Цистерна для транспортировки сжиженного природного газа

 

Полезная модель относится области криогенной техники, а именно к специальным транспортным средствам для перевозки сжиженного природного газа (СПГ) по автомобильным дорогам и железнодорожным путям. Задача настоящей полезной модели заключается в улучшении эксплуатационных возможностей цистерны путем уменьшения теплопередачи к перевозимому сжиженному природному газу и рациональное использование холода СПГ. Поставленная задача достигается тем, что в цистерне для транспортировки сжиженного природного газа, содержащей основную оболочку, закрепленную на автомобильной, либо железнодорожной платформе, внутри которой размещен сосуд для перевозки СПГ, согласно предлагаемому решению, между основной оболочкой и сосудом для перевозки СПГ установлена и закреплена дополнительная оболочка, а пространство между основной и дополнительной оболочкой используют для перевозки жидкостей, имеющих температуру кипения выше температуры окружающего воздуха, и температуру плавления, сопоставимую с температурой кипения перевозимого сжиженного природного газа, а пространство между дополнительной оболочкой и сосудом заполнено изолирующим материалом. 1 н.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к области криогенной техники, а именно к специальным транспортным средствам для перевозки сжиженного природного газа (СПГ) по автомобильным дорогам и железнодорожным путям.

Известна автоцистерна для транспортирования разнородных жидкостей, содержащая установленную на самоходном шасси емкость с отсеками, выполненными в виде закрепленных внутри нее в горизонтальной плоскости цилиндрических обечаек со сливоналивными приспособлениями (А.с. СССР 1214541, МПК: В60Р 3/22).

Недостатком известной автоцистерны для транспортирования разнородных жидкостей является то, что при движении автоцистерны перевозимая жидкость интенсивно перемешивается и нагревается.

Еще одним недостатком известной автоцистерны для жидкостей является то, что отсеки недостаточно теплоизолированы от корпуса цистерны и к жидкости через перегородки передается тепло от окружающей среды, что уменьшает предельные сроки транспортирования. Кроме того, известная автоцистерна не пригодна для перевозки больших объемов криогенных продуктов, например, сжиженного природного газа.

Известно также транспортное средство для криогенных продуктов, содержащее передвижную платформу, на которой закреплена несущая металлоконструкция с цистерной, имеющей отсеки для криогенных продуктов, представляющие собой теплоизолированные баллоны, подвешенные внутри цистерны посредством устройства подвески баллонов (Патент 2081766, МПК: В60Р 3/22).

Недостатком известного транспортного средства является то, что, несмотря на хорошую изоляцию, в баллонах возникают потери сжиженного газа на испарение за счет внешних теплопритоков.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является автомобильная цистерна для хранения и транспортирования сжиженного природного газа, разработанная ПК НПФ «ЭКИП» (www.ekip-projects.ru, дата просмотра 7.06.2011). Цистерна для хранения и транспортирования сжиженного природного газа состоит из основной оболочки, которая крепится на автомобильной платформе, на внутренней поверхности основной оболочки подвешивается сосуд, предназначенный для перевозки сжиженного природного газа; пространство между основной оболочкой и сосудом заполнено изолирующим материалом. Цистерна также используется для приема, временного хранения, транспортировки и выдачи СПГ потребителям.

Недостатком известной автомобильной цистерны является неполная сохранность перевозимого сжиженного природного газа в результате теплопритоков из окружающей среды. Еще одним недостатком известной автомобильной цистерны является отсутствие использования холода сжиженного природного газа.

Задача настоящей полезной модели заключается в улучшении эксплуатационных возможностей цистерны путем уменьшения теплопередачи к перевозимому сжиженному природному газу и рациональное использование холода СПГ.

Техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является то, что объем сосуда используется для перевозки сжиженного природного газа при доставке его до потребителя, и для транспортировки жидкостей (хладоносителей), имеющих высокую, относительно окружающего воздуха, температуру кипения и температуру плавления, сопоставимую с температурой кипения перевозимого сжиженного природного газа при криогенных температурах от пункта регазификации до пунктов сжижения.

Поставленная задача достигается тем, что в автомобильной цистерне для транспортирования сжиженного природного газа, содержащей основную оболочку, закрепленную на автомобильной платформе, внутри которой размещен сосуд для перевозки СПГ, а пространство между основной оболочкой и сосудом заполнено изолирующим материалом согласно предлагаемому решению, между основной оболочкой и сосудом для перевозки СПГ установлена и закреплена дополнительная оболочка, а пространство между основной и дополнительной оболочкой используют для перевозки жидкостей, имеющих температуру кипения выше температуры окружающего воздуха, и температуру плавления, сопоставимую с температурой кипения перевозимого сжиженного природного газа, а пространство между дополнительной оболочкой и сосудом заполнено изолирующим материалом.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на Фиг. представлена схема цистерны. Позиции на чертеже обозначают следующее: 1 - наружная оболочка; 2 - дополнительная оболочка; 3 - сосуд; 4 - вентиль «наддув азотом»; 5 - вентиль «наддув-газосброс»; 6 - вентиль «газосброс»; 7 - вентиль «выдача в сторонний насос»; 8 - вентиль «байпас»; 9 - щит приборов; 10 - вентили «продувка-сброс»; 11 - фильтр для азота; 12, 13, 14, 15 - фильтры; 16 - вентиль «наполнение-слив СПГ»; 17 - вентиль «наполнение-слив хладоносителя»; 18 - электроклапан «СПГ в испаритель»; 19 - мембранный предохранитель дополнительной оболочки; 20 - предохранительное устройство сосуда; 21 - вентиль «вакуумирование»; 22 - вентиль «газосброс через безопасное дренажное устройство (БДУ)»; 23 - БДУ; 24 - испаритель; 25 - вентиль «СПГ в испаритель».

Цистерна включает в себя наружную оболочку 1, выполненную из стальных цилиндрических обечаек и эллиптических днищ, соединенных на сварке. Наружную оболочку 1 крепят на автомобильной либо железнодорожной платформе. На внутренней поверхности наружной оболочки 1 предусмотрены кронштейны для крепления цепей и опоры для подвешивания дополнительной оболочки 2. Дополнительная оболочка 2 представляет собой сварную конструкцию из стальных обечаек и эллиптических днищ. Пространство между основной 1 и дополнительной 2 оболочками используют для перевозки жидкостей (хладоносителей) имеющих высокую, относительно окружающего воздуха, температуру кипения, и температуру плавления, сопоставимую с температурой кипения перевозимого сжиженного природного газа. К внутренней поверхности дополнительной оболочки 2 с помощью опор и кронштейнов крепят сосуд 3, предназначенный для перевозки сжиженного природного газа. Сосуд 3 выполнен в виде сварной конструкции из цилиндрических обечаек и эллиптических днищ, изготовленных из сталей с содержанием никеля или из алюминиевых сплавов. Пространство между дополнительной оболочкой 2 и сосудом 3 заполняют теплоизолирующим материалом, в качестве которого может выступать вакуумная слоистая изоляция или вакуумная порошковая изоляция. Цистерна снабжена запорно-регулирующей арматурой, предназначенной для управления процессами отключения, распределения, сброса потоков рабочих сред путем изменения площади проходного сечения, которая включает в себя вентиль «наддув азотом» 4, вентиль «наддув-газосброс» 5, вентиль «газосброс» 6, вентиль «выдача в сторонний насос» 7, вентиль «байпас» 8; контрольно-измерительными приборами для получения значений измеряемых величин в установленном диапазоне, которые расположены на щите приборов 9; оборудованием для очистки, которое включает в себя вентили «продувка-сброс» 10, фильтр для азота 11, фильтры 12, 13, 14, 15; оборудованием для проведения сливо-наливных операций, которое включает в себя вентиль «наполнение-слив СПГ» 16 и вентиль «наполнение-слив хладоносителя» 17. Для автоматического поддержания давления в контролируемом участке используют электроклапан «СПГ в испаритель» 18. Цистерна оборудована средствами безопасности, такими как: мембранный предохранитель дополнительной оболочки 19 и предохранительное устройство сосуда 20. Вентиль «вакуумирование» 21 используют для создания вакуума в изолирующем материале. Безопасный сброс паров СПГ осуществляют через открытый вентиль «газосброс через БДУ» 22 и безопасное дренажное устройство (БДУ) 23. Также в цистерне установлено испарительное оборудование для нагрева и испарения природного газа: испаритель 24 и вентиль «СПГ в испаритель» 25. Заполнение цистерны производят на специально оборудованных площадках.

Цистерна работает следующим образом:

1 этап. Подготовка цистерны к наливу. На первом этапе проверяют техническое состояние составных частей цистерны, производят контроль газовой среды сосуда 3 для установления залитой ранее жидкой фазы СПГ, затем цистерну отогревают. Через вентиль «наддув азотом» 4 и фильтр для азота 11 в цистерну подают газообразный азот при температуре выше температуры кипения хладоносителя. С помощью вентилей «продувка-сброс» 10 осуществляют продувку азотом и сброс азота в окружающую среду. Сброс охлажденного газа производят через вентиль «наддув-газосброс» 5 и фильтр 12, затем происходит стыковка с внешними коммуникациями, после чего цистерну подают на второй этап.

2 этап. Налив жидкой фазы СПГ. В сосуд через фильтр 13 и открытый вентиль «наполнение-слив СПГ» 16 передавливанием из сторонней емкости подают сжиженный природный газ, при этом вентиль «наддув-газосброс» 5, через который осуществляют газосброс, открыт. Перед наполнением производят захолаживание сосуда 3 и коммуникаций путем подачи небольшого количества СПГ. Количество СПГ и давление в сосуде 3 контролируют с помощью приборов, расположенных на панели щита приборов 9. После наполнения сосуда 3 вентили «наддув-газосброс» 5 и «наполнение-слив» 16 закрывают и производят выдержку для испарения СПГ в коммуникациях и сброса в них давления. После выдержки отстыковывают внешние коммуникации. Через вентиль «наполнение-слив хладоносителя» 17 проводят наполнение полости между наружной оболочкой 1 и дополнительной оболочкой 2. Газосброс при наполнении осуществляют через открытый вентиль «газосброс» 6.

3 этап. Транспортировка. Транспортировку производят при открытом вентиле «наддув-газосброс» 5. Давление в сосуде 3, при транспортировке поддерживают автоматически с помощью электроклапана «СПГ в испаритель» 18 и испарителя 24. На линии так же предусмотрен ручной вентиль «СПГ в испаритель» 25, с помощью которого вручную регулируют давление в сосуде 3.

4 этап. Слив СПГ. Слив СПГ производят либо в стороннюю емкость, либо путем выдачи природного газа. Слив СПГ производят под избыточным давлением его газообразной фазы через открытый вентиль «наполнение-слив СПГ» 16. Избыточное давление создают либо с помощью паров СПГ, поступающих от испарителя 24, либо от стороннего источника, подключенного к линии наддува-газосброса через вентиль «наддув-газосброс» 5. В процессе слива СПГ по щиту приборов 9 контролируют давление и количество СПГ. Хладоноситель из полости через открытый вентиль «наполнение-слив хладоносителя» 17 сливают с помощью дополнительно подключенного стороннего насоса. При этом вентиль «газосброс» 6 открыт.Затем производят отогрев цистерны. Существует возможность выдачи СПГ с помощью дополнительно подключенного стороннего насоса через вентиль «выдача в сторонний насос» 7 и фильтр 14, а также газосброс через открытый вентиль «байпас» 8 и фильтр 15.

5 этап. Налив, транспортировка и слив хладоносителя. Налив, транспортировку и слив хладоносителя производят в той же последовательности, что и для жидкой фазы СПГ. После слива хладоносителя цистерну подают на отогрев.

Преимущества предлагаемой полезной модели:

- Цистерна осуществляет прием, хранение, выдачу и транспортировку сжиженного природного газа различными видами транспорта и обеспечивает полную сохранность продукции, минимальные потери при испарении при многократном использовании в различных погодных условиях. Так как при получении даже небольшого количество теплоты от окружающей среды, жидкая фаза СПГ частично переходит в газообразную форму, это приводит к утечкам газа. Предлагаемая конструкция цистерны снижает подобные потери до минимума.

- Применение предлагаемой цистерны позволяет наладить бесперебойное снабжение СПГ потребителей, расположенных в отдаленных регионах РФ.

- При работе установки не происходит никаких химических реакций и не выделяются ни вредные вещества, ни тепло. Следовательно, такая установка является абсолютно экологически чистой.

Цистерна для транспортировки сжиженного природного газа, содержащая основную оболочку, закрепленную на автомобильной либо железнодорожной платформе, внутри которой размещен сосуд для перевозки сжиженного природного газа, а пространство между основной оболочкой и сосудом заполнено изолирующим материалом, отличающаяся тем, что между основной оболочкой и сосудом для перевозки сжиженного природного газа установлена и закреплена дополнительная оболочка, а пространство между основной и дополнительной оболочкой используют для перевозки жидкостей, имеющих температуру кипения выше температуры окружающего воздуха и температуру плавления, сопоставимую с температурой кипения перевозимой криогенной жидкости, пространство между дополнительной оболочкой и сосудом заполнено изолирующим материалом.



 

Похожие патенты:

Защитное ограждение резервуара для хранения сжиженного природного газа относится к области энергетики, в частности к сооружению, обеспечивающему ограничение площади возможного аварийного разлива сжиженного природного газа (СПГ).

Полезная модель относится к емкостям для хранения и транспортирования жидкостей и может быть использована на железнодорожном, автомобильном и других видах транспорта

Полезная модель относится к области энергетики, в частности к системе регазификации сжиженного природного газа.
Наверх