Способ теплоизоляции криогенного оборудования Советский патент 1993 года по МПК F17C3/04 F16L59/02 

Изобретение относится к теплоизоляции криогенного оборудования, а именно сосудов Дьюара, криогенных трубопроводов и кабелей, а также другого оборудования.

Наиболее близким к заявляемому является способ теплоизоляции сосудов для хранения и транспортировки криожидкостей (сжиженных газов), при котором в межстенное пространство, оборудованное внутренним и наружным резервуарами, засыпают порошкообразный материал - вспученный перлит и вакуумируют это пространство.

Недостатком данного способа является то, что вспученный перлит при общей пористости 85% закрытых пор имеют только 25% и при увлажнении теплопроводность перлита резко увеличивается, что снижает теплозащитные свойства. Кроме этого перлит

имеет низкие процентные показатели, например прочность на сжатие 1-1,5 МПа, что позволяет его использовать как материал, обеспечивающий восприятие хотя бы части нагрузки от веса внутреннего резервуара. При этом за счет того, что основная часть пор у перлита открытая, т.е. поры сообщаются между собой и с межстенным пространством, а также вследствие того, что вспученный перлит из-за несферичности гранул имеет низкий коэффициент заполнения объема (40-55%) на вакуумирование теплоизоляции требуются повышенные энергетические затраты. Все это в целом снижает эффективность теплоизоляции.

Целью изобретения является повышение эффективности теплоизоляции.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе теплоизоляции криоXI00

ю со ю ел

генного оборудования, например сосуда Дьюара, путем засыпки в межстенное пространство порошкового материала и вакуу- . мирования этого пространства в качестве порошкового материала используют полые керамические микросферы, выделенные из золы-унос тепловых электростанций. Согласно известным способам полые микросферы изГзЬлы-уносшироко используются как наполнитель для легких/теплоизоляци- онных материалов. Все эти материалы пред- ставляют собой органическое или минеральное связующее, в которое вводят микросферы в качестве наполнителя. Введение микросфер в эти материалы придает им, как уже указано, легкость и теплоизоля- ционность. В предлагаемом решении (в условиях вакуума) отличительные признаки проявляют новые свойства, а именно: полые микросферы из золы-унос содержит внутри газ СОг и Na, который разряжен, т.е. внутренняя полость вакуумирована (давление 104 Па).

На фиг, 1 изображен сосуд, теплоизоли- рованный предлагаемым способом, разрез; на фиг. 2 - криорезистивный кабель, также теплоизолированный предлагаемым способом.

Сосуд для хранения криогенной жидкости (жидкого азота; кислорода, сжиженного газа) состоит из внутреннего резервуара 1, в котором хранится жидкость, наружного резервуара 2. Межстенное пространство заполнено теплоизоляцией 3, которая представляет собой засыпку из полых керамических микросфер, выделенных из золы-унос тепловых электростанций (ТЭЦ)- Между внутренним, и наружным резервуарами установлены тонкие высокопрочные стержни А. В наружном резервуаре 2 выполнены патрубки 5 для вакуумирования. Криорезистивный кабель состоит из стальной трубы 6, внутренней оболочки 7 холодной

зоны, внутри которой расположены экранированные электрические жилы 8. Для подачи прямого и обратного потока криоагента служат соответственно каналы 9 и 10. Внут- ренняя оболочка 7 закреплена на стальных растяжках 11. Межстенное пространство заполнено полыми керамическими микросферами из золы-унос ТЭЦ. В верхней части стальной трубы 1 выполнены патрубки 12 для вакуумирования.

Пример. Сосуд для хранения жидкого кислорода имеет следующие параметры:

Внутренний обьем100м

Диаметр внутреннего резервуара Зм

Длина сосуда13м

Диаметр наружного

резервуара3,7м

Диаметр стержней системы подвеса20 мм

Температура внешней

оболочки30°К

Температура внутреннего резервуара78°К Межстенноё пространство заполнено воздухом (под вакуумом) с давлением 2-10 Па и микросферами из золы-унос ТЭЦ. 65% межстенного пространства занимают микросферы.

Для сравнения были проведена вакуум- но-порошковая изоляция идентичного сосуда перлитом и результаты сравнения приведены в таблице.

Сравнительные данные показывают, что предлагаемый способ теплоизоляции более эффективен, так как позволяет снизить теплопроводность, уменьшить вес резервуара, упростить конструкцию. Кроме этого, использование зольных микросфер позволяет решать задачи по охране окружающей среды.

Изобретение относится к теплоизоляции криогенного оборудования, а именно сосудов Дьюара, криогенных трубопроводов и кабелей. Цель изобретения достигается созданием способа теплоизоляции, при котором повышается эффективность изоляции за счет дополнительного вакуумирова- ния и повышения прочностных характеристик. В межстенное пространство сосуда для хранения криогенной жидкости засыпают порошковый материал и пространство вакуумируют. В качестве порошкового материала используют полые керамические микросферы, выделенные из зоны-уноса тепловых электростанций. Микросферы являются полыми, и газ внутри них находится под разряжением, что снижает теплопроводность. Данные микросферы имеют повышенную прочность, что позволяет снизить количество стержней системы подвеса и также уменьшить теплопроводность. 2 ил., 1 табл.

.,- . - - 45

Ф о р м ула изобретен и якуумированием, отличающийся тем,

Способ теплоизоляции криогенного что, с целью повышения эффективности, в

обор удованйя путей засыпки в меж стённое качестве порошкового материала использупространство криогенного оборудования ют полые керамические микросферы из зопорошкового материала с последующим ва- 50 лы уноса тепловых электростанций.