УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ЗАХВАТА И УДЕРЖИВАНИЯ ПРОСАЧИВАЮЩЕЙСЯ ГАЗООБРАЗНОЙ ШЕСТИФТОРИСТОЙ СЕРЫ Российский патент 2009 года по МПК F17B1/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству и способу для захвата и удерживания просачивающейся газообразной шестифтористой серы SF₆.

Уровень техники

Существует целый ряд отраслей промышленности, в которых требуется, чтобы применяющееся оборудование работало в атмосфере газообразной шестифтористой серы (SF₆). В частности, одной из таких отраслей промышленности является энергоснабжение. Для SF₆ характерны очень низкие значения такого показателя, как удельная электропроводность, благодаря чему это соединение очень хорошо подходит для использования его в качестве изоляционного газа в различном высоковольтном оборудовании, например, таких как выключатели электрических сетей и трансформаторы.

Однако SF₆ вызывает серьезную озабоченность в отношении состояния окружающей среды из-за вероятности возникновения парникового эффекта в случае попадании этого вещества в атмосферу. Кроме того, SF₆ представляет собой сравнительно дорогостоящий газ с точки зрения восполнения потерь его в атмосферу, и поэтому имеет вполне определенный смысл попытаться возвратить обратно этот газ, теряемый в виде утечек.

На некоторых крупных установках такого типа, находящихся в помещении, неоднократно предпринимались попытки предотвратить распространение этого газа в случае его утечки. Эти попытки обычно сводились к тому, чтобы обеспечить соответствующий контроль над состоянием атмосферы в непосредственной близости от таких установок, и задача при этом состояла в том, чтобы ограничить распространение газа пределами сравнительно небольшой зоны вокруг этого оборудования, а также к применению соответствующих технических средств, позволяющих надежно герметизировать эту зону и удерживать просочившийся газ внутри этой зоны. Однако проведение мероприятий такого рода обычно связано с исключительно большими затратами на их осуществление, и к тому же, эти мероприятия не могут быть проведены применительно к установкам, которые находятся вне помещений.

Целью настоящего изобретения является создание экономически эффективного альтернативного технического решения, которое позволило обеспечить захват и удерживание просачивающейся газообразной шестифтористой серы SF₆, и которое можно было использовать применительно практически к любой установке.

Раскрытие изобретения

В соответствии с первой особенностью настоящего изобретения, создано устройство для захвата и удерживания газообразной шестифтористой серы, просачивающейся из соответствующей оболочки, содержащей внутри себя этот газ, причем упомянутое устройство включает в себя:

переносной гибкий резервуар для хранения газа, который является, по существу, непроницаемым для газообразной шестифтористой серы SF₆, причем упомянутый резервуар имеет входное отверстие для газа,

при этом упомянутое входное отверстие сообщается посредством соответствующей герметизированной связи с поверхностью вокруг источника утечек, благодаря чему обеспечивается захват упомянутой газообразной шестифтористой серы, поступающей в упомянутый резервуар, причем упомянутый резервуар раздувается по мере наполнения его захватываемым газом, находящимся под давлением, в результате чего внутри него размещается предварительно заданный объем газообразной шестифтористой серы.

В соответствии со второй особенностью настоящего изобретения, создан способ захвата и удерживания газообразной шестифтористой серы, просачивающейся из соответствующей оболочки, содержащей внутри себя этот газ, причем упомянутый способ предусматривает осуществление следующих этапов:

обеспечение наличия переносного гибкого резервуара для хранения газа, который является, по существу, непроницаемым для газообразной шестифтористой серы SF₆, причем упомянутый резервуар имеет входное отверстие для газа;

обеспечение сообщения упомянутого входного отверстия посредством соответствующей герметизированной связи с поверхностью вокруг источника утечек; и

захват упомянутой газообразной шестифтористой серы, поступающей в упомянутый резервуар, при этом упомянутый резервуар раздувается по мере наполнения его захватываемым газом, находящимся под давлением, в результате чего внутри него размещается предварительно заданный объем газообразной шестифтористой серы.

Настоящее изобретение позволяет - с обеспечением при этом соответствующих преимуществ - получить эффективные устройство и способ для захвата и удерживания просачивающейся газообразной шестифтористой серы SF₆. То обстоятельство, что предлагаемое устройство выполняется переносным, обеспечивает соответствующее удобство, состоящее в том, что такое устройство можно хранить на производственной площадке в любом, отведенном для него месте, а также переносить это устройство с места на место, как только в этом возникнет необходимость, и устанавливать его в непосредственной близости от места утечки. Предлагаемое устройство удобно также и в том отношении, что оно позволяет хранить захваченный им газ до тех пор, пока этот газ впоследствии не понадобится, например, для восполнения недостатка SF₆.

Одно из важнейших экономических преимуществ, обеспечиваемых при практическом применении настоящего изобретения, состоит в том, что, обеспечивая такой захват просочившегося газа, получают потенциальную возможность впоследствии повторно использовать захватываемый газ. Соответствующая система, предназначенная для повторного использования SF₆, в которой нашли свое применение различные криогенные процессы, раскрывается в описании изобретения к патенту США №4274851, содержание которого посредством ссылки на него включается в данное описание настоящего изобретения. Такая система для повторного использования газа выполняется в виде удобно скомпонованного комплекта оборудования, который можно с несомненной пользой смонтировать на производственной площадке.

В соответствии с еще одной особенностью настоящего изобретения, создано устройство для удерживания газообразной шестифтористой серы и транспортировки ее от источника такого газа к месту установки оборудования, оболочку которого требуется заполнить этим газом, причем упомянутое устройство включает в себя:

переносной гибкий резервуар для хранения газа, выполненный из материала, который является, по существу, непроницаемым для газообразной шестифтористой серы, причем упомянутый резервуар имеет входное отверстие для газа,

при этом упомянутое входное отверстие сообщается посредством соответствующей герметизированной связи с источником газа, благодаря чему обеспечивается захват упомянутой газообразной шестифтористой серы, поступающей в упомянутый резервуар, причем упомянутый резервуар раздувается по мере наполнения его захватываемым газом, находящимся под давлением, в результате чего внутри него размещается предварительно заданный объем газообразной шестифтористой серы, а упомянутое входное отверстие дополнительно выполняется таким образом, чтобы обеспечивалась возможность отсоединения его от упомянутого источника газа и герметичного закрывания резервуара, благодаря чему шестифтористая сера, находящаяся в упомянутом резервуаре, удерживается внутри него во время транспортировки.

Краткое описание чертежей

Другие признаки и особенности настоящего изобретения станут очевидными при рассмотрении нижеследующего описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения, которое ведется со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 показывает предпочтительный вариант исполнения резервуара на виде сверху, когда резервуар находится в своем неиспользуемом состоянии;

фиг.2 - вид другого варианта исполнения резервуара, показанного во время пользования им.

Осуществление изобретения

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, предлагаемое устройство выполняется в виде переносного гибкого резервуара для хранения газа. Указанный резервуар имеет сферическую или же удлиненную трубчатую конструкцию и содержит входное отверстие для газа. Резервуар для хранения газа выполнен из материала, который является, по существу, непроницаемым для газообразной шестифтористой серы SF₆. Для примера, в качестве материала, пригодного для использования его с этой целью, можно назвать пленку полиэтилена низкого давления и поливинилхлорида. Вполне успешные экземпляры такого резервуара были изготовлены с применением пленки полиэтилена толщиной 3 мкм. На фиг.1 схематически показан такой вариант осуществления настоящего изобретения, который выполнен в виде камеры, изготовленной из полиэтиленовой пленки и уложенной таким образом, чтобы она приобрела плоскую форму. В таком плоском изображении этой камеры соответствующая пленка имеет ширину 2 м и длину до 25 м. Указываемый размер в длину определяет собой объем вмещаемого камерой газа. Линии, показанные на фиг.1, соответствуют линиям сварки, по которым соединяются между собой наложенные один на другой листы пластика с таким расчетом, чтобы полученный при этом резервуар при наполнении его газом приобрел трубчатую форму, причем на одном конце резервуара предусматривается наличие входного отверстия, а на другое его конце - выходного отверстия для газа.

На фиг.2 представлен другой вариант осуществления настоящего изобретения, показанный в наполненном газом состоянии, но имеющий всего лишь только одно отверстие 3, которое является как входным, так и выходным отверстием. Этот вариант осуществления настоящего изобретения особенно хорошо подходит для использования его применительно к условиям, характерным для крупной высоковольтной подстанции. Такой резервуар имеет основную надувную трубчатую секцию 1 и плоские концевые части. В плоской концевой части 2 предусматривается наличие соответствующего отверстия 3, которое выполняет функцию как входного, так и выходного отверстия. На этой чертеже показано, что резервуар снабжен соответствующим приспособлением 4, предназначенным для подсоединения его к газовой трубе, служащей для подвода газа, а также для его отвода. Приспособление 4 может включать в свой состав также вентиль 5, которым можно воспользоваться для регулирования процесса отбора захваченного газа, находящегося в резервуаре.

Когда им не пользуются, такой резервуар может удобно храниться в скатанном в рулон виде. Однако этот резервуар можно также хранить, придав ему предварительно какую-нибудь совсем другую конфигурацию, но при соблюдении того условия, что резервуар, предназначенный для временного его хранения, должен быть совершенно пустым, а стенки его должны при этом, по существу, прилегать друг к другу.

В такой ситуации, когда наблюдается утечка газа, как только будет обнаружен источник этой утечки, входное отверстие, ведущее внутрь приспособления 4, может быть подсоединено к поверхности вокруг обнаруженного источника утечки с обеспечением при этом полной газонепроницаемости места соединения. Следует понимать, что вместо того, чтобы использовать приспособление 4, можно также было бы напрямую подсоединить отверстие 3, которое выполняет функцию как входного, так и выходного отверстия резервуара, непосредственно к поверхности вокруг обнаруженного источника такой утечки, обеспечив при этом, по существу, полную газонепроницаемость места соединения. Это могло бы быть осуществлено просто посредством приклеивания резервуара по окружности его входного отверстия к соответствующей поверхности с помощью самоклеящейся ленты или же чего-нибудь наподобие этого. Как только будет обеспечена необходимая герметизация места соединения, сразу же начнется поступление захватываемого просачивающегося газа внутрь резервуара. В этом случае резервуар будет постепенно заполняться захватываемым им газом, поступающим туда под давлением. Далее, резервуар оставляют на этом же месте, чтобы он продолжал наполняться поступающим в него газом до тех пор, пока в нем не накопится максимальное количество газа, которое соответствует объему резервуара, либо пока совсем не прекратится утечка газа. Следует отметить, что такие утечки обычно бывают весьма слабыми, и во многих случаях общий объем просочившегося газа сравнительно невелик. Однако сама стоимость этого газа настолько велика, что зачастую такой захват просачивающегося газа становится вполне экономически целесообразным, поскольку захватываемый газ может впоследствии быть использован повторно с помощью соответствующей системы, обеспечивающей возможность повторного использования газообразной шестифтористой серы SF₆. Даже в тех случаях, когда количество газа, теряемого вследствие утечки, будет слишком мало, тем не менее, вновь обнаруженное отрицательное влияние просачивающегося наружу газа такого типа на общее состояние окружающей среды является настолько серьезным стимулирующим фактором, что всемерное ограничение выброса этого газа в атмосферу становится ключевой целью для многих пользователей электроэнергетического оборудования, изолируемого с помощью SF₆, а во многих странах такое ограничение выброса этого газа уже вошло также составной частью в правительственную политику.

Максимальный объем газа, вмещающегося в таком резервуаре, следует подобрать в соответствии с объемом газа, который заправляется в электроэнергетическое оборудование, имеющееся на той или иной производственной площадке. Высоковольтное электроэнергетическое оборудование часто работает с заправкой в него SF₆ в количествах, находящихся - в типичных случаях - в пределах от 5 кг до 200 кг, хотя, безусловно, применяется также и такое оборудование, в которое данный газ заправляется либо в большем, либо в меньшем количестве. В результате проведенных испытаний было установлено, что вполне могут быть изготовлены резервуары, вмещающие в себя такой газ в указанных количествах. Однако в отдельных специфических случаях практического применения этот показатель может достигать 5000 кг, а иногда даже превышать это значение, поэтому в таких случаях может предусматриваться применение сразу нескольких резервуаров предлагаемого типа, которые могут соединяться вместе между собой, имея при этом общее входное отверстие для газа, чтобы они смогли принять в себя газ в таких количествах. Тогда для такого общего входного отверстия будет предусматриваться возможность обеспечения непосредственной его связи с поверхностью, находящейся вокруг источника утечки, и необходимой герметизации соответствующего места соединения. Для каждого потенциально возможного случая практического применения предлагаемых резервуаров количество просачивающегося газа, которое должен будет принимать в себя соответствующий резервуар, может быть просчитано заранее с тем, чтобы затем обеспечить наличие на той или иной производственной площадке вполне достаточной емкости для хранения захватываемого просачивающегося газа.

Как только утечка газа прекратится сама или же будет устранена, резервуар можно будет герметично запечатать и оставить его на хранение в таком состоянии до тех пор, пока не будет обеспечено наличие соответствующих технических средств, позволяющих повторно использовать газ, находящийся в резервуаре. В некоторых случаях практического применения, к примеру, в таких как проиллюстрированный в качестве варианта осуществления настоящего изобретения, показанного на фиг.1, при повторном своем использовании газ, находящийся в резервуаре, может подаваться непосредственно из этого резервуара по отдельному выходному отверстию для выпуска газа, тогда как сам резервуар все еще будет продолжать при этом выполнять свою функцию приемника для захватываемого просачивающегося газа, поступающего внутрь резервуара через его входное отверстие. Соответствующее оборудование, обеспечивающее возможность повторного использования газа, находящегося в резервуаре, обычно выполняется в виде системы металлических трубопроводов, которая практически непригодна для использования ее таким образом, чтобы она охватывала собой обнаруженный источник утечки газа. Предпочтительно было бы, чтобы входное отверстие снабжалось соответствующим вентилем, предназначенным для герметичного закрывания резервуара с находящимся внутри его захваченным просочившимся газом, что позволило бы в случае необходимости разъединять входное отверстие с источником утечки газа.

Следует понимать, что могут быть предложены многочисленные варианты устройства, рассмотренного в приведенном здесь выше описании настоящего изобретения, которые не выходят за пределы существа и объема изобретения, определенные в прилагаемой формуле изобретения. Например, входное отверстие резервуара может выполняться таким образом, чтобы оно имело самую разнообразную форму, и снабжаться различными приспособлениями, которые позволяют осуществить непосредственное подсоединение в самых разных местах, где может образоваться источник утечки газа, а также обеспечивают возможность более плотного схватывания обнаруженного источника такой утечки. В альтернативном варианте исполнения конструкции предлагаемого устройства, входное его отверстие может подсоединяться к системе гибких шлангов, в которой может предусматриваться наличие некоторого множества своих собственных входных отверстий и выходных отверстий, снабженных соответствующими вентилями, которые обеспечивают возможность регулирования потока газа, например, от участка, где произошла утечка газа, и к соответствующим техническим средствам, позволяющим повторно использовать собранный просочившийся газ. В последнем случае, указанная система гибких шлангов будет сама по себе подсоединяться к аналогичным, но выполненным обособленно соответствующим техническим средствам, предназначенным для схватывания обнаруженного источника утечки газа с обеспечением при этом полной герметизации места соединения, что позволяет осуществить непрямое герметизированное соединение входного отверстия с источником утечки газа.

Вариант осуществления настоящего изобретения, рассмотренный в приведенном здесь выше описании изобретения, относится к такому случаю его практического применения, когда оно используется для захвата и сбора просачивающейся газообразной шестифтористой серы SF₆ в такой ситуации, где наблюдается утечка этого газа. Однако следует предполагать, что предлагаемое устройство может также использоваться и для других целей. В частности, такой целью может являться транспортировка газообразной шестифтористой серы SF₆ из источника такого газа, к примеру, из такого как соответствующая емкость в каком-либо складском помещении, с доставкой этого вещества к месту установки оборудования, оболочку которого требуется заполнить газообразной шестифтористой серой SF₆, к примеру, на высоковольтную подстанцию. В случае именно такого практического использования настоящего изобретения, входное отверстие для газа, имеющееся в предлагаемом резервуаре, необходимо будет на время его транспортировки герметично закрыть, например, воспользовавшись с этой целью соответствующим вентилем, после чего находящийся в этом резервуаре газ можно будет благополучно доставить из хранилища такого газа на место непосредственно к оболочке соответствующего оборудования, которую требуется заполнить этим газом.

Изобретение относится к устройству и способу для захвата и удерживания газообразной шестифтористой серы SF₆. Устройство включает в себя переносной гибкий резервуар для хранения газа, выполненный из материала, который является, по существу, непроницаемым для газообразной шестифтористой серы SF₆. Этот резервуар имеет входное отверстие для газа, которое сообщается посредством соответствующей герметизированной связи с поверхностью вокруг источника утечек, благодаря чему обеспечивается захват упомянутой газообразной шестифтористой серы SF₆, поступающей в резервуар. При этом указанный резервуар раздувается по мере наполнения его захватываемым газом, находящимся под давлением, в результате чего внутри него размещается предварительно заданный объем газообразной шестифтористой серы SF₆. Устройство может также использоваться и в качестве резервуара, предназначенного для транспортировки газообразной шестифтористой серы SF₆ от источника такого газа к месту установки оборудования, оболочку которого требуется заполнить этим газом. Изобретение также относится к способу для захвата и удерживания газообразной шестифтористой серы SF₆ 3 з. и 22 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для захвата и удерживания газообразной шестифтористой серы, просачивающейся из соответствующей оболочки, содержащей внутри себя этот газ, причем упомянутое устройство включает в себя: переносной гибкий резервуар для хранения газа, выполненный из материала, который является, по существу, непроницаемым для газообразной шестифтористой серы, причем резервуар имеет входное отверстие для газа, при этом входное отверстие сообщается посредством соответствующей герметизированной связи с поверхностью вокруг источника утечек, благодаря чему обеспечивается захват газообразной шестифтористой серы, поступающей в резервуар, причем резервуар раздувается по мере наполнения его захватываемым газом, находящимся под давлением, в результате чего внутри него размещается предварительно заданный объем газообразной шестифтористой серы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что входное отверстие выполнено с возможностью разъединения его относительно поверхности и герметичного его закрывания с тем, чтобы обеспечить удерживание захваченного газа внутри резервуара.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что резервуар имеет, по существу, сферическую или же трубчатую конструкцию.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что резервуар имеет обычно, по существу, плоскую конфигурацию, когда им не пользуются.

5. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что резервуар выполнен таким образом, чтобы его можно было скатать в рулон, когда им не пользуются, для удобства его хранения.

6. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что резервуар имеет обычно герметично закрытое выходное отверстие для находящегося в нем газа, которое можно открыть, чтобы удалить захваченную газообразную шестифтористую серу из резервуара.

7. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что материал, который является, по существу, непроницаемым для газообразной шестифтористой серы, представляет собой полиэтилен.

8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что резервуар имеет обычно герметично закрытое выходное отверстие для находящегося в нем газа, которое можно открыть, чтобы удалить захваченную газообразную шестифтористую серу из резервуара.

9. Способ захвата и удерживания газообразной шестифтористой серы, просачивающейся из соответствующей оболочки, содержащей внутри себя этот газ, причем способ предусматривает осуществление следующих этапов: обеспечение наличия переносного гибкого резервуара для хранения газа, который является, по существу, непроницаемым для газообразной шестифтористой серы, причем резервуар имеет входное отверстие для газа; обеспечение сообщения входного отверстия посредством соответствующей герметизированной связи с поверхностью вокруг источника утечек; и захват газообразной шестифтористой серы, поступающей в резервуар, при этом упомянутый резервуар раздувается по мере наполнения его захватываемым газом, находящимся под давлением, в результате чего внутри него размещается предварительно заданный объем газообразной шестифтористой серы.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что дополнительно предусматривает осуществление следующих этапов:
разъединение входного отверстия относительно поверхности; и
герметичного закрывания входного отверстия с тем, чтобы обеспечить удерживание захваченного газа внутри резервуара.

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что резервуар имеет, по существу, сферическую или же трубчатую конструкцию.

12. Способ по любому из пп.9-11, отличающийся тем, что резервуар имеет обычно, по существу, плоскую конфигурацию, когда им не пользуются.

13. Способ по любому из пп.9-11, отличающийся тем, что предусматривает осуществление этапа скатывания резервуара в рулон, когда им не пользуются, для удобства его хранения; при этом для осуществления этапа предусматривают возможность скатывания резервуара в рулон.

14. Способ по любому из пп.9-11, отличающийся тем, что этап обеспечения сообщения входного отверстия включает в себя приклеивание резервуара по окружности входного его отверстия к поверхности с помощью самоклеящейся ленты, обеспечивая при этом, по существу, полную газонепроницаемость места соединения.

15. Способ по любому из пп.9-11, отличающийся тем, что дополнительно предусматривает осуществление этапа удаления захваченной газообразной шестифтористой серы из резервуара через соответствующее выходное отверстие для газа.

16. Способ по п.12, отличающийся тем, что дополнительно предусматривает осуществление этапа удаления захваченной газообразной шестифтористой серы из резервуара через соответствующее выходное отверстие для газа.

17. Способ по п.13, отличающийся тем, что дополнительно предусматривает осуществление этапа удаления захваченной газообразной шестифтористой серы из резервуара через соответствующее выходное отверстие для газа.

18. Устройство для удерживания газообразной шестифтористой серы и транспортировки ее от источника такого газа к месту установки оборудования, оболочку которого требуется заполнить этим газом, причем устройство включает в себя: переносной гибкий резервуар для хранения газа, выполненный из материала, который является, по существу, непроницаемым для газообразной шестифтористой серы, причем резервуар имеет входное отверстие для газа, при этом входное отверстие сообщается посредством соответствующей герметизированной связи с источником газа, благодаря чему обеспечивается захват газообразной шестифтористой серы, поступающей в резервуар, причем резервуар раздувается по мере наполнения его захватываемым газом, находящимся под давлением, в результате чего внутри него размещается предварительно заданный объем газообразной шестифтористой серы, а входное отверстие дополнительно выполняется таким образом, чтобы обеспечивалась возможность отсоединения его от источника газа и герметичного закрывания резервуара, благодаря чему газообразная шестифтористая сера, находящаяся в резервуаре, удерживается внутри него во время транспортировки.

19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что резервуар имеет, по существу, сферическую или же трубчатую конструкцию.

20. Устройство по п.18 или 19, отличающееся тем, что резервуар имеет обычно, по существу, плоскую конфигурацию, когда им не пользуются.

21. Устройство по п.18 или 19, отличающееся тем, что резервуар выполнен таким образом, чтобы его можно было скатать в рулон, когда им не пользуются, для удобства его хранения.

22. Устройство по п.18 или 19, отличающееся тем, что резервуар имеет обычно герметично закрытое выходное отверстие для находящегося в нем газа, которое можно открыть, чтобы обеспечить возможность перемещения захваченной газообразной шестифтористой серы из резервуара в оболочку, которую требуется заполнить этим газом.

23. Устройство по п.18 или 19, отличающееся тем, что материал, который является, по существу, непроницаемым для газообразной шестифтористой серы, представляет собой полиэтилен.

24. Устройство по п.20, отличающееся тем, что резервуар имеет обычно герметично закрытое выходное отверстие для находящегося в нем газа, которое можно открыть, чтобы обеспечить возможность перемещения захваченной газообразной шестифтористой серы из резервуара в оболочку, которую требуется заполнить этим газом.

25. Устройство по п.21, отличающееся тем, что резервуар имеет обычно герметично закрытое выходное отверстие для находящегося в нем газа, которое можно открыть, чтобы обеспечить возможность перемещения захваченной газообразной шестифтористой серы из резервуара в оболочку, которую требуется заполнить этим газом.