Способ использования резервного подземного хранилища сжиженного природного газа

Способ использования резервного подземного хранилища сжиженного природного газа

Реферат

Изобретение относится к способам подземного резервирования сжиженного природного газа (СПГ), а именно к экономичным, пожаро- и взрывобезопасным подземным хранилищам (ПХ), и может быть использовано для накопления и хранения (выдачи) СПГ при перебоях в поставке сетевого природного газа (ПГ) или же при перебоях в поставке (подвозе) СПГ.

Актуальность данной проблемы доказана перебоями в снабжении сетевым газом, которые в последнее время встречаются все чаще из-за выхода из строя трубопроводов, выработавших свой ресурс.

Прототипом заявляемого изобретения является способ использования подземного хранилища сжиженного природного газа (ПХ СПГ), осуществляемый в устройстве [1] - Патент РФ №2232342, МПК⁷ F17С 1/00, В65G 5/00, 10.07.2004 г., Бюл. №19.

Способ использования ПХ СПГ по [1] состоит в заполнении ПХ сжиженным природным газом, его хранением и выдачей СПГ на поверхность потребителю насосным способом, при поддержании в ПХ гарантированного избыточного давления ПГ.

При всех достоинствах использования [1], а именно

- исключен прямой контакт ПХ СПГ с атмосферой, чем обуславливают постоянно снижающиеся потери СПГ от испарения;

- полным заглублением ПХ СПГ достигают высокую степень пожаро- и взрывобезопасности как в эксплуатационных условиях, так и при авариях и различных техногенных воздействиях;

- глубоким заглублением ПХ СПГ достигают экологическую безопасность при длительных сроках хранения СПГ и эксплуатации хранилища, так как не допускают выход нулевой изотермы на поверхность земли,

в то же время, при хранении СПГ, как и во всех хранилищах, в ПХ также происходит испарение криогенной жидкости, а это в свою очередь недопустимо при длительных сроках хранения.

Данный недостаток ставит задачу постоянной компенсации потерь хранимого сжиженного природного газа от теплопритоков из окружающей среды.

Указанная задача достигается тем, что в известном способе [1] использования ПХ СПГ, состоящем в заполнении подземного хранилища СПГ, его хранении и выдачи СПГ на поверхность потребителю (например, насосным способом), при поддержании в ПХ гарантированного избыточного давления ПГ, резервное ПХ СПГ располагают возле (вблизи) потребителя ПГ со своим расходным хранилищем СПГ и используют выдаваемый расходным хранилищем СПГ для пополнения испарившегося в подземном хранилище СПГ, а испарившийся в ПХ природный газ направляют через дополнительный регазификатор потребителю ПГ, а при выдаче СПГ для его регазификации используют регазификатор отключенного в это время расходного хранилища СПГ, при этом поддержание гарантированного избыточного давления ПГ в резервном ПХ осуществляют через дополнительный регазификатор.

Реализация способа использования резервного подземного хранилища сжиженного природного газа в совокупности с вышеизложенными признаками (ограничительными и отличительными признаками формулы изобретения) является новым для подземных хранилищ СПГ и, следовательно, соответствует критерию "новизна".

Вышеприведенная совокупность отличительных признаков неизвестна на данном уровне развития техники и не следует из общеизвестных правил конструирования хранилищ СПГ и их вспомогательного оборудования, что доказывает соответствие критерию "изобретательский уровень".

Конструктивная реализация хранилищ СПГ с указанной совокупностью существенных признаков не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, откуда следует соответствие критерию "промышленная применимость".

Схема, поясняющая сущность предложенного способа, представлена на чертеже - устройство, реализующее способ.

На чертеже представлены расположенные на поверхности земли 1 наземное расходное хранилище СПГ и находящееся невдалеке резервное ПХ СПГ 3 с криогенными жидкостными и газовыми трубопроводами 3, расположенными в технологической шахте с лестницей и герметичными люками. Выход вентиля наполнения-выдачи 5 СПГ расходного хранилища 2 соединен криогенным трубопроводом с запорным вентилем 6 (вход СПГ в испаритель 7) и с вентилем наполнения-выдачи 8 СПГ подземного хранилища. Газовый трубопровод ПХ СПГ 3 через дополнительный регенератор 9 подсоединен к газораспределительному пункту (ГРП) 10 потребителя (например, газовой котельной или газовой электростанции с утилизацией теплоты в систему отопления и горячего водоснабжения). Выход регенератора 7 также подсоединен к ГРП 10 потребителя 11.

Работа по предложенному способу использования резервного ПХ СПГ заключается в следующих 3-х режимах.

1. При работе потребителя 11 на СПГ расходного хранилища 2

СПГ из расходного хранилища 2 через вентиль 5 и вентиль 6 направляют в регазификатор 7, в котором он испаряется, подогревается почти до температуры окружающей среды, далее природный газ направляют в ГРП 10 потребителя 11. При этом вентиль 8 ПХ СПГ 3 закрыт, а испарившиеся в ПХ СПГ 3 пары поступают через дополнительный регазификатор 9 и из него также поступают в ГРП 10 потребителя 11. Давление в паровой области ПХ СПГ 3 будет равно давлению после регазификатора 7, поддержание этого давления осуществляют обратным потоком природного газа через дополнительный регазификатор 9.

2. При работе потребителя 11 на СПГ расходного хранилища 2 с пополнением СПГ в резервном ПХ СПГ 3

В этом режиме вентиль 6 закрыт, а СПГ из расходного хранилища 2 через открытые вентили 5 и 8 направляют в ПХ СПГ 3, пополняя его запас криогенной жидкости. При этом пары СПГ через дополнительный регазификатор 9, в котором они подогреваются почти до температуры окружающей среды, и поступают в ГРП 10 потребителя 11.

3. При работе потребителя 11 на СПГ резервного ПХ СПГ 3

В этом режиме вентиль 5 расходного хранилища 2 закрыт, а СПГ из подземного хранилища 3 направляют через открытые вентили 8 и 6 в регазификатор 7, из которого испарившийся и нагретый газ направляют в ГРП 10 потребителя 11. При этом наддув ПХ СПГ 3 осуществляют обратным потоком природного газа через дополнительный регазификатор 9 до давления, равного давлению перед ГРП 10.

Таким образом, реализация предложенного способа позволяет постоянно пополнять ПХ СПГ запасом криогенной жидкости попутно с работой потребителя от расходного хранилища СПГ. И в то же время позволяет при перебоях в поставках (подвозе) СПГ потребителю (или же многим потребителям) работать на резервном природном газе из ПХ СПГ.

По сравнению с использованием наземного хранилища СПГ использование резервного ПХ СПГ позволяет

- обеспечение пожаро- и взрывобезопасности ПХ СПГ;

- обеспечение постоянно снижающихся (со временем хранения) теплопритоков к ПХ СПГ и его более эффективного хранения.

Применение предложенного способа использования резервного ПХ СПГ позволяет хранить СПГ любое время (при длительных сроках хранения) и обеспечивает постоянную компенсацию потерь хранимого сжиженного природного газа со снижающимися по времени потерями СПГ на испарение.

1. Способ использования резервного подземного хранилища сжиженного природного газа, состоящий в заполнении подземного хранилища сжиженным природным газом, его хранении и выдачи на поверхность потребителю, при поддержании в подземном хранилище гарантированного избыточного давления природного газа, отличающийся тем, что резервное подземное хранилище сжиженного природного газа располагают возле потребителя природного газа со своим расходным хранилищем сжиженного природного газа и используют выдаваемый расходным хранилищем сжиженный природный газ для пополнения испарившегося в резервном подземном хранилище сжиженного природного газа, а испарившийся в подземном резервном хранилище природный газ направляют через дополнительный регазификатор потребителю природного газа.

2. Способ использования резервного подземного хранилища сжиженного природного газа по п.1, отличающийся тем, что при выдаче сжиженного природного газа потребителю для его регазификации используют регазификатор отключенного в это время расходного хранилища сжиженного природного газа, а поддержание гарантированного избыточного давления природного газа в резервном подземном хранилище осуществляют через дополнительный регазификатор.