ES2831180T3 - Depósito de almacenamiento de fluido licuado - Google Patents

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Pierre Briend
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Abstract

Depósito de almacenamiento de fluido licuado que comprende una pared de almacenamiento (1) cuya superficie interna delimita un volumen de almacenamiento para fluido licuado, y una pared externa (5) dispuesta de manera espaciada alrededor de la pared de almacenamiento (1), manteniéndose el espacio entre dichas paredes (1, 5) a vacío a una presión inferior a la presión atmosférica y comprendiendo una capa aislamiento térmico (6), comprendiendo el depósito un intercambiador enfriador (2) del fluido contenido en el depósito para, en especial, condensar vapores de dicho fluido, comprendiendo el intercambiador enfriador (2) una masa de metal (3), especialmente de aluminio, hallándose la masa (3) en contacto y fijada en la superficie externa de la pared de almacenamiento (1), caracterizado por que, en la masa de metal, está integrado al menos un conducto (4) de un circuito de fluido caloportador para enfriar dicha masa (3) y por que la masa (3) está unida a la pared (1) externa y al (los) conducto(s) (4) por colada de metal en forma líquida a temperatura de fusión sobre la pared de almacenamiento (1) y alrededor del o los conductos (4), es decir, el o los conductos (4) están embebidos en la masa (3), estando la masa sobremoldeada sobre la pared (1) externa y los conductos (4).

Description

DESCRIPCIÓN
Depósito de almacenamiento de fluido licuado
La presente invención concierne a un depósito de almacenamiento de fluido licuado, así como a un dispositivo de refrigeración que comprende tal depósito.
Más en particular, la invención concierne a un depósito de almacenamiento de fluido licuado que comprende una pared de almacenamiento cuya superficie interna delimita un volumen de almacenamiento para fluido licuado, comprendiendo el depósito un intercambiador enfriador del fluido contenido en el depósito para, en especial, condensar vapores de dicho fluido.
La invención concierne especialmente a un depósito de fluido criogénico destinado a almacenar un gas o mezcla de gases a baja temperatura, por ejemplo criogénica, especialmente xenón o cualquier otro gas del aire u otro.
Los depósitos criogénicos generalmente comprenden una estructura de doble pared que comprende un vacío de aire (por ejemplo, una presión de 10-4 mbar) entre las dos paredes y un aislante térmico (por ejemplo, una capa de perlita y/o un aislamiento multicapa).
En especial cuando el gas almacenado es relativamente costoso y para evitar liberar gases en la atmósfera, se conoce prever un intercambiador de calor de enfriamiento para condensar los vapores producidos en el depósito (cf. el documento EP 2618038 A). El documento WO 2010/127671 describe un depósito de almacenamiento de fluido licuado que comprende una pared de almacenamiento que puede ser enfriada.
Las soluciones conocidas, sin embargo, aumentan la complejidad, el coste y la ocupación de espacio de las instalaciones.
Es una finalidad de la presente invención paliar la totalidad o parte de los inconvenientes del estado de la técnica anteriormente apuntados.
Para este fin, el depósito según la invención, conforme por otro lado con la definición de la reivindicación 1, se caracteriza esencialmente por que el intercambiador enfriador comprende una masa de metal, especialmente de aluminio, en la que está integrado al menos un conducto de un circuito de fluido caloportador para enfriar dicha masa y por que la masa se halla en contacto y fijada en la superficie externa de la pared de almacenamiento.
Por otro lado, formas de realización de la invención pueden incluir una o varias de las siguientes características:
- la masa se halla en contacto y fijada en la superficie externa de la parte superior de la pared de almacenamiento,
- la masa se halla en contacto con la pared de almacenamiento en una superficie comprendida entre 0,04 y 4 m2,
- la masa tiene un volumen que constituye entre 8 y 10000 kg,
- la masa tiene una capacidad calorífica específica (densidad multiplicada por capacidad calorífica a presión constante) comprendida entre 7 y 9000 kJ.m-3.K-1 y una conductividad térmica comprendida entre 180 y 220 W.m-1.K-1,
- la masa está unida a la pared externa y conducto(s) por colada de metal en forma líquida a temperatura de fusión sobre la pared de almacenamiento y alrededor del o los conductos, es decir, el o los conductos están embebidos en la masa, estando la masa sobremoldeada sobre la pared externa y los conductos,
- el depósito incluye al menos una placa metálica fijada a la superficie externa de la pared de almacenamiento y emergente transversalmente respecto a esta pared, comprendiendo la al menos una placa al menos una curvatura o corte, estando la masa sobremoldeada sobre la porción de pared externa que comprende la o las placas, es decir, la o las placas están embebidas en la masa,
- el depósito incluye una pared externa dispuesta de manera espaciada alrededor de la pared de almacenamiento, manteniéndose el espacio entre dichas paredes a vacío a una presión inferior a la presión atmosférica y comprendiendo una capa aislamiento térmico,
- el depósito incluye uno o varios conductos que realizan varios lazos o zigzags en el seno de la masa, - la placa emergente transversalmente significa que la placa no es completamente paralela a la superficie externa de la pared, por ejemplo, la placa es perpendicular a la superficie externa de la pared en el lugar que se considere,
- el depósito incluye un circuito de fluido que comprende una conducción de extracción de fluido contenido en el volumen delimitado por la pared de almacenamiento y una conducción de retorno de fluido hacia el volumen delimitado por la pared de almacenamiento,
- la conducción de extracción comprende un intercambiador de recalentamiento del fluido extraído, y por que la conducción de retorno comprende un intercambiador enfriador del fluido devuelto al depósito,
- las conducciones de extracción y de retorno están unidas a una aplicación o un órgano de purificación del fluido del depósito determinando un lazo de circulación para el fluido en el que el fluido es extraído por intermedio de la conducción de extracción, purificado en la aplicación o el órgano de purificación y devuelto al depósito por intermedio de la conducción de retorno.
Asimismo, la invención concierne a un dispositivo de refrigeración de un aparato usuario por trasvase de frigorías entre un fluido licuado y dicho aparato usuario, comprendiendo el dispositivo un depósito de almacenamiento de fluido licuado que almacena un fluido criogénico de entre: xenón, neón o cualquier otro fluido criogénico, un circuito de trasvase de fluido desde y hacia el depósito que comprende un sistema de conducciones y de válvulas, siendo el depósito conforme a una cualquiera de las características señaladas anteriormente o a continuación, incluyendo el dispositivo una fuente de fluido caloportador tal como nitrógeno líquido, estando unido el al menos un conducto del circuito de fluido caloportador a dicha fuente de fluido caloportador.
Asimismo, la invención puede concernir a todo dispositivo alternativo que comprenda toda combinación de las características señaladas anteriormente o a continuación, dentro del ámbito de las reivindicaciones.
Otras particularidades y ventajas se irán poniendo de manifiesto con la lectura de la descripción subsiguiente, llevada a cabo con referencia a las figuras, en las cuales:
la figura 1 representa una vista en sección vertical, esquemática y parcial que ilustra un ejemplo de realización de un depósito según la invención,
la figura 2 representa una vista en sección vertical, esquemática y parcial, que ilustra la utilización de un depósito conforme a la figura en una instalación,
la figura 3 representa una vista en sección vertical, esquemática y parcial, de la parte superior de un depósito del tipo de aquel de la figura 1 según una forma ventajosa de realización, y
la figura 4 representa una vista en perspectiva de la parte superior de la pared de almacenamiento del depósito del tipo de aquel de la figura 4 según una forma ventajosa de realización.
El depósito de almacenamiento de fluido licuado representado en la figura 1 convencionalmente comprende una pared de almacenamiento 1, por ejemplo de forma general cilíndrica, cuya superficie interna delimita un volumen de almacenamiento para fluido licuado (fluido criogénico almacenado en equilibrio líquido/gas).
Como seguidamente se describe con referencia a la figura 2, preferentemente, la pared de almacenamiento 1 puede estar alojada en una pared externa 5 con un sistema de aislamiento entre las paredes 1,5 (vacío y capa de aislante térmico). La pared de almacenamiento 1, asimismo, puede estar alojada en un recinto a vacío o una atmósfera fría que permita aislar al máximo fluido almacenado de las entradas de calor.
El depósito tiene, por ejemplo, un volumen de 50 a 1000 litros, por ejemplo 300 litros. El depósito puede almacenar, en especial, xenón en fase líquida a una temperatura de -101 °C bajo 1,5 bares absolutos (en equilibrio difásico líquido-gas). Por ejemplo, el depósito almacena 200 kg de xenón.
Comprendiendo el depósito un intercambiador enfriador 2 del fluido contenido en el depósito para condensar vapores de dicho fluido.
De acuerdo con una particularidad ventajosa, el intercambiador enfriador 2 comprende una masa de metal 3, por ejemplo aluminio, en la que está integrado al menos un conducto 4 de un circuito de fluido caloportador para enfriar dicha masa 3. La masa 3 se halla en contacto y fijada en la superficie externa de la pared de almacenamiento 1. Es decir, la condensación de los vapores presentes dentro del almacenamiento delimitado por la pared 1 se realiza sin necesidad de prever un trasvase de los vapores al exterior de la pared de almacenamiento 1.
Así, esta organización determina un condensador que permite licuar o volver a licuar (e incluso solidificar) el fluido criogénico del depósito de manera segura y controlada sin circuito anexo. El fluido “caliente” no es ni aspirado ni dirigido a un circuito de enfriamiento externo. Los vapores son condensados en el mismo sitio directamente en el depósito, cuya pared de almacenamiento 1 se enfría a temperatura controlada y hace las funciones de superficie de intercambio térmico.
Igualmente, de acuerdo con esta organización, ya no es necesario prever un intercambiador de condensación en el interior de la pared de almacenamiento 1.
Como se ilustra en las figuras, la masa 3 se halla en contacto y fijada preferentemente sobre la parte superior de la pared de almacenamiento 1.
Este intercambiador de calor 2 puede estar soldado o colado directamente sobre la cara externa de la pared de almacenamiento 1. La pared de almacenamiento 1 (de acero inoxidable, acero o cualquier otro material adecuado) se enfría directamente y transmite sus frigorías a los vapores que contiene.
Esto crea un proceso de condensación que moviliza naturalmente el fluido dentro del volumen de almacenamiento (en particular, si el intercambiador se ubica en la parte superior). Esto genera un ahorro energético.
El intercambiador 2 comprende, por ejemplo, uno o varios serpentines 4 (conductos tubulares) integrados en la masa 3 o matriz que presenta una gran conductividad térmica. Por ejemplo, en la masa 3 se integran dos circuitos paralelos de conductos 4.
Por ejemplo, la masa 3 puede comprender un bloque macizo de aluminio (o cualquier otro metal o aleación adecuada).
Por esta masa es pasante (por intermedio de los conductos 4) un fluido frigorígeno puesto en circulación por unas canalizaciones 4 implantadas en su seno. Así, este fluido caloportador de refrigeración puede extraer tantas calorías a la masa 3 instalada y a la pared 1 del depósito como necesita para vaporizarse y recalentarse hasta su temperatura de salida.
Esta arquitectura aumenta significativamente la flexibilidad de utilización de tal depósito y, en especial, del intercambiador de calor con respecto a la técnica anterior.
El rango de presión de servicio del intercambiador se ve ampliado significativamente en comparación con cualquier otro intercambiador.
En efecto, es posible hacer funcionar este intercambiador 2 en un margen muy amplio de temperaturas, por ejemplo de 4,5 K a 300 K, debido a su gran inercia térmica.
De este modo, fijar este parámetro equivale, por otra parte, a escoger la temperatura que interese en la pared de almacenamiento 1 del depósito (y recíprocamente).
En el caso de un almacenamiento de xenón, preferentemente, la temperatura mínima recomendada para la masa es de -110 °C (temperatura del punto triple del xenón).
De esta manera, el rango de temperatura posible para la pared 1 enfriada se extiende del valor del punto triple del condensado hasta aquel dado por la presión máxima admitida. El fluido frigorígeno se elige en consecuencia.
Este fluido caloportador puede ser, por ejemplo, el nitrógeno líquido a -188 °C (85 K), por ejemplo a un caudal de 1 gramo por segundo. A la salida de la masa, el nitrógeno puede ser vaporizado (temperatura, por ejemplo, de -103 °C (170 K).
La estructura del intercambiador permite adaptar asimismo la potencia del intercambio térmico, definida por la diferencia entre temperatura de cambio de estado del fluido caliente en el depósito delimitado por la pared 1 y la temperatura de la masa 3. Esta potencia es también dependiente del caudal de fluido caloportador.
Además, la capacidad calorífica del conjunto (pared 1 y masa 3 enfriada) confiere una inercia térmica considerable al sistema. Esto permite garantizar la estabilidad de temperatura y, por tanto, de presión dentro del depósito. Con carácter general, la considerable cantidad de frigorías almacenada en el seno del conjunto asegura la estabilidad térmica del sistema.
De este modo, la invención permite controlar y pilotar la potencia del intercambio térmico. Además, la invención permite incrementar sensiblemente la energía frigorífica almacenada en los materiales, lo cual permite anular el impacto de cualquier perturbación térmica.
De acuerdo con las aplicaciones, la masa 3 se halla en contacto con la pared de almacenamiento 1 en una superficie comprendida entre 0,04 y 4 m2.
Igualmente, la masa 3 puede tener un volumen que constituye de 8 a 10000 kg.
La masa 3 tiene una capacidad térmica que puede estar comprendida entre 7 y 9000 kJ.m-3.K-1 y una conductividad térmica comprendida entre 180 y 220 W.m-1.K-1.
La masa 3 está preferentemente unida a la pared externa 1 y al (los) conducto(s) 4 por colada de metal en forma líquida a temperatura de fusión sobre la pared de almacenamiento 1 y alrededor del o los conductos 4. Es decir, el o los conductos 4 están embebidos en la masa 3, estando la masa sobremoldeada directamente sobre la pared externa 1 y los conductos 4.
Como se ilustra en la figura 3, la superficie superior de la pared de almacenamiento 1 puede incluir al menos una placa metálica 7 fijada (por ejemplo, por soldadura) a la superficie externa de la pared de almacenamiento 1 y emergente transversalmente respecto a esta pared 1. Comprendiendo estas placas 7 al menos una curvatura o corte (cf. figura 4). La masa 3 está sobremoldeada sobre la porción de pared 1 externa que comprende la o las placas 7. Las placas 7 están embebidas en la masa (3) y, por intermedio de su forma no rectilínea (ganchuda, por ejemplo) se encargan de un enganche mecánico entre la masa 3 y la pared de almacenamiento 7, en particular, en caso de dilataciones diferenciales entre estos dos elementos.
Como se ilustra esquemáticamente en la figura 2, el depósito comprende preferentemente una pared externa 5 dispuesta de manera espaciada alrededor de la pared) de almacenamiento. El espacio entre dichas paredes 1, 5 se mantiene a vacío a una presión inferior a la presión atmosférica y alberga una capa aislamiento térmico 6.
Además, el depósito puede incluir un circuito de fluido que comprende una conducción de extracción de fluido (8) contenido en el volumen delimitado por la pared de almacenamiento 1 y una conducción de retorno de fluido 9 hacia el volumen delimitado por la pared de almacenamiento 1.
Estas dos conducciones 9, 8 pueden estar unidas a una aplicación o un órgano de purificación 12 del fluido almacenado en el depósito. En el caso en que esta aplicación o este órgano de purificación 12 funcione a temperaturas relativamente más elevadas que la temperatura de almacenamiento del fluido en el depósito, la conducción de extracción 8 puede comprender un intercambiador de recalentamiento 10 del fluido extraído y la conducción de retorno 9 puede comprender un intercambiador enfriador 11 del fluido devuelto al depósito. Es decir, las conducciones de extracción 8 y de retorno 9 están unidas a la aplicación o al órgano de purificación 12 determinando un lazo de circulación para el fluido en el que el fluido es extraído y recalentado (vaporizado) por intermedio de la conducción de extracción 8, purificado en el órgano de purificación y enfriado (condensado) y devuelto al depósito por intermedio de la conducción de retorno 9.
Por supuesto, el depósito puede comprender un sistema de válvulas y, en especial, válvulas de seguridad, no representadas por motivos de simplificación.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Depósito de almacenamiento de fluido licuado que comprende una pared de almacenamiento (1) cuya superficie interna delimita un volumen de almacenamiento para fluido licuado, y una pared externa (5) dispuesta de manera espaciada alrededor de la pared de almacenamiento (1), manteniéndose el espacio entre dichas paredes (1, 5) a vacío a una presión inferior a la presión atmosférica y comprendiendo una capa aislamiento térmico (6), comprendiendo el depósito un intercambiador enfriador (2) del fluido contenido en el depósito para, en especial, condensar vapores de dicho fluido, comprendiendo el intercambiador enfriador (2) una masa de metal (3), especialmente de aluminio, hallándose la masa (3) en contacto y fijada en la superficie externa de la pared de almacenamiento (1), caracterizado por que, en la masa de metal, está integrado al menos un conducto (4) de un circuito de fluido caloportador para enfriar dicha masa (3) y por que la masa (3) está unida a la pared (1) externa y al (los) conducto(s) (4) por colada de metal en forma líquida a temperatura de fusión sobre la pared de almacenamiento (1) y alrededor del o los conductos (4), es decir, el o los conductos (4) están embebidos en la masa (3), estando la masa sobremoldeada sobre la pared (1) externa y los conductos (4).
2. Depósito según la reivindicación 1, caracterizado por que la masa (3) se halla en contacto y fijada en la superficie externa de la parte superior de la pared de almacenamiento (1).
3. Depósito según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que la masa (3) se halla en contacto con la pared de almacenamiento (1) en una superficie comprendida entre 0,04 y 4 m2.
4. Depósito según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la masa (3) tiene un volumen que constituye entre 8 y 10000 kg de metal.
5. Depósito según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la masa (3) tiene una capacidad calorífica específica (densidad multiplicada por capacidad calorífica a presión constante) comprendida entre 7 y 9000 kJ.m-3.K-1 y una conductividad térmica comprendida entre 180 y 220 W.m-1.K-1.
6. Depósito según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que incluye al menos una placa metálica (7) fijada a la superficie externa de la pared de almacenamiento (1) y emergente transversalmente respecto a esta pared (1), comprendiendo la al menos una placa (7) al menos una curvatura o corte, estando la masa (3) sobremoldeada sobre la porción de pared (1) externa que comprende la o las placas (7), es decir, la o las placas (7) están embebidas en la masa (3).
7. Depósito según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que incluye uno o varios conductos (4) que realizan varios lazos o zigzags en el seno de la masa (3).
8. Depósito según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que incluye un circuito de fluido que comprende una conducción de extracción de fluido (8) contenido en el volumen delimitado por la pared de almacenamiento (1) y una conducción de retorno de fluido (9) hacia el volumen delimitado por la pared de almacenamiento (1).
9. Depósito según la reivindicación 8, caracterizado por que la conducción de extracción (8) comprende un intercambiador de recalentamiento (10) del fluido extraído y por que la conducción de retorno (9) comprende un intercambiador enfriador (11) del fluido devuelto al depósito.
10. Depósito según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado por que las conducciones de extracción (8) y de retorno (9) están unidas a una aplicación o un órgano de purificación (12) del fluido del depósito determinando un lazo de circulación para el fluido en el que el fluido es extraído por intermedio de la conducción de extracción (8), purificado en la aplicación o el órgano de purificación y devuelto al depósito por intermedio de la conducción de retorno (9).
11. Dispositivo de refrigeración de un aparato usuario por trasvase de frigorías entre un fluido licuado y dicho aparato usuario, comprendiendo el dispositivo un depósito de almacenamiento de fluido licuado que almacena un fluido criogénico de entre: xenón, neón o cualquier otro fluido criogénico, un circuito de trasvase de fluido desde y hacia el depósito que comprende un sistema de conducciones y de válvulas, caracterizado por que el depósito es conforme a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 y por que el dispositivo incluye una fuente de fluido caloportador tal como nitrógeno líquido, y por que el al menos un conducto (4) del circuito de fluido caloportador está unido a dicha fuente de fluido caloportador.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11035807B2 (en) * 2018-03-07 2021-06-15 General Electric Company Thermal interposer for a cryogenic cooling system
NO20201157A1 (en) * 2020-10-23 2022-04-25 Ic Tech As Improved cryogenic storage tank with an integrated closed cooling system
NO20201155A1 (en) * 2020-10-23 2022-04-25 Ic Tech As Improved cryogenic storage tank
CN215400017U (zh) 2021-03-11 2022-01-04 宁波睿骋电器有限公司 真空储物罐
FR3121731B1 (fr) * 2021-04-13 2023-02-24 Air Liquide Dispositif de stockage et de fourniture de fluide et véhicule, véhicule et procédé comportant un tel dispositif
KR102543574B1 (ko) * 2021-08-05 2023-06-20 주식회사 에프알디 고순도 제논 가스 이송을 위한 이충전 장치
DE102022107203A1 (de) * 2022-03-28 2023-09-28 Harburg-Freudenberger Maschinenbau Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung von Kühl- und/oder Extraktionsmitteln für mindestens eine Presse sowie Vorrichtung zum Pressen
KR102513987B1 (ko) * 2022-05-06 2023-03-27 에스탱크엔지니어링(주) 액화수소 저장탱크
KR102513985B1 (ko) * 2022-05-06 2023-03-24 에스탱크엔지니어링(주) 액화수소 저장탱크
KR102876821B1 (ko) * 2023-12-08 2025-10-30 정우이앤이 주식회사 Gm 극저온 쿨러 일체형 액화수소 저장 시스템 및 동 시스템을 포함하는 선박

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS555152A (en) * 1978-06-28 1980-01-16 Hitachi Ltd Production of heat exchanger
US5709203A (en) * 1992-05-07 1998-01-20 Aerospace Design And Development, Inc. Self contained, cryogenic mixed gas single phase storage and delivery system and method for body cooling, gas conditioning and utilization
US6012453A (en) * 1995-04-20 2000-01-11 Figgie Inernational Inc. Apparatus for withdrawal of liquid from a container and method
MX2009000686A (es) * 2006-07-25 2009-01-30 Shell Int Research Metodo y dispositivo para vaporizar una corriente de liquido.
FR2927146B1 (fr) * 2008-02-06 2010-03-26 Air Liquide Systeme de chauffage de stockages des gaz liquefies sous pression
JP5148319B2 (ja) * 2008-02-27 2013-02-20 三菱重工業株式会社 液化ガス再液化装置、これを備えた液化ガス貯蔵設備および液化ガス運搬船、並びに液化ガス再液化方法
DE102009020138B3 (de) * 2009-05-06 2010-12-02 Institut für Luft- und Kältetechnik gGmbH Verfahren zur Speicherung von Wasserstoff und Speicher für Wasserstoff
RU2564484C2 (ru) * 2011-04-14 2015-10-10 Нордик Ярдс Визмар Гмбх Резервуар для холодной или криогенной жидкости
FR2986061B1 (fr) 2012-01-19 2019-12-06 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L’Exploitation Des Procedes Georges Claude Installation et procede pour fournir du xenon liquide
DE202012004987U1 (de) * 2012-05-11 2012-09-12 Ziemann + Bauer GmbH Transportbehälter für unter Überdruck stehende Fluide

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CN108040488B (zh) 2020-04-10

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