Криогенный резервуар

 

Изобретение относится к криогенной технике. Цель изобретения - повышение устойчивости формы сосуда за счет его разгрузки от усилий натяжения растяжек, удерживающих сосуд от смещений в кожухе. Для этого сосуд снабжен открытыми в межстенную полость трубчатыми стойками, на выступающих нижних концах которых закреплены опорные фланцы, а внутри по центру пропущены растяжки, каждая из которых связана своей головкой с верхним торцом стойки, проведена без контакта со стенками через втулочную теплоизолирующую опору и упруго, при посредстве набора тарелочных пружин, закреплена во втулке кожуха, на верхнем конце которой также закреплен опорный фланец, а внешний, заглушенный донышком, конец жестко связан с рамным основанием при помощи косынок. Внутри сосуда стойки связаны между собой и ребрами жесткости поперечными и продольными фермами. При этом сосуд разгружается от усилий растяжек, а кожух от всех нагрузок сосуда, за счет чего удается значительно снизить материалоемкость резервуара. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к теплоизолированным резервуарам для перевозки и хранения сжиженных газов.

Известен транспортный резервуар для перевозки и хранения сжиженных газов, содержащий внешний кожух и внутренний сосуд, установленный в первом на стеклотекстолитовых втулочных опорах и удерживаемый от вертикальных и продольных перемещений растяжками, одни концы которых закреплены на сосуде, а другие - на кожухе, при этом в межстенной полости резервуара расположена вакуумно-порошковая теплоизоляция [1].

Недостатком этого резервуара является нагружение сосуда усилиями натяжения растяжек, что вызывает необходимость введения мощных грузовых поясов, воспринимающих реакции опор, значительные по величине, ввиду незначительной протяженности их опорных поверхностей.

Целью изобретения является повышение устойчивости сосуда за счет его разгрузки от усилий натяжения растяжек.

Цель достигается тем, что сосуд снабжен открытыми в межстенную полость трубчатыми стойками, на выступающих нижних концах которых закреплены опорные фланцы, а внутри по центру пропущены растяжки, каждая из которых связана своей головкой с верхним торцом стойки, проведена без контакта со стенками через втулочную опору сосуда и упруго закреплена во втулке кожуха, на верхнем конце которой в межстенной полости также закреплен опорный фланец, а внешний нижний заглушенный конец жестко связан с рамным основанием резервуара. Стойки внутри сосуда связаны между собой и ребрами жесткости последнего фермообразными конструкциями.

Отличительные признаки заявленного технического решения и преимущества, обеспечиваемые ими в сравнении с прототипом. 1. Сосуд снабжен открытыми в межстенную полость трубчатыми стойками, на выступающих нижних концах которых закреплены опорные фланцы.

Стойки вварены в стенки сосуда вверху и внизу и выполняют роль элементов жесткости, удерживающих поперечное сечение сосуда от искажений. Но кроме того и в основном они воспринимают и передают на теплоизолирующие опоры все нагрузки, приходящиеся на сосуд, давая возможность выполнять его силовые пояса менее металлоемкими за счет "подвески" сосуда на вдвое большем количестве участков поверхности, имеющих к тому же и большую протяженность. 2. Внутри стоек по центру пропущены растяжки, каждая из которых связана своей головкой с верхним торцом стойки, проведена без контакта со стенками через втулочную опору сосуда и упруго закреплена во втулке кожуха.

Растяжки удерживают сосуд от вертикальных перемещений путем осевого силового замыкания стоек, втулочных опор и втулок кожуха между собой. Таким образом сосуд разгружается от усилий натяжения растяжек, которые теперь передаются со стоек на втулочные опоры и замыкаются на фланцах втулок кожуха. При заполнении межстенной полости резервуара порошковой теплоизоляцией заполняются через открытые верхние отверстия и трубчатые стойки, причем порошок проникает до глухого торца втулок кожуха, теплоизолируя растяжки на всей их длине, что обеспечивает минимальные теплопритоки по ним как по твердому телу, так и излучением. 3. На верхнем конце каждой втулки кожуха в межстенной полости также закреплен опорный фланец, а нижний внешний заглушенный конец жестко связан с рамным основанием резервуара.

Вес криопродукта, залитого в сосуд, и вес самого сосуда через фланцы и втулки кожуха передаются непосредственно на основание, а вес кожуха приплюсовывается к ним ниже фланцев. Причем кожух оказывается полностью разгруженным от первых двух и усилия натяжения растяжек. Поэтому его внутреннее оребрение может быть рассчитано только на устойчивость от атмосферного давления, а значит быть значительно менее материалоемким. Зато основание должно иметь повышенную жесткость и устанавливаться без перекосов, так как иначе может произойти перераспределение усилий между опорами. В этом случае наилучшим является основание коробчатой формы. 4. Стойки внутри сосуда связаны между собой и ребрами жесткости последнего фермообразными конструкциями.

Система таких связей внутри сосуда образует козловую ферму, способную сохранять пространственную форму как самого сосуда, так и присоединенного к нему основания, наподобие упомянутого коробчатого.

Технических решений с признаками, сходными или аналогичными признакам, отличающим заявленное техническое решение от прототипа, не обнаружено, значит можно сделать вывод, что оно обладает существенными отличиями и новизной.

На фиг. 1 изображен криогенный резервуар; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Криогенный резервуар содержит внешний кожух 1 и внутренний сосуд 2, в межстенной полости между ними размещены вакуумно-порошковая теплоизоляция 3, система трубопроводов (не показана) и втулочные опоры 4 сосуда. Последний взаимодействует с ними через фланцы 5 трубчатых стоек 6, пропущенных через сосуд и вваренных в его стенки. Опоры 4 базируются на фланцах 7 втулок 8, но вваренных уже в стенки кожуха 1. Снизу втулки 8 герметично заглушены донышками 9, а к их наружным цилиндрическим поверхностям приварены косынки 10, соединяющие кожух 1 с рамным основанием 11. Внутри стоек 6, опор 4 и втулок 8 кожуха без контакта с их стенками пропущены растяжки 12, опирающиеся своими головками 13 на верхние торцы 14 стоек. Фланцы 5 и 7, а также торцы 14 перфорированы и таким образом не препятствуют соединению полостей стоек, опор и втулок кожуха с межстенной полостью резервуара. На каждую растяжку 12 снизу надет набор тарельчатых пружин 15, упирающихся в обратные стороны фланцев 7 и при посредстве гаек 16, осуществляющих заданные усилия натяжения растяжек. Для монтажа растяжек в верхней стенке кожуха прорезаны технологические отверстия 17, закрытые приварными крышками 18. Внутри сосуда стойки 6 соединены между собой и его ребрами 19 поперечными 20 и продольными 21 фермами.

Резервуар собирают следующим образом.

Кожух 1 без приваренных днищ устанавливают горизонтально и в него вводят сосуд 2, выдерживая между их нижними стенками увеличенный зазор. На фланцы 7 втулок 8 кожуха устанавливают втулочные теплоизолирующие опоры 4 и аккуратно опускают сосуд до соприкосновения фланцев 5 стоек 6 сосуда с ними. Из межстенного пространства удаляют механизм удержания сосуда в приподнятом положении. Через отверстия 17 в стойки вводят растяжки 12, ориентируя их по центральным отверстиям торцов 14 и фланцев 7. Через открытые нижние отверстия втулок 8 на растяжки надевают наборы тарельчатых пружин 15 и навинчивают гайки 16, создавая требуемое натяжение растяжек 12. Устанавливают и приваривают криволинейные днища кожуха 1, донышки 9 и крышки 18. Собранный резервуар переносят на рамное основание и соединяют их между собой, приваривая косынки 10 к последнему. Производят заполнение межстенной полости теплоизолирующей порошковой смесью при посредстве вакуума, создаваемого в ней. Благодаря тому, что торцы 14 и фланцы 7 перфорированы, происходит заполнение внутренних полостей стоек 6, опор 4 и втулок 8, а после откачки воздуха из межстенной полости резервуара в ней и упомянутых полостях образуется вакуумно-порошковая теплоизоляция.

В процессе хранения и транспортировки криопродуктов, нагрузки от их веса и веса сосуда воспринимаются внутренним каркасом, состоящим из стоек 6, ребер 19 жесткости сосуда и фермами 20 и 21. Каркас через опоры 4 и втулки 8 передает эти нагрузки с добавляющимся к ним весом кожуха непосредственно на рамное основание 11, которое при правильной установке равномерно распределяет их по опорной поверхности. Если же основание не плотно прилегает к этой поверхности, нагрузка перераспределяется на точки контакта, вызывая напряженное состояние внутреннего каркаса сосуда.

Предложенная конструкция резервуара обеспечивает разгрузку сосуда от усилий натяжения растяжек, а кожуха - от всех усилий кроме его собственного веса и давления атмосферы. Кроме того устойчивость сосуда повышается и за счет введения в него внутреннего каркаса и увеличения вдвое числа поверхностей, воспринимающих его вес. Все это исключает необходимость создания мощных силовых поясов в местах расположения опор и закрепления растяжек, а значит снижает материалоемкость резервуара.

Формула изобретения

1. КРИОГЕННЫЙ РЕЗЕРВУАР для перевозки и хранения сжиженных газов, содержащий установленный на рамном основании внешний кожух, помещенные в нем внутренний сосуд и вакуумную теплоизоляцию, расположенную в межстенной полости, втулочные опоры сосуда из низкотеплопроводного материала, систему растяжек с упруго закрепленными концами, удерживающих сосуд от смещения в кожухе, и трубопроводы, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости сосуда, сосуд снабжен герметично вваренными в в его стенки, проходящими через его внутреннее пространство и открытыми в межстенную полость резервуара трубчатыми стойками, на выступающих нижних концах которых закреплены опорные фланцы, внутри по центру стоек пропущены растяжки, каждая из которых связана своей головкой с верхним торцом стойки, расположена на расстоянии от стенок во втулочной опоре сосуда и закреплена посредством втулки в кожухе, при этом верхний конец втулки расположен в межстенной полости и имеет опорный фланец, а внешний конец жестко связан с рамным основанием резервуара и выполнен заглушенным.

2. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что он снабжен ребрами жесткости и стойки внутри сосуда связаны между собой и ребрами жесткости посредством фермообразных конструкций.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2