Хранение криопродуктов

Производство и потребление больших количеств жидких криогенных продуктов вызывает необходимость создания хранилищ, предназначенных для накопления, хранения и выдачи потребителю криопродуктов как в жидком, так и в газообразном виде.

Трудности, возникающие при хранении и выдаче криопродуктов, в первую очередь вызваны малой теплотой испарения криожидкостей, относительно узким диапазоном температур и давлений, при которых они находятся в жидком состоянии, малыми теплоемкостями и малыми теплотами фазовых переходов. Следствием этого является интенсивное испарение жидких криопродуктов даже при малых теплопритоках. Поэтому высококачественная теплоизоляция является непременным условием длительного и надежного хранения жидких криопродуктов.

На рис. 6 показано простое типовое хранилище с необходимой инфраструктурой для выдачи криопродукта потребителю. Основным функциональным элементом хранилища являются криогенные резервуары.

Для комплектования хранилищ и других криогенных систем в России производятся криогенные резервуары достаточно широкой номенклатуры (см. таблицу 2). На рис. 7 представлена конструктивная схема резервуара РЦВ-63/0,5 (Р- резервуар, Ц – цилиндрический, В – вертикальный, 63 - номинальный объем в м³, 0,5 – рабочее давление в МПа). Резервуар состоит из внутреннего сосуда 3 и наружного кожуха 4. Внутренний сосуд и кожух установлены на соосно расположенных трубчатых опорах 1, 8, опирающихся на фундамент. На внутреннем сосуде смонтирована в виде матов слоисто-вакуумная теплоизоляция. Для достижения и поддержания в изоляционном пространстве давления 10^-2 … 10^-3 Па на внутреннем сосуде имеются три кармана, в которых размещаются адсорбционные вакуумные насосы. Для обеспечения перевозок к месту монтажа резервуар имея соответствующие опорные и силовые элементы. На рис. 8 (а) показан резервуар РЦГ-50/0,5; на рис. 8 (б) – резервуар сферический РС, а на рис. 33.9 представлен рабочий момент монтажа резервуара РС-1400 (резервуар сферический).

Тепловая изоляция криогенного оборудования. Основой теплоизолирования современного криогенного оборудования является применение вакуумных систем теплоизолирования. Классическая техника теплоизолирования, основанная на использовании газонаполненных материалов типа шлаковой ваты, легких порошков, отвержденных пен в современном криогенном оборудовании находит ограниченное применение. Криогенные резервуары вместимостью 3 и 8 м³ имеют порошково-вакуумную изоляцию; межстенное пространство заполняется перлитом и вакуумируется до давления 10 Па. Криогенные резервуары большей вместимости имеют экранно-вакуумную изоляцию. Экранно-вакуумная изоляция отличается от порошково-вакуумной изоляции тем, что вместо порошка используется упорядоченная система экранов, разделенных прокладками из малотеплопроводного материала (например, из стекло….), при давлении не выше 10^-2 Па. Такая изоляция получила название слоисто-вакуумной теплоизоляции (СВТИ).

В качестве экранного материала применение полиэфирная пленка с нанесением на ее обе стороны слоя алюминия толщиной 500 А⁰ (1А⁰ = 10^-10 м или = 10^-7 мм). На рис. 33.10 показаны уровни эффективности СВТИ по зависимостям теплового сопротивления теплоизоляции от количества отражающих экранов.

Видно, что слоисто-вакуумная изоляция является весьма перспективной для дальнейшего совершенствования систем хранения криогенных продуктов.