УСТРОЙСТВО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ХРАНЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ В АРКТИКЕ
DEVICE FOR PROVISION OF TEMPERATURE MODE OF STORAGE OF HYDROCARBON FUELS IN THE ARCTIC

Изобретение относится к области теплотехники, использующей тепловые потоки естественной среды.
Использования естественного тепла Арктики (морской воды) является перспективным при поддержании температуры топлив при хранении для обеспечения их температурных эксплуатационных характеристик. При этом обеспечивается техногенная безопасность хранения топлив, низкое энергопотребление и экологическая безопасность.
Для решения подобных задач существуют различные способы и устройства, которые находят широкое применение в повседневной жизни, в частности, при нагреве топлив различными электронагревающими, теплообменными устройствами, использующие различные источники тепловой энергии.
Оснащение емкостей хранения топлив устройствами, использующих теплообменники для тепломассообмена между углеводородным топливом и естественной средой Арктики, позволит значительно снизить энергопотребление при хранении запасов топлив в арктических условиях и т.п.
Известны различные способы повышения текучести нефтепродуктов, среди которых растворение вязкого или застывшего продукта жидким маловязким растворителем; добавление депрессанта, снижающего температуру застывания продукта, и т.д. В России, например, наибольшее распространение для слива вязких нефтепродуктов из ж/д цистерн получил подогрев насыщенным водяным паром, подаваемым непосредственно в нефтепродукт. Однако, этот способ не только малоэффективен и вреден для окружающей среды, но и снижает коммерческое качество самих нефтепродуктов.
Известны технологии разогрева и слива продукта без смешения его с теплоносителем, основанные на разогреве продукта, отбираемого из емкости во внешнем теплообменнике, в котором разогреваемый продукт не находится в непосредственном контакте с теплоносителем и возврате разогретого продукта в емкость (циркуляционный разогрев), где разогретый продукт, по замыслу, должен передать тепло холодному, плохо текучему продукту, в емкости (см. авт. свид. СССР №1551624, МПК B65D 88/74, 1990).
Наиболее близким к изобретению из предшествующего уровня техники является «Составы синтетического топлива для реактивных и дизельных двигателей и способы их получения» по патенту RU №2002124570 А1 от 20.03.2004 г., который был принят за прототип. Техническое решение относится к способу транспортировки состава дизельного топлива, который включает перекачивание насосом по трубопроводу, находящийся под землей, исключающее замерзание нефтепродукта в условиях низкой температуры окружающей среды. При этом, в дизельное топливо могут быть добавлены присадки посредством дозирующего устройства.
В соответствии с этим, в основу изобретения положена задача обеспечения температурного режима для хранения топлив в арктических условиях посредством предлагаемого устройства.
Задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в том, что предлагаемое устройство для обеспечения температурного режима хранения углеводородных топлив в Арктике состоит из теплообменника, в котором происходит нагрев топлива за счет использования естественного тепла Арктики, и обеспечивающих циркуляцию топлива через теплообменник насоса, задвижек, трубопровода, связывающих элементы устройства в единое целое. Теплообменник является основным элементом устройства, где происходит нагрев топлива за счет естественной среды при его циркуляции в следующей последовательности: емкость хранения, насос, теплообменник, емкость хранения. Температурный режим хранения топлива в емкости хранения поддерживается автоматически за счет периодичности покачивания топлива через теплообменник.
Технический результат заключается в поддержании заданной температуры хранения топлив при низких температурах в арктических условиях за счет конвективного теплообмена между углеводородным топливом и естественной средой, низкой величиной энергопотребления и может быть использовано как на стационарных, так и на мобильных объектах, использующих углеводородное топливо для его энергетического обеспечения.
Согласно предлагаемому изобретению, запасы топлива можно хранить и использовать практически при любых условиях в Арктике.
Предлагаемое устройство (Фиг. 1) работает следующим образом.
с
Углеводородное топливо из емкости Е-1, снабженной узлом измерения температуры Т и входным/выходным штуцерами для циркуляции топлива через задвижки К-1 и К-2, подается циркуляционным насосом Н-1 в теплообменник Т-1 для нагрева топлива за счет естественного тепла. При этом, температура в емкости поддерживается в автоматическом режиме блоком автоматики А-1, управляющим насосом Н-1.
Насос Н-1, задвижки К-1, К-2 и трубопроводы оснащены спутниками электрического обогрева и теплоизоляцией на случай аварийной остановки системы хранения углеводородных топлив.
Основным элементом устройства является теплообменник (Фиг. 2) для осуществления тепломассообменного процесса между топливом и естественной средой. Данное устройство предназначено для обеспечения температуры хранения как дизельного топлива арктического класса с температурой застывания по ГОСТу 305-2013 – 45 °С, так и авиационного.
На фиг. 2 изображен теплообменник для осуществления нагрева топлива от естественной среды, который состоит из трубного пучка 1 входного 2 и выходного 3 коллекторов и оребрения 4 для увеличения поверхности теплообмена. Нагрев топлива в емкости хранения осуществляется за счет прокачки его через теплообменник, помещенный в воду с температурой 2 °С.
2
Углеводородное топливо (фиг. 1) из емкости Е-1 через задвижку К-1 подается насосом Н-1 в теплообменник Т-1 с площадью поверхности теплообмена 65 м.
с
Регулировка температуры в емкости хранения топлива осуществляется за счет автоматического включения и выключения насоса Н-1, прокачки топлива через теплообменник блоком автоматики А-1, управляемого узлом измерения температуры Т емкости хранения топлива Е-1 (фиг. 1).
Данное устройство позволит поддерживать температурный режим хранения углеводородных топлив в условиях Арктики с использованием источника естественного тепла - морской воды.