УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ТЕПЛОПОТЕРЬ ОТ РАЗОГРЕТОЙ ЖИДКОСТИ В ТАНКАХ СУДНА

Полезная модель относится к транспортировке нефти и нефтепродуктов, в частности, к устройству для поддержания в разогретом состоянии нефтепродуктов при хранении, транспортировке и перекачке. Также оно может быть использовано на нефтебазах, нефтеперерабатывающих предприятиях, на таких объектах как ТЭЦ, ГРЭС, при транспортировке нефтепродуктов железнодорожным и наземным транспортом, в танках нефтеналивных судов.
Известно устройство для нагревания жидкости, содержащее нагревательный элемент, расположенный непосредственно в резервуаре (см. кн. А.З.Щербаков «Транспорт и хранение высоковязких нефтей и нефтепродуктов с подогревом». Москва «Недра». 1981 г. С.28).
Недостатком устройства является необходимость подогрева всего объема жидкости, что приводит к значительным потерям через ограждающие поверхности. Такие потери могут составлять от 20% до 30% всей теплоты расходуемой на подогрев.
Наиболее близким по технической сути является устройство для нагревания нефтепродуктов, содержащее собирающую емкость в виде полусферы над нагревательными элементами и помещенная в нагреваемую жидкость (патент РФ №65622, 2006 г.). Недостатком данного устройства является порционный подогрев груза и невозможность использования при разгрузке из танка всего объема жидкости.
Техническая задача - создание устройства, снижающего теплопотери при транспортировке жидкости в танках судна.
Технический результат - усовершенствование конструкции устройства и улучшение энергосбережения системы в танке судна.
Он достигается тем, что устройство дополнительно имеет перфорированную мембрану, установленную в объеме жидкости ниже уровня ее свободной поверхности.
Это уменьшает интенсивность свободноконвективного движения в танке, в связи с чем происходит снижение температуры жидкости на поверхности.
Предлагаемое устройство изображено на чертеже (общий вид).
Устройство имеет: корпус танка 1, трубчатые нагревательные элементы 2, мембрана с дренажными отверстиями 3, прикрепленная к корпусу танка, разделяющая основной объем жидкости 4 и холодный слой жидкости 5.
Устройство работает следующим образом: от нагревательных элементов 2, расположенных в донной части танка 1, горячая жидкость поднимается вверх и распределяется по объему жидкости танка. Мембрана с дренажными отверстиями 3, разделяет основной объем жидкости 4 и холодный слой жидкости 5, что препятствует конвективному движению жидкости и тепловому потоку к свободной поверхности, в результате чего снижаются теплопотери через зеркало свободной поверхности жидкости и палубу танка.
Сформировавшийся холодный пограничный слой между палубой танка и мембраной работает как изоляционный слой, который снижает теплопотери в окружающую среду и общие энергозатраты уменьшением интенсивности свободноконвективного движения жидкости. При этом средняя температура продукта находится в пределах заданных технологическим режимом транспортировки танка.
Положительный эффект - устройство позволяет: снизить затраты тепловой энергии и установленную мощность нагревателей без существенного увеличения общей массы, без значительных затрат на переоборудование существующих танков.
Источники информации:
1. А.З. Щербаков «Транспорт и хранение высоковязких нефтей и нефтепродуктов с подогревом». Москва «Недра». 1981 г., с.28.
2. Патент РФ №65622, 2006 г.(прототип)