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Die Erfindung betrifft einen Behälter zur Aufnahme von heissen Medien, mit einer aus mindestens zwei äusseren Zonen aus Beton und mindestens einer inneren Zone bestehenden Behälterwand, von denen mindestens die an der Aussenseite befindliche äussere Zone aus tragendem Beton mit dichtem Gefüge besteht und von denen die an der Innenseite befindliche äussere Zone eine Behälterdichtung trägt und von denen mindestens eine innere Zone mit Hohlräumen versehen ist und eine geringere Steifigkeit aufweist als die äussere Zone aus tragendem Beton, wobei die an der Aussenseite befindlichen äusseren Zonen eine tragende und/oder rissverteilende Bewehrung aufweisen.
Behälter für Stoffe, deren Temperatur von der Umgebungstemperatur abweicht und die ihre Temperatur möglichst behalten sollen, müssen eine gute Isolierung haben, um den Wärmedurchgang durch die Behälterwandung zu unterbinden oder wenigstens so weit wie möglich herabzusetzen. Die Innenseite der Behälterwandung wird von dem einzufüllenden Stoff unmittelbar berührt und unterliegt deshalb dem Verschleiss, oder sie trägt bei Gasen und Flüssigkeiten eine Dichtung, die einer vollflächigen, festen Unterlage bedarf. Die Wärmeisolierung wurde deshalb bisher stets auf der Aussenseite der Behälterwandung angeordnet und bedurfte einer zusätzlichen Abdeckung oder eines Mantels zum Schutz gegen mechanische Angriffe oder Beschädigungen. Hiedurch wurde die Konstruktion derartiger Behälter sehr aufwendig und teuer.
Ausserdem bestand der Nachteil, dass die Behälterwandung von Temperaturänderungen des einzufüllenden Materials unmittelbar beeinflusst wurde und hiedurch ständig Dehnungsänderungen ausgesetzt war, die Spannungen zur Folge haben.
Es ist auch bereits ein Behälter der eingangs näher erläuterten Art für heisse Flüssigkeiten bekannt, der aus einem Aussenbehälter und einem Innenbehälter aus Stahlbeton besteht, die durch
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die auf der Innenseite angeordnete Wandung des Innenbehälters den gesamten Innendruck des
Behälterinhaltes sowie die Temperaturspannungen aufnehmen. Der Aussenbehälter wieder, an dessen oberem Rand der Innenbehälter aufgehängt ist, muss das gesamte Eigengewicht des Innenbehälters und der in ihm enthaltenen heissen Flüssigkeiten tragen. Es wird hiebei ungünstig beansprucht und benötigt eine reichliche Bewehrung.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und einen Behälter zur Aufnahme von heissen Medien zu schaffen, der auch in sehr grossen Abmessungen preiswert hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, dass die äusseren Zonen der Behälterwand durch die innere Zone hindurch druck-, zug- und schubfest miteinander verbunden sind und die innere Zone Kanäle mit einer dampf- und flüssigkeitsdurchlässigen Wand zum Abführen von Feuchtigkeit aufweist.
Hiedurch ist es möglich, die an der Innenseite des Behälters befindliche äussere Wandzone nichttragend auszubilden und sehr dünn zu machen, da sie den vom Behälterinhalt auf sie ausge- übten Innendruck durch die innere Zone hindurch auf die tragende äussere Zone überträgt. Diese wieder kann sehr günstig bemessen werden, da sie in erster Linie Ringzugkräfte, aber keine Spannungen aus Temperaturänderungen aufzunehmen hat. Die innere Zone hat eine wärmedämmende Funktion und sorgt bei entsprechender Ausbildung weiter für den Abbau des Dampfdruckes im Inneren der Behälterwandung. Ausserdem werden auf Grund der Wärmedämmung Spannungen abgebaut, die in der Behälterwandung durch Temperaturänderungen des Füllgutes entstehen.
Die Behälterdichtung kann aus Kunststoff oder Metall bestehen und hat auf der Innenseite des Behälters die erforderliche vollflächige Auflage. Da die auf der Innenseite befindliche äussere Zone von der auf der Aussenseite der Behälterwandung angeordneten Zone durch die innere Zone getrennt und nur zwischen den Hohlräumen durch schmale Stege von geringer Steifigkeit mit der Zone auf der Aussenseite der Behälterwandung verbunden ist, beeinträchtigen Risse in der auf der Innenseite befindlichen Zone nicht den tragenden Teil der Behälterwandungen.
Als rissverteilende Bewehrung für die an der Innenseite liegene äussere Zone genügt in der Regel eine schlaffe Netzbewehrung. Die tragende Bewehrung der an der Aussenseite liegenden äusseren Zone kann eine schlaffe Bewehrung sein, ist jedoch vorzugsweise eine vorgespannte Bewehrung. Die Vorspannung kann nachträglich aufgebracht werden ; bei zylindrischen Behältern
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ist es auch möglich, die tragende Bewehrung unter Vorspannung aufzuwickeln.
Da die äusseren Zonen durch die inneren Zonen hindurch druck-, zug- und schubfest mit- einander verbunden sind, können Zwischenreaktionen der Aussenzonen bei im Behälter auftretendem
Innendruck und bei stationären und instationären Temperaturzuständen übertragen werden. Hie- für ist es zweckmässig, wenn die äusseren Zonen durch Betonstege, die sich durch die innere Zone hindurch erstrecken, monolithisch verbunden sind.
Die innere Zone kann mindestens teilweise aus einem Stoff mit offenem Gefüge, beispielsweise einem Einkornbeton, bestehen, der eine Haufwerksporigkeit aufweist. An Stelle von Einkornbeton kann auch ein harter Schaumkunststoff verwendet werden, der nicht nur wasser- und dampfdurch- lässig ist, sondern auch gute wärmedämmende Eigenschaften besitzt.
Ferner kann die innere Zone dampf-und flüssigkeitsdurchlässige Kanäle zum Abführen von
Feuchtigkeit aufweisen, die sich zusammenhängend über die ganze Höhe der Behälterwand er- strecken und durch die Flüssigkeit gesammelt und abgeführt werden kann. Hiebei ist es besonders zweckmässig, wenn die innere Zone auch mit Vorrichtungen zum Belüften und/oder Entlüften ver- sehen und an eine Wasserableitung angeschlossen ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die innere Zone auch aus mehreren, ein- zelnen Elementen bestehen, welche Bereiche mit offenem Gefüge aufweisen. Hiebei ist es möglich und zweckmässig, vorgefertigte Elemente zu verwenden, die in die Schalung der Behälterwandung vor dem Betonieren eingebaut werden und die auch bereits Kanäle oder Ausnehmungen aufweisen können, welche in der Behälterwandung durchgehende Kanäle zum Abführen der Feuchtigkeit bilden, die vom Behälter aus eindringt, z. B. durch die Dichtung diffundiert, oder die als Restfeuchte vom Bauen her übriggeblieben ist. Die Kanäle können auch zum Beheizen oder Kühlen des Behälters im Bau und während des Betriebes dienen, indem durch sie z. B. Kühlwasser oder Heissluft hindurch- geleitet wird.
Die innere Zone hat von der Innenseite der Behälterwand zweckmässig einen kleineren Ab- stand als von deren Aussenseite, und die von der Innenseite begrenzte äussere Zone ist zweckmässig erheblich dünner als die von der Aussenseite begrenzte äussere Zone. Dies hat den Vorteil, dass nur eine verhältnismässig geringe rissverteilende Bewehrung in derjenigen äusseren Zone erforder- lich ist, die sich an der Innenseite der Behälterwand befindet.
Wie bereits erwähnt, kann mindestens eine der äusseren Zonen eine tragende schlaffe oder vorgespannte Bewehrung aufweisen. Auch in der inneren Zone kann eine Bewehrung angeordnet sein, die in mindestens einer der äusseren Zonen verankert ist.
Da die innere Zone wärmedämmende Eigenschaften hat und nahe der Innenseite des Behälters angeordnet ist, wird die Wärmekapazität des Bereiches beschränkt, der einem kurzzeitigen Wärmeaustausch mit dem Behälterinhalt unterliegt. Da die innere Zone eine gegenüber den äusseren Zonen erheblich geringere Steifigkeit hat, werden die Temperaturzwängungen aus dem Temperaturgefälle in der Behälterwandung so weit abgebaut, dass sie sich in der tragenden, äusseren Zone nur unwesentlich auswirken können. Ferner ist ein besonderer Schutzmantel für die Wärmedämmung nicht mehr erforderlich, da sich diese nicht auf der Aussenseite, sondern im Inneren der Behälterwandung befindet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen besonders zweckmässige Ausführungsformen der Erfindung an Beispielen näher erläutert sind. Es zeigen Fig. 1 einen Behälter für heisse Flüssigkeiten in einer seitlichen Ansicht und teilweise im Vertikalschnitt, Fig. 2 die Wandung des Behälters nach Fig. 1 in einem horizontalen Teilschnitt in vergrössertem Massstab und Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Behälterwandung in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellung.
In Fig. 1 ist mit --10-- ein zylindrischer Behälter bezeichnet, der zum Speichern einer heissen Flüssigkeit, beispielsweise von heissem Wasser-11-, bestimmt ist, welche durch eine Zu- führungsleitung --12-- in den Behälter eingeleitet wird und durch eine Entleerungsleitung --13-mit Absperrventil --14-- aus diesem entnommen werden kann. Der Behälter --10-- ruht auf einem Fundament --15-- und ist an seiner Oberseite durch eine gewölbte Stirnwand oder oberen Boden - -16-- verschlossen, in dem sich ein Sicherheitsventil --17-- befindet.
Alle Wandungen-18-des Behälters-10-, u. zw. die zylindrische Umfangswand --18a--,
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die kreisförmige untere Bodenwand --18b-- und die gewölbte obere Bodenwand --18c--, haben den in den Fig. 2 und 3 näher dargestellten Aufbau, so dass im folgenden nur die Umfangswand - näher beschrieben wird.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besteht die Aussenwandung --18-- aus zwei äusseren Zonen --19 und 20-- und einer zwischen diesen äusseren Zonen liegenden inneren Zone --21--. Die an der Aussenseite --22-- des Behälters befindliche äussere Zone --19-- besteht aus einem tragenden Beton mit dichtem Gefüge, beispielsweise einem Zementbeton, der in dem dargestellten Ausführungsbei- spiel mit einer schlaffen Stahlbewehrung bewehrt ist, die von stehenden Bewehrungsstählen --23-- und Ringbewehrungsstählen --24-- gebildet wird.
Die an der Innenseite --25-- des Behälters --10-- liegende äussere Zone --20-- besteht ebenfalls aus einem Beton mit dichtem Gefüge, in den eine rissverteilende Bewehrung --26-- einge- bettet ist, deren vertikal verlaufende Stäbe --26a-- und deren horizontal verlaufende Stäbe --26b-- ein Bewehrungsnetz bilden.
Die innere Zone --21--, welche die äusseren Zonen --19 und 20-voneinander trennt, ist näher zur Innenseite --25-- des Behälters --10-- hin angeordnet, so dass die an dieser Seite liegende äussere Zone --20-- erheblich dünner ist als die an der Aussenseite --22-- des Behälters liegende äussere Zone --19--.
Die innere Zone --21-- besteht aus einem durchlässigen Beton mit
Haufwerksporigkeit, der von Betonstegen --27-- aus dichtem Schwerbeton durchsetzt wird, die in Umfangsrichtung --28-- des Behälters und bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel auch in vertikaler Richtung im Abstand voneinander angeordnet und mit Bewehrungsbügeln --29-- ver- sehen sind, die im Beton der äusseren Zonen --19 und 20-verankert und mit der Bewehrung - -23, 24 bzw. 26-- dieser Zonen verbunden sind.
Auf der Innenseite --25-- des Behälters --10-- trägt die äussere Zone --20-- eine Behälter- dichtung --30-- in Form einer Kunststoffolie, z. B. eine selbstvulkanisierende Gummierung.
Wendet man sich nun wieder der Fig. 1 zu, so erkennt man, dass in der inneren Zone --21-- im Bereich des unteren Bodens --18b-- ein Ringkanal --31-- angeordnet ist, an den eine Wasserab- leitung --32-- mit Absperrventil angeschlossen ist, durch welche Feuchtigkeit abgeführt werden kann, die sich im unteren Teil der feuchtigkeitsdurchlässigen inneren Zone --21-- sammelt. Eine ähnliche Ringleitung kann im Bereich des oberen Bodens --16-- angeordnet werden, die an eine Vorrichtung --34--- zum Belüften und/oder Entlüften der porösen inneren Zone --21-- angeschlossen ist.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die innere Zone --21-- nur teilweise aus einem wärmedämmenden Material, z. B. aus mehreren, übereinandergesetzten, einzeln vorgefertigten Elementen --35-- aus hartem Schaumkunststoff mit offenem Gefüge, in deren Mittel ein dampf- und flüssigkeitsdurchlässiger Kanal --36-- angeordnet ist. Die Kanäle --36-- fluchten in dem übereinandergesetzten Elementen und erstrecken sich in diesem Beispiel zusammenhängend über die ganze Höhe der Behälterumfangswand --18a--. Sie sind, wie in Fig. 1 gezeigt, am unteren Boden --18b-- des Behälters an eine Ringleitung --31-- angeschlossen, die ihrerseits in die Ableitung --32-- mündet.
Man erkennt aus Fig. 3, dass die äusseren Zonen --19 und 20-- durch zwischen den Elementen - 35-stehenbleibende Rippen-37-monolithisch verbunden sind. Obgleich dies in Fig. 3 nicht dargestellt ist, kann natürlich auch die Wandung --18-- mit einer schlaffen oder vorgespannten Bewehrung versehen sein.
Die Elemente --35--, welche Bereiche --38-- mit offenem Gefüge aufweisen, können Blöcke aus hartem Schaumkunststoff sein ; sie können aber auch aus Rohrstücken bestehen, die eine harte Schale z. B. aus Asbestzement haben und in die später ein offenporiges Material oder ein aus Körnern gleicher Grösse bestehendes Schüttgut eingefüllt wird, beispielsweise Kugeln aus Blähton oder einem anderen wärmedämmenden Material.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es sind mehrere Änderungen und Ergänzungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Beispielsweise ist es auch möglich, in der nur durch Stege unterbrochenen, sonst aber zusammenhängenden inneren Zone --21-- Rohre oder offene Kanäle anzuordnen, die die in dieser Zone sich sammelnde Feuchtigkeit aufnehmen und abführen. Ferner ist es möglich, mehrere innere Zonen
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hintereinander anzuordnen, in denen verschiedene wärmedämmende Materialien sich befinden. Wenn die an der Innenseite --25-- angeordnete äussere Zone --20-- sehr dünn ist, kann dort eine rissverteilende Bewehrung ---26-- auch fehlen. Ferner kann in Einzelfällen an Stelle einer Dichtungs- folie auch eine andere Behälterdichtung, beispielsweise ein Anstrich, aufgebracht werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Behälter zur Aufnahme von heissen Medien, mit einer aus mindestens zwei äusseren Zonen aus Beton und mindestens einer inneren Zone bestehenden Behälterwand, von denen mindestens die an der Aussenseite befindliche äussere Zone aus tragendem Beton mit dichtem Gefüge besteht und von denen die an der Innenseite befindliche äussere Zone eine Behälterdichtung trägt und von denen mindestens eine innere Zone mit Hohlräumen versehen ist und eine geringere Steifigkeit aufweist als die äussere Zone aus tragendem Beton, wobei die an der Aussenseite befindlichen äusseren Zonen eine tragende und/oder rissverteilende Bewehrung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren Zonen (19 und 20) der Behälterwand (18) durch die innere Zone (21) hindurch druck-, zug- und schubfest miteinander verbunden sind und die innere Zone (21)
Kanäle (36) mit einer dampf- und flüssigkeitsdurchlässigen Wand zum Abführen von Feuchtigkeit aufweist.