Криогенное оборудование используется для хранения, перекачки и транспортировки жидких газов, которым для поддержания своего состояния требуются низкие температуры. Для этого приборы оснащаются хорошей теплоизоляцией и инструментами для создания и для поддержания температуры от -120 ºC.
Соответственно, по определению криогенным оборудованием можно назвать медицинские, технологические и промышленные устройства, которые отвечают вышеописанным характеристикам: то есть способности поддерживать термочувствительные газы в стабильном состоянии.
Особенности и классификация
К криогенным установкам предъявляются высокие требования по качеству и безопасности. В основном, они касаются теплопроводных свойств: качественное оборудование способно поддерживать необходимую температуру на протяжении заданного времени. Структура для создания теплоизоляционного контура не разрушается под влиянием температур и условий окружающей среды.
По функционалу всё криогенное оборудование можно разделить на две большие категории:
- создающее в оборудовании определённую температуру и вакуум;
- способное только поддерживать уже созданную внутри температуру.
Первая категория, соответственно, генерирует холод и вакуум, вторая ничего не генерирует, только сохраняет по принципу термоса.
Ёмкости-хранилища могут быть разных типов: просто хранилища, цистерны и резервуары для безопасной транспортировки газов, небольшие лабораторные ёмкости, включая, например, сосуды Дьюара (они же термосы).
Виды криогенного оборудования
- Криогенные газификаторы предназначены для перевозки и хранения сжиженных газов — кислорода, азота, аргона, диоксида углерода и метана; с их помощью происходит выдача веществ потребителю, например, в рамках системы медицинского или промышленного газоснабжения. Особенность газификаторов заключается в их способности поддерживать оптимальное давление и температуру, обеспечивая стабильный расход продукта. Это хорошая альтернатива баллонам высокого давления, в том числе выгодная по стоимости.
- Газификационные комплексы и установки используются для того, чтобы вырабатывать многокомпонентные газовые смеси, с их же помощью заполняют баллоны, используемые, например, в медицине, для сварочных работ и т. д. Это комплексная автоматизированная система, которая самостоятельно смешивает газы в нужных пропорциях, перемещает вещество в ёмкости и выдаёт потребителям.
- Стационарные резервуары — горизонтальные и вертикальные, а также сферические. В конструкцию входят непосредственно резервуар, предохранительная, запорная и регулирующая арматура, клапаны, трёхходовый кран и регулятор давления, испаритель наддува, позволяющий выдавать продукт в газообразной форме, манометр и уровнемер, трубопроводная обвязка. Задача криогенного резервуара — хранить и выдавать газы.
- Транспортные криогенные цистерны нужны для безопасной, быстрой и эффективной перевозки термочувствительных газов и газовых смесей. В комплект оборудования обычно входят испаритель, позволяющий поддерживать нужное давление, а также специальная рама с полозьями — с её помощью осуществляется монтаж цистерны на транспортное средство, например, грузовой прицеп. Чтобы защитить цистерну от коррозии, она покрывается эмалью.
- Криогенные баллонные установки используются для перевозки и хранения газов — азота, аргона, водорода и кислорода, гелия и других. В баллонах вещество находится под давлением в 20-40 МПа. Материал изготовления ёмкостей — непременно антикоррозионный, который препятствует разрушению и позволяет хранить и транспортировать их в том числе в неблагоприятных условиях.
Для криогенного оборудования важна правильная конструкция и использование материалов, которые позволят веществам храниться под определённым давлением и при конкретной низкой температуре. При хранении жидкостей постоянно идёт процесс испарения — его тоже нужно регулировать.
Поэтому криогенные ёмкости двухстенные, с внутренней и внешней стенами, которые опираются на независимые опоры для уменьшения теплопередачи. Между стенами находится вакуум, исключающий теплопроводность.
Внутренние резервуары обычно производятся из нержавеющей стали, способной выдержать жёсткие условия и противостоять коррозии. Внешний резервуар производится из алюминия или хладостойкой ткани, поверх наносится эмаль с маркировкой.
Кроме того, в криооборудовании используется порошково-вакуумная теплоизоляция или же многокомпонентная экранно-вакуумная система.
Давление регулируется при помощи атмосферных испарителей, безопасность регулируется запорно-предохранительной арматурой и сигнализацией, срабатывающей при превышении давления.
