Подземный резервуар для хранения и газификации сжиженного углеводородного газа Советский патент 1993 года по МПК F17C3/00 F17C13/06 

ел

G

Область применения: в газоснабжении, в частности в хранении и газификации сжиженного углеводородного газа, являющегося смесью пропана и бутана с преимущественным содержанием бутана в подземных резервуарах, и может быть использовано при снабжении сжиженным газом сельскохозяйственных и жилищно-коммунальных потребителей для повышения удельной паропроизводитель- ности подземного резервуара сжиженного газа, представляющего смесь пропан-бутана с преимущественным содержанием бутана. Сущность изобретения: устройство содержит подземный вертикальный цилиндрический сосуд, заглубленный на расчетное расстояние, крышку, герметично соединенную с сосудом, опорное кольцо, герметично соединенное с крышкой, герметичный теплоизолированный кожух, шарнирно соединенный с опорным кольцом, уплотнительное кольцо кожуха, обратный клапан, находящийся в верхней части кожуха. 1 ил.

Изобретение относится к газоснабжению, в частности к хранению и газификации сжиженного углеводородного газа, являющегося смесью пропана и бутана с преимущественным содержанием бутана, в подземных резервуарах, и может быть использовано при снабжении сжиженным газом сельскохозяйственных и жилищно-коммунальных потребителей.

Цель изобретения - повышение удельной перепроизводитсяьности подземного резервуара сжиженного газа, представляю- щёго смесь пропан-бутана с преимущественным содержанием бутана.

На чертеже дано изображение подземного вертикального резервуара для хранения и газификации сжиженного газа с преимущественным содержанием бутана (где штрихпунктирной линией показана отметка грунта с температурой ттр, равной температуре сжиженного газа tr, при соот ветствующем давлении насыщения, минимально-достаточным для обеспечения подачи газа потребителю).

Подземный резервуар содержит вертикальный цилиндрический сосуд 1 с элепти- ческим днищем 2 заполненный жидкой 3 и паровой 4 фазой сжиженного газа, нижняя часть которого расположена между отметками грунта удаленными от его поверхности на расстояния hp и htrp tr соответственно, причем средняя температура грунта между этими отметками tr.p.M 4 выше температуры сжиженного газа tr в сосуде 1, что обуславливает теплоприток к этой его части. Верхняя часть цилиндрического сосуда покрыта тепловой изоляцией 5 и расположена между опорным кольцом 6 и отметкой грунта с тем00

о ю ю

Сл

пературой trp tr, причем средняя температура грунта между этими отметками trp. ниже температуры сжиженного газа tr в резервуаре, что обуславливает теплопотери в размере Ов.ч.. Опорное кольцо 6 герметично соединено с элептической крышкой 7 сосуда 1, которая снабжена запорно-регулирующими вентилями 8 и автоматикой безопасности и регулирования 9, открывающимся герметичным кожухом 10, покрытым с внутренней стороны тепловой изоляцией 11 и шарнирно, с помощью петли 12, соединенного с опорным кольцом 6, уплотнительной эластичной прокладкой 13 герметизирующей зазор между кожухом 10 и опорным кольцом 6 и предотвращающей инфильтрацию наружного воздуха во внутрь кожуха 10. Кожух 10 в верхней своей части имеет обратный клапан 14, пропускающий аварийные утечки от запорно-ре- гулирующих вентилей 8, автоматики безопасности и регулирования 9, но предотвращающий инфильтрацию холодного наружного воздуха во внутрь кожуха 10. При этом температура наружного воздуха te ниже температуры паровой фазы сжиженного газа .соприкасающейся с внутренней поверхностью крышки 7 и проходящей через . вентили 8 и автоматику 9, что обуславливает теплопотери в размере Ок от элементов 7, 8 и 9 через стенки кожуха 10.

При заглублении h вертикального цилиндрического сосуда в грунт на расстояния меньше расчетного hp (h hp) теплоприток к нижней части сосуда, равный knd(trpH4 - -trXh htrp tr) полностью не компенсирует потребности тепловой энергии на газификацию Огаз заданного потребителем расхода газа, т.е. заданную паропроизводитель- ность-, а компенсирует лишь тепловые потери от верхней части сосуда Овч и защитного кожуха QK. Это приводит к снижению удельной паропроизводительности цилиндрического сосуда.. - :

Может случиться, что при заглублении h вертикального сосуда в грунт на расстояние значительно меньше расчетного hp теплоприток к нижней части сосуда будет компенсировать лишь величины Овч и Ок. т.е. knd(trpHM - tr)(h - ) О Вч + Ок , а величина Огаз уменьшится до нуля , т.е. Огаз G гг 0 расход газа (паропроизводи- тельность) также станет равным 0; прекратится поступление газа потребителю. В этом случае величина удельной паропроизводительности также снизится до 0, т.е.

д

Or

Q

rTjrd(h ЪР -п) ryrdfTi -htrp tr)

При заглублении h вертикального цилиндрического сосуда в грунт на расстояние больше расчетного hp, (h hp) теплоприток к нижней части сосуда превышает потребности в тепловой энергии на газификацию Огаз, заданного потребителем расхода сжиженного газа, т.е. заданную паропроизво- дительность, а также теплопотери от верхней части сосуда Овч и защитного кожуха Ок. Это приводит к перерасходу поверхности сосуда FH4 jrd(h - htrp tr) на заданное количество испаренного газа и как следствие к снижению его удельной паро; производительности

д

о

газ

rTjrd(h-htrp :tr)

2Q Подземный резервуар для хранения и газификации сжиженного газа с преимущественным содержанием бутана работает следующим образом. Жидкая фаза 3 газифицируется за счет теплопритока к нижней,

ос части цилиндрического сосуда 1, обусловленного разностью температур и tr. Образовавшаяся паровая фаза 4 пополняет паровое пространство цилиндрического сосуда 1, сжимается и повышает давление в

OQ резервуаре. Часть паровой фазы, равная расчетному часовому расходу, под действием создавшегося давления, через открытые вентили 8 и автоматику безопасности и регулирования 9 поступает к потребителю.

дс - Преимуществом предлагаемого изобретения является значительное повышение (на 70-80%) удельной паропроизводительности подземного резервуара при работе на сжиженном газе, представляющем смесь

eg пропан-бутана с преимущественным содержанием бутана.

Формуламзобретения Подземный резервуар для хранения и 55 газификации сжиженного углеводородного газа, содержащий подземный цилиндриче- ркий сосуд, крышку, расположенную над поверхностью грунта и герметично соединенную с верхней частью цилиндрического сосуда, за- порно-регулирующие вентили и средства автематики безопасности и регулирования, расположенные на крышке, и защитный кожух, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной паропроизводитель- ности при хранении смеси пропан-бутана с преимущественным содержанием бутана, сосуд выполнен вертикальным и заглублен в грунт на расстояние, определяемое из выражения

htrp tr +

Огаэ + Ов.ч. + QK

K7rd(trHp4tr)

где htrp - tr - расстояние от поверхности до отметки грунта с температурой trp, равной температуре насыщенной смеси пропан- бутана tr при соответствующем ей давлении насыщения, минимально достаточно для обеспечения подачи газа потребителю, м;

Огаз - тепловая энергия, необходимая для газификации в подземном резервуаре жидкой фазы пропан-бутановой смеси с преимущественным содержанием бутана, Вт;

Ов.ч. - теплопотёри в грунт от верхней части вертикального цилиндрического сосуда, расположенной между опорным

«

10

15

20

25

кольцом и отметкой грунта с температурой trp tr, Вт;

QK - теплопотёри в окружающий воздух от защитного кожуха в закрытом состоянии, Вт;

К- коэффициент теплопередачи от грунта к сжиженному газу, находящемуся в цилиндрическом вертикальном сосуде, Вт/м К;

d - диаметр вертикального цилиндрического сосуда, м;

. trpH 4 - средняя температура грунта между отметками, удаленными от его поверхности на расстоянии hp и htrp - tr соответственно, °С;

tr.- температура насыщенной смеси пропан-бутана при соответствующем ей давлении насыщения, минимально достаточном для обеспечения подачи газа потребителю, °С, а крышка цилиндрического сосуда снабжена опорным кольцом, герметично с ней соединенным, герметичным теплоизолированным кожухом, шарнирно соединенным с опорным кольцом, уплотнительной эластичной прокладкой герметизирующей зазор между опорным кольцом и защитным кожухом в закрытом состоянии, и обратным клапаном, расположенным в верхней части герметичного теплоизолированного кожуха.