РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ХРАНЕНИЯ СЖИЖЕННЫХ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ Российский патент 2019 года по МПК F17C1/14 F17C3/08 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к резервуарам для хранения сжиженных горючих газов, таких как сжиженный природный газ (СПГ, LNG - Liquified Natural Gas).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Для предотвращения катастрофического выброса горючего газа из резервуара для хранения сжиженного горючего газа, такого как резервуар для хранения сжиженного природного газа, установлены правила техники безопасности. Существующие стандарты промышленной безопасности для СПГ предусматривают классификацию по безопасности резервуаров для хранения сжиженного природного газа с плоским дном как одинарного резервуара, двойного резервуара и двухоболочечного резервуара полностью герметичного типа.

Эта классификация не распространяется на резервуары для сжиженных природных газов сферического типа. Для обеспечения возможности сравнения определений промышленной безопасности всех типов резервуаров, далее различные резервуары для хранения классифицированы в соответствии с их уровнем герметичности:

Одинарный уровень герметичности является самым низким классификационным уровнем, при котором катастрофическое разрушение внутренней емкости будет приводить к нерегулируемой утечке природного газа и выбросу пара в атмосферу.

При двойном уровне герметичности, разрушение внутренней емкости не будет приводить к изливу жидкости, но таковое будет приводить к нерегулируемому выбросу паров природного газа в атмосферу.

Наивысший уровень обозначен как полная герметичность и предусмотрен для предотвращения любой утечки жидкости и обеспечения только регулируемого выброса паров в атмосферу.

Например, различные конфигурации резервуаров с плоским дном показаны на фиг.1-5. Фиг.6 и фиг.7 изображают конфигурации сферических резервуаров.

Фиг.1 показывает резервуар 10 с плоским дном двойного уровня герметичности, содержащий бетонное основание 11, внутренний резервуар 12 из криогенной стали, внешний резервуар 13 из некриогенной стали и дополнительную резервуарную чашу 14 из криогенной стали. Также показана выпускная труба 15.

Фиг.2 показывает другую конфигурацию резервуара 20 с плоским дном двойного уровня герметичности, содержащего бетонное основание 21, и грунтовую насыпь 22, внутренний резервуар 23 из криогенной стали, внешний резервуар 24 из некриогенной стали и выпускную трубу 25.

Фиг.3 показывает третью конфигурацию резервуара 30 с плоским дном двойного уровня герметичности, содержащий бетонное основание и конструкцию 31 защитной оболочки для жидкости, внутренний резервуар 32 из криогенной стали, внешний резервуар 33 из некриогенной стали и выпускную трубу 34.

Фиг.4 показывает полностью герметичный резервуар 40 с плоским дном, содержащий бетонное основание 41, внутренний резервуар 42 из криогенной стали, внешний резервуар 43 из криогенной стали и выпускную трубу 44.

Фиг.5 показывает вторую конфигурацию полностью герметичного резервуара 50 с плоским дном, содержащего внутренний резервуар 52 из криогенной стали, несамостоятельно стоящий внешний резервуар 53 из некриогенной стали, опирающийся на бетонное основание и двухоболочечную конструкцию 51 полностью герметичного типа, и выпускную трубу 54.

Фиг.6 показывает сферический резервуар 60 одинарного уровня герметичности, содержащий стальную нижнюю часть на бетонном основании 61, внутренний резервуар и опорную конструкцию 62 из криогенной стали, изолирующий слой 63 и выпускную трубу 64.

Фиг.7 показывает сферический резервуар 70 двойного уровня герметичности, содержащий бетонное основание и конструкцию 71 для вмещения жидкости, внутренний резервуар и опорную конструкцию 72 из криогенной стали, изолирующий слой 73 и выпускную трубу 74.

В настоящее время нет доступных конфигураций сферических резервуаров, которые могут быть классифицированы как полностью герметичные резервуары; т.е. которые обеспечивают уровень безопасности, сравнимый с двухоболочечным резервуаром с плоским дном полностью герметичного типа.

Обычно для хранения сжиженного горючего газа в населенных районах требуется полная герметичность. Причина состоит в том, что резервуары одинарного или двойного уровня герметичности не обеспечивают достаточную защиту от последствий повреждения внутренней емкости для хранения. В частности, эти конструктивные исполнения не предусматривают защиту в отношении выброса паров, который будет быстро возникать в случае утечки сжиженного газа в зоне, окружающей резервуар, или вторичной оболочки резервуара.

Кроме того, катастрофическое разрушение первичной емкости может приводить к образованию большого, холодного газового облака, которое представляет собой серьезную опасность для окружающего населения из-за повышенного риска возгорания или взрыва. Несмотря на то, что полностью герметичный резервуар для хранения может обеспечивать выброс паров в атмосферу через клапаны сброса давления, такой сброс выполняется контролируемым образом и является значительно меньшим по количеству.

По всем из вышеизложенным причинам уровня техники остается необходимость в усовершенствовании резервуаров для хранения криогенных жидких газов.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Исходя из недостатков и несовершенств, которые описаны выше, и учитывая известный уровень техники, который обсуждался, целью настоящего изобретения является улучшение резервуаров для хранения криогенных жидких газов.

Эта цель достигается посредством резервуара для хранения, содержащего признаки по п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления и соответствующие усовершенствования настоящего изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

Настоящее изобретение обеспечивает новые конфигурации полностью герметичных сферических резервуаров для хранения криогенных жидких газов. В частности, настоящее изобретение обеспечивает полностью герметичный резервуар сферического типа для хранения сжиженных горючих газов, таких как для хранения сжиженного природного газа (СПГ, LNG).

Полностью герметичный резервуар сферического типа настоящего изобретения характеризуется тем, что имеет как внутренний резервуар, так и внешний резервуар, которые выполнены из криогенной стали. Полностью герметичный сферический резервуар для хранения настоящего изобретения содержит нижнюю часть, в частности выполненную из стали, например, выполненную из криогенной стали, на опорной конструкции, в частности, выполненной из стали, например, выполненной из криогенной стали, и выпусную трубу, сообщающуюся с внутренним пространством внутреннего резервуара.

Преимущества сферического резервуара настоящего изобретения включают в себя следующее:

Даже если имеет место утечка из внутреннего резервуара, внешний резервуар не будет выходить из строя из-за хрупкости. Иными словами, благодаря наличию внешнего резервуара, выполненного из криогенной стали, конструкция сферического резервуара настоящего изобретения будет сохранять работоспособность даже в случае катастрофической утечки из внутреннего резервуара.

Кроме того, во внешнем резервуаре может быть предусмотрена разрывная мембрана для обеспечения регулируемого выброса паров в безопасное место в случае утечки из внутреннего резервуара. Не требуется защитной ямы, обваловки или насыпи.

Кроме того, благодаря наличию клапана аварийного отключения (ESD) во внутреннем резервуаре, можно остановить систему в случае утечки в смежном трубопроводе. Это отличается от обычных конструктивных исполнений резервуаров для хранения, в которых клапан аварийного отключения находится снаружи резервуара.

Такое расположение клапана аварийного отключения не является гарантией от полной потери запаса резервуара в случае разрыва трубы или утечки по потоку выше клапана аварийного отключения. Как отмечалось, за счет расположения клапана аварийного отключения внутри резервуара, согласно настоящему изобретению, преодолеваются недостатки конструктивных исполнений резервуаров предшествующего уровня техники.

Другие преимущества настоящего изобретения состоят в том, что сферические резервуары отвечают требованиям классификации, как полностью герметичные резервуары для хранения, и, таким образом, могут быть использованы вместо двухоболочечных резервуаров для хранения полностью герметичного типа, используемых в настоящее время в промышленности. В отношении множества объемов для хранения, в особенности, для хранения меньших объемов, сферические резервуары являются более простыми, более быстродействующими и менее дорогостоящими при конструировании и установке и, следовательно, обеспечивают преимущества в отношении капитальных вложений и строительных издержек над резервуарами с плоским дном.

Кроме того, требуемая опорная поверхность для сферических резервуаров настоящего изобретения является меньшей, чем таковая для резервуара с плоским дном или стандартного сферического резервуара в пределах защитной насыпи. Это особенно предпочтительно для хранения сжиженных природных газов на заправочных станциях, например, грузовых транспортных средств для вспомогательных работ, поскольку наивысший уровень безопасности достигается при наименьшей возможной площади, зачастую окруженной зоной с высокой плотностью населения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для более полного понимания описанных вариантов осуществления настоящего изобретения и, как уже обсуждалось выше, имеется несколько вариантов осуществления, а также усовершенствования идеи настоящего изобретения предпочтительным образом. Для этой цели, ниже настоящее изобретение описано более подробно; в частности, ссылка может быть выполнена на пункты, зависящие от п.1 формулы изобретения; дальнейшие улучшения, элементы и преимущества настоящего изобретения объяснены ниже более подробно со ссылкой на предпочтительный вариант осуществления посредством неограничивающего примера и на сопроводительные чертежи, взятые, по меньшей мере, частично в совокупности со следующим описанием вариантов осуществления, на которых:

Фиг.1 представляет собой схематический вид для первого примера резервуара с плоским дном двойного уровня герметичности согласно уровню техники;

Фиг.2 представляет собой схематический вид для второго примера резервуара с плоским дном двойного уровня герметичности согласно уровню техники;

Фиг.3 представляет собой схематический вид для третьего примера резервуара с плоским дном двойного уровня герметичности согласно уровню техники;

Фиг.4 представляет собой схематический вид для первого примера полностью герметичного резервуара с плоским дном согласно уровню техники;

Фиг.5 представляет собой схематический вид для второго примера полностью герметичного резервуара с плоским дном согласно уровню техники;

Фиг.6 представляет собой схематический вид для примера сферического резервуара одинарного уровня герметичности согласно уровню техники;

Фиг.7 представляет собой схематический вид для примера сферического резервуара двойного уровня герметичности согласно уровню техники; и

Фиг.8 представляет собой схематический вид для примера полностью герметичного сферического резервуара согласно уровню техники.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.8 показывает полностью герметичный резервуар 80 для хранения сферического типа, содержащий стальную нижнюю часть для поддержания резервуара 80 для хранения на бетонных опорах 81, внутренний резервуар 82 из криогенной стали, внешний резервуар и опорную конструкцию 83 из криогенной стали и выпускную трубу 84, сообщающуюся с внутренним пространством внутреннего резервуара 82; в частности, опорная конструкция 81 может быть выполнена за одно целое с внешним резервуаром 83.

Кроме того, сферический накопительный резервуар 80 содержит расположенный внутри относительно внутреннего резервуара 82 клапан 85 аварийного отключения резервуара (ESD - Emergency Shut Down), который присоединен к выпускной трубе 84. Этот клапан 85 ESD аварийного отключения обеспечивает отключение в случае утечки или повреждения смежного трубопровода.

Во внешнем резервуаре 83 предусмотрена разрывная мембрана, причем упомянутая разрывная мембрана обеспечивает регулируемый выброс паров в безопасное место в случае утечки из внутреннего резервуара 82.

Резервуар 80 для хранения согласно фиг.8 предусмотрен для хранения криогенных жидких газов, в частности для хранения сжиженных горючих газов, например для хранения сжиженных природных газов (СПГ, LNG), таких как для хранения сжиженных природных газов на заправочных станциях для обслуживания грузовых транспортных средств.

Следует понимать, что другие варианты осуществления и модификации настоящего изобретения сразу станут очевидны специалисту в данной области техники в свете вышеприведенного описания, и предполагается, что такие варианты осуществления и изменения также будут включены в объем настоящего изобретения, как установлено в приложенной формуле изобретения.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

80 - полностью герметичный сферический резервуар для хранения

81 - опорная конструкция

82 - внутренний резервуар

83 - внешний резервуар

84 - выпускная труба

85 - клапан аварийного отключения (ESD)

Изобретение относится к резервуарам для хранения сжиженных горючих газов. Полностью герметичный сферический резервуар (80) для хранения содержит внутренний (82) и внешний (83) резервуары из криогенной стали, опорную конструкцию (81), выпускную трубу (84), сообщающуюся с внутренним пространством внутреннего резервуара (82), и разрывную мембрану во внешнем резервуаре (83). Техническим результатом является предотвращение выброса горючего газа из резервуара. 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Полностью герметичный сферический резервуар (80) для хранения, содержащий:

внутренний резервуар (82) из криогенной стали;

внешний резервуар (83) из криогенной стали;

опорную конструкцию (81);

выпускную трубу (84), сообщающуюся с внутренним пространством внутреннего резервуара (82), и

разрывную мембрану во внешнем резервуаре (83).

2. Полностью герметичный сферический резервуар для хранения по п.1, дополнительно содержащий клапан (85) аварийного отключения.

3. Полностью герметичный сферический резервуар для хранения по п.2, в котором клапан (85) аварийного отключения присоединен к выпускной трубе (84).

4. Полностью герметичный сферический резервуар для хранения по п.2 или 3, в котором клапан (85) аварийного отключения расположен внутри внутреннего резервуара (82).

5. Полностью герметичный сферический резервуар для хранения по п.2, в котором клапан (85) аварийного отключения обеспечивает отключение в случае утечки или повреждения смежного трубопровода.

6. Полностью герметичный сферический резервуар для хранения по п.1, в котором разрывная мембрана обеспечивает регулируемый выброс паров.

7. Полностью герметичный сферический резервуар для хранения по п.6, в котором пар выбрасывается в безопасное местоположение в случае утечки из внутреннего резервуара (82).

8. Полностью герметичный сферический резервуар для хранения по п.1, в котором опорная конструкция (81) выполнена из криогенной стали.

9. Полностью герметичный сферический резервуар для хранения по п.1, в котором опорная конструкция (81) выполнена за одно целое с внешним резервуаром (83).

10. Полностью герметичный сферический резервуар для хранения по п.1, выполненный с возможностью хранения криогенных жидких газов.

11. Полностью герметичный сферический резервуар для хранения по п.10, выполненный с возможностью хранения сжиженных горючих газов.

12. Полностью герметичный сферический резервуар для хранения по п.11, выполненный с возможностью хранения сжиженных природных газов (СПГ).

13. Полностью герметичный сферический резервуар для хранения по п.12, выполненный с возможностью хранения СПГ на заправочных станциях.

14. Полностью герметичный сферический резервуар для хранения по п.13, предусмотренный на заправочных станциях для обслуживания транспортных средств.