Подземный резервуар для хранения и испарения сжиженного углеводородного газа

Полезная модель относится к газоснабжению, в частности, к хранению и испарению сжиженного углеводородного газа (СУГ) и может быть использована в составе резервуарных установок для газоснабжения зданий, промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных потребителей. Задачей настоящей полезной модели является повышение паропроизводительности подземного резервуара СУГ в зимний период года. Поставленная задача решается тем, что в подземном резервуаре для хранения и испарения сжиженного углеводородного газа, включающем стальной вертикальный сосуд, заключенный в полимерный футляр с образованием межстенного пространства между ними, частично заполненного инертной жидкостью до величины расчетного уровня, согласно заявляемому техническому решению на наружную поверхность стального вертикального сосуда навит плоский электронагревательный кабель, начиная от его днища до отметки, соответствующей величине расчетного уровня заполнения межстенного пространства инертной жидкостью, при этом наружная поверхность плоского электронагревательного кабеля, соприкасающаяся с инертной жидкостью, покрыта тепловой влагонепроницаемой изоляцией; датчик-реле установлен при этом внутри межстенного пространства ближе к внутренней поверхности полимерного футляра. Расчетный уровень заполнения межстенного пространства инертной жидкостью равен расчетному уровню заполнения стального сосуда жидкой фазой сжиженного углеводородного газа перед очередной заправкой.

Полезная модель относится к газоснабжению, в частности, к хранению и испарению сжиженного углеводородного газа (СУГ) и может быть использована в составе резервуарных установок для газоснабжения зданий, промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных потребителей.

Известен подземный резервуар для хранения и испарения СУГ, содержащий стальной вертикальный сосуд СУГ, заключенный в полимерный футляр, с пространством между ними, заполненным воздухом или инертным газом для защиты сосуда СУГ от коррозионных, механических воздействий и пожара [Усачев А.П, Фролов А.В., Усачев М.А., Защита от коррозии систем снабжения сжиженным углеводородным газом. Полимергаз. 1, 2000. - С.20-21], [Усачев А.П., Шурайц А.Л., Фролов А.В., Усачев М.А. Повышение пожаро-, взрыво- и экологической безопасности установок хранения сжиженного углеводородного газа//Полимергаз. 2001. 2 С.17-20].

Недостатком известного подземного резервуара для хранения и испарения СУГ является низкая паропроизводительность в связи с высоким сопротивлением теплопередаче прослойки воздуха или инертного газа в межстенном пространстве и, как следствие, уменьшение паропроизводительности и снижение величины теплопритока к поверхности стального сосуда, соприкасающейся с жидкой фазой СУГ.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является стальной вертикальный сосуд СУГ, заключенный в полимерный футляр с пространством между ними, частично заполненным инертной жидкостью, начиная от днища до отметки на боковой поверхности, соответствующей величине расчетного уровня Н_р, равном расчетному уровню заполнения жидкой фазы Н_суг в стальном сосуде. [Усачев А.П, Шурайц А.Л., Рулев А.В., Усачев М.А. Системные исследования комплексной защиты резервуаров и трубопроводов сжиженного углеводородного газа. Саратов: Сарат. Гос. Техн. Ун-т, 2009, 242 с., см. 55-57]. Применение данной конструкции резервуара позволяет уменьшить сопротивление теплопередаче прослойки между сосудом и полимерным футляром и, как следствие, увеличить величину теплопритока к поверхности стального сосуда, соприкасающейся с жидкой фазой СУГ, и повысить паропроизводительность.

Однако недостатком известной конструкции резервуара является зависимость от температуры окружающего грунта, особенно в зимний период года, когда величина разности температур между грунтом и поверхностью стального сосуда, соприкасающейся с жидкой фазой СУГ и, как следствие, паропроизводительности снижаются до значений близких к нулю.

Задачей настоящей полезной модели является повышение паропроизводительности подземного резервуара СУГ в зимний период года.

Техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является уменьшение зависимости паропроизводительности подземного резервуара от температуры окружающего грунта, особенно в зимний период года, когда величина разности температур между грунтом и поверхностью стального сосуда, соприкасающегося с жидкой фазой СУГ, снижается до значений близких к нулю.

Поставленная задача решается тем, что в подземном резервуаре для хранения и испарения сжиженного углеводородного газа, включающем стальной вертикальный сосуд, заключенный в полимерный футляр с образованием межстенного пространства между ними, частично заполненного инертной жидкостью до величины расчетного уровня, согласно заявляемому техническому решению на наружную поверхность стального вертикального сосуда навит плоский электронагревательный кабель, начиная от его днища до отметки, соответствующей величине расчетного уровня заполнения межстенного пространства инертной жидкостью, при этом наружная поверхность плоского электронагревательного кабеля, соприкасающаяся с инертной жидкостью, покрыта тепловой влагонепроницаемой изоляцией; датчик-реле установлен при этом внутри межстенного пространства ближе к внутренней поверхности полимерного футляра. Расчетный уровень заполнения межстенного пространства инертной жидкостью равен расчетному уровню заполнения стального сосуда жидкой фазой сжиженного углеводородного газа перед очередной заправкой.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где изображена схема подземного резервуара для хранения и испарения СУГ. Позиции на чертеже обозначают следующее: 1 - стальной вертикальный сосуд СУГ; 2 - жидкая фаза СУГ; 3 - полимерный футляр; 4 - инертная жидкость межстенного пространства; 5 - днище полимерного футляра 3; 6 - боковая поверхность полимерного футляра 3; 7 - плоский электронагревательный кабель; 8 - днище стального вертикального сосуда СУГ; 9 - тепловая влагонепроницаемая изоляция; 10 - датчик-реле для отключения и включения подачи электроэнергии к плоскому электронагревательному кабелю 7; 11 - регулятор подачи СУГ; 12 - запорный кран. Величина HP есть расчетный уровень инертной жидкости 4 в межстенном пространстве между сосудом СУГ и полимерным футляром; НСУГ есть расчетный уровень заполнения сосуда 1 жидкой фазой СУГ, tгp.min - минимальная температура грунта на отметке, равной расчетному уровню заполнения стального сосуда жидкой фазой, tCУГ - температура жидкой фазы сжиженного углеводородного газа перед очередной заправкой.

Подземный резервуар для хранения и испарения СУГ содержит стальной вертикальный сосуд 1, заполненный жидкой фазой сжиженного углеводородного газа 2 температурой t_СУГ до величины расчетного уровня Н_СУГ, заключенный в полимерный футляр 3 с межстенным пространством между ними, частично заполненным инертной жидкостью 4, начиная от днища 5 полимерного футляра 3 до отметки Н_Р на боковой поверхности 6, соответствующей величине расчетного уровня, равном расчетному уровню заполнения жидкой фазы Н_СУГ в стальном сосуде 1. На наружную поверхность стального вертикального сосуда 1 навит плоский электронагревательный кабель 7, начиная от днища 8 стального вертикального сосуда 1 до отметки на боковой поверхности 6, соответствующей уровню заполнения жидкой фазой Н_СУГ стального сосуда 1. Наружная поверхность плоского электронагревательного кабеля 7, соприкасающаяся с инертной жидкостью 4, покрыта тепловой влагонепроницаемой изоляцией 9. Внутри межстенного пространства, ближе к внутренней поверхности полимерного футляра 3, установлен датчик-реле 10 для отключения и включения подачи электроэнергии к плоскому электронагревательному кабелю 7 при достижении температуры инертной жидкости значения, ниже минимальной температуры грунта t_гр.min, на отметке, равной расчетному уровню заполнения стального сосуда 1 жидкой фазой. В верхней части стального вертикального сосуда 1 установлены кран 12 и регулятор 11 для подачи паровой фазы СУГ потребителю.

Подземный резервуар для хранения и испарения СУГ работает следующим образом.

Межстенное пространство частично заполняют инертной жидкостью 4, начиная от днища 5 полимерного футляра 3 до отметки Н_Р на боковой поверхности 6, соответствующей величине расчетного уровня заполнения жидкой фазы Н_СУГ в стальном сосуде 1.

В теплый период года, жидкая фаза сжиженного углеводородного газа 2 испаряется и переходит в паровую фазу за счет разности температур между окружающим грунтом и жидкой фазой 2. Образовавшаяся паровая фаза поднимается в верхнюю часть стального вертикального сосуда 1, где через кран 12 и регулятор 11 поступает потребителю.

В зимний период года, когда разность температур между грунтом и поверхностью стального сосуда 1, соприкасающегося с жидкой фазой СУГ 2, снижается до значений близких к нулю, включается подача электроэнергии на плоский электронагревательный кабель 7, который преобразует ее в тепловую энергию, поступающую для испарения СУГ.

Жидкая фаза 2 сжиженного углеводородного газа испаряется и переходит в газообразное состояние за счет тепловой энергии, передаваемой от грунта и электронагревательного кабеля 7.

При этом тепловой поток от плоского электронагревательного кабеля 7, передается в двух противоположных направлениях, то есть к кипящей жидкой фазе 2 через стенку стального сосуда 1 и к инертной жидкости 4, заключенной между стальным вертикальным сосудом 1 и полимерным футляром 3.

С целью снижения теплового потока в сторону инертной жидкости 4, электронагревательный кабель 7 покрыт тепловой влагонепроницаемой изоляцией 9.

При повышении температуры инертной жидкости 4 до значения выше минимальной температуры грунта t _гр.min на отметке, равной расчетному уровню заполнения жидкой фазы 2 датчик-реле 10 отключает подачу электроэнергии к электронагревательному кабелю 7. При понижении температуры инертной жидкости 4 до значения ниже минимальной температуры грунта t_гр.min на отметке, равной расчетному уровню заполнения жидкой фазы 2 датчик-реле 10 включает подачу электроэнергии к электронагревательному кабелю 7.

Использование предлагаемых подземных резервуаров для хранения и испарения СУГ позволяет значительно повысить их паропроизводительность в зимний период года, когда величина разности температур между грунтом и поверхностью стального сосуда, соприкасающейся с жидкой фазой СУГ, снижается до значений близких к нулю.

1. Подземный резервуар для хранения и испарения сжиженного углеводородного газа, включающий стальной вертикальный сосуд, заключенный в полимерный футляр с образованием межстенного пространства между ними, частично заполненного инертной жидкостью до величины расчетного уровня, отличающийся тем, что на наружную поверхность стального вертикального сосуда навит плоский электронагревательный кабель, начиная от его днища до отметки, соответствующей величине расчетного уровня заполнения межстенного пространства инертной жидкостью, при этом наружная поверхность плоского электронагревательного кабеля, соприкасающаяся с инертной жидкостью, покрыта тепловой влагонепроницаемой изоляцией; датчик-реле установлен при этом внутри межстенного пространства ближе к внутренней поверхности полимерного футляра.

2. Подземный резервуар для хранения и испарения сжиженного углеводородного газа по п.1, отличающийся тем, что расчетный уровень заполнения межстенного пространства инертной жидкостью равен расчетному уровню заполнения стального сосуда жидкой фазой сжиженного углеводородного газа перед очередной заправкой.