КРИОГЕННАЯ ЕМКОСТЬ ДЛЯ СЖИЖЕННОГО ГАЗА Российский патент 2002 года по МПК F17C3/00 

Изобретение относится к области криогенной техники и может быть использовано в качестве топливных емкостей для различных транспортных средств (например, автотранспорта, самолетов и т.д.), работающих на сжиженном природном газе, или в качестве стационарных резервуаров для хранения криогенных жидкостей.

Известно применение баллонов из композиционных материалов (металлопластика) для автотранспорта, имеющих равные с металлическими баллонами прочностные характеристики (Свободов А.Н. Техномаш: газотопливное оборудование для транспорта. Газовая промышленность, 10, 1999, стр. 58).

Известно, что топливные баллоны, изготовленные из композиционных материалов (стеклопластиковые баллоны), по сравнению с металлическими обладают лучшими массовыми характеристиками (Саушин С.Н. Казанское опытно-конструкторское бюро "Союз". Газовая промышленность, 10, 1999, стр. 59).

Известно устройство топливной емкости со сжиженным природным газом для самолета, состоящей из основного бака, изготовленного из коррозионно-стойкого металла (алюминиевого сплава), и слоя теплоизоляции, изготовленного из пенополиуретана (Солозобов В.И., Андреев В.А. Самолеты на сжиженном природном газе. Газовая промышленность, 10, 1999, стр. 45). Однако пенополиуретановая теплоизоляция имеет более высокую теплопроводность, чем изоляция на основе вакуумной технологии.

Известно применение высокоэффективной теплоизоляции, выполненной на основе вакуумной технологии: вакуумная изоляция; вакуумно-порошковая изоляция; многослойная экранно-вакуумная изоляция (Усюкин И.П. Установки, машины и аппараты криогенной техники. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, стр. 262-263).

Ближайшим аналогом заявленного изобретения является устройство резервуара для криогенной жидкости (сжиженного газа), содержащее внутренний контейнер из коррозионно-стойкого металла (нержавеющей стали), слой теплоизоляции, выполненный на основе вакуумной технологии (вакуумно-порошковую изоляцию), и наружную оболочку из углеродистой стали (Р.Б.Скотт. Техника низких температур. М. : Издательство иностранной литературы, 1962, стр. 254-255). Однако наружная оболочка, выполненная из углеродистой стали, имеет большую массу и обладает высокой теплопроводностью.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в уменьшении теплопроводности наружной оболочки криогенных емкостей и снижении массы криогенных емкостей.

Для достижения данного технического результата в криогенной емкости для сжиженного газа, состоящей из внутреннего контейнера, изготовленного из коррозионно-стойкого металла, основного слоя теплоизоляции, выполненного на основе вакуумной технологии, и наружной оболочки, согласно изобретению наружная оболочка выполнена в виде дополнительного слоя теплоизоляции из композиционного материала.

Введение в состав криогенной емкости дополнительного слоя теплоизоляции, выполненного из композиционного материала (например, из армированного стекловолокна, металлопластика, стеклопластика и т.д.), одновременно выполняющего функции наружной защитной оболочки для основного слоя теплоизоляции, выполненного на основе вакуумной технологии, позволяет получить новое свойство, заключающееся в увеличении толщины общего слоя теплоизоляции, что обеспечивает снижение теплопритоков из окружающей среды, а также снижение общей массы криогенной емкости за счет замены металлической наружной оболочки на оболочку из композиционного материала.

На чертеже изображена криогенная емкость для сжиженного газа.

Криогенная емкость 1 состоит из внутреннего контейнера 2, изготовленного из коррозионно-стойкого металла (например, алюминиевого сплава АМГ6, коррозионно-стойкой стали 12Х18Н10Т и т.д.), основного слоя теплоизоляции 3, выполненного на основе вакуумной технологии (например, в виде вакуумно-порошковой изоляции или многослойной экранно-вакуумной изоляции), и слоя теплоизоляции 4, выполненного из композиционного материала, имеющего низкую теплопроводность и высокую прочность (например, из армированного стекловолокна, стеклопластика, металлопластика и др.).

Криогенная емкость для сжиженного газа работает следующим образом.

Во внутренний контейнер 2, изготовленный из коррозионно-стойкого металла, криогенной емкости 1 заливается криогенная жидкость - сжиженный газ (например, сжиженный природный газ СПГ). В результате значительной разницы температур между температурой внутри контейнера 2 и температурой окружающей среды в контейнер 2 из окружающей среды направлены тепловые потоки, приводящие к испарению СПГ. Для теплоизоляции контейнера 2 предусмотрен основной слой теплоизоляции 3, выполненный на основе вакуумной технологии. Для увеличения общей толщины теплоизоляции (для уменьшения количества теплопритоков из окружающей среды) поверх основного слоя теплоизоляции 3 размещен дополнительно слой теплоизоляции 4, изготовленный из композиционного материала (армированного стекловолокна, стеклопластика или металлопластика). При эксплуатации криогенной емкости прочный теплоизолирующий слой 4 одновременно выполняет функции наружной защитной оболочки и предотвращает внешнее воздействие на основной теплоизоляционный слой 3.

Криогенная емкость для сжиженного газа состоит из внутреннего контейнера из коррозионно-стойкого металла, слоя теплоизоляции, выполненного на основе вакуумной технологии, и наружной оболочки. Наружная оболочка выполнена в виде дополнительного слоя теплоизоляции из композиционного материала. Использование изобретения позволит уменьшить теплопроводность наружной оболочки и снизить массу криогенных емкостей. 1 ил.

Криогенная емкость для сжиженного газа, включающая внутренний контейнер из коррозионно-стойкого металла, слой теплоизоляции, выполненный на основе вакуумной технологии, и наружную оболочку, отличающаяся тем, что наружная оболочка выполнена в виде дополнительного слоя теплоизоляции из композиционного материала.