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invention
Fédération de Russie Patent RU2153622

DISPOSITIF DE STOCKAGE ET DE LIVRAISON produits cryogéniques

DISPOSITIF DE STOCKAGE ET DE LIVRAISON produits cryogéniques

Nom de l'inventeur:. Fedotov VK; Vorontsov VV. Nikitin VA
Le nom du titulaire du brevet: Open Joint Stock Company "Rocket and Space Corporation" Energia "SP Korolev."
Adresse de correspondance: 141070, région de Moscou, Korolev, st. Lénine 4a, JSC "RSC" Energia ". SP Korolev" la propriété industrielle et de l'innovation
Date de début du brevet: 05.04.1999

Dans un appareil pour le stockage et la fourniture de pipeline cryogénique de produits et de remplissage et de vidange des fils d'un équipement de détection dans la zone située entre les coques externes et internes sont localisés dans une seule zone enfermée dans une enveloppe étanche au vide supplémentaire. Les formes de coque avec les parties adjacentes des coques intérieure et extérieure du dispositif de fermeture cavité étanche au vide, qui est munie d'une soupape à vide supplémentaire. L'utilisation de l'invention permettent pour le dispositif réparable pour le stockage et la fourniture de produits cryogéniques et d'améliorer la sécurité de son exploitation.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention se rapporte à la technologie cryogénique et est conçu pour le stockage et la fourniture de produits cryogéniques aux consommateurs, par exemple pour fournir de l' hydrogène et de l' oxygène qui sont stockés à des températures cryogéniques, le générateur électrochimique (ECG) de la centrale (PP) sur la base de la cellule hydrogène-oxygène du carburant destiné à être équipé dans les sous - marins, en plus, il peut être utilisé dans la technologie de l' espace pour fournir des produits cryogéniques aux consommateurs, établis dans les vaisseaux spatiaux (SC), et dans l'économie nationale dans la centrale autonome basée sur les piles à combustible hydrogène-oxygène, pour une utilisation dans les zones où la pose des lignes électriques est difficile.

Il est connu pour le dispositif analogique reçu pour le stockage et la fourniture de l'hydrogène et de l'oxygène dans l'ECG CE (voir. "Les centrales électriques et les systèmes d'alimentation pour les engins spatiaux basés sur les piles à combustible hydrogène-oxygène," édités M.V.Melnikova, M. Gaunt 4, 1970 , p. 43-89).

L'appareil comprend un réservoir cryogénique pour stocker de l'hydrogène et de l'oxygène, dont chacun comprend une enveloppe isolante interne recevant l'équipement de détection, enfermé dans une enveloppe extérieure étanche au vide avec la vanne montée sur celui-ci d'évacuation, de remplissage et de vidange des canalisations, arrêt et des soupapes de sécurité.

Il est (..: Littérature étrangère Publishing House 1961, p 409-413 "Questions profonde refroidissement», un recueil d'articles édité par M.P.Malkova.- M voir.) Bien connu et un dispositif de stockage et de fournir de l'hydrogène liquide, choisi comme prototype.

Le dispositif comprend une coque intérieure isolée pouvant accueillir l'équipement de détection, enfermé dans une enveloppe extérieure étanche au vide avec les soupapes de dépression attachés, les pipelines de remplissage et de drainage, la sécurité et la vanne d'arrêt.

L'inconvénient de l'analogique et le prototype est le fait qu'ils ne fournissent pas réparable, et ainsi restaurer la performance de l'appareil avec l'échec de perte la plus probable de joint isolant cavité (l'espace entre les membranes interne et externe) du dispositif. La raison de la perte d'intégrité est essentiellement une violation de l'étanchéité des conduites dans la zone entre la coque de l'appareil. Dans cette station pour réduire la fuite de chaleur à travers les pipelines fonctionnent eux sous la forme de bobines ou inserts soufflet qui augmente la longueur du trajet de transfert de chaleur. Pendant le fonctionnement à long terme dans des conditions de surcharge peuvent être étanches bobines soudage par vibration d'entre eux à des emplacements dans la coquille, et il peut être rompu dans des endroits de soudage des soufflets et à laquelle les fils sont soudés à partir des capteurs d'équipements.

Dispositifs pour le stockage et la fourniture de l'hydrogène et de l'oxygène qui composent la centrale installée sur un sous-marin à être exploités pendant 25 ans dans des conditions de surcharge jusqu'à 10g, de sorte que la probabilité des zones de perte d'étanchéité mentionnés ci-dessus est grande. Pour éliminer les fuites dans ces endroits nécessite un démontage complet du dispositif: le démantèlement de l'isolation thermique de l'enveloppe extérieure et tout ce qui se trouve sur les coquilles. Dans le contexte du sous-marin pour effectuer de telles réparations inconfortable et peu pratique, car il faudra un temps très long, et le bateau sera inactif. Par conséquent, dans ce cas, l'appareil doit être remplacé, ce qui, d'une part, est coûteux, et d'autre part, le dispositif d'un bateau et le couvercle de récupération d'énergie nécessite également l'installation d'un nouveau temps.

Un autre inconvénient des dispositifs connus est que la perte d'étanchéité au niveau d'une cavité d'isolation thermique et donc une perte de vide dans elle augmentera le produit stocké pression cryogène rapide à un niveau de la soupape de décharge. Si à ce moment le bateau est à une profondeur maximale d'une plongée, par exemple 300 mètres, tandis que son ascension peut être inférieure à la durée de la montée en pression au niveau de la soupape de sécurité. Dans ce cas, le produit cryogénique de drainage sera produit dans le corps d'eau environnante. Lors de la vidange de la température du produit cryogénique est inférieure à la température de l'eau des glaçons formés peuvent obstruer l'ouverture extérieure tuyau de sortie d'urgence. Dans ces conditions, la pression du produit cryogénique peut élever au-dessus du niveau de la limite calculée, conduisant à des bateaux de compartiment d'énergie d'urgence, t. Dispositif E. Bien connu la perte de vide dans la cavité ne pas fournir isolant un fonctionnement sûr.

augmentation rapide du produit sous pression cryogénique est due au fait que la perte de conductivité thermique sous vide à isolation multicouche effective augmente le vide de 1 × 10 -4 à 2 x 10 -1 kcal / m · h · ° (voir. Napalkov GN " la protection thermique des réservoirs à carburant cryogénique de la fusée », Manuel, Partie 1, M. Gaunt 4, 1973, fig. 33), à savoir, 2000 fois. Le gain de chaleur totale de l'environnement des produits cryogéniques stockés consiste en l'apport de chaleur pour les ponts thermiques (supports, tuyaux, câbles) et le gain de chaleur à travers l'isolant. Lors de l'utilisation sous vide isolant multicouche gain de chaleur par elle ne dépasse pas 50% de l'apport total de chaleur. A ce niveau de fuite de chaleur à travers l'isolation (50% de l'apport total de chaleur), la perte de vide, et par conséquent, d'augmenter les fuites de chaleur à travers l'isolation à 2000 fois les généraux fuites de chaleur augmente ~ 1000 fois. Une telle augmentation de l'apport de chaleur provoque une augmentation rapide de la pression et les effets mentionnés ci-dessus.

L'objet de la présente invention est de fournir dispositif de maintenabilité pour le stockage et la fourniture de produits cryogéniques et d'augmenter la sécurité de son exploitation.

L'invention consiste en ce que dans un dispositif pour le stockage et la fourniture de produits cryogéniques contenant un boîtier intérieur isolant logeant l'équipement de détection, enfermé dans une enveloppe extérieure étanche au vide avec sur lequel est installé un clapet d'évacuer des canalisations de remplissage et de vidange, la sécurité et la vanne d'arrêt dénommé tuyaux et les câbles de l'équipement du capteur dans la zone située entre les coques externe et interne sont localisées dans une zone qui est enfermée dans une enveloppe étanche au vide supplémentaire, en formant avec les portions adjacentes des coques intérieure et extérieure de la cavité étanche au vide fermée, qui est munie d'une évacuation de la soupape supplémentaire .

Le résultat technique est que, en comparaison avec les solutions techniques connues actuellement la conception nouvellement créée fournit dispositif réparable pour le stockage et la fourniture de produits cryogéniques et augmente la sécurité de son exploitation.

Ce résultat est obtenu par la localisation d'une zone unique de canalisations qui traversent l'espace entre les gaines intérieure et extérieure et des fils provenant de l'équipement de détection, émis par l'enveloppe intérieure vers l'extérieur par elektrogermorazemov ou en les disposant dans des conduites spéciales et les conclusions de ces canalisations, des câbles et des connecteurs électriques en plus un boîtier étanche au vide avec ses parties formant autour des coques extérieures et intérieures de la cavité étanche au vide fermée qui est munie d'une soupape à vide. En conséquence, à l'étanchéité des conduites, des soufflets ou des connecteurs électriques pour résoudre le problème aurait seulement besoin d'ouvrir l'extrémité supérieure de la cavité étanche au vide nouvellement formé et éliminer les fuites, plutôt que de remplacer l'ensemble du dispositif, comme dans l'art antérieur, ce qui permet d'ordonner de réduire le coût des travaux de restauration et leur exécution. En outre, lorsque l'étanchéité sous vide de canalisations dans la cavité isolante en vrac ne soit pas perturbé. Zone horaire de 1 à 2% de la surface totale de la coque intérieure localisée, par exemple pour un dispositif de stockage et de distribution d'hydrogène liquide en une quantité d'environ 1,5 m installé dans la composition témoin dans un sous - marin, la zone entière de la gaine intérieure est de 55 m 2, et une zone localisée de la zone - 0,8 m 2, à savoir ~ 70 fois moins que l'ensemble de la région. Par conséquent, si la fuite de chaleur de l'art antérieur au produit cryogénique avec une perte de vide dans la cavité augmente l'isolation thermique tel que mentionné ci-dessus, en 1000, alors la conception proposée, il augmente en 1000: 70 = 14,3 fois. En conséquence, le taux d'augmentation de la pression de conception proposée sera sensiblement moins. Suite à la découverte de la non autorisée du temps de croissance du bateau à émerger des profondeurs de toute pression et de drainage du produit cryogénique sera sous contrôle, ce qui permettra d'éviter le colmatage tuyau trous hors-bord d'évacuation d'urgence et éviter les accidents possibles lors de la réinitialisation, qui est, augmenter la sécurité de fonctionnement.

Brève description du dessin qui montre un schéma d'un dispositif pour le stockage et la fourniture de produits cryogéniques.

DISPOSITIF DE STOCKAGE ET DE LIVRAISON produits cryogéniques

L'appareil comprend un boîtier interne 1 à laquelle est appliquée une isolation thermique sous vide multicouche 2. La coque intérieure 1 est fixé dans une enveloppe extérieure 3 étanche au vide sur les supports 4. Le dispositif est pourvu d'un ravitaillement conduit 5 soufflet insérer la partie 6 entre les coquilles et le tuyau de drainage 7, qui est partie formée entre les coques en tant que bobine 8. tubes 5 et 7 sont munies d'électro-aimant 9, respectivement, l'enveloppe intérieure 10. dans une sonde de température installée 11, une source de chaleur interne, comme dispositif de chauffage électrique 12, un capteur de quantité 13. les capteurs 11, 13 et 12 par l'intermédiaire électrique fils 14 sont connectés à elektrogermorazemu 15 soudé à la coque interne 1, qui est relié par des fils 16 elektrogermorazemom 17 soudé à la coque extérieure 3. tubes 5, 7, et connecteurs électriques 15, 17 reliés par des fils 16, sont concentrés dans une zone et enfermés dans un vide supplémentaire coquille -dense 18 qui, avec les parties adjacentes des coques intérieure et extérieure, respectivement 19, 20 forme une cavité étanche au vide fermée, sur laquelle la partie 19 de la surface intérieure de l'enveloppe 1 est déposée sous vide multicouche isolant 21. l'enveloppe extérieure 2 est la soupape à vide principale 22 et en option la vanne à vide 23 montée sur la partie 20 de l'enveloppe externe 3. le dispositif est muni d'un capteur 25 soupape de sécurité 24 et de la pression.

UNITÉ DE TRAVAIL QUI SUIT

Déplier les électrovannes 9, 10, et le refroidissement est effectué, puis le remplissage de la paroi interne de la cavité 1 produits cryogéniques (hydrogène liquide ou d'oxygène liquide). Fermeture de fermeture après le ravitaillement électropneumatique 9, 10, 12 et tourne sur le dispositif de chauffage électrique fait de la montée en pression à un niveau de travail, par exemple jusqu'à 10 kg / cm 2, puis l'élément chauffant électrique 12 est mis hors tension. sélection Produit d'un ECG de produit cryogénique. Peut être choisie en tant que phase liquide et de la vapeur, ce qui ouvre les vannes 9 et 10. En augmentant la pression, lorsque le débit est faible, la phase vapeur est représentée, et le débit d'écoulement à gouttelettes à haute pression et la phase liquide est prélevée. Ainsi, en contrôlant les phases de sélection et d' allumer et éteindre l'élément chauffant électrique 12 est fait pour maintenir la pression dans le processus de sélection d' une plage de fonctionnement à commande prédéterminée, par exemple de 8 à 10 kgf / cm 2. Si l'opération est étanche, le soufflet 6, par exemple, il y aura perte de vide dans une cavité étanche au vide fermée formée par l'enveloppe étanche au vide 18 et les parties 19, 20 respectivement, les coques intérieure et extérieure. En conséquence, dans cette région sera augmenté le gain de chaleur à travers l'isolation, ce qui conduit à une augmentation imprévue de la pression, qui est enregistrée par le capteur de pression 25. Le taux d'augmentation de la pression dans le dispositif proposé sera beaucoup moins que dans les dispositifs de l'art antérieur comme vide sera perdu seulement dans une cavité étanche au vide supplémentaire fermé, la partie inférieure de ce qui - l'article 19 - ne sont pas plus de 1,5% de la superficie totale de la coque 1, et l'augmentation de gain de chaleur à travers l'isolation est uniquement sur cette zone. temps de montée de pression à la soupape de décharge, par exemple, jusqu'à 35 kg / cm 2 (un niveau de la soupape de sécurité de pression réglée est nécessaire afin d'être en mesure de réinitialiser les produits cryogéniques pour toute la profondeur possible d'immersion, par exemple 300 m) sera à une minute dispositifs connus, et de 1,5 à 5 heures en fonction de la quantité de produit cryogénique à ce stade. Sur le revêtement, le bateau sera suivi de l'état de la conduite d'évacuation des ouvertures d'admission qui n'a pas sa conduite, avec l'ajout d'une décharge cryogénique du produit à travers le relief décharge de la soupape de produit cryogénique peut être organisé à travers le conduit 5, qui peut être fait en une plongée. Tout cela augmente la sécurité de fonctionnement. Pour éliminer les fuites après le retrait du produit cryogénique de la cavité de la coque 1 est seulement nécessaire d'ouvrir l'extrémité supérieure 20 autre cavité étanche au vide pour retirer de lui l'isolation et le remplacement du soufflet 6, et de produire un extrait de energootseka dispositif a échoué pour le stockage et la fourniture de produits cryogéniques et installer un nouveau.

Ainsi, par rapport aux solutions techniques connues dispositif proposé par le biais localisé dans une zone de pipelines traversant l'espace entre les gaines et les câbles internes et externes à la sortie du capteur de l'équipement de la coque intérieure vers l'extérieur via elektrogermorazemov et les conclusions de ces pipelines, câbles et connecteurs électriques en enveloppe étanche au vide supplémentaire, en formant avec les portions adjacentes des coques intérieure et extérieure de la cavité étanche au vide fermée est équipée d'une soupape de dépression permet d'appareils réparables tout en réduisant le temps et les coûts de réparation et d'améliorer la sécurité de fonctionnement du dispositif et de l'ensemble du bateau dans son ensemble.

REVENDICATIONS

Dispositif pour le stockage et la fourniture de produits cryogéniques, comprenant un boîtier intérieur isolant logeant l'équipement de détection, enfermé dans une enveloppe extérieure étanche au vide avec sur lequel est installé un clapet d'évacuer des canalisations de remplissage et de vidange, la sécurité et la vanne d'arrêt, caractérisé en ce que lesdits conduits et les fils provenant de l'équipement de détection dans la zone entre les coques externe et interne sont localisées dans une zone qui est enfermée dans une enveloppe étanche au vide supplémentaire, en formant avec les portions adjacentes des coques intérieure et extérieure de la cavité étanche au vide fermée qui est munie d'une soupape à vide supplémentaire.

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Date de publication 26.02.2007gg