Підземне сховище для зрідженого газу

1. Підземне сховище для зрідженого газу, що включає бетонний резервуар для газу, оточений ущільнюючою масою, яке відрізняється тим, що як бетонний резервуар містить глибокий бетонний котлован, виконаний з можливістю опускання на його дно саркофага з радіоактивними будівлями, а як ущільнюючу масу містить натуральне, природне середовище, яке розташоване із зовнішньої сторони резервуара і знаходиться при температурі нижче -4 °С. U 1 3 27108 4 підходить до неї. Альтернативою зазначеним шарі землі, вихрових явищ, що виникають у підземним сховищам є зариті в землю резервуари. повітряному середовищі при випарі заражених Відомо [патент RU, №2232342, вод, а так само обмеження подальшого розкиду опубл.10.07.2004] [4] підземне сховище зрідженого радіоактивних елементів за межі Чорнобильської природного газу (ЗПГ) на основі несучого зони, у тому числі на території інших країн. При бетонного резервуару, оснащеного цьому на перше місце виходять технології по трубопроводами для наповнення - видачі СПГ. забезпеченню "енергонезалежності Резервуар розташований нижче рівня землі, на життєдіяльності в умовах замкнутого середовища і позначці, що попереджає замерзання землі; при діяльності високотехнологічного економічно цьому резервуар оснащений технологічною ефективного промислового комплексу. шахтою, яка теплоізолює трубопроводи. Верх Відомий металевий кріогенний резервуар, що резервуара покритий (засипаний) містить подвійну металеву стінку з теплоізоляційним матеріалом. екрановакуумною або порошково-вакуумною Започатковувалися спроби використання теплоізоляцією і системою кріогенних бетонного облицювання в скельних сховища х, трубопроводів із запірною і регулюючою причому для герметизації сховища вводять арматурою [А.с. СРСР №374482, Кл F17С3/08, ізоляцію в бетонне облицювання, чи, у деяких 20.03.1973, Бюл. №15] [6]. випадках, безпосередньо в скельну породу. Недоліками відомого пристрою за [6] Експерименти показали, що за рахунок різних являється: усадок при охолодженні виникають проблеми - складність і недоцільність виготовлення зчеплення різних матеріалів, у результаті чого резервуарів великого обсягу через різке виникає високий ризик порушення ізоляції. збільшення їхньої вартості; Слід зазначити, що Чорнобильська техногенна - низька надійність вакуумної теплоізоляції катастрофа, яка відбулась 26 квітня 1986 року (особливо резервуарів великої ємності) і постійна поставила перед усім цивілізованим світом потреба контролю і відновлення вакууму; термінову задачу - розробити способи локалізації і порівняно постійний коефіцієнт знезаражування таких територій і одночасного теплопровідності теплоізоляції резервуара, що забезпечення екологічно чистими залежить від сезонного коливання температури енергоресурсами населення і підприємств у навколишнього середовища; найближчих від зони районах. Умови для можливість повного катастрофічного практичної реалізації цієї задачі існують у 30-ти руйнування резервуара в результаті техногенної кілометровій зоні від епіцентру Чорнобильської діяльності або диверсійних актів. техногенної катастрофи. Тут загальними Відомий наземний металевий кріогенний зусиллями зацікавлених Європейських країн резервуар, що містить подвійну металеву стінку з можна налагодити проведення широкомасштабних «не вакуумною» теплоізоляцією (теплоізоляційні технологічних розробок по реалізації даного мати, або «засипна») [Газовая промышленность, корисної моделі з метою вирішення проблем №18, 1967г. Производство, транспортировка, забезпечення промислового розвитку в таких хранение и регазификация СПГ за рубежом, зонах, захисту навколишнього середовища, стр.33, рис.3] [7]. функціонування промислових об'єктів на основі Недоліками відомого пристрою за [7] використання нових чистих те хнологій і являється: енергоресурсів на базі метану чи водню. До них - висока вартість резервуара через дорожнечу відносяться екологічно чисті енергоефективні металу; технології оздоровлення території, будівництва низька ефективність теплоізоляції екологічно чистих виробництв, біологічного резервуара при перемінному коефіцієнті її захисту населення, локалізації попередження теплопровідності (у залежності від температури глобальних катастроф. Значення таких технологій навколишнього середовища), що викликає велику у значній мірі "виросло, з огляду на ратифікацію випаровуваність газу, особливо в теплий час року; Росією, Україною і Європейськими країнами можливість повного катастрофічного Кіотського протоколу, що приписує форсува ти руйнування резервуара в результаті техногенної розробку і реалізацію проектів технологій діяльності або диверсійних актів. зниження викидів в атмосферу". Відоме сховище для ЗПГ, розташоване нижче Відоме сховище газу - підземний газгольдер рівня землі, у замороженому ґрунті без високого тиску [А.С. 868228] [5], що містить оброблення і без тепло- і гідроізоляції, що сталеву герметизуючу оболонку з установленими з складається з циліндричного (або боку вироблення сталевими пластинами. напівсферичного) котловану, покрите Оболонка поміщена в скельне вироблення і куполоподібною металевою покрівлею (наприклад, затомпоновану шаром бетону. з низьколегованої сталі) з теплоізоляційним Однак, використання залізного каркасу шаром. [Н.Г. Трупак. Замораживание грунтов в приводить до недовговічності сховища і строительстве. - М.: Стройиздат, 1970, стор.216, можливого радіоактивного зараження мал.123.] [8]. навколишнього середовища, не дозволяє Недоліками відомого пристрою за [8] вирішити першочергової задачі: попередження являється: поширення радіоактивних ізотопів, що - постійний поверхневий обмерзлий шар піднімаються з поверхні Чорнобильської зони в ґрунту і його періодичне сезонне відтавання результаті руху підземних вод у Сеноманському 5 27108 6 удалині від сховища, що приводить до здимання кінцевому підсумку не забезпечують високої ґрунту; надійності. - низька надійність сховища через можливе В основу корисної моделі поставлена задача розморожування його верхніх шарів при малих розробити підземне сховище для (зрідженого) газу кількостях збереженого ЗПГ; підвищеної надійності за рахунок використання - великі втрати газу при його збереженні принципово нового ущільнювача, що створить у внаслідок тріщиноутворення ґрунту; техногенній зоні сховище з замкнутою системою - «не екологічність» внаслідок промерзання життєдіяльності середовища, що забезпечить верхніх шарів ґрунту з наступним їхнім здиманням; нівелювання негативного впливу дії робочого - складність контролю збереженого продукту. середовища на надійність роботи схови ща. Найбільш близьким аналогом до корисної Для рішення поставленої задачі моделі за технічною суттю і результатом, що запропоноване підземне сховище для (зрідженого) досягається, є сховище для зрідженого газу та газу в зоні техногенної катастрофи чи в скельній спосіб його створення [патент RU №2244204, дата (карстовій) порожнині, що включає бетонний публікації: 2005.01.10 номер заявки: резервуар для газу, оточений масою, що 2001112779/06]. Сховище відповідно до патенту ущільнює, у якому, відповідно до корисної моделі, RU призначено для збереження газів у порожнині, як бетонний резервуар сховище містить глибокий утвореної в скельній породі, чи в зовнішній бетонний котлован для опускання на його дно бетонній оболонці. Сховище містить резервуар саркофага з радіоактивними будівлями, а як для газу, що виготовлений з бетону і має теплову ущільнюючу масу містить натуральне, природне ізоляцію, при цьому зазначений резервуар цілком середовище, розташоване із зовнішньої сторони чи частково оточений масою, що заповнює простір резервуара, яке знаходиться при температурі між резервуаром і скельною породою чи нижче (-4)°С; при цьому бетонний котлован зовнішньою бетонною оболонкою. Зазначена маса містить зріджений газ (метан) при температурі, має теплову ізоляцію і може створювати нижче точки кипіння, а рівень заповнення ущільнення. У якості маси, що заповнює простір, котловану газом нижче рівня ґрунтових вод. для герметизації сховища використовується Підземне сховище також оснащене системою матеріал з низькою проникністю, характерним трубопроводів відбору газу зі схови ща, що може бути обрана глина, з можливим додаванням складається, у тому числі, з компресора, ємності з теплоізоляційного матеріалу. Типовою добавкою є азотом і дросельним теплообмінником і пухкий керамзит. Для підвищення надійності розташована на поверхні, причому система схови ща в його системі забезпечення передбачені містить автоматизований газовий компресор, засоби нагрівання, такі як труби, шланги, балони з пропаном і бутаном і оснащена нагрівальні елементи, що у сполученні з пристроєм для уловлювання і компримування датчиками температури забезпечують нагрівання парів азоту і встановлена поблизу дна резервуару маси і запобігання розтріскування її чи коли (схови ща). мембрана чи мембрани стають тендітними. Основною відмінною рисою корисної моделі є Спосіб створення сховища передбачає подачу оригінальна, новаконструкція підземного сховище між резервуаром і скельною породою чи для (зрідженого) газу, що передбачає оболонкою згаданої маси. Потім сховище використання котловану, на дно якого спускається заповнюють зрідженим газом, має місце повільне саркофаг з радіоактивними будівлями і охолодження резервуара схови ща й ізоляції, а шкідливими матеріалами, а також використання також маси, що заповнює простір маси, скельної для ущільнення котловану природного породи. Газ випаровується за рахунок передачі середовища, глини, з температурою нижче (-4)°С, теплоти від навколишнього середовища (бетонний що забезпечує надійну герметичність з'єднання резервуар, можлива ізоляція, маса, що оточує, і (екран) бетонний резервуар природне скельна порода чи оболонка). Газ, що випарився, середовище: заморожена вода - земля, що у свою видаляють і знову вводять зріджений газ. Сховище чергу приведе до запобігання руху підземних вод може вважатися стабільно працюючим, коли навколо котловану і, як наслідок, зараження навколишнє середовище доведене до такої Дніпра і навколишніх джерел питної води. температури, при якій випар стає мінімальним. Таким чином, сукупність істотних ознак Основні недоліки відомої корисної моделі запропонованої корисної моделі - Підземне випливають із необхідності використання схови ще для (зрідженого) газу - є необхідною і особливої маси для заповнення простору між достатньою для досягнення технічного результату: резервуаром і скельною породою чи зовнішньою підвищення експлуатаційної ефективності бетонною оболонкою. Ґрунтові води, потрапляючи схови ща, а також нівелювання негативного впливу в масу - штучне середовище, при неминучому дії робочого середовища на надійність роботи коливанні температури, будуть створювати в масі схови ща. тріщини. Утворення тріщин підсилиться, коли маса Підземне сховище для (зрідженого) газу в зоні буде переходити від в'язкого до крихкого техногенної катастрофи являє собою бетонний (тендітного) стану, що у свою чергу приведе до котлован (конструкція якого обумовлена забруднення газу радіоактивними ізотопами. кресленнями саркофага) для опускання на його Необхідно відмітити, що запропоновані відомим дно саркофага з радіоактивними будівлями. У винаходом заходи для підвищення надійності внутрішній порожнині бетонного котловану схови ща громіздкі, енерго- і металоємні й у міститься зріджений газ. Поза бетонним котлованом передбачено розташування 7 27108 ущільнюючої маси з натурального, природного середовища (землі - води), що знаходиться при температурі нижче (-4)°С. І так зрозуміло, що порожнина між бетонним котлованом і навколишньою природою (землею) не має правильної форми котловану, а скоріше має довільну форму, заповнену ґрунтовими водами і заморожену. Підземне сховище (зрідженого) газу оснащене системою трубопроводів відбору газу, яка складається з компресора, ємності з азотом і балонів із пропаном і бутаном, дросельного теплообмінника для одночасного дроселювання метану й азоту, з перевагою вмісту метану. На поверхні розташовані автоматизований газовий компресор і приймальна система уловлювання і компримування парів азоту встановлена поблизу дна резервуара (сховища). Бетонний котлован для опускання саркофага заповнюють рідким метаном, охолодженим до температури, нижче точки кипіння. Метан заливають нижче рівня ґрунтових вод і потім витримують до повного заморожування середовища, що оточує стінки котловану. Вище описаний кращий варіант здійснення корисної моделі, і цілком ясно, що фа хівці в даній області можуть внести зміни і доповнення, деталізувати запропонований пристрій, однак ці зміни не будуть виходити за рамки приведеної далі формули корисної моделі. Реалізація корисної моделі сприяє практичному створенню систем по забезпеченню енергонезалежної життєдіяльності в умовах замкнутого середовища, стати основою для подальшого їхнього застосування у випадку виникнення подібних те хногенних інцидентів у Європі. Дасть економічний і екологічний ефект, створить безцінний науково-технологічний потенціал для забезпечення оперативного реагування на техногенні катастрофи і природні катаклізми, дозволить значною мірою розвинути і зміцнити міжнародну, у першу чергу європейську, технологічну інтеграцію і створити унікальне схови ще зрідженого природного газу в Європі. Забезпечить підвищення експлуатаційної ефективності схови ща, а також нівелює негативний вплив дії робочого середовища на надійність роботи сховища. 8