ХРАНИЛИЩЕ ГАЗООБРАЗНОГО ГЕЛИЯ

Полезная модель относится к области хранения газов, в частности, к области хранения гелия и может использоваться на гелиевых и газоперерабатывающих заводах и станциях.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) к заявляемой полезной модели является хранилище газов в горных выработках (патент РФ №89505, B65G 5/00, опубл. 2009.12.10), включающее несколько не связанных, между собой емкостей для хранения газов, каждая из которых выполнена в виде одного или нескольких газгольдеров, состоящих из уложенных рядами металлических сосудов высокого давления, соединенных между собой трубопроводами и отдельным трубопроводом с системой подачи и отбора газа. Поверхности металлических сосудов и трубопроводы защищены от воздействия газа полимерным покрытием, предотвращающим утечку хранимого газа. Хранилище газов содержит несколько подземных туннелей, расположенных на различных горизонтах по горизонтали и/или по вертикали и/или наклонно, в которых размещены автономные и несвязанные между собой газгольдеры. Недостатком известного технического решения является невозможность осуществлять закачку и отбор газа одновременно. Кроме того, сооружение и использование хранилищ газов в горных выработках эффективно только для хранения значительных объемов газа (100 и более млн. м) в течение длительного времени, в основном в качестве госрезерва.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание хранилища газообразного гелия для гелиевых заводов, обеспечивающего возможность непрерывного отпуска гелия потребителю.
Техническим результатом, достигаемым при реализации полезной модели, является снижение утечек гелия, повышение эффективности технологического процесса закачки и отбора газообразного гелия, а также обеспечение стабильности его производства.
Технический результат достигается за счет того, что в хранилище газообразного гелия, включающем емкости для хранения гелия, соединенные с системой подачи и отбора гелия, каждая из которых состоит из уложенных рядами и соединенных между собой металлических сосудов высокого давления, выполненных с защитными покрытиями внутренних и/или наружных поверхностей, металлические сосуды выполнены в виде двухгорловых баллонов, снабженных запорными вентилями. Металлические сосуды соединены между собой общим коллектором. При этом общие коллекторы смежных емкостей для хранения гелия соединены между собой и с системой подачи и отбора гелия посредством трехходовых кранов.
Использование двухгорловых баллонов в составе емкостей для хранения газообразного гелия упрощает трубопроводную обвязку емкостей с системой закачки и отбора гелия, что позволяет снизить утечку гелия. Управление потоками гелия посредством трехходовых кранов позволяет производить отпуск и закачку гелия одновременно, в том числе и из каждой емкости для хранения гелия.
На фиг.1 представлена принципиальна схема хранилища газообразного гелия.
Хранилище газообразного гелия содержит емкости для хранения гелия 1 и 2, соединенные с системой подачи и отбора гелия. Система подачи и отбора гелия состоит из трубопроводов 3 и 4. Каждая из емкостей для хранения гелия 1 и 2 состоит из уложенных рядами и соединенных между собой металлических сосудов 5 высокого давления, выполненных с защитными покрытиями внутренних и/или наружных поверхностей. Металлические сосуды 5 выполнены в виде двухгорловых баллонов, снабженных запорными вентилями 6 и соединенных между собой общими коллекторами 7 и 8. Общие коллекторы 7 смежных емкостей для хранения гелия 1 и 2 соединены между собой и с системой подачи и отбора гелия посредством трехходового крана 9. Общие коллекторы 8 смежных емкостей для хранения гелия 1 и 2 также соединены между собой и с системой подачи и отбора гелия с помощью трехходового крана 10.
Гелиевый концентрат поступает на гелиевый завод, где из него выделяют чистый газообразный гелий. В зависимости от спроса на гелий, часть его сжижают, а затем жидкий и газообразный гелий направляют потребителю. При снижении спроса газообразный гелий по трубопроводу 3 через трехходовой кран 9 направляют по общему коллектору 7 в емкости для хранения гелия 1 и/или 2. При этом трехходовой кран 10 закрыт. При увеличении спроса на газообразный гелий открывают трехходовой кран 10 и из емкостей для хранения гелия 1 и/или 2 подают газообразный гелий потребителю по общему коллектору 8 и трубопроводу 4, при этом трехходовой кран 9 закрыт. Однако с помощью трехходовых кранов 9 и 10 при их соответствующем позиционировании можно осуществлять закачку в хранилище и отпуск газообразного гелия одновременно, как из обеих емкостей для хранения гелия 1 и 2, так и из каждой емкости для хранения гелия 1 или 2.
На фиг.2 показаны основные варианты регулирования потоков газообразного гелия посредством трехходовых кранов:
а - закачка газообразного гелия в емкости для хранения гелия 1 и 2 при отсутствии отбора из них;
б - отбор газообразного гелия из емкостей для хранения гелия 1 и 2 при отсутствии закачки гелия в них;
в - закачка газообразного гелия в одну из емкостей для хранения гелия 1 или 2 при отсутствии отбора из нее;
г - отбор газообразного гелия из одной емкости для хранения гелия 1 или 2 при отсутствии закачки в нее;
д - закачка газообразного гелия в обе емкости для хранения гелия 1 и 2 с одновременным отбором из них;
е - закачка газообразного гелия в одну из емкостей для хранения гелия 1 или 2 с одновременным отбором из другой.
Вместо трехходовых кранов возможно использование распределительных устройств клапанного или золотникового типа.
Наличие нескольких вариантов регулирования потоков газообразного гелия позволяет повысить эффективность технологического процесса закачки и отбора гелия, а также обеспечить стабильный режим его производства на гелиевых заводах. Кроме того, предлагаемое хранилище газообразного гелия лучше вписывается в планировочную схему гелиевого завода, т.к. для его размещения требуется небольшой земельный участок (0,5 га).