[go: up one dir, main page]

EA030345B1 - Огнестойкий сосуд высокого давления - Google Patents

Огнестойкий сосуд высокого давления Download PDF

Info

Publication number
EA030345B1
EA030345B1 EA201491133A EA201491133A EA030345B1 EA 030345 B1 EA030345 B1 EA 030345B1 EA 201491133 A EA201491133 A EA 201491133A EA 201491133 A EA201491133 A EA 201491133A EA 030345 B1 EA030345 B1 EA 030345B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
pressure vessel
vessel
fire
polymer
resistant
Prior art date
Application number
EA201491133A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201491133A2 (ru
Inventor
Франческо Неттис
Брайан Спенсер
Захария Спенсер
Original Assignee
Блю Вэйв Ко С.А.
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 Блю Вэйв Ко С.А. filed Critical Блю Вэйв Ко С.А.
Publication of EA201491133A2 publication Critical patent/EA201491133A2/ru
Publication of EA030345B1 publication Critical patent/EA030345B1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/02—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge involving reinforcing arrangements
    • F17C1/04—Protecting sheathings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/16—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge constructed of plastics materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/02—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge involving reinforcing arrangements
    • F17C1/04—Protecting sheathings
    • F17C1/06—Protecting sheathings built-up from wound-on bands or filamentary material, e.g. wires
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/08—Mounting arrangements for vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0109—Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0119—Shape cylindrical with flat end-piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0128—Shape spherical or elliptical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0133—Shape toroidal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/054—Size medium (>1 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0604—Liners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0614—Single wall
    • F17C2203/0619—Single wall with two layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F17C2203/066—Plastics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F17C2203/0663—Synthetics in form of fibers or filaments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F17C2203/0675—Synthetics with details of composition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/013—Carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/037—Containing pollutant, e.g. H2S, Cl
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107—Single phase
    • F17C2223/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/035—High pressure (>10 bar)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036—Very high pressure (>80 bar)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/04—Reducing risks and environmental impact
    • F17C2260/042—Reducing risk of explosion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

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

Abstract

Настоящее изобретение относится к огнестойкому сосуду высокого давления, в котором придание огнестойкости действительно заметно не увеличивает общую массу сосуда по сравнению с подобным сосудом, который не является огнестойким.

Description

изобретение относится к огнестойкому сосуду высокого давления, в котором придание огнестойкости действительно заметно не увеличивает общую массу сосуда по сравнению с подобным сосудом, который не является огнестойким.
030345 Β1
030345 В1
030345
Область техники
Настоящее изобретение относится к сосуду высокого давления, содержащему огнестойкий наружный слой, при этом указанный слой не увеличивает массу сосуда высокого давления по сравнению с подобным сосудом, который является таким же во всех отношениях, за исключением того, что он не огнестойкий.
Уровень техники
Вредное воздействие сжигания ископаемых топлив на окружающую среду вызывает все большее беспокойство и стимулирует огромный интерес к альтернативным источникам энергии. Хотя были сделаны определенные успехи в применении солнечной, ветровой, ядерной, геотермальной и других источников энергии, совершенно очевидно, что широкая доступность экономических альтернативных источников энергии, в частности, для применений, требующих высокой энергии, остается труднодостижимой задачей. Тем временем, согласно прогнозам ископаемые топлива будут доминировать на энергетическом рынке в обозримом будущем. Из ископаемых видов топлива природный газ является самым чистым с точки зрения горения и, следовательно, представляет собой очевидный выбор для производства энергии. Соответственно, поскольку мир все больше осознает экологические последствия сжигания ископаемых топлив, имеется тенденция, направленная на расширение применения природного газа или замену природным газом, по мере возможности, других ископаемых топлив, таких как уголь и нефть. К сожалению, большая часть месторождений природного газа в мире находится в отдаленных, труднодоступных регионах. Факторы местности и геополитические факторы делают чрезвычайно трудным надежное и экономически выгодное извлечение природного газа из указанных регионов. В ряде случаев были сделаны оценки возможности применения трубопроводов и наземного транспорта, и было обнаружено, что указанное применение является нерентабельным.
Интересно, что большая часть удаленных земных запасов природного газа находится относительно близко от океанов и других водоемов, имеющих непосредственный доступ к океанам. Таким образом, морские перевозки природного газа из удаленных мест являются, казалось бы, очевидным решением. Проблема морских перевозок природного газа лежит главным образом в области экономики. Океанские судна могут перевозить только погрузочный вес, и стоимость перевозки по морю отражает этот факт, при этом стоимость рассчитывают на общую массу, подлежащую перевозке, то есть массу продукта плюс массу контейнерного судна, в котором перевозят продукт. Если масса нетто продукта является низкой по сравнению с массой транспортировочного контейнера, стоимость перевозки на единицу массы продукта становится непомерно высокой. Это особенно верно в отношении транспортировки сжатых флюидов, которые обычно перевозят в стальных баллонах, чрезвычайно тяжелых по сравнению с массой содержащихся в них флюидов. Указанная проблема была отчасти разрешена с появлением сосудов высокого давления III типа и IV типа. Сосуды высокого давления III типа состоят из сравнительно тонкой металлической оболочки, на которую намотана нитчатая композитная обмотка, благодаря чему сосуд обладает прочностью стального сосуда при значительной экономии его общей массы. Сосуды высокого давления IV типа содержат полимерную оболочку, на которую аналогичным образом нанесен композитный нитевидный материал. Сосуды высокого давления IV типа являются самым легкими из всех сосудов, разрешенных к применению в настоящее время. Применение сосудов III типа и IV типа в сочетании со стремлением сделать указанные сосуды очень большими - в настоящее время изготавливают цилиндрические сосуды длиной 18 метров и диаметром 2,5-3,0 метров и проектируют сосуд длиной 30 или более метров и диаметром 6 или более метров - привело к большому прогрессу на пути к оптимизации экономических показателей морской транспортировки сжатых флюидов.
Проблемой, которую необходимо разрешить при проектировании сосудов высокого давления для транспортировки сильно воспламеняющихся флюидов, является безопасность, в частности, в отношении сосудов высокого давления, содержащих полимерный наружный корпус, который обычно представляет собой композиционный материал. Пожаробезопасность чаще всего обеспечивают путем нанесения дополнительного огнестойкого покрытия поверх любого полимерного материала, который уже используется в качестве матричного полимера для композиционного материала. В качестве огнестойкого покрытия можно использовать различные огнестойкие полимеры, например фенолоальдегидные смолы. Однако такие смолы увеличивают общую массу сосуда высокого давления, уменьшая, тем самым, некоторые из преимуществ, достигнутые при применении сосудов высокого давления, содержащих композиционный материал с пониженной массой.
Что необходимо, так это сосуд высокого давления, содержащий композиционную внешнюю обмотку, содержащую огнестойкое вещество, который все еще является таким же легким, каким был бы такой же сосуд в отсутствие огнестойкого вещества. Настоящее изобретение направлено на получение такого сосуда высокого давления.
Краткое описание изобретения
Таким образом, в одном аспекте настоящее изобретение относится к огнестойкому сосуду высокого давления, содержащему композиционный наружный слой, содержащий огнестойкий полимер. При такой компоновке масса огнестойкого сосуда высокого давления может быть меньше или равна массе подобного сосуда высокого давления, который не является огнестойким.
- 1 030345
В одном аспекте настоящего изобретения композиционный наружный слой получают из форполимерного состава, содержащего мономеры, образующие огнестойкую полимерную матрицу.
В одном аспекте настоящего изобретения композиционный наружный слой получают из форполимерного состава, содержащего смесь одного или более мономеров, образующих огнестойкий полимер, и одного или более мономеров, образующих неогнестойкий полимер, так что при полимеризации указанная смесь образует огнестойкую полимерную матрицу.
В одном аспекте настоящего изобретения мономеры, образующие неогнестойкую полимерную матрицу, содержат дициклопентадиен.
В одном аспекте настоящего изобретения чистота дициклопентадиена составляет по меньшей мере
92%.
В одном аспекте настоящего изобретения смесь содержит неогнестойкие мономеры в количестве от примерно 1 мас.% до примерно 90 мас.% относительно общего содержания мономеров в форполимерном составе.
В одном аспекте настоящего изобретения огнестойкий композиционный наружный слой содержит внутренний подслой и наружный подслой.
Внутренний подслой может содержать нитевидный материал, пропитанный матричным полимером и встроенный в указанный матричный полимер.
Наружный подслой может содержать нитевидный материал, пропитанный огнестойким полимером или смесью огнестойкого полимера с от примерно 1 мас.% до примерно 90 мас.% матричного полимера и встроенный в указанный полимер или смесь.
Масса огнестойкого сосуда высокого давления может быть равна или меньше массы подобного сосуда, не содержащего огнестойкий полимер, введенный в наружный подслой.
В одном аспекте настоящего изобретения толщина наружного подслоя больше или равна примерно 0,125 дюймов (0,318 см).
В одном аспекте настоящего изобретения матричный полимер выбирают из группы, состоящей из термопластичного полимера и термореактивного полимера.
В одном аспекте настоящего изобретения термореактивный полимер выбирают из группы, состоящей из эпоксидной смолы, винилэфирной смолы, бисмалеимидной смолы, смолы на основе цианатных эфиров и дициклопентадиеновой смолы.
В одном аспекте настоящего изобретения огнестойкий полимер выбирают из группы, состоящей из фенолоальдегидной смолы, отверждающейся аминами эпоксидной смолы и отверждающихся ангидридами эпоксидных смол.
В одном аспекте настоящего изобретения наружный подслой дополнительно содержит антипирен.
В одном аспекте настоящего изобретения антипирен представляет собой тригидрат алюминия.
В одном аспекте настоящего изобретения сосуд высокого давления дополнительно содержит оболочку сосуда высокого давления. Оболочка может гранить с поверхностью внутреннего подслоя наружного слоя.
В одном аспекте настоящего изобретения оболочку выбирают из группы, состоящей из термопластичного полимера, термореактивного полимера, керамического материала, металла и их комбинаций.
В одном аспекте настоящего изобретения термореактивный полимер получают из форполимерного состава, содержащего дициклопентадиен.
В одном аспекте настоящего изобретения чистота дициклопентадиена составляет по меньшей мере
92%.
В одном аспекте настоящего изобретения сосуд высокого давления выбирают из группы, включающей центральную цилиндрическую секцию с одной или двумя куполообразными концевыми секциями, сферу, сплющенный сфероид или торус.
В одном аспекте настоящего изобретения сосуд применяют для транспортировки сжатого природного газа.
В одном аспекте настоящего изобретения сжатый природный газ содержит сырой природный газ.
Наружный слой может быть частью конструктивной схемы сосуда, т.е. не является покрытием, которое наносят уже после изготовления самого сосуда. Например, он может быть включен в производственный процесс как часть конечного обматывающего слоя или слоев.
Сосуд можно заполнить сжатым природным газом. Сжатый природный газ может находиться под давлением примерно 250 бар.
Один из аспектов настоящего изобретения представляет собой судно, содержащее огнестойкий сосуд высокого давления, описанный выше.
Подробное описание изобретения Краткое описание чертежей
Приведенные чертежи предназначены только для иллюстративных целей и не должны рассматриваться как ограничивающие настоящее изобретение каким-либо образом.
На фиг. 1 показаны различные конфигурации сосудов высокого давления, которые можно получить с помощью огнестойкого композиционного материала согласно настоящему изобретению.
- 2 030345
На фиг. 1А показан сферический сосуд высокого давления.
На фиг. 1В показан сплющенный сфероидальный сосуд высокого давления.
На фиг. 1С показан тороидальный сосуд высокого давления.
На фиг. 1Ό показан сосуд высокого давления, содержащий цилиндрическую центральную секцию с одной куполообразной концевой секцией.
На фиг. 1Е показан сосуд высокого давления, содержащий цилиндрическую центральную секцию с двумя куполообразными концевыми секциями.
Обсуждение
Следует понимать, что применительно к указанному описанию и прилагаемой формуле изобретения любая ссылка на любой аспект настоящего изобретения, сделанная в единственном числе, включает множественное число и наоборот, если это специально не указано или не является однозначно ясным из контекста, который не предполагает такое использование.
В настоящей заявке любой термин аппроксимации такой как, без ограничения, около, примерно, приблизительно, в основном, по существу и т.п., означает, что слово или фраза, измененные термином аппроксимации, не обязательно должны быть точно такими, как написано, но могут в некоторой степени отличаться от приведенного описания. Степень, в которой описание может отличаться, будет зависеть от того, насколько большое изменение может иметь место и признает ли специалист в данной области техники измененную версию, как версию, все еще имеющую свойства, характеристики и возможности слова или фразы, неизмененной термином аппроксимации. В общем, но с учетом предыдущего обсуждения, приведенное в настоящем описании численное значение, модифицированное словом аппроксимации, может изменяться относительно заявленного значения на ±10%, если специально не указано иное.
В настоящей заявке "граничащий" относится к двум поверхностям, которые являются смежными и находятся в непосредственном контакте или могли бы быть в непосредственном контакте, если бы между ними не находился промежуточный слой из другого материала.
В настоящей заявке применение "предпочтительный", "предпочтительно" или "более предпочтительный" и т.п. относится к предпочтениям, которые имели место на момент подачи указанной заявки на патент.
В настоящей заявке "флюид" относится к газу, жидкости или смеси газа и жидкости. Например, без ограничения, природный газ, который извлекают из земли и транспортируют в обрабатывающий центр, часто представляет собой смесь газа с жидкими загрязняющими веществами. Такая смесь будет представлять собой флюид для целей настоящего изобретения.
В настоящей заявке "обмотка" или "внешняя обмотка" относится к намотке нитевидного материала вокруг оболочки сосуда высокого давления. Нитевидный материал можно намотать вокруг сосуда высокого давления в сухом состоянии и затем пропитать полимерной матрицей или его можно пропитать полимерным матричным материалом перед намоткой на оболочку сосуда высокого давления.
В настоящей заявке "сосуд высокого давления" относится к любому закрытому контейнеру, выполненному с возможностью содержания флюидов при давлении, по существу, отличном от давления окружающей среды. В частности, в настоящее время, "сосуд высокого давления" относится к таким контейнерам, которые применяют для содержания и транспортировки сжатого природного газа, СПГ. Сосуды высокого давления могут принимать различные формы, но при фактическом использовании наиболее часто применяют сосуды, содержащие сферические, сплющенные сфероидальные, тороидальные и цилиндрические центральные секции с куполообразными концевыми секциями на одном или обоих концах.
Сосуды высокого давления для транспортировки сжатых флюидов в настоящее время включают четыре класса, разрешенных к применению регулирующим органом, которые все имеют цилиндрическую форму с одним или двумя куполообразными концами:
I тип. Состоит из металла, обычно алюминия или стали. Такой тип сосуда имеет невысокую стоимость, но является очень тяжелым относительно сосудов других классов. Хотя сосуды высокого давления I типа составляют в настоящее время большую долю контейнеров, применяемых для перевозки сжатых флюидов по морю, их применение при морской транспортировке накладывает очень жесткие экономические ограничения.
II тип. Содержит более тонкую металлическую цилиндрическую центральную секцию, чем сосуд I типа, но с металлическими концевыми колпаками стандартной толщины, при этом только цилиндрическая часть упрочнена с помощью композиционной обмотки. Композиционная обмотка, как правило, представляет собой стеклянную или углеродную нить, пропитанную полимерной матрицей. Композиционный материал обычно «обматывают посредством кольцевой намоткой» вокруг середины сосуда. Колпаки на одном или обоих концах сосуда не обматывают композиционным материалом. В сосудах высокого давления II класса металлическая оболочка выдерживает примерно 50% напряжения, и композиционный материал выдерживает примерно 50% напряжения, возникающего в результате внутреннего давления содержащегося в сосуде сжатого флюида. Сосуды II класса более легкие, чем сосуды I класса, но они же и более дорогостоящие.
III тип. Содержит тонкую металлическую оболочку в качестве подструктуры в целом, при этом оболочка укреплена с помощью нитевидной композиционной обмотки, нанесенной вокруг всего сосуда.
- 3 030345
Напряжение в сосудах III типа практически полностью смещено к нитевидному материалу композиционной обмотки; оболочке нужно только выдерживать небольшую часть напряжения. Сосуды III типа гораздо легче сосудов I или II типа, но являются по существу более дорогостоящими.
IV тип. Содержит полимерную, по существу газонепроницаемую оболочку, которая полностью обмотана нитевидным композиционным материалом. Композиционная обмотка обеспечивает всю прочность сосуда. Сосуды IV типа самые легкие из четырех разрешенных к применению классов сосудов высокого давления, но они также являются наиболее дорогостоящими.
Как упомянуто выше, в настоящее время разрешенные к применению сосуды высокого давления состоят преимущественно из сосудов высокого давления с цилиндрическими центральными секциями и одной или двумя куполообразными концевыми секциями.
Для цели настоящего описания, такой сосуд будут называть просто "цилиндрическими" сосудами высокого давления.
На фиг. 1 показаны различные формы сосудов высокого давления. На фиг. 1А показан сферический сосуд, на фиг. 1В показан сплющенный сфероидальный сосуд, на фиг. 1С - тороидальный сосуд, на фиг. 1Ό - цилиндрический сосуд с одной куполообразной концевой секцией и на фиг. 1Е - цилиндрический сосуд с двумя куполообразными концевыми секциями. Размер сосуда также может сильно изменяться, и конструктивный элемент и способы согласно настоящему изобретению могут быть применимы к сосуду любого размера. Например, без ограничения, сосуд высокого давления согласно настоящему изобретению может представлять собой маленький лабораторный настольный сосуд или сосуд для применения в транспортных средствах, работающих на альтернативных видах топлива, а также сосуды с размером, проектируемым в настоящей заявке, для морской транспортировки сжатых флюидов. Согласно предпочтительному в настоящее время варианту реализации изобретения проектируют очень большие сосуды высокого давления, например, без ограничения, цилиндрические сосуды, описанные ранее, т.е. сосуды длиной 18 или более метров и диаметром 2,5 или более метров, а также сосуды, которые, как ожидают, будут иметь длину более 30 метров и диаметр более 6 метров. Все указанные сосуда подойдут для нанесения огнестойкого слоя согласно настоящему изобретению.
Огнестойкий сосуд высокого давления согласно настоящему изобретению может состоять из оболочки, содержащей любой материал, используемый в настоящее время для получения оболочек сосудов высокого давления, или любой материал, который может быть разработан в будущем для такого применения. Текущие общепризнанные материалы для изготовления оболочки сосуда высокого давления включают, без ограничения, полимеры, такие как полиэтилен высокой плотности, полипропилен и полиэтилентерефталат, керамические материалы, такие как глинозем, карбид кремния, нитрид кремния и диоксид циркония, и металлы, такие как нержавеющая сталь, титан, никелевые сплавы, алюминий, медь, цинк, олово. Предпочтительными в настоящее время являются тонкие металлические оболочки и полимерные оболочки, наружная поверхность которых обмотана полимерным композиционным материалом, что позволяет, в конечном счете, получить сосуды высокого давления III типа, IV типа и V типа. Как термопластичные, так и термореактивные полимеры уже применяли для получения оболочек сосудов высокого давления и любой из указанных полимеров также можно использовать в настоящем изобретении при применении композиционного огнестойкого наружного слоя согласно настоящему изобретению. Из полимерных материалов, подходящих в качестве оболочки сосуда высокого давления, предпочтительной в настоящее время является оболочка, полученная путем полимеризации форполимерного состава, содержащего дициклопентадиен (ΌΗΡΌ) с чистотой по меньшей мере 92%.
Огнестойкий композиционный наружный слой наносят на оболочку, при этом указанный слой может содержать нитевидный материал, пропитанный огнестойкой полимерной матрицей и встроенный в указанную полимерную матрицу. Огнестойкую полимерную матрицу можно получить из огнестойкого форполимерного состава, содержащего мономер или мономеры, которые при отверждении образуют огнестойкий полимер. В альтернативном варианте реализации огнестойкую полимерную матрицу можно получить из огнестойкого форполимерного состава, который представляет собой смесь мономеров, образующих огнестойкий полимер, и мономеров, образующих традиционный композиционный матричный полимер. Огнестойкий форполимерный состав в настоящее время предпочтительно содержит дициклопентадиен с чистотой по меньшей мере 92%, и мономеры, образующие огнестойкий полимер.
Согласно еще другому альтернативному варианту реализации огнестойкий композиционный наружный слой сосуда высокого давления согласно настоящему изобретению может содержать два подслоя, внутренний подслой, граничащий с оболочкой, и наружный подслой, граничащий с внутренним подслоем и находящийся в контакте с окружающей средой, при этом наружный подслой обеспечивает огнестойкую поверхность сосуда высокого давления.
Согласно описанному выше варианту реализации изобретения внутренний подслой содержит нитевидный материал, который пропитан матричным полимером и встроен в указанный матричный полимер. Что касается нитевидного материала, любой известный материал с требуемыми прочностными свойствами или любой такой материал, который, как может стать известным в будущем, обладает требуемыми характеристиками для применения при производстве сосудов высокого давления, можно использовать в качестве нитевидного компонента полимерного композиционного материала. Такие нитевидные мате- 4 030345
риалы могут состоять, без ограничения, из одиночных прядей материала, множественных отдельных нитей, которые могут оставаться в виде пучка из отдельных нитей или могут быть сплетены вместе с получением прядей из множества нитей, или указанный материал может представлять собой нитевидную ленту, т.е. конструктивный элемент, имеющий поперечное сечение с шириной, большей, чем его толщина. Такие материалы в настоящее время включают, без ограничения, металлические нити, керамические нити, природные нити (такие как, без ограничения, льняные, пеньковые или хлопковые нити), стеклянные нити, например стекловолокно, углеродные нити, арамидные нити, иногда называемые по торговому наименованию Кеу1ат®, и ультравысокомолекулярные полиэтиленовые нити, такие как нити, поступающие в продажу под торговым наименованием §рескта® (Нопеу\\с11 Согрогайоп) и Иупееса® (Коуа1 ΌδΜ Ν.ν.). Можно также использовать комбинации указанных нитевидных материалов.
Что касается матричного полимера, из которого получают композиционный материал, можно использовать любой полимер, о котором известно или было обнаружено, что он обладает свойствами, подходящими для применения в сосудах высокого давления, при этом следует понимать, что, вообще говоря, полимерная матрица композиционного материала не должна выдерживать какое-либо давление, генерируемое в сосуде содержащимся в нем флюидом; нитевидный материал поглощает указанное давление полностью.
Хотя в качестве матричных материалов можно использовать термопластичные полимеры, термопластичные эластомеры, термореактивные смолы и их комбинации, предпочтительными в настоящее время являются термореактивные полимеры, которые могут проявлять значительно лучшие механические свойства, химическую стойкость, термостойкость и общую износоустойчивость, чем другие типы полимеров. Преимущество многих термореактивных пластмасс или смол состоит в том, что они обычно имеют низкие вязкости при температурах вблизи температуры окружающей среды и, следовательно, их можно ввести в волокна и нити или объединить с волокнами и нитями и в дальнейшем легко подвергнуть обработке при комнатной температуре. В настоящей заявке "температура окружающей среды" просто относится к температуре окружающей среды, в которой должно произойти нанесение и отверждение форполимера, при этом окружающую среду не нагревают специально для обеспечения подходящей температуры нанесения и отверждения. В целом, температура окружающей среды составляет от примерно 55°Р (12,8°С) до примерно 100°Р (38°С), хотя предпочтительный в настоящее время форполимерный состав согласно настоящему изобретению, содержащий дициклопентадиен, можно использовать при температурах окружающей среды как выше, так и, в частности, значительно ниже указанного диапазона. Это позволяет избежать необходимости применения сред со специально контролируемой температурой, чрезвычайно выгодное обстоятельство, особенно при изготовлении очень больших сосудов высокого давления, таких как сосуды, описанные ранее. Еще одно преимущество термореактивных полимеров состоит в том, что они, как правило, могут отверждаться изотермически, то есть при той же температуре, при которой их объединяют с волокнами/нитями и которая может, опять-таки, представлять собой температуру окружающей среды.
Подходящие термореактивные смолы включают, без ограничения, эпоксидные смолы, полиэфирные смолы, винилэфирные смолы, полиимидные смолы и дициклопентадиеновые смолы. Предпочтительными в настоящее время являются дициклопентадиеновые смолы, в частности дициклопентадиеновые смолы, полученные из форполимерного состава, содержащего дициклопентадиен с чистотой по меньшей мере 92%.
После выбора материала оболочки и изготовления оболочки поверх указанной оболочки можно поместить композиционный наружный слой согласно настоящему изобретению. Первым наносят внутренний подслой. Такое нанесение можно выполнить по меньшей мере двумя путями. Выбранный нитевидный материал можно намотать вокруг оболочки в сухом состоянии и затем указанный материал можно пропитать с помощью выбранного композиционного матричного форполимера, такого как, без ограничения, состав на основе дициклопентадиенового форполимера, описанный выше. В альтернативном варианте реализации нитевидный материал можно сначала пропитать матричным форполимерным составом путем протягивания материала через резервуар с форполимерным составом и затем мокрой намотки пропитанного нитевидного материала вокруг оболочки. В любом случае после нанесения нитевидного материала/форполимерного состава на оболочку, форполимерный состав отверждается, то есть полимеризуется с получением внутреннего подслоя.
В настоящей заявке "форполимерный состав" относится к смеси мономера или мономеров, которые, в конечном счете, превратятся в полимерную матрицу композиционного материала, отверждающего агента и любых других добавок, которые, как считают, желательно использовать во внутреннем подслое. ИСРИ форполимерный состав относится к смеси ИСРИ с чистотой по меньшей мере 92% с другими ранее упоминаемыми веществами.
Схемы намотки, используемые для нанесения нитевидного материала на оболочку, хорошо известны в данной области техники и в настоящей заявке нет необходимости в их подробном обсуждении. Короче, если сосуд высокого давления имеет сферическую или сплющенную сфероидальную форму, сосуд целиком можно обмотать нитевидным материалом согласно изотенсоидной схеме. Если сосуд высокого
- 5 030345
давления имеет цилиндрическую форму, его можно обмотать только изотенсоидным способом или цилиндрическую секцию сосуда можно обмотать путем кольцевой намотки, при этом как цилиндрическую секцию, так и куполообразные концевые секции можно обмотать изотенсоидным способом. Цилиндрический сосуд высокого давления II типа, который может извлечь пользу из настоящего изобретения, в целом, обматывают вокруг его цилиндрической части только посредством кольцевой намотки, при этом куполообразные концы в общем не содержат композиционную внешнюю обмотку.
Под "изотенсоидным" подразумевают, что каждая нить обмотки испытывает постоянное давление во всех точках на своем пути. Как было упомянуто ранее, термин "обмотка" или "внешняя обмотка" применяют в настоящей заявке для описания конечного результата намотки нитевидного материала вокруг корпуса сосуда высокого давления. Как считают в настоящее время, изотенсоидная намотка - или изотенсоидная обмотка - является оптимальной конструкцией для композиционного сосуда высокого давления цилиндрической формы, поскольку в такой конфигурации фактически все напряжение, налагаемое на сосуд содержащимся в нем флюидом под давлением, поглощается нитями композиционного материала, при этом полимерная матрица подвергается очень небольшому напряжению.
"Кольцевая намотка" относится к намотке нитевидного материала вокруг оболочки сосуда по круговой схеме.
После отверждения внутреннего подслоя на отвержденный внутренний подслой наносят наружный подслой. Наружный подслой согласно настоящему изобретению может иметь любую требуемую толщину, при этом основным решающим фактором является толщина нитевидного материала в обмотке. В настоящее время предпочтительно, чтобы толщина наружного подслоя составляла по меньшей мере 0,0125 дюймов (0,03175 см).
Форполимерный состав, применяемый для создания наружного подслоя, может содержать мономер или мономеры, которые при полимеризации обеспечивают огнестойкий наружный подслой. В альтернативном варианте реализации указанные мономеры можно смешивать с мономерами, которые образуют внутренний подслой, формируя, тем самым, при отверждении матричный полимер, который благодаря содержанию огнестойкого полимера является огнестойким.
Полимеры, которые можно использовать в качестве огнестойкого наружного подслоя или компонента наружного подслоя, включают, без ограничения, фенолоальдегидные смолы, отверждающиеся аминами эпоксидные смолы и отверждающиеся ангидридами эпоксидные смолы. Предпочтительными в настоящее время являются фенолоальдегидные смолы.
Наружный подслой можно нанести тем же способом, что и внутренний подслой. То есть дополнительный нитевидный материал можно намотать в сухом состоянии вокруг внутреннего подслоя и затем указанный материал можно пропитать огнестойким форполимерным составом. В альтернативном варианте реализации нитевидный материал можно протянуть через резервуар с огнестойким форполимерным составом и затем указанный материал можно намотать во влажном состоянии на внутренний подслой.
При необходимости, для придания дополнительной огнестойкости огнезащитное вещество можно также включить в применяемый для изготовления наружного подслоя форполимер или форполимерную смесь. В форполимер или указанную смесь можно добавить любое огнестойкое вещество, известное в настоящее время или которое станет известным в будущем. Предпочтительным в настоящее время является тригидрат алюминия, иногда называемый гидроксидом алюминия или гидратом глинозема. В настоящее время предпочтительно, когда в огнестойкий форполимерный состав включено от примерно 15 мас.% до примерно 20 мас.% в пересчете на общую массу присутствующих мономеров.
Как было упомянуто ранее, хотя фактически любые матричные полимеры можно использовать в качестве внутреннего подслоя и в смеси для изготовления наружного подслоя с огнестойким полимером, предпочтительным в настоящее время являются дициклопентадиеновые полимеры. В настоящей заявке дициклопентадиеновые полимеры относятся к гомополимеру, поли(дициклопентадиену) и к сополимерам дициклопентадиена с другими реакционноспособными этиленовыми мономерами, при этом "реакционноспособный этиленовый мономер" просто относится к молекуле, содержащей по меньшей мере одну -СН=СН- группу. Хотя в форполимерном составе можно использовать дициклопентадиен любой чистоты, который отверждается надлежащим образом при выбранных условиях, в настоящее время предпочтительно, когда чистота дициклопентадиенового мономера составляет по меньшей мере примерно 92%. При выборе смеси огнестойкого полимера и матричного полимера для изготовления наружного подслоя, в настоящее время предпочтительно, когда указанная смесь содержит от примерно 1 мас.% до примерно 90 мас.% матричного полимера.
Ключевой аспект настоящего изобретения состоит в том, что когда вещества, придающие огнестойкость наружному подслою наружного слоя, используют при изготовлении сосуда высокого давления, это не приводит к значительному увеличению общей массы сосуда высокого давления по сравнению с массой подобного сосуда, который не является огнестойким. "Подобный сосуд" представляет собой сосуд, в котором количество композиционной внешней обмотки, не обладающей огнестойкостью, было рассчитано таким образом, чтобы обеспечить минимальную применимую внешнюю обмотку для конкретного сосуда высокого давления. В этом случае такая внешняя обмотка имеет конкретную массу, которую считают базовой массой сосуда высокого давления. То есть при любой внешней обмотке с меньшей массой
- 6 030345
сосуд не будет соответствовать требованиям для сосуда высокого давления для предполагаемого использования. Тогда вещества, которые придают огнестойкость сосуду высокого давления, скорее заменяют, а не увеличивают массу огнестойкого форполимерного состава. Для нанесения покрытия на сосуд высокого давления применяют такое же количество огнестойкого форполимерного состава, что и количество, рассчитанное для неогнестойкого состава, что позволяет получить огнестойкий сосуд высокого давления, весящий не больше, чем его неогнестойкий аналог.
Хотя сосуд высокого давления согласно настоящей заявке можно использовать для транспортировки фактически любого флюида при условии, что матричный полимер оболочки сосуда выбран таким образом, чтобы указанный полимер был инертным и непроницаемым для флюида, сосуд высокого давления, описанный в данной заявке, предпочтительно использовать в настоящее время для содержания и транспортировки природного газа, часто называемого "сжатым природным газом" или просто "СПГ".
СПГ можно содержать и перевозить в сосудах согласно настоящему изобретению как в виде очищенного газа, так и в виде "сырого газа". Сырой газ относится к природному газу, поскольку он поступает, необработанный, непосредственно из скважины. Такой сырой газ, конечно, содержит сам природный газ (метан), но также может содержать жидкости, такие как конденсат, газоконденсатный бензин и сжиженный нефтяной газ. Кроме того, может присутствовать вода, а также другие газы, либо в газообразном состоянии, либо растворенные в воде, такие как азот, диоксид углерода, сероводород и гелий. Некоторые из указанных газов могут быть реакционноспособными сами по себе или могут быть реакционноспособными при растворении в воде, такие как диоксид углерода, который образует при растворении в воде кислоту.
Предпочтительный в настоящее время полимер для изготовления оболочки, дициклопентадиен, имеет отличные свойства с точки зрения химической стойкости к перечисленным выше материалам и другим материалам, которые могут входить в состав сырого газа.
Другими словами, описанные в настоящей заявке сосуды высокого давления позволяют перевозить различные газы, такие как сырой газ, извлеченный непосредственно из буровой скважины, в том числе сырой природный газ, например, после сжатия - сырой СПГ или ССПГ, или Н2, или СО2 или обработанный природный газ (метан), или сырой или частично обработанный природный газ, например, с содержанием СО2 до 14 молярных процентов, содержанием Н2§ до 1000 ррт, или газовые примеси Н2 и СО2, или другие примеси или коррозионные соединения. Однако предпочтительным применением является транспортировка СПГ, будь это сырой СПГ, частично обработанный СПГ или чистый СПГ, обработанного до стандарта, который можно доставить к конечному потребителю, например, коммерческому, промышленному или бытовому потребителю.
СПГ может содержать различные потенциальные компоненты в смеси с изменяющимися соотношениями, некоторые в их газовой фазе и другие в жидкой фазе, или смесь и тех и других. Как правило, указанные компоненты будут содержать одно или более из следующих соединений: С2Н6, С3Н8, С4Н10, С5Н12, С6Н14, С7Н16, С8Н18, С9+ углеводороды, СО2 и Н2§, плюс возможно толуол, дизель и октан в жидком состоянии, и другие примеси/соединения.
Эти и другие особенности настоящего изобретения можно использовать независимо или в комбинации в рамках объема формулы изобретения и/или настоящего описания.
Таким образом, настоящее изобретение было описано выше исключительно в качестве примера. Изменения в деталях могут быть внесены в изобретение в рамках объема прилагаемой к нему формулы изобретения.

Claims (5)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Огнестойкий сосуд высокого давления, содержащий композиционный наружный слой, содержащий огнестойкий полимер, при этом масса огнестойкого сосуда высокого давления меньше или равна массе того же сосуда высокого давления, который не является огнестойким, при этом огнестойкий наружный слой является частью конструкции сосуда.
  2. 2. Огнестойкий сосуд высокого давления по п.1, отличающийся тем, что композиционный наружный слой получен из форполимерного состава, содержащего мономеры, образующие огнестойкую полимерную матрицу.
  3. 3. Огнестойкий сосуд высокого давления по п.1, отличающийся тем, что композиционный наружный слой получен из форполимерного состава, содержащего смесь одного или более мономеров, образующих огнестойкий полимер, и одного или более мономеров, образующих неогнестойкий полимер, так что при полимеризации указанная смесь образует огнестойкую полимерную матрицу.
  4. 4. Огнестойкий сосуд высокого давления по п.3, отличающийся тем, что мономеры, образующие неогнестойкую полимерную матрицу, содержат дициклопентадиен.
  5. 5. Огнестойкий сосуд высокого давления по п.4, отличающийся тем, что чистота дициклопентадиена составляет по меньшей мере 92%.
    - 7 030345
EA201491133A 2011-12-05 2011-12-05 Огнестойкий сосуд высокого давления EA030345B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2011/071812 WO2013083176A2 (en) 2011-12-05 2011-12-05 Fire resistant pressure vessel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201491133A2 EA201491133A2 (ru) 2015-06-30
EA030345B1 true EA030345B1 (ru) 2018-07-31

Family

ID=45218712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201491133A EA030345B1 (ru) 2011-12-05 2011-12-05 Огнестойкий сосуд высокого давления

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20150102043A1 (ru)
EP (1) EP2788658A2 (ru)
EA (1) EA030345B1 (ru)
WO (1) WO2013083176A2 (ru)
ZA (1) ZA201404938B (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9829153B2 (en) 2014-09-18 2017-11-28 Spencer Composites Corporation Composite pressure vessel and method of construction
US11448364B2 (en) 2016-12-22 2022-09-20 Steelhead Composites, Inc. Lightweight composite overwrapped accumulators
US10641431B2 (en) * 2016-12-22 2020-05-05 Steelhead Composites, Llc Lightweight composite overwrapped pressure vessels with sectioned liners
JP7632321B2 (ja) * 2022-01-18 2025-02-19 トヨタ自動車株式会社 高圧タンク
KR102750425B1 (ko) * 2022-06-15 2025-01-10 일진하이솔루스 주식회사 내화재 필름이 적층된 수소저장용기 및 그 제조 공정

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1276261A3 (ru) * 1974-05-20 1986-12-07 Диир Энд Компани (Фирма) Способ получени волокнообразующих сополимеров акрилонитрила
US5499739A (en) * 1994-01-19 1996-03-19 Atlantic Research Corporation Thermoplastic liner for and method of overwrapping high pressure vessels
US20040040969A1 (en) * 2002-08-27 2004-03-04 Delay Thomas K. Pressure vessel with impact and fire resistant coating and method of making same
US20040126523A1 (en) * 2002-10-29 2004-07-01 Kuraray Co., Ltd., A Japanese Corporation Multi-layer structure
US6921564B1 (en) * 1998-05-04 2005-07-26 Kaefer Integrated Services Pty Ltd Insulation module, system and method for installation and manufacture
RU2005117339A (ru) * 2002-11-04 2006-01-20 Циба Спешиалти Кемикэлз Холдинг Инк. (Ch) Огнестойкие композиции
RU2007109599A (ru) * 2004-08-16 2008-09-27 Альбемарл Корпорейшн (Us) Огнезащитная композиция с мономодальным распределением частиц по размерам, основанная на гидроокиси металла и глине
RU2009136261A (ru) * 2007-03-02 2011-04-10 Байер МатириальСайенс ЛЛСИ (US) Огнестойкая термопластическая формовочная композиция
RU2009144159A (ru) * 2007-05-30 2011-07-10 Инеос Нова Интернэшнл Са (Ch) Огнестойкий полистирол

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2744043A (en) * 1950-01-23 1956-05-01 Fels & Company Method of producing pressure containers for fluids
US3969812A (en) * 1974-04-19 1976-07-20 Martin Marietta Corporation Method of manufacturing an overwrapped pressure vessel
US4699288A (en) * 1986-04-28 1987-10-13 Edo Corporation/Fiber Science Division High pressure vessel construction
US5227427A (en) * 1990-12-17 1993-07-13 Polyplastics Co., Ltd. Polyarylene sulfide resin composition and process for the preparation of the same
US6751835B2 (en) * 1999-05-25 2004-06-22 Ronald L. Fenton Method for reconditioning propane cylinders
JP4049580B2 (ja) * 2001-01-31 2008-02-20 豊田合成株式会社 高圧ガス容器用ライナー及び高圧ガス容器
JP4596787B2 (ja) * 2003-04-25 2010-12-15 豊田合成株式会社 燃料タンク
JP4588078B2 (ja) * 2008-02-12 2010-11-24 宇部興産株式会社 水素タンクライナー用材料及び水素タンクライナー
US9103499B2 (en) * 2010-12-03 2015-08-11 GM Global Technology Operations LLC Gas storage tank comprising a liquid sealant

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1276261A3 (ru) * 1974-05-20 1986-12-07 Диир Энд Компани (Фирма) Способ получени волокнообразующих сополимеров акрилонитрила
US5499739A (en) * 1994-01-19 1996-03-19 Atlantic Research Corporation Thermoplastic liner for and method of overwrapping high pressure vessels
US6921564B1 (en) * 1998-05-04 2005-07-26 Kaefer Integrated Services Pty Ltd Insulation module, system and method for installation and manufacture
US20040040969A1 (en) * 2002-08-27 2004-03-04 Delay Thomas K. Pressure vessel with impact and fire resistant coating and method of making same
US20040126523A1 (en) * 2002-10-29 2004-07-01 Kuraray Co., Ltd., A Japanese Corporation Multi-layer structure
RU2005117339A (ru) * 2002-11-04 2006-01-20 Циба Спешиалти Кемикэлз Холдинг Инк. (Ch) Огнестойкие композиции
RU2007109599A (ru) * 2004-08-16 2008-09-27 Альбемарл Корпорейшн (Us) Огнезащитная композиция с мономодальным распределением частиц по размерам, основанная на гидроокиси металла и глине
RU2009136261A (ru) * 2007-03-02 2011-04-10 Байер МатириальСайенс ЛЛСИ (US) Огнестойкая термопластическая формовочная композиция
RU2009144159A (ru) * 2007-05-30 2011-07-10 Инеос Нова Интернэшнл Са (Ch) Огнестойкий полистирол

Also Published As

Publication number Publication date
ZA201404938B (en) 2017-05-31
EP2788658A2 (en) 2014-10-15
EA201491133A2 (ru) 2015-06-30
WO2013083176A2 (en) 2013-06-13
US20150102043A1 (en) 2015-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10071529B2 (en) Method of fabricating a pressure vessel using a variable viscosity solventless prepolymer formulation
EA030345B1 (ru) Огнестойкий сосуд высокого давления
WO2013083177A1 (en) Type ii pressure vessel with composite dome
EP2788662B1 (en) Pressure vessel with composite boss having galvanic corrosion protection
US20150102037A1 (en) Single-layer composite pressure vessel
US20150136789A1 (en) Pressure vessel with composite boss
EP2929228B1 (en) Pressure vessel with high tension winding to reduce fatigue
US20150330568A1 (en) Pressure Vessel Having Composite Boss With Weldable Metal Fitting
US20160265724A1 (en) Polymer composite pressure vessels using absorbent technology
US20150108145A1 (en) Dry fiber wrapped pressure vessel
WO2013083164A1 (en) Cyclopentadiene polymer liner for pressurized fluid transport systems
KR20140114358A (ko) 복합 돔부를 구비한 타입 i 압력 용기
WO2013083165A1 (en) Large diameter cylindrical pressure vessel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU