[发明专利]用于控制气体从裂口增压容纳系统逃逸的速率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低气体从裂口增压容纳系统如压力容器或气体管线逃逸的速率的方法，由此同时减少因裂口造成的损坏以及所述损坏的扩展速率。

背景

燃烧石化燃料对环境的有害影响日益受到关注，并引起了对可替代能源的极大兴趣。虽然通过太阳能、风能、核能、地热能和其它能源已取得了一些进展，但非常清楚的是，可广泛使用的经济可替代能源特别对于使用高能量的应用而言是难以实现的目标。同时，预计石化燃料将在可预计的将来主导能源市场。在石化燃料中，天然气的燃烧最清洁，因此是能源生产的清楚选择。因此，在进行一项运动以尽可能的用天然气补充或取代其它石化燃料例如煤和石油，因为全世界变得更加清楚燃烧石化燃料对环境的影响。

因此，天然气正进入各种领域，例如但不限于，发电；家庭应用如家庭取暖和制冷、热水器、衣服烘干机、炊事用具(ranges)和烤箱；交通，其中它取代了汽油和柴油燃料；甚至飞机，其中使用天然气为喷气式飞机提供动力的实验已经持续了30年以上。

虽然天然气的益处是可观的，但它的应用也不是没有不足的。用来运输天然气的容纳系统易于破裂，主要是因为外力，但也可能是因为出于这样或那样的原因致使内部压力超过容纳系统的正常工作压力而造成。

在释放的情况下，后果之严重充满偶然性：如果逃逸的气体排出容纳系统但没有破坏该容纳系统且没有形成榴弹以及该气体没有遇到点火源，那么气体只是简单地扩散进入环境中。另一方面，非常值得防止发生毁灭性事件(即使不大)的可能性。

待解决的问题是减少气体从破裂的增压气体容纳系统的逃逸速率。正是气体快速运动并穿过容纳系统的裂口可导致爆炸事件。此外，如果逃逸的气体遇到点火源，燃料被快速地供应给火焰可将相对可控的火焰转变成火灾。

本发明指望能提供这个问题的解决方案。

根据本发明，这里提供了一种降低增压流体如压缩天然气从用来容纳和运输该增压流体的系统中逃逸的速率的方法，以及用于实现这个方法的系统和设备，还提供一种用来降低裂纹在用于容纳流体如压缩天然气的压力容器壁之内的扩展速率的方法，以及用于实现这个方法的系统和设备。

发明内容

根据本发明，这里提供了一种降低增压气体容纳系统裂口时气体从所述系统中逃逸的速率的方法，(或者用于这样做的系统和设备)，其包括在那里于由所述容纳系统的内表面限定的体积空间之内设置多个中空物体，其中：

各中空物体包括表面，该表面限定物体内部体积，所述表面包括一个或多个通孔，该通孔将所述物体内部体积与容纳容器的所述体积空间流体结合；

所述多个中空物体填充所述容纳系统的所述体积空间；以及

当用气体对所述容纳系统进行加压时，所述气体也填充所述物体的内部体积。

因此，所述中空物体为气体运动以到达任意裂口产生曲折路径，由此与不含这种中空物体的设计相比减缓了逃逸速率。

所述增压容纳系统通常包括压力容器。但是，它可以是增压流体分配管道(pipe)，或者一些其它的增压容纳系统。

所述压力容器可以是例如球形、扁球形体、环形或具有穹顶端部的圆柱形压力容器。

所述物体可各自包括三维几何形状。

在所述增压容纳系统的内部体积空间之中的各个中空物体的最大内部尺寸例如在其最宽点处，可为所述体积空间的横向截面直径的1/100-1/10。

可提供各物体表面中的通孔的数目和直径，从而允许在不少于30秒的时间之内，损失不超过一半体积的物体所容纳的气体。

所述物体可以是球形的。

所述物体可设计成当置于所述体积空间之内时保持它们的形状。或者，它们可适应压缩并挤压在一起以形成内部结构，例如蜂窝或开孔泡沫。

所述物体各自可包括在两端部密封的一定长度的管道，所述管道的长度小于下述的一种或更多种：

如果所述压力容器是球形的，则为该球的直径；

如果所述压力容器是扁球形体，则为沿着限定该椭圆球体的椭圆的短轴的直径；

如果所述压力容器是环形的则为该圆环的直径；或者

具有穹顶端部部分的圆柱的圆柱部分的长度。

这样从而使管道能安装在所述容器的体积空间之内。

所述管道可以是直的或弯曲的。如果是弯曲的，管道可能比如上所限定的更长，例如缠绕或弯曲以安装在所述体积空间之内。

各管道的直径例如在其最宽点处，可为容纳该管道的所述体积空间的横向截面积直径的1/100-1/10。