CZ79497A3 - Storage tank for gases - Google Patents

Storage tank for gases Download PDF

Info

Publication number
CZ79497A3
CZ79497A3 CZ97794A CZ79497A CZ79497A3 CZ 79497 A3 CZ79497 A3 CZ 79497A3 CZ 97794 A CZ97794 A CZ 97794A CZ 79497 A CZ79497 A CZ 79497A CZ 79497 A3 CZ79497 A3 CZ 79497A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
gas
sealing
pressure
concrete
cylindrical
Prior art date
Application number
CZ97794A
Other languages
English (en)
Inventor
Hartmut Dipl Ing Heidinger
Adolf Ing Rohrbacher
Gerhard Prof Dipl In Ruthammer
Original Assignee
Oemv Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oemv Ag filed Critical Oemv Ag
Publication of CZ79497A3 publication Critical patent/CZ79497A3/cs

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00Vessels not under pressure
    • F17C3/005Underground or underwater containers or vessels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C11/00Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01Shape
    • F17C2201/0104Shape cylindrical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/03Orientation
    • F17C2201/032Orientation with substantially vertical main axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05Size
    • F17C2201/052Size large (>1000 m3)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0604Liners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612Wall structures
    • F17C2203/0614Single wall
    • F17C2203/0619Single wall with two layers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612Wall structures
    • F17C2203/0626Multiple walls
    • F17C2203/0629Two walls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636Metals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0678Concrete
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/01Mounting arrangements
    • F17C2205/0123Mounting arrangements characterised by number of vessels
    • F17C2205/013Two or more vessels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03Mixtures
    • F17C2221/032Hydrocarbons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03Mixtures
    • F17C2221/032Hydrocarbons
    • F17C2221/033Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03Mixtures
    • F17C2221/032Hydrocarbons
    • F17C2221/035Propane butane, e.g. LPG, GPL
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107Single phase
    • F17C2223/0123Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036Very high pressure (>80 bar)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/04Reducing risks and environmental impact
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06Fluid distribution
    • F17C2265/068Distribution pipeline networks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0142Applications for fluid transport or storage placed underground
    • F17C2270/0144Type of cavity
    • F17C2270/0147Type of cavity by burying vessels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0142Applications for fluid transport or storage placed underground
    • F17C2270/0144Type of cavity
    • F17C2270/0149Type of cavity by digging cavities

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

Tlakový zásobník pro skladované plyn
Oblast techniky - - L· ____ _ _
Vynález se týká tlakového zásobníku pro skladované plyny, zejména uhlovodíky, které jsou při pokojové teplotě a při atmosférickém tlaku v plynném stavu, například pro metan, etan, propan, butan a isobutan, přičemž zásobník má kovový těsnicí plást.
Dosavadní stav techniky
Plyny, zejména plyny udržované pod tlakem, mají široké uplatnění v průmyslu, řemeslných oborech a v domácnostech. V úvahu přicházejí plyny nej různějšího chemického složení, například oxid uhličitý, kyslík a také uhlovodíky, používané pro různé účely. Tyto plyny jsou zpravidla udržovány pod tlakem, takže je jednak možno v tlakové nádobě uchovat podstatně větší množství plynu a jednak je tlakovým rozdílem mezi zásobníkem a místem spotřeby zajištěna pro spotřebitele samočinná dodávka.
U energetických zdrojů se projevuje stálý odklon od využívání tuhých nositelů energie jako je dřevo nebo uhlí ke kapalným nositelům energie, například k ropným produktům, nebo k plynným nositelům energie. Z plynným nositelů energie jsou přednostně využívány ty z nich, u kterých při jejich spalování vznikají spaliny s jen malým obsahem oxidu uhličitého C02. I když technologie získávání vodíku z vody působením vysokých teplot již značně pokročily, není možné předpokládat v dohledné době větší uplatnění výsledků této technologie. Větší praktické využívání si však již získal v současné době tak zvaný zemní plyn, obsahující vysoký podíl, například přes 95 % metanu. Pro rozvod zemního plynu byly na pevnině položeny nadzemní nebo i podzemní plynovody, zatímco přeprava plynu po moři se zajištuje pomocí tankerů převážejících ztekucený plyn. V plynovodech se v úseku od vrtu ke sběrným stanicím udržuje zpravidla provozní tlak od 7,0 MPa do 10,0 MPa, aby se zajistilo přivedení plynu do sběrných stanic. Odsud se potom plyn přepravuje dálkovými plynovody pod tlakem kolem 7,0 MPa do rozvodných stanic, odkud se po dalším snížení tlaku až na 2,0 MPa přivádí k odběratelům, kterými jsou průmyslové podniky, domácnosti a dílny. Vyšší tlak v dálkových plynovodech slouží nejen k zajišťování pohybu plynu, ale umožňuje také zvýšení dopravní kapacity potrubí se stejnými geometrickými rozměry.
Zásobníky plynu mají podle svých velikostí různé úkoly. Jsou známy jednak tak zvané podzemní zásobníky, z nichž pórovité zásobníky jsou zpravidla vytvářeny v místě vytěženého ropného nebo plynového ložiska a kavernové zásobníky jsou získány uměle vytvořenými dutinami v zemi. Takové podzemní zásobníky pro zemní plyn mají výhodu, že přes poměrně malé nasazení strojní techniky se získávají velké objemy, takže je možno do nich vpravit množství plynu postačující k pokrytí spotřeby plynu průmyslové nebo obytné oblasti po dobu dvou až tří měsíců. Kromě takového dlouhodobého skladování v zásobnících jsou známa také další opatření, která berou v úvahu spotřebu na určitém místě a která odstraňují potřebu kladení potrubí s velkými průměry. Pokud s tím spotřebitel souhlasí, může se před místem spotřeby v obci nebo na sídlišti přidávat do plynu vzduch, aby se tlak zemního plynu zachoval na potřebné úrovni. Také je známo dopravovat ztekucený zemní plyn do jednotlivých obcí, na místě ho odpařovat a rozvádět. Tento ztekucený zemní plyn se zpravidla skladuje v obci v kulovitých nádržích, ve kterých je tlak mezi 3,0 MPa až 4,0 MPa. Další možnost spočívá v tom, že se vytvoří tak zvané nadzemní trubní zásobníky, přičemž pro zajištění zásobního objemu kolem 5 000 m3 je nutno vytvořit čtrnáct řad potrubí o délce od 150 m a průměru trub od 1,50 m. U těchto zařízení je provozní tlak 7,2 MPa. Takové typy zásobníků však mají mimořádně velké nároky na plochu, na které by byl tento rozměrný zásobník umístěn.
V energetice je také známo budovat vícepláštové plynotěsné zásobníky, přičemž pomocí vnitřní kovové vrstvy, která je často také nazývána těsnicím pláštěm a která přichází do styku s plynem, je zajištěno utěsnění zásobníku vůči okolní atmosféře, zatímco pro ochranu této vrstvy jak proti nadměrnému mechanickému namáhání, tak také proti příliš velkému vnitřnímu tlaku je vnější vrstva zásobníku tvořena opěrným prostředím, kterým může být například beton. Takové betonové zásobníky s těsnicím pláštěm jsou vytvořeny buď v kulovitém tvaru nebo ve válcovém tvaru s částečně kulovitými uzávěry. Výška válcové části tohoto zásobníku je přibližně rovna jeho průměru.
Z US-PS 5 207 530 je známa tankovací stanice pro výdej zemního plynu k pohonu motorových vozidel, jejíž tlakový zásobník plynu je tvořen troubami spojenými pomocí objímek se závitem a uzavřenými na spodním konci hlavicí se závitem. Trouby tohoto typu jsou známy z použití v ropném průmyslu. Takový zásobník může jednak skladovat jen malé množství plynu a jednak je možný odběr plynu z tohoto tlakového zásobníku za jednotku času jen poměrné malý, protože zásobník se v průběhu odběru plynu ochlazuje a je proto nutno vyčkat, až se zásobník opět zahřeje příjmem tepla ze svého okolí. Řešení podle vynálezu vychází z tohoto nejbližšího stavu techniky, představovaného obsahem US-PS 5 207 530.
Úkolem vynálezu je vyřešit konstrukci tlakového zásobníku plynu, zejména plynných uhlovodíků, který by byl vhodný především pro pokrytí špičkového odběru plynu a měl přitom kapacitu kolem 50 000 m3 při co nejmenších nárocích na plochu pozemku. Dalším úkolem vynálezu je využití takového způsobu výroby tlakového zásobníku, který by vycházel z dosud známých a osvědčeným postupů a který by měl zvláště vysokou bezpečnost, aby tak nebylo nutno provádět žádná významnější opatření proti protržení tlakového zásobníku ani při vysokých tlacích, například při 30,0 MPa nebo 50,0 MPa. Dále má být zajištěna možnost plynulého odběru také velkých množství plynu ze zásobníku.
Podstata vynálezu
Tyto úkoly jsou vyřešeny tlakovým zásobníkem pro skladované plyny, které jsou při pokojové teplotě a atmosférickém tlaku v plynném stavu, například metan, etan, propan, butan a isobutan, mající kovový a v podstatě válcový těsnicí plášé, přiléhající zprostředkovaně a/nebo bezprostředně na opěrné prostředí, například na beton, a opatřený výlučně ve své horní koncové oblasti přívody a odvody, zejména společný přívod a odvod plynu, přičemž tlakový zásobník, tvořený válcovým těsnicím pláštěm, je umístěn v terénu kolmo na vodorovnou rovinu, zejména v podstatě svisle. Podstata vynálezu spočívá v tom, že u tlakového zásobník činí poměr průměru k maximální délce válcového kovového těsnicího pláště nejméně 1:100, zejména nejméně 1:500, a spodní oblast těsnicího pláště je uzavřena nerozebratelně zejména betonem. Tím, že je tlakový zásobník opatřen jak těsnicím pláštěm, který sám o sobě již může zachycovat velké tlaky, tak také opěrnou látkou, je možno zvládnout se značnou bezpečností i značně velké tlaky. Velkým poměrem maximální délky těsnicího pláště k jeho průměru je možno skladovat i v těsnicím plášti s poměrně malým průměrem značné množství plynu, přičemž potřeba místa je při uspořádání pláště v zemi a kolmo na vodorovnou rovinu, to znamená při jeho svislé poloze, mimořádně malá. Vytvořením přívodních a odebíracích potrubí v jeho horní koncové oblasti jsou požadavky na přídavná potrubí velmi nízké. Zásobník tohoto druhu může být vytvořen pomocí běžně užívané techniky, známé pro hotovení vrtů pro těžení zemního plynu a ropy, takže je možno se spolehnout na dosud známé a bezpečné technologie. Zvláště jednoduché konstrukční vytvoření vzniká v případě, jestliže se plyn přivádí do dutiny a odvádí z něj společným potrubím, propojeným s touto dutinou utěsněnými spoji. Takové konstrukční vytvoření bere v úvahu, že při přebytku plynu nemusí nutně být plyn ze zásobníku odebírán, ale že se za tohoto stavu může plyn do zásobníku pouze přivádět, zatímco při nedostatku plynu nemusí docházet k hromadění plynu uvnitř zásobníku a zvyšování jeho zásoby, ale jen k odběru plynu ze zásobníku. Jestliže je spodní část těsnicího pláště trvale a neuvolnitelně uzavřena například betonem, mohou se jednak používat běžné vrtací postupy a jednak se může uzavření spodní oblasti zásobníku, tedy spodního konce jeho těsnicího pláště, uskutečnit zvláště jednoduše, takže těsnost zásobníku je zajištěna zvláště jednoduchými postupy a prostředky. Tímto konstrukčním řešením je vytvořen tlakový zásobník, který může sahat do velkých hloubek, takže může zasahovat až do vrstev zemské kůry, kde se již vyskytují zvýšené teploty, takže pokles teploty provázející nutně každý oděr většího množství plynu se může kompenzovat rychlým přívodem tepla a v důsledku toho je možno ze zásobníku v krátké době odebírat značná množství plynu, protože u tohoto zásobníku se využívá geotermické energie.
Jestliže je těsnicí plášť vytvořen z řady za sebou uspořádaných a mezi sebou uvolnitelně a plynotěsně spojených trub, které jsou spolu přímo sešroubovány zejména pomocí kuželových závitů, může se tlakový zásobník podle vynálezu vytvořit ze známých dopravních trub pro zemní plyn nebo ropu, přičemž při vytváření tlakového zásobníku podle vynálezu se uplatní všechny montážní technologie používané při ropném těžařství.
Je-li podle jiného výhodného provedení vynálezu těsnicí plášť vytvořen ve válcovém prostoru, zejména ve válcovém prostoru dalšího těsnicího pláště a je-li prostor mezi těsnicími plášti vyplněn opěrnou látkou, získá se zvláště bezpečný vícevrstvý zásobník.
Jestliže je druhý těsnicí plášť vytvořen z trubních úseků, spojených mezi sebou zejména plynotěsně, především spojených přímo mezi sebou sešroubováním, je možno vytvořit také vnější troubu pomocí zvláště bezpečné a již dlouhou dobu využívané techniky.
Pokud je v dalším výhodném provedení vynálezu opěrným prostředím alespoň částečně zemina, pak je možno těsnicí plášť uložit přímo do vyvrtané díry, takže odpadají další přídavné pracovní operace, přičemž podle pevnosti okolní zeminy v tlaku je možno také předpokládat velkou možnost zachycování tlakových sil.
Jestliže je opěrným prostředím alespoň částečně beton, jsou vytvořeny předpoklady pro zvláště jednoduchý výrobní postup, při kterém se tekutá betonová směs vytlačuje z vnitřního prostoru trouby na její vnější stranu do mezery mezi vnější plochou trouby a vnitřní plochou vrtu a dále e vytlačuje nahoru a tím se dosahuje vysoká pevnost betonu v tlaku a tím také schopnost zachycovat velké tlakové síly.
Je-li opěrným prostředím alespoň částečně kapalina, může se například tlakovým zatížením kapaliny vyvinout vysoký protitlak na těsnicí plášť.
V případě, kdy je opěrné prostředí ve formě kapaliny udržován pod menším tlakem než je tlak skladovaného plynu, dosáhne se jednak zamezení úniku kapaliny netěsnostmi do dutého prostoru uvnitř těsnicího pláště a jednak se snadno zjistí místa netěsností unikáním plynu a tím tvorbou plynových bublin v kapalině.
Jestliže je v prostoru vymezeném těsnicím pláštěm uloženo reverzně působící je možno přídavně i při předem daném množství plynu.
adsorpční činidlo pro skladované plyny, pro zvýšení skladovací kapacity tlakem objemu dosáhnout ještě dalšího zvětšení
Je-li těsnicí plášť uzavřen na svém spodním konci betonovou zátkou, ukončující délku těsnicího pláště, umístěného uvnitř dalšího těsnicího pláště, přičemž oba těsnicí pláště jsou ve své části v mezeře mezi sebou utěsněny těsnicím prvkem, vytvořeným zejména ve formě prstence z pružného materiálu, je dosaženo bezpečného utěsnění zásobníku plynu. Při výskytu poruch, například při vzniku netěsných míst ve vlastním tlakovém zásobníku, může být tento těsnicí prvek bez potřeby dalších vrtacích prací dotažen.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude dále objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 schéma uspořádání tlakového zásobníku, obr. 2 a 3 svislé řezy tlakovým zásobníkem s válcovým těsnicím pláštěm, obr. 4 vodorovný řez tlakovým zásobníkem s třemi vnitřními válcovými těsnicími plášti, obr. 5 řez spodním uzávěrem těsnicího pláště a obr. 6 řez plynotěsným spojem trub.
Příklady provedení vynálezu
Ve schematickém zobrazení na obr. 1 je zemní plyn z plynovodu 1 s provozním tlakem 6,5 až 7,0 MPa přiváděn přes první ventil 2 a přes první regulátor 2 tlaku, ve kterém se tlak plynu redukuje v závislosti na tom, zda je plyn dále přiváděn do oblastních regulačních stanic nebo ke spotřebiteli na 2,5 až 4,0 MPa nebo na 2,0 MPa. Z regulační stanice pro regulaci tlaku je plyn veden ke spotřebiteli 4, například k plynové turbině lokálního zařízení pro výrobu elektřiny. Druhá větev plynového vedení, odbočující z dálkového plynovodu 1., je opatřena druhým ventilem 5, kompresorem 6, například šroubovým kompresorem, ze kterého se plyn přivádí přes třetí ventil 2 a čtvrtý ventil 8. do tlakového zásobníku 9. Z tohoto tlakového zásobníku 9 se plyn opět přivádí přes čtvrtý ventil 8 a pátý ventil 10 do druhého regulátoru 11 tlaku a ke spotřebiteli 4.
V průběhu průměrného odběru plynu proudí zemní plyn z dálkového plynovodu 1 prvním ventilem 2 a prvním regulátorem 3 tlaku ke spotřebiteli 4. Současně je zemní plyn veden přes druhý ventil 5, kompresor 6, ve kterém se tlak zemního plynu zvýší z 6,5 až 7,0 MPa na 25,0 MPa, potom přes třetí ventil 7 a čtvrtý ventil 2 do tlakového zásobníku 9.
Při špičkovém odběru se ke spotřebiteli 4 přivádí zemní plyn z dálkového plynovodu 1 prvním ventilem 2 a prvním regulátorem 2 tlaku. Současně se při uzavřeném třetím ventilu 7 přivádí z tlakového zásobníku 9 přes čtvrtý ventil 2 a pátý ventil 10 do druhého regulátoru 11 tlaku, ve kterém se tlak kolem 26,0 MPa redukuje na pracovní tlak u spotřebitele 4. Na spodním konci tlakového zásobníku 9, sahajícího do značné hloubky, například 500 m nebo také 2 000 m, má okolní materiál zvýšenou teplotu, takže tepelný deficit se může odebíráním plynu rychle vyrovnávat a tím je možno odebírat větší množství plynu za jednotku času. V této situaci se odebírá kromě zemního plynu z dálkového plynovodu 1 i další množství zemního plynu z tlakového zásobníku 9, které se přivádí ke spotřebiteli 4. Při tomto uspořádání je možno zamezit poklesu tlaku plynu u spotřebitele 4, aniž by dálkový plynovod 1 musel mít větší kapacitu.
Tlakový zásobník, zobrazený na obr. 2, je opatřen těsnicím pláštěm 12 s vnitřním průměrem kolem 50,8 cm, vytvořeným z jednotlivých trub majících vždy jeden hrdlový konec a jeden zasouvací zúžený konec a délku podle třídy 2 API (Amerického ropného institutu), to znamená mezi 8,5 m a 10,5 m.
Jak je patrno z obr. 6, je možno vzájemným spojováním takto vytvořených trub dosáhnout jejich plynotěsného spojení. Celková délka svisle uspořádaného těsnicího pláště 12 je 1 500 m. Těsnicí plášť 12 je uložen ve válcovém vrtu 13., jehož vnější průměr je kolem 76,2 cm. Dutina mezi těsnicím pláštěm 12 a válcovým vrtem 13 je vyplněna betonem 14. Až do hloubky kolem 500 m je vytvořen další betonový vnější plášť 15. Válcový vrt 13 se může vytvořit některým ze známých způsobů hloubkového vrtání pomocí příklepového hlubinného vrtacího zařízení, přičemž do vrtu se spouští těsnicí plášť 12, kterým se současně přivádí tekutá betonová směs do mezery mezi těsnicím pláštěm 12 a válcovým vrtem .13. Při použití těsnicího pláště 12 s vnitřním průměrem 50,8 cm a délkou 1500 m je k dispozici geometrický objem kolem 300 m3. Jestliže se vytvoří dva takové tlakové zásobníky vedle sebe, jejichž těsnicí plášť je vždy obklopen vlastní vrstvou betonu 14 tvořící opěrné prostředí, vzniká dvojitý tlakový zásobník s kapacitou kolem 150 000 mJ při tlaku 25,0 MPa. Je-li zemní plyn udržován v tlakovém zásobníku pod tlakem 25,0 MPa, je možno v kaž- - * 7 dem takovém zásobníku s geometrickým objemem 300 mJ skladovat 75 000 m3 plynu.
V příkladu zobrazeném na obr. 3 má těsnicí plášť 12. vnitřní průměr 40,6 cm a je obklopen další kovovou troubou druhého těsnicího pláště 16 s vnitřním průměrem 50,8 cm. Dutina mezi prvním těsnicím pláštěm 12 a druhou kovovou troubou druhého těsnicího pláště 16 je vyplněna kapalnou látkou
17, zejména vodou s inhibitorem koroze. Mezera je rovněž vytvořena jako plynotěsná a plyn se může odvádět ventilem
18, takže je možno například při úniku plynu těsnicím pláštěm je možno tuto skutečnost zjistit. Další možnost spočívá v tom, že se na horním prstencovém konci 19 mezery osadí průzory 20., kterými se může jednak osvětlovat její vnitřní prostor a jednak je možno sledovat stoupání plynových bublin. Celková délka těsnicích plášťů činí 2 250 m, zatímco opěrná kapalná látka 17 sahá pouze do hloubky kolem 1 400 m a potom již od hloubky 1 400 m do hloubky 2 250 m je opěrné prostředí tvořeno betonem 21. V horní oblasti až do hloubky 500 m je opět vytvořen betonový betonový vnější plášť 15. Druhý těsnicí plášť 16 je přídavně obklopen betonem 14 , sloužícím rovněž jako opěrné prostředí. Beton 33 nacházející se uvnitř a vné druhého těsnicího pláště 16 uzavírá tento druhý těsnicí plášť 16 zdola a je ukončen před vnitřním prvním těsnicím pláštěm 12. takže mezi nimi je vytvořen prostor vyplněný plynem. Utěsnění vnitřního prvního těsnicího pláště 12 vůči vnějšímu těsnicímu plášti 16 je provedeno pružným prstencem 32 s těsnicími břity, takže spodní uzávěr tlakového zásobníku je vytvořen betonem .33. Takto vytvořený zásobník plynu má geometrický objem kolem 330 m3, přičemž při tlaku 25,0 MPa v něm může být uskladněno 82 400 m3 plynu.
Na obr. 4 je znázorněno další příkladné provedení zásobníku ve vodorovném řezu. Druhá kovová trouba 16 slouží jako nádoba pro kapalnou látku 17, ve které jsou uloženy tři první těsnicí pláště 12, oddělené od sebe opěrnou kapalnou látkou 17. Takové příkladné uspořádání je zvláště vhodné pro skladování plynu při vysokém tlaku nebo za teplot, odlišujících se výrazně od normální teploty. Přitom je možno jednak působit na opěrnou kapalnou látku 17 vysokým protitlakem, působícím opačným tlakem na první těsnicí plášť 12 a majícím o něco nižší hodnotu než tlak v prvních těsnicích pláštích 12., takže je možno zjistit netěsnost tím, že dochází k unikání plynu do kapaliny. Kromě toho existuje také možnost chlazení zásobníku, takže je tímto jednoduchým opatřením umožněno skladování také kapalných plynů.
Na obr. 5 je zobrazena spodní oblast prvního těsnicího pláště 12. kam se přes zpětný ventil 22 vpravuje beton 14. Tento beton 14 se nachází také bezprostředně nad zpětným ventilem 22., přičemž uzávěr je dále směrem nahoru tvořen zátkou 23 s těsnicími břity 24 působícími jako labyrintové těsnění.
V příkladu na obr. 6 je znázorněna dvojice konců trub 27. 28, tvořená hrdlovým koncem 25 a zúženým koncem 26.· Každá trouba 27, 28 je opatřena jedním hrdlovým koncem 25 a jedním zúženým koncem 26 f takže mohou být mezi sebou spojovány přímým sešroubováním pomocí kuželových závitů 29. Pro utěsnění trubních spojů slouží kuželové těsnicí plochy .30, 31. přičemž v sešroubovaném stavu trub 27., 28 je těsnicí plocha 31 zúženého konce 26 přitlačována na těsnicí plochu 31 hrdlového konce 25 těsnicí plochou 30.
Trouby jsou zpravidla vyrobeny z oceli, mohou však být vyrobeny z jiných kovů podle požadavků na odolnost proti korozi.
Tlakový zásobník podle vynálezu je vhodný nejen pro zemní plyn, ale také pro jiné plyny a nejen jen pro pokrytí spotřebních špiček. V takových zásobnících se může skladovat například kyslík, oxid uhličitý, dusík a podobně, zejména je-li v průmyslových zařízeních k dispozici pro zřízení takových tlakových zásobníků pouze pouze velmi málo místa.
Jako adsorpční činidla jsou vhodné materiály jako je aktivní uhlí, křemelina, kovy, roztoky a podobně.

Claims (9)

1. Tlakový zásobník pro skladované plyny, zejména uhlovodíky, které jsou při pokojové teplotě a atmosférickém tlaku v plynném stavu, například metan, etan, propan, butan a isobutan, mající kovový a v podstatě válcový těsnicí plášť (12, 16), přiléhající zprostředkovaně a/nebo bezprostředně na opěrné prostředí (14), například na beton, a opatřený výlučně ve své horní koncové oblasti přívody a odvody, zejména společným přívodem a odvodem plynu, přičemž tlakový zásobník, tvořený válcovým těsnicím pláštěm (12, 16), je umístěn v terénu kolmo na vodorovnou rovinu, zejména v podstatě svisle, vyznačující se tím, že poměr průměru k maximální délce válcového kovového těsnicího pláště (12, 16) je nejméně 1:100, zejména nejméně 1:500, a spodní oblast těsnicího pláště (12, 16) je uzavřena nerozebratelně zejména betonem.
2. Tlakový zásobník pro skladované plyny podle nároku 1, vyznačující se tím, že těsnicí plást (12, 16) je tvořen skupinou trub (27, 28), uspořádaných za sebou a bezprostředně spolu spojených uvolnitelnými a plynotěsnými spoji, vytvořenými pomocí zejména do sebe zašroubovaných kuželových závitů.
3. Tlakový zásobník pro skladované plyny podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že alespoň jeden těsnicí plášť (12) je umístěn ve válcovém prostoru, zejména uvnitř druhého válcového těsnicího pláště (16), a v meziprostoru mezi těsnicími plášti (12, 16) je umístěno opěrné prostředí (17) .
4. Tlakový zásobník pro skladované plyny podle nároku 3, vyznačující se tím, že další kovový těsnicí plášť (16) je vytvořen z dílčích trubních úseků, spojených vzájemně zejména plynotěsně, především přímo mezi sebou sešroubovaných.
5. Tlakový zásobník pro skladované plyny podle nároků 1 až 4,vyznačuj ící se tím, že opěrné prostředí (17) je tvořeno alespoň částečně zeminou.
6. Tlakový zásobník pro skladované plyny podle nároků 1 až 5,vyznačuj ící se tím, že opěrné prostředí je tvořeno alespoň částečně kapalinou (17).
7. Tlakový zásobník pro skladované plyny podle nároku 6, vyznačující se tím, že kapalina (17) tvořící opěrné prostředí je pod tlakem menším než je tlak skladovaného plynu.
8. Tlakový zásobník pro skladované plyny podle nároků 1 až 7,vyznačující se tím, že v prostoru vytvořeném těsnicím pláštěm (12) je umístěno reverzně působící adsorpční činidlo.
9. Tlakový zásobník pro skladované plyny podle nároků 1 až 8,vyznačující se tím, že další těsnicí plášť (16) je na svém spodním konci uzavřen betonem, který je ukončen před koncem těsnicího pláště (12), umístěného uvnitř dalšího těsnicího pláště (16), přičemž těsnicí pláště (12, 16) jsou vůči sobě plynotěsně utěsněny pomocí těsnicího prvku (32), zejména prstence z pružného materiálu.
CZ97794A 1996-03-18 1997-03-14 Storage tank for gases CZ79497A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0050396A AT404247B (de) 1996-03-18 1996-03-18 Druckbehälter für zu speichernde gase

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ79497A3 true CZ79497A3 (en) 1997-10-15

Family

ID=3492337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ97794A CZ79497A3 (en) 1996-03-18 1997-03-14 Storage tank for gases

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0801261A3 (cs)
AT (1) AT404247B (cs)
CZ (1) CZ79497A3 (cs)
HU (1) HU219730B (cs)
SK (1) SK34497A3 (cs)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY208813A (en) * 2018-03-19 2025-05-29 Cleantech Geomechanics Inc System and method for compressed air energy storage
US10995906B1 (en) * 2020-07-30 2021-05-04 Energia de Septiembre LLC Underground hydrogen storage vessel

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1289684A (cs) * 1968-11-12 1972-09-20
FR2657677B1 (fr) * 1990-02-01 1993-10-22 Application Gaz Recipient pour gaz liquide, incorpore ou non dans un appareil d'utilisation.
US5333465A (en) * 1992-04-30 1994-08-02 Mcbride Terry R Underground storage system for natural gas
US5207530A (en) * 1992-07-29 1993-05-04 Halliburton Company Underground compressed natural gas storage and service system
US5411098A (en) * 1993-11-09 1995-05-02 Atlantic Richfield Company Method of stimulating gas-producing wells

Also Published As

Publication number Publication date
EP0801261A3 (de) 1998-10-07
EP0801261A2 (de) 1997-10-15
HUP9700601A3 (en) 1998-12-28
SK34497A3 (en) 1997-11-05
HU219730B (hu) 2001-07-30
AT404247B (de) 1998-09-25
HUP9700601A2 (hu) 1998-10-28
HU9700601D0 (en) 1997-05-28
ATA50396A (de) 1998-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5207530A (en) Underground compressed natural gas storage and service system
US4232983A (en) Offshore submarine storage facility for highly chilled liquified gases
US6116290A (en) Internally insulated, corrosion resistant pipeline
EP0251917B1 (fr) Procédé de surveillance de l'étanchéité d'un stockage et dispositif de stockage pour le mettre en oeuvre
CN104379440A (zh) 运输压缩气体的船
KR20130113320A (ko) 굴착식 지하 가스 저장 시스템
RS67217B1 (sr) Podzemni skladišni sistem za skladištenje fluida
US3381523A (en) Method and apparatus for supplying gas under pressure
US20090282839A1 (en) Apparatus and method of storing and transporting a gas
CZ79497A3 (en) Storage tank for gases
WO1982001408A1 (en) Hazardous materials control
KR200486929Y1 (ko) 배관용 퍼지장치
CN105600197B (zh) 用于海上油气田的隔离式水下柔性储存装置
Wordu et al. Estimation of boil-off-gas BOG from refrigerated vessels in liquefied natural gas plant
Mandryk et al. Increase of the technogenic and ecological safety of the natural gas transportation due to displacement of explosive mixtures with nitrogen
WO1999064293A1 (en) Arrangement for minimizing the explosion potential in moored turrets for hydrocarbon storage vessels
US3283512A (en) Earthen storage for volatile liquids and method of constructing the same
Mohitpour et al. The design and engineering of cross-country hydrogen pipelines
US20160101842A1 (en) Fuel transfer and storage systems and methods
US4859116A (en) Leak containment storage facility
US3163013A (en) Storage of low pressure gases
RU89505U1 (ru) Хранилище газов в горных выработках - "вниигаз"
US3358703A (en) Method for sealing leaks
US20250020257A1 (en) Fluid transfer system, swivel joint device including such a system, stack of swivel joint devices and fluid exploitation installation
CA1115970A (en) Offshore submarine storage facility for highly chilled liquified gases

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic