Способ наполнения сосуда сжатым газом

ОЛ ИСАНИЕ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11744186 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ к авт. св полнител 1) М. лПриоритет Опубликов 53) УДК 621.59 (088.8) ллетень24ия 10.07,80 0,06.80,лам изобретений атхрытии ата опубликования опис 2) Автор изобретения Заявител НИЯ СОСУДА СЖАТЫМ ГАЗОМ) СПОСОБ НА газа по достижении предельных давления и (или) температуры и ожидая в перерывах, пока газ охладится и его давление снизится.Известен способ наполнения предварительным охлаждением подаваемого в сосуд газа в низкотемпературной холодильной установке, посредством которой, понизив начальную температуру газа, можно пропорционально снизить и среднюю конечную температуру газа в сосуде;Наиболее близок к предлагаемому способ, О сущность которого состоит в подаче сжатогогаза в сосуд до получения заданного давления и последующее охлаждение газа и сосу, да путем дросселирования сжатого газа и направление его на обдувание наполняемого сосуда снаружи с целью ускорить охлаждение нагретого газа в сосуде 21.Однако наружный обдув сосуда не решает проблемы быстрого охлаждения газа в сосуде ввиду малого коэффициента тепло- отдачи внутри сосуда и совсем не пригоден о для сосудов, покрытых снаружи тепловойизоляциеи.Цель изобр етических затра Изобретение относится к технологии наполнения сосудов сжатыми газами и может использоваться в тех областях техники, где требуется наполнять сосуды, преимущественно средней и большой емкости, сжатым газом (сжимаемой жидкостью), особенно при средних и высоких давлениях.Известны способы наполнения сосудов сжатыми газами путем нагнетания газа начальной температуры через входной патрубок в сосуд до момента получения в нем конечного давления, после чего подачу газа в сосуд прекращают 11.Поскольку в процессе повышения давления газ в сосуде сжимается в условиях недостаточного отвода тепла через стены сосуда, средняя конечная температура газа в сосуде поднимается выше начальной температуры подаваемого газа, в связи с чем параметры газа в сосуде отклоняются от номинальных.Чтобы закачать в сосуд номинальную массу газа, когда начальная температура близка к температуре окружающей среды, наполнение сосуда большой емкости проводят в несколько этапов, прекращая подачу етения - уменьшение энергт на охлаждение.744186Указанная цель достигается тем, что в процессе наполнения вводится новая операция изобарного вытеснения сжатого нагретого газа из сосуда через выходной патрубок посредством подачи в сосуд сжатого газа начальной температуры через входной па -бт-ру ок, осуществляемая при неизмененном давлении газа в сосуде, т,е. без сжатия газа, В результате нагретый газ замещается подаваемым газом, и средняя температура газа в сосуде стремится к начальной температуре. Кроме того, предлагается вытесненный 1 газ охлаждать при постоянном давлении и возвращать в сосуд.В самом невыгодном случае полного перемешивания газа в сосуде йз него вытесняется нагретый газ, разбавляемый газом начальной температуры, и после смены объема газа в сосуде разность между средней температурой газа в сосуде и начальной температурой уменьшается (например, после трехкратной смены газа в сосуде нагрев газа уменьшае ся в 8 раз).20Из опы ов известно, что при подаче газа в нижнюю часть сосуда порции газа, подвергшиеся наибольшему сжатию и имеющие самую высокую температуру, остаются в верхних зонах, вследствие чего в газе возникают и долго существуют значительные разности температур. Поэтому для уменьшения необходимой кратности обмена до 1,5-2 газ следует подавать в нижнюю часть сосуда с небольшой скоростью, а выпускаемый газ забирать сверху из зоны повышенной температуры. В наполненный сосуд 1 с входным патрубком 2 и выходным патрубком 3, который закрыт вентилем (или клапаном) 4, по наполнительному трубопроводу 5 подают сжатый газ начальной температуры. После достижения в сосуде заданного давления начи-, нают операцию изобарного вытеснения нагретого газа из сосуда: открывают вентиль 4 Ои начинают выпускать газ из сосуда в таком количестве, чтобы при продолжающейся подаче газа через патрубок 2 давление газа в сосуде не понижалось. В простейшем вариан.те нагретый газ из сосуда дросселируют вентилем 6 в атмосферу или в газгольдер с подачей необходимой массы сжатого газа по трубопроводу 5. В простейших вариантах применения выпускаемый из сосуда нагретый газ просто дросселируют в атмосферу или в газогольдер.Энергетически выгодно, не снижая давления вытесняемого из сосуда сжатого газа, охлаждать его в теплообменнике до начальной температуры и возвращать в сосуд с помощью циркуляционного насоса, компенсирующего только гидравлические Потери. Таксо ю циркуляцию с охлаждением целесообак49 разно начинать с появлением нагретогогаза" в сосуде при давлении, меньшем конечного, и продолжать одновременно с подачей газа в сосуд, проводя операции изобарного вытеснения и охлаждения при медленно расту щем давлении в сосуде. полнения с циркуляцией и охлаждением в последней ступени компрессорной установки. Энергетически выгоднее, не снижая давления вытесняемого газа, охлаждать его в теплообменнике 7 хладагентом 8 до начальной температуры и циркуляционным насосом 9 возвращать газ в сосуд 1. Когда начальная температура газа близка к температуре окружающей среды, дляциркуляции и охлаждения (водой) нагретого газа, вытесняемого из сосуда через вентиль, используют концевой охладительО ипоследнюю ступень 11 компрессорной установки, если, закрыв вентиль 12 и открыт вентиль 13, подавагь сжатый газ в сосуд через ресивер 14 из предпоследней ступени 15до наибольшего допустимого в ней давления. Когда при этом давлении весь газ в сосуде имеет начальную температуру, дальнейшее повышение давления со степеньюбсжатия последней ступени если таковое тр -)треуется, приводит только к малому росту температуы в сосуде,Если циркуляцию с охлаждением продолжают и после достижения в сосуде предельного давления, то последующая подача сжатого газа по трубопроводу 5 компенсирует только увеличение массы газа в сосуде в связи с понижением его температуры.По схеме, представленной на фиг. 2,поставленная цель достигается без дополнительного оборудования и с потерями эне -гии только на циркуляцию газа.РВместо специально установленных теплообменника и циркуляционного насоса длясосуда газаОхлаждения вытесняемого из соиногда рационально использовать концев ",х адитель и последнюю ступень наполнинцевои,тельной компрессорной установки, нагнетая газ в сосуд из предпоследней ступени сначальной температурой, близкой к температуре среды.ф . 1 представлена схема наполнеИния с независимыми теплообменником и ику ционным насосом; на фиг. 2 - схема на. Формула изобретения 1. Способ наполнения сосуда сжатым газом, включающий подачу сжатого газа начальной температуры в сосуд и последующее охлаждение нагретого сжатого газа, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергетических затрат на охлаждение, охлаждение газа осуществляют путем изобарного вытеснения нагретого сжатого газа сжатым газом начальной температуры,174418 5 2. Способ по п, 1, отличающийся тем, что вытесненный газ охлаждают при постоянном давлении и возвращают в сосуд. Источники информации,принятые во внимание при экспертизес льш митета откры ая наул. Редактор В. Романенко Заказ 377917 ЦНИИПИ по д 113035, Мо Филиал ПППТи Государс елам изоб ква, Ж -Патент, ставитель Г. хред К. Шуф раж 57 твенного ко ретений н 35, Раушск г. Ужгород,нскаяКорректор М. ВигПодписноеСССРийд. 4/5Проектная, 4