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Vorrichtung zur Lagerung von Flüssigkeiten leichter als Wasser, wie Öl u. dgl. in einem unterirdischen Hohlraum
Es ist bekannt, Öle und andere Flüssigkeiten in Hohlräumen im Erdboden zu lagern und dabei natür- lichen oder künstlichen Grundwasserdruck zu verwenden, um zu verhindern, dass die Flüssigkeit aus dem
Hohlraum wegleckt. Die Flüssigkeit lagert dabei auf einem Wasserbett, das mit dem umgebenden Grundwasser im Boden um den Hohlraum kommuniziert. Im allgemeinen lässt man den Grundwasserdruck bis an die Wände des Hohlraumes heranreichen.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung von Flüssigkeiten leichter als Wasser, wie Öl u. dgl., in einem unterirdischen Hohlraum auf einem dessen Boden bedeckenden Wasserbett und bezweckt, die Lagerung von Flüssigkeiten unabhängig von dem Grundwasserniveau im Erdboden zu ermöglichen.
Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, dass seitlich und im Abstand des Hohlraumes ein Vorhang von vorzugsweise senkrechten Löchern oder Rohren mit wasserdurchlässigen Wänden angeordnet ist, die oben an eine zweckmässig in einem Tunnel vorgesehene Wassersammlung (Teich 5) angeschlossen sind und mit ihren unteren Enden unterhalb des Niveaus des Wasserbettes endigen, wobei der Wasserspiegel der Wassersammlung auf einer Höhe gehalten ist, dass der Druck in den ständig mit Wasser gefüllten Vorhanglöchern höher als der Druck der Lagerflüssigkeit gleicher Höhenlage ist.
Die Flüssigkeit mit niedrigerer Dichte als Wasser wird also nach der Erfindung mit freier Oberfläche auf dem Wasserbett gelagert, welches keine offene Verbindung mit umgebendem, im Berg etwa enthaltenem Grundwasser hat, sondern im Hohlraum ganz eingeschlossen ist. Dadurch wird der Vorteil erzielt, dass der Hohlraum eine von der Umgebung ganz getrennte Zisterne wird, was eine besonders sichere Lagerung ergibt und jede Möglichkeit des Ausleckens und der daraus folgenden Gefahren und Verluste beseitigt.
Bei Vorrichtungen nach der Erfindung können mehrere Hohlräume nebeneinander angeordnet und mit ver- schiedenen Arten von Flüssigkeiten gefüllt sein, ohne die Gefahr einer Mischung oder eines Einleckens von einem Hohlraum zu einem andern. Ferner ist die Vorrichtung gemäss der Erfindung ganz unabhängig vom Grundwasser, da die für den Wasserrohrvorhang erforderlichen, sehr mässigen Wassermengen leicht von aussen zugeführt werden können.
Ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung gemäss der Erfindung ist schematisch in der Zeichnung veranschaulicht, u. zw. zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Vorrichtung und Fig. 2 ein Druckdiagramm. Über einen unterirdischen, z. B. in einen Berg 2 gesprengten Hohlraum 1 ist ein zweckmässig ringförmiger, in den Berg gesprengter Tunnel 3 angeordnet. Der Hohlraum 1 ist von einer Reihe Löchern oder Rohren 4 mit wasserdurchlässigen Wänden im Abstand umgeben, die in direkter Verbindung mit dem Tunnel 3 und einem darin eingeschlossenen Wasser (Teich 5) stehen. Das Wasserniveau in dem Tunnel 3 wird durch Wasserzufuhr durch ein Rohr 6 aufrechterhalten. Die Löcher 4 sind vorzugsweise senkrecht angeordnet, können aber auch geneigt sein, und das unter Druck stehende Wasser in diesen Löchern bildet einen Wasservorhang, der den Berghohlraum 1 umschliesst.
Vorzugsweise sind an den Tunnel 3 auch waagrechte oder schwach nach unten geneigte wasserdurchlässige Rohre oder Löcher 7 angeschlossen, die über der Decke des Berghohlraumes 1 verlaufen und in direkter Verbindung mit dem Wasser 5 im Tunnel 3 stehen.
AmBoden des Hohlraumes 1 wird ein getrenntes Wasserbett 8 aufrechterhalten, das zweckmässig stationär ist. Öl 11 oder eine andere Lagerungsflüssigkeit kann durch ein Rohr 9 oder auch durch ein auf einem höheren Niveau angebrachtes Rohr 10 eingeführt und entnommen werden. Die im Hohlraum 1 gela-
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gerte Flüssigkeit 11, deren Dichte bzw. spezifisches Gewicht niedriger ist als diejenige des Wassers, hat eine freie obere Niveaufläche 12. Der Raum über dieser Fläche steht mit der Aussenluft in Verbindung, um Überdruck auf der Niveaufläche 12 zu verhindern.
Der Berg zwischen dem Rohrvorhang 4 und dem Hohlraum 1 soll von guter Dichte sein. Ist er sehr rissig, so wird seine Dichte durch Injektion mit Zement od. dgl. erhöht. Feine Risse oder Poren gibt es je- doch in der Praxis überall im Berg.
Aus Fig. 2 ist ein Druckdiagramm ersichtlich, in dem Pl den Wasserdruck in den Rohren 4, also in dem den Hohlraum 1 umschliessenden Wasservorhang, bezeichnet. Dieser Druck ist immer höher als der Druck P, den die gelagerte Flüssigkeit auf gleichem Niveau hat. Die Druckdifferenz ist mit A p bezeichnet.
Das unter dem Wasserdruck Pl stehende Wasser im Rohrvorhang 4 dringt in den Berg durch die feinen
Risse oder Poren ein, wobei der Wasserdruck in der Richtung gegen den Hohlraum 1 abnimmt, da ja der
Strömungswiderstand gross ist. Auf ähnliche Weise dringt in der entgegengesetzten Richtung die gelagerte
Flüssigkeit 11 in die Risse oder Poren des Berges unter der Wirkung des an den Wänden des Hohlraumes 1 herrschenden Flüssigkeitsdruckes P der Lagerungsflüssigkeit ein. Irgendwo zwischen der Bergwand des Hohlraumes 1 und dem Rohrvorhang ist der Wasserdruck P gleich dem Druck P, der Lagerungsflüssigkeit, so dass diese Flüssigkeit dort angehalten wird und nicht durch den Vorhang dringen kann.
Würde örtlich ein grösserer Riss in der Bergwand zwischen dem Hohlraum 1 und dem Vorhang 4 entste- hen, so würde Wasser in den Hohlraum einströmen, was temporär kein grösserer Nachteil wäre. Eine solche
Wasserströmung zeigt an, dass eine örtliche Dichtung in der Hohlraumwand gemacht werden soll. Aller- dings soll, ehe die Lagerungsflüssigkeit zum ersten Mal eingefüllt wird, kontrolliert werden, dass keine wesentliche Wassereinströmung von dem Vorhang 4 in den leeren Hohlraum stattfindet.
Der Wasserdruck in dem waagrechten Vorhang 7 hat vor allem den Zweck zu verhindern, dass schäd- liche oder gefährliche, z. B. feuergefährliche Gase nach aufwärts steigen.
Der Hohlraum 1 kann selbstverständlich je nach den örtlichen Verhältnissen verschiedene Form und
Ausdehnung haben.
Das Rohr 9 kann unter Umständen in den Hohlraum durch dessen Decke eingeführt sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Lagerung von Flüssigkeiten leichter als Wasser, wie Öl u. dgl., in einem unter- irdischen Hohlraum auf einem dessen Boden bedeckenden Wasserbett, dadurch gekennzeichnet, dass seit- lich und im Abstand des Hohlraumes (1) ein Vorhang von vorzugsweise senkrechten Löchern oder Rohren (4) mit wasserdurchlässigen Wänden angeordnet ist, die oben an eine zweckmässig in einem Tunnel (3) vorgesehene Wassersammlung (Teich 5) angeschlossen sind und mit ihren unteren Enden unterhalb des Ni- veaus des Wasserbettes endigen, wobei der Wasserspiegel der Wassersammlung auf einer Höhe gehalten ist, dass der Druck in den ständig mitWasser gefüllten Vorhanglöchem (4) höher als der Druck der Lagerflüssig- keit gleicher Höhenlage ist.