтрубном пространстве расположены армирующие волокна (в форме мононитей, рубленных и комплексных нитей, жгутов) и/или ткани на их основе, при этом все трубы с армирующими волокнами залиты полимерным компаундом.
Недостатком аналога является его низкая ремонтопригодность, обусловленная тем, что межтрубное пространство залито полимерным компаундом, затрудняющим доступ к трубам, а также высокая себестоимость.
Наиболее близким по технической сущности является ПОДЗЕМНЫЙ РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ИСПАРЕНИЯ СЖИЖЕННОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА [RU116962U1, Опубл.: 10.06.2012], включающий стальной вертикальный сосуд, заключенный в полимерный футляр с образованием межстенного пространства между ними, частично заполненного инертной жидкостью до величины расчетного уровня, отличающийся тем, что на наружную поверхность стального вертикального сосуда навит плоский электронагревательный кабель, начиная от его днища до отметки, соответствующей величине расчетного уровня заполнения межстенного пространства инертной жидкостью, при этом наружная поверхность плоского электронагревательного кабеля, соприкасающаяся с инертной жидкостью, покрыта тепловой влагонепроницаемой изоляцией; датчик-реле установлен при этом внутри межстенного пространства ближе к внутренней поверхности полимерного футляра.
Основной технической проблемой прототипа является высокая себестоимость внутреннего сосуда из легированной стали, либо низкие коррозионные свойства нелегированной стали.
Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа
Техническим результатом полезной модели является возможность использовать более тонкостенную конструкцию для внутреннего легированного стального сосуда, что уменьшает вес ее конструкции.
Указанный технический результат достигается за счет того, что гидравлический адаптер-хранилище сжиженного газа содержащий наружный и внутренний сосуды, вокруг внутреннего сосуда смонтированы нагреватели, отличающийся тем, что внутренний сосуд смонтирован на ребрах жесткости, выполненных на наружной поверхности внутреннего сосуда, своим объемом внутренний сосуд сообщается с объемом наружного сосуда, с внешней средой внутренний сосуд сообщается парой проходящих сверху и снизу через наружный сосуд и не нарушающих его герметичность относительно внешней среды трубопроводов сообщения, наружный сосуд верхней частью сообщается с внешней средой трубой отвода газа, на наружном сосуде расположены трубопроводные переходы «металл-полимер» для герметизации ввод-выводных трубопроводов, внутри внутреннего сосуда и на нижнем трубопроводе сообщения смонтированы испарители, теплоизоляционные покрытия нанесены на наружной поверхности внутреннего сосуда и на внутренней поверхности наружного сосуда.
В частности, наружный сосуд выполнен из полимерного композитного материала.
В частности, материал наружного сосуда выполнен устойчивым к химически агрессивной среде с теплоизоляционным внутренним покрытием.
В частности, внутренний сосуд выполнен из хладо-, химически стойкого материала с теплоизоляционным наружным покрытием.
В частности, зазор между сосудами выполнен с возможностью снижения разности температур внутри и снаружи наружного сосуда.
В частности, внутренний сосуд сообщается с наружным сосудом патрубком.
В частности, в верхней части внутреннего сосуда смонтирован клапан компенсации давления.
Краткое описание чертежей.
На фиг.1 показан вид сбоку гидравлического адаптера-хранилища сжиженного газа в вертикальном исполнении.
На фиг.2 показан вид сбоку гидравлического адаптера-хранилища сжиженного газа в горизонтальном исполнении.
На фигурах обозначено: 1 – наружный сосуд, 2 – ребра жесткости, 3 - внутренний сосуд, 4 – теплоизолирующий зазор, 5 – нагревательные элементы, 6 – входной трубопровод, 7 - выходной трубопровод, 8 – переход «металл-полимер», 9 – клапан компенсации давления, предотвращающий попадание сжиженного газа в наружный сосуд, 10 – труба отбора газа, 11 –внутренний испаритель, 12 – внешний испаритель, 13 – сжиженный газ.
Осуществление полезной модели.
Гидравлический адаптер-хранилище сжиженного газа содержит наружный цилиндрический сосуд 1, выполненный из полимерного композитного материала, устойчивого к химически агрессивной среде газа. Внутри наружного сосуда 1 на ребрах жесткости 2 смонтирован внутренний цилиндрический сосуд 3 меньшими размерами с возможностью образования теплоизолирующего зазора 4 между стенками наружного 1 и внутреннего 3 сосудов.
Тем самым, своим объемом внутренний сосуд сообщается с объемом наружного сосуда и происходит разделение полей воздействия хранимого сжиженного газа на стенки сосудов хранилища, т.е. на внутренний сосуд оказывается только низкотемпературное воздействие, а на наружный полимерно композитный сосуд оказывается только сила избыточного внутреннего давления.
Внутренний сосуд 3 выполнен из хладо-, химически стойкого материала, например из нержавеющей стали, алюминия, бронзы и т.д. Между ребрами жесткости 2 на внешних стенках внутреннего сосуда 3 смонтированы нагревательные элементы 5. В верхней и нижней точках внутреннего сосуда 3 через отверстия (на чертежах не показаны), выполненные в наружном сосуде 1, смонтированы входной 6 и выходной 7 трубопроводы для закачки и отбора сжиженного газа соответственно, при этом отверстия в наружном сосуде 1 вокруг трубопроводов 6 и 7 герметично закрыты стандартными трубопроводными переходами «металл-полимер» 8 с заглушкой.
В верхней части внутреннего сосуда 3 смонтирован клапан компенсации давления 9, предотвращающий попадание сжиженного газа в наружный сосуд, сообщающийся с внутренним объемом наружного сосуда 1. В стенке наружного сосуда 1 смонтирована труба отбора газа 10, соединенная с потребителем (на фигурах не показан). Во внутреннем сосуде 3 смонтирован внутренний испаритель 11. На выходном трубопроводе 7 снаружи наружного сосуда 1 смонтирован внешний испаритель 12.
Гидравлический адаптер-хранилище сжиженного газа используют следующим образом.
Перед началом использования гидравлический адаптер-хранилище сжиженного газа размещают на ровной твердой поверхности, располагая его вертикально или горизонтально в зависимости от варианта исполнения, и засыпают или обваловывают грунтом. Далее подключают трубопроводы 6 и 7 соответственно к источнику и потребителю сжиженного газа, а трубу 10 к потребителю газа.
Сжиженный газ 13 через трубопровод 6 заливают во внутренний сосуд 3 ниже уровня клапана компенсации давления 9. Из внутреннего сосуда сжиженный газ 13 через трубопровод 7 подают потребителю, при этом для потребителя газа в газообразном состоянии сжиженный газ 13 через трубопровод 7 подают во внешний испаритель 12, где принудительно (посредством нагрева) преобразуют его в газообразное состояние и передают далее потребителю по трубопроводу 7.
При хранении сжиженного газа 13 часть его переходит в газообразное состояние и скапливается в верхней части внутреннего сосуда 3 и через клапан компенсации давления 9 поступает сначала во внутренний объем наружного сосуда 1, а затем через трубу 10 потребителю. Для увеличения объема сжиженного газа 13 в газообразном состоянии сжиженный газ 13 нагревают внутренним испарителем 11. Дополнительно нагревают стенки внутреннего сосуда 3 нагревательными элементами 5.
Заявленный технический результат – возможность использовать более тонкостенную конструкцию для внутреннего легированного стального сосуда, что уменьшает вес ее конструкции, достигается за счет того, что внутренний сосуд 3 сообщается с внутренним объемом наружного сосуда 1 клапан компенсации давления 9, что позволяет снизить избыточное давление газа во внутреннем сосуде 3, а для увеличения передачи потребителю газа в газообразном состоянии на трубопроводе 7 смонтирован внешний испаритель 12, исключающий испарение (переход) газа из жидкого в газообразное состояние в объеме внутреннего сосуда 3 и последующего переохлаждения наружного сосуда 1, при этом дополнительная прочность конструкции обеспечивается за счет того, что внутренний сосуд 3 смонтирован на ребрах жесткости 2, выполненных на наружной поверхности внутреннего сосуда 1. Эта дополнительная прочность позволяет использовать более тонкостенную конструкцию для внутреннего легированного стального сосуда, что уменьшает вес ее конструкции.