Цистерна для вязких нефтепродуктов

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к вагонам-цистернам для транспортировки вязких жидкостей, например, вязких нефтепродуктов, таких как мазуты.. Цистерна для вязких нефтепродуктов включает установленный на транспортную тележку 1 котел 2 цилиндрической формы с укрепленным в нем горизонтально тепловым аккумулятором 3, который содержит внутри себя теплоаккумулирующий материал 4 и снабжен устройством его нагрева. Тепловой аккумулятор выполнен в виде герметичного сосуда и установлен вдоль внутреннего периметра котла параллельно боковым и торцевым его стенкам, при этом тепловой аккумулятор снабжен электронагревательным элементом 5, выводы которого смонтированы на наружной поверхности котла для подключения к источнику питания. Тепловой аккумулятор может быть выполнен с круглым поперечным сечением, а в качестве теплоаккумулирующего материала используют технический воск или смесь кристаллогидратов. Разработанная конструкция цистерны обеспечивает повышении эффективности слива вязких нефтепродуктов за счет работы теплового аккумулятора и сохранения тепла перевозимого продукта.

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к вагонам-цистернам, предназначенным для перевозки вязких жидкостей, например вязких нефтепродуктов, как мазуты.

Известны цистерны для перевозки вязких нефтепродуктов с устройствами разогрева транспортируемой жидкости, обеспечивающие восстановление или сохранение ее текучести (Губенко В. К., Никодимов А.П., Жилин Г.К. Цистерны устройство, эксплуатация, ремонт. - М.: Транспорт, 1990 г, стр 39-44).

Недостатком этих цистерн является необходимость длительного разогрева загустевшей при охлаждении жидкости и большой расход тепловой энергии при разогреве.

Из известных цистерн для перевозок вязких жидкостей наиболее близкой по технической сущности является цистерна, описанная в патенте России №2195420 (RU №2195420, С2, МКИ В 65 D 88/74; В 61 D 5/02, пуб. 27.12.2002 Бюл. №36).

Цистерна для транспортировки загустевающих жидкостей включает смонтированную на транспортных тележках, горизонтальную цилиндрическую емкость, имеющую систему нагрева транспортируемой жидкости. Система состоит из двух гидравлически связанных друг с другом нагревательных элементов, один из которых размещен вблизи сливного вентиля в нижней части емкости, а другой расположен наклонно от торцов емкости к сливному вентилю и жестко связан с корпусом емкости с образованием полостей с нижней ее частью. Система снабжена двумя тепловыми аккумуляторами, расположенными в емкости ниже горизонтального диаметра ее на расстоянии, не превышающем одной трети радиуса цистерны. Каждый из тепловых аккумуляторов выполнен в виде коаксиальных цилиндров, размещенных параллельно стенке цистерны от одного торца ее к другому с выходом за пределы цистерны, и имеет фланцевые заглушки с патрубками для подачи и вывода теплоносителя из объема внутреннего цилиндра теплового аккумулятора, при этом объем между цилиндрами заполнен теплоаккумулирующим составом.

Недостатки данной цистерны связаны с конструкцией теплового аккумулятора и применением для разогрева теплоаккумулирующего материала теплоносителя. Этими недостатками являются:

- недостаточная эффективность действия теплового аккумулятора в торцевых областях котла обуславливающая возможность образования в них значительных количеств загустевшего нефтепродукта;

- изменение продольных габаритов цистерны;

- трудности, связанные с монтажом и демонтажем тепловых аккумуляторов;

- ограниченность использования теплоносителей для разогрева теплоаккумулирующего материала на сливных площадках;

- значительные трудозатраты при подключении патрубков подачи и ввода теплоносителей на сливных площадках;

Задачей полезной модели является создание цистерны для перевозки вязких нефтепродуктов, обеспечивающей эффективный слив вязких нефтепродуктов.

Технический результат заключается в повышении эффективности слива вязких нефтепродуктов за счет работы теплового аккумулятора и сохранения тепла перевозимого продукта.

Повышение эффективности слива нефтепродуктов из цистерны, содержащей предлагаемые тепловые аккумуляторы, обеспечивается:

1. Резким снижением темпа остывания транспортируемого нефтепродукта, во всем объеме цистерны (включая область торцов) за счет чего в значительной мере сохраняется ее текучесть;

2. Уменьшением времени разогрева нефтепродукта при ее сливе из цистерны.

3. Обеспечением возможностей монтажа и демонтажа тепловых аккумуляторов в цистернах существующих конструкций без значительных трудозатрат.

Задача решается следующим образом.

Цистерна для вязких нефтепродуктов включает установленную на тележки раму с котлом, укрепленным в нем горизонтально тепловым аккумулятором, и снабжена устройством его нагрева. Тепловой аккумулятор выполнен в виде герметичного сосуда и установлен вдоль внутреннего периметра котла параллельно боковым и торцевым его стенкам, при этом тепловой аккумулятор снабжен электронагревательным элементом, выводы которого смонтированы на наружной поверхности котла для подключения к источнику питания.

Тепловой аккумулятор выполнен с круглым поперечным сечением.

В качестве теплоаккумулирующего материала используют технический воск или смесь кристаллогидратов.

На фиг.1 показан вариант изготовления заявляемой цистерны в продольных и поперечных сечениях соответственно.

На транспортной тележке 1 крепится котел 2. В нем, горизонтально и параллельно боковым и торцевым стенкам котла 2 укреплен тепловой аккумулятор 3, имеющий круглое поперечное сечение. Плоскость, в которой расположен тепловой аккумулятор 3, находится ниже плоскости, проходящей через продольную ось цистерны.. Тепловой аккумулятор 3 заполнен теплоаккумулирующим материалом 4, внутри него жестко фиксирован гибкий ленточный электронагревательный элемент 5, выводы которого 6 смонтированы на наружной поверхности котла 2.

Тепловые аккумуляторы 3 разогреваются непосредственно перед заливом или во время залива нефтепродукта в цистерну. Разогрев теплоаккумулирующего материала 4 обеспечивается электронагревательным элементом 5 или теплом горячего продукта наливаемого в цистерну.

Разогретый тепловой аккумулятор 4 препятствует естественной конвекции горячего жидкого нефтепродукта во всем объеме цистерны, находящимся выше него. Кроме того, осуществляет дополнительный разогрев нефтепродукта, в частности и в торцах цистерны.

Нефтепродукт, находящийся под аккумулятором 3 остывает с большей скоростью, чем над ним. Так как по мере остывания плотность нефтепродукта возрастает, то в течение нескольких первых часов после налива его в цистерну, в нижней части котла и плотность и вязкость жидкости оказываются выше, чем в верхней его части. При этом естественная конвекция жидкого нефтепродукта замедляется, и остывание его в пристеночной области котла будет определяться в основном молекулярной теплопроводностью. При таком тепловом режиме будет образовываться корка толщиной ˜5...10 см затвердевшего нефтепродукта, имеющего низкую теплопроводность =0,12 Вт/м·град. Эта затвердевшая корка будет играть роль временной тепловой изоляции для всей массы сохраняющего высокую температуру нефтепродукта. Этим самым обеспечиваются условия поддержания высокой текучести жидкости в течение всего времени ее транспортирования.

Масса затвердевшей корки не превышает 3...5% от массы перевозимого нефтепродукта, которой будет иметь среднею температуру ˜50...60°С, достаточную для обеспечения слива самотеком. При сливных работах размыв затвердевшей корки требует существенно меньшего времени и затрат тепловой энергии.

1. Цистерна для вязких нефтепродуктов, включающая установленную на тележки раму с котлом, укрепленным в нем горизонтально тепловым аккумулятором, и снабженным устройством его нагрева, отличающаяся тем, что тепловой аккумулятор выполнен в виде герметичного сосуда и установлен вдоль внутреннего периметра котла параллельно боковым и торцевым его стенкам, при этом тепловой аккумулятор снабжен электронагревательным элементом, выводы которого смонтированы на наружной поверхности котла для подключения к источнику питания.

2. Цистерна для вязких нефтепродуктов по п.1, отличающаяся тем, что тепловой аккумулятор выполнен с круглым поперечным сечением.

3. Цистерна для вязких нефтепродуктов по п.1, отличающаяся тем, что в качестве теплоаккумулирующего материала используют технический воск или смесь кристаллогидратов.