Криогенный резервуар
CRYOGENIC TANK

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к резервуарам для хранения или транспортирования сжиженных газов, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где применяются сжиженные газы.
Известен криогенный резервуар, содержащий размещенные в емкости под слоем криожидкости средства для устранения стратификации, выполненные в виде тепловых труб, при этом, с целью повышения эффективности за счет создания конвективных потоков от стенок к центру резервуара, тепловые трубы выполнены в виде кольцевых камер конусообразного профиля, установленных одна под другой по высоте емкости, при этом камеры прикреплены к стенкам емкости по большему основанию, и их верхние меньшие основания снабжены крышками в виде сетки из высокотеплопроводного материала, (а.с. СССР №1529000, заявка №4190530/23-26 от 04.02.87, МПК: F17C 3/00 - прототип).
Недостатками данного технического решения является то, что происходит контакт кольцевых камер со стенками сосуда, что приводит к теплопритоку в объем криогенной жидкости, при этом после отвода в центр нагретые массы продолжают движение к поверхности испарения, т.е. не происходит отсекание потока газа от поверхности испарения, и при, изменении уровня криогенной жидкости, отводящие поток элементы оказываются в паровом пространстве и перестают выполнять свои функции, что, в конечном итоге, снижает эффективность использования криогенного резервуара.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание криогенного резервуара, применение которого позволит минимизировать контакт средств для стратификации со стенками емкости резервуара, позволит отсечь восходящий поток, и отслеживать изменение уровня криогенной жидкости вследствие испарения.
Решение указанной задачи достигается тем. что, в предложенном криогенном резервуаре, содержащем емкость для криогенной жидкости с размещенными в упомянутой емкости средствами для устранения стратификациии криогенной жидкости, согласно изобретению, средства для устранения стратификации выполнены в виде двух продольных элементов, преимущественно, в виде пластин, установленных внутри емкости, вдоль ее внутренней стенки, от одного торцевого днища до другого, с возможностью перемещения по стенке при помощи шаровых опор, установленных в упомянутых элементах со стороны, взаимодействующей с внутренней поверхностью емкости, при этом смежные стороны упомянутых элементов, обращенные к друг другу и образующие продольный зазор переменной ширины, соединены между собой при помощи пружин, причем на поверхностях упомянутых элементов, обращенных к стенке емкости, установлены поплавки.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан предложенный резервуар в аксонометрии, на фиг. 2 - поперечное сечение предложенного резервуара.
Предложенный криогенный резервуар содержит емкость 1 для криогенной жидкости 2. Средства для устранения стратификации выполнены в виде двух продольных элементов 3, установленных внутри емкости 1, вдоль ее внутренней стенки, от одного торцевого днища до другого. Продольные элементы 3 выполнены с возможностью перемещения по стенке при помощи шаровых опор 4, установленных в упомянутых элементах со стороны, взаимодействующей с внутренней поверхностью емкости. Смежные стороны упомянутых элементов 3, обращены к друг другу, образуют продольный канал 5 переменной ширины и соединены между собой при помощи пружин 6. На поверхностях упомянутых элементов, обращенных к стенке емкости, установлены поплавки 7.
Предложенное устройство работает следующим образом.
Емкость 1, с предварительно установленными средствами для стратификации в виде элементов 3, заполняется криогенной жидкостью 2. За счет размещения поплавков 7 на поверхности элементов 3, элементы держатся на поверхности криогенной жидкости с образованием между ними продольного канала 5 переменной ширины.
Фиксация расстояния от поверхности испарения до пластины обеспечивается поплавками 7. Для обеспечения заданного расстояния от торца пластины до боковой стенки резервуара и свободного перемещения вдоль боковой стенки используются шаровые опоры 4. Для компенсации изменения линейного размера поверхности испарения вследствие изменения объема криогенной жидкости используются пружины 6.
Таким образом, обеспечивается изоляция устройства от стенок емкости 1, т.к. контакт происходит только в точках соприкосновения шаровых опор 4 с поверхностью стенки, а также автоматическая корректировка интенсивности потока с изменением уровня криогенной жидкости в резервуаре. Определяющими факторами эффективности работы устройства являются ширина элементов 3, размеры щелевидного канала 5, расстояние до стенки емкости 1 криогенного резервуара, а также положение элементов 3 относительно поверхности испарения. Эти параметры определяют долю общего термоконвективного потока, достигающего свободной поверхности, интенсивность отвода тепла от нее, а также среднеинтегральную скорость потока в общем объеме.
Использование предложенного технического решения позволит минимизировать контакт средств для стратификации со стенками емкости резервуара, т.к. касание стенки происходит только опорами, позволит отсечь восходящий поток, и отслеживать изменение уровня криогенной жидкости вследствие испарения за счет его перемещения при помощи поплавков, что, в конечном итоге, позволит повысить эффективность использования криогенного резервуара.