РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ДОЛГОВРЕМЕННОГО ХРАНЕНИЯ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА

Полезная модель относится к области криогенной техники и может быть использована в качестве стационарного хранилища для сжиженного природного газа.
Известно устройство криогенной емкости для долговременного хранения природного газа (патент РФ 2437026), выбранное в качестве прототипа, состоящее из внутреннего сосуда в виде цилиндрической, горизонтальной емкости изготовленной из коррозионно-стойких сплавов, покрытой по внешней поверхности слоем из композитного материала и внешней оболочки выполненной из железобетона в форме прямоугольного контейнера, между которыми расположен слой теплоизоляции. Внутренняя емкость установлена и зафиксирована внутри железобетонного контейнера с помощью подставок и упоров из материала с низкой теплопроводностью. Теплоизоляция, расположенная между емкостью и внутренними стенками контейнера, выполнена в виде порошково-вакуумной теплоизоляции, с использованием порошкового перлита. Железобетонный контейнер снабжен в верхней части отдельным, изолированным от внутренней полости контейнера колодцем с крышкой, внутри которого расположены трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, обеспечивающие заправку и опорожнение емкости сжиженным природным газом и поддержание вакуума в слое теплоизоляции.
Указанная криогенная емкость обладает недостатками, в числе которых низкое сопротивление передаче тепла из окружающего резервуар пространства к хранимому сжиженному газу, длительное время процесса вакуумирования порошка перлита, выбранного в качестве теплоизолирующего материала, обусловленное низкой проводимостью этого материала по газу, избыточная площадь поверхности железобетонного контейнера, являющаяся причиной избыточного теплопритока внутрь резервуара, а так же повышенный расход бетона, связанный с прямоугольной формой бетонного контейнера.
Технической задачей полезной модели является повышение времен бездренажного хранения сжиженного газа и снижение расхода бетона, снижение затрат на хранение сжиженного газа.
Поставленная техническая задача решается снижением потоков тепловой энергии поступающих к внутреннему сосуду посредством нанесения на внешнюю поверхность контейнера слоя теплоизолирующего материала. С целью уменьшения нагрева солнечными лучами теплоизолирующий слой накрывается светоотражающим экраном, при этом светоотражающий экран устанавливается с воздушным зазором над поверхностью теплоизолирующего слоя. Наличие зазора позволяет свободно циркулирующему атмосферному воздуху охлаждать пространство между теплоизоляцией и нагреваемым солнцем светоотражающим экраном и тем самым уменьшается теплопередача солнечного тепла внутрь резервуара.
Указанные меры снижают температуру на внешней поверхности железобетонного контейнера, что уменьшает значение градиента температуры между внутренней и наружной стенками контейнера и как следствие снижает приток тепла к внутреннему сосуду сжиженного природного газа.
Известно, что цилиндр, при заданном объеме имеет площадь поверхности меньшую, чем прямоугольный параллелепипед равного с ним объема. Железобетонный контейнер цилиндрической формы, при равном объеме, обладает меньшей площадью поверхности, чем контейнер в форме прямоугольного параллелепипеда. Меньшая площадь поверхности контейнера это меньшая площадь границы между теплым окружающим пространством и относительно холодным внутренним пространством контейнера, обеспечивающая приток меньшего количества тепла внутрь контейнера и как следствие к внутреннему сосуду, содержащему сжиженный газ.
Переход к цилиндрической форме контейнера так же обеспечивает расход бетона меньший, чем в случае контейнера в форме прямоугольного параллелепипеда, при их равных объемах, поскольку площадь поверхности прямоугольного параллелепипеда больше чем площадь поверхности цилиндра равного с ним объема.
С целью оптимизации процесса вакуумирования, сокращения насосных мощностей, времени вакуумирования и энергозатрат, пространство между внутренним сосудом и внутренними стенками контейнера, заполняется теплоизоляцией выполненной из формованных изоляционных панелей, состоящих из открыто ячеистых пенопластов, вакуумированных и герметично заваренных в газонепроницаемую пленку, с поддержанием вакуума в пространстве между контейнером и внутренним резервуаром. Указанная теплоизоляция обладает лучшей проводимостью по газу, по сравнению с порошковым перлитом, что значительно сокращает время откачки до необходимого вакуума, кроме того изоляционные панели состоящие из открыто ячеистых пенопластов, вакуумированных и герметично заваренных в газонепроницаемую пленку обеспечивают лучшую теплоизоляцию.
Технический результат заключается в повышении времен бездренажного хранения сжиженного газа, снижении расхода бетона, снижении затрат на хранение сжиженного газа.
Полезная модель осуществляется следующим образом.
На подготовленном фундаменте возводится вертикальный цилиндрический железобетонный контейнер за исключением верхнего основания контейнера. На дно контейнера устанавливаются теплоизолирующие опоры, пространство между ними заполняется формованными изоляционными панелями. На опоры устанавливается внутренний сосуд цилиндрической формы, заводской готовности, изготовленный из коррозионностойких сплавов, покрытый по внешней поверхности слоем из композитного материала (например, стеклотканью). Пространство между внутренней поверхностью железобетонного контейнера и внутренним сосудом заполняется формованными изоляционными панелями, затем возводится верхнее основание железобетонного контейнера и колодец. Устанавливаются трубопроводы. Внутренне пространство контейнера отделяется от колодца герметичной теплоизолирующей перегородкой, колодец закрывается теплоизолирующей крышкой. На внешнюю поверхность контейнера устанавливается слой теплоизоляции и светоотражающий экран, с воздушным зазором между теплоизоляцией и светоотражающим экраном. Через трубопроводы установленные, в колодце, внутренне пространство контейнера вакуумируется и внутренний сосуд заполняется сжиженным природным газом.