Трубопровод для передачи криогенной жидкости
Полезная модель относится к трубопроводам, предназначенным для передачи криогенной жидкости из хранилища к потребителю самотечным способом, например, сжиженного природного газа, азота, кислорода, водорода. Технической задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение возможности передачи криогенной жидкости самотечным способом по трубопроводу из хранилища в цистерну без потерь газовой фазы путем ее удаления из стояка трубопровода и возврата ее в хранилище. Технический результат полезной модели по обеспечению возможности передачи криогенной жидкости по трубопроводу самотечным способом без потерь газовой фазы достигается тем, что трубопровод для передачи криогенной жидкости из хранилища в цистерну, включающий теплоизолированный трубопровод типа "труба в трубе" с элементами сужения потока во внутренней трубе и отверстиями, выполненными по периметру внутренней трубы в местах установки элементов сужения потока, межтрубным пространством, газовым отводом, содержит газопровод, присоединенный к газовому отводу, который сообщает межтрубное пространство трубопровода типа "труба в трубе" с подкупольным пространством хранилища (служит для возврата газовой фазы в хранилище) и работает за счет вакуума, образующегося при опорожнении хранилища (уровень криогенной жидкости в хранилище понижается в процессе слива, и образуется пустое пространство, куда затягивается газовая фаза). Ф.и. 1 п., 1 ил.
Полезная модель относится к трубопроводам, предназначенным для передачи криогенной жидкости из хранилища к потребителю самотечным способом, например, сжиженного природного газа, азота, кислорода, водорода.
Известен трубопровод для слива криогенной жидкости [1], включающий теплоизолированный трубопровод типа "труба в трубе" с элементами сужения потока, установленными во внутренней трубе и образующими с ней полости, соединенные посредством отверстий, выполненных по периметру внутренней трубы в местах установки элементов сужения потока, с межтрубным пространством, сообщенным с атмосферой посредством газового отвода.
Недостатком данного устройства является безвозвратный выброс газовой фазы криогенной жидкости в атмосферу (на факел); отсутствие технологических схем для применения данного устройства при передаче криогенной жидкости.
Известна схема передачи сжиженных углеводородных газов из емкости в емкость за счет разности уровней, т.е. использование гидростатического напора (рис.II-29 стр.78 [2]).
Данная схема применяется обычно при заполнении подземных резервуаров из железнодорожных и автоцистерн, а также при розливе сжиженных углеводородных газов в баллоны, если позволяет рельеф местности.
Недостатком данной схемы является невозможность применения этой схемы для передачи криогенной жидкости (например, сжиженный природный газ, азот, кислород, водород) в силу того, что она вскипает при нормальных условиях и образует двухфазный поток, что может привести к образованию газовых пробок в стояках трубопровода.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение возможности передачи криогенной жидкости самотечным способом по трубопроводу из хранилища в цистерну без потерь газовой фазы путем ее удаления из стояка трубопровода и возврата ее в хранилище.
Технический результат полезной модели по обеспечению возможности передачи криогенной жидкости по трубопроводу самотечным способом без потерь газовой фазы достигается тем, что трубопровод для передачи криогенной жидкости из хранилища в цистерну, включающий теплоизолированный трубопровод типа "труба в трубе" с элементами сужения потока во внутренней трубе и отверстиями, выполненными по периметру внутренней трубы в местах установки элементов сужения потока, межтрубным пространством, газовым отводом, содержит газопровод, присоединенный к газовому отводу, который сообщает межтрубное пространство трубопровода типа "труба в трубе" с подкупольным пространством хранилища (служит для возврата газовой фазы в хранилище) и работает за счет вакуума, образующегося при опорожнении хранилища (уровень криогенной жидкости в хранилище понижается в процессе слива, и образуется пустое пространство, куда затягивается газовая фаза).
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показана система трубопроводов, обеспечивающая передачу криогенной жидкости (из хранилища в цистерну) самотечным способом без потерь газовой фазы.
Полезная модель криогенного трубопровода содержит хранилище 1 с криогенной жидкостью, рабочий трубопровод 2, запорные органы 3, теплоизоляцию 4, две коаксиально расположенные трубы 5 и 6 с межтрубным пространством 7 между ними, элементы сужения потока 8 во внутренней трубе 6, отверстия 9, выполненные по периметру внутренней трубы 6 в местах установки элементов сужения потока 8, газовый отвод 10 с запорным органом, газопровод 12, соединяющий межтрубное пространство 7 и подкупольное пространство хранилища 1, цистерну 11 с остатком криогенной жидкости (для поддержания температуры в цистерне близкой к
температуре в хранилище), газопровод 13, соединяющий паровые пространства хранилища и цистерны.
Полезная модель работает следующим образом.
При открытии запорного органа 3 криогенная жидкость из хранилища 1 потечет по рабочему трубопроводу 2 в цистерну 11 за счет гидростатического напора. При этом, для создания достаточной скорости слива при одинаковых температурах и давлениях в хранилище и цистерне необходимо, чтобы за счет гидростатического напора создавалась разность давлений не менее 0,7-1,0 кгс/см2 [2].
Газопровод 13 предусмотрен для выравнивания давлений газовой фазы в хранилище 1 и цистерне 11. Согласно [2], чтобы реализовать процесс слива из хранилища в цистерну за счет разности уровней, необходимо соединить их газовые и жидкостные фазы.
В процессе слива криогенной жидкости в результате теплопритоков будет образовываться газовая фаза на протяжении всей длины рабочего трубопровода 2, а в стояках она будет скапливаться. Эффективная теплоизоляция 4 предусмотрена для компенсации теплопритоков к криогенной жидкости и снижения объемов образования паровой фазы.
В стояке, выполненном в виде трубопровода типа "труба в трубе" [1], происходит сбор газовой фазы в межтрубное пространство 7 и возвращение ее по газопроводу 12 в хранилище 1. Газовая фаза создает давление на жидкую фазу в хранилище, что обеспечивает установившийся режим передачи криогенной жидкости из хранилища в цистерну. Таким образом, достигается передача криогенной жидкости без потерь газовой фазы в атмосферу.
Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в том, что выполнение газопровода, соединяющего межтрубное пространство трубопровода типа "труба в трубе" с подкупольным пространством хранилища, позволяет вместо выброса газовой фазы в атмосферу возвращать ее в хранилище.
Литература
1. А.С. 815410 СССР, М. Кл. F 16 L 9/18. Трубопровод для слива криогенной жидкости. / А.В.Семериков, А.Е.Полозов (СССР). - No 2731276/29-08; Заявл. 12.02.79; Опубл. 23.03.81; Бюл. No 11/
2. Преображенский Н.И. Сжиженные углеводородные газы. Л., "Недра", 1975. 279 с.
Трубопровод для передачи криогенной жидкости из хранилища в цистерну, включающий теплоизолированный трубопровод типа "труба в трубе" с элементами сужения потока во внутренней трубе и отверстиями, выполненными по периметру внутренней трубы в местах установки элементов сужения потока, межтрубным пространством, газовым отводом, отличающийся тем, что к газовому отводу присоединен газопровод для сообщения межтрубного пространства трубопровода типа "труба в трубе" с подкупольным пространством хранилища криогенной жидкости.
