DE10200392A1

DE10200392A1 - Storage containers, especially for cryogenic liquids

Info

Publication number: DE10200392A1
Application number: DE2002100392
Authority: DE
Inventors: Wilfried-Henning Reese; Anton Schoelderle
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 2002-01-08
Filing date: 2002-01-08
Publication date: 2003-07-17
Also published as: AT501576B1; AU2003218636A1; AU2003218636A8; WO2003058079A2; AT501576A5; WO2003058079A3

Abstract

The invention relates to a storage tank, particularly for deep cooled liquids, comprising at least one spraying tube via which the liquid to be stored can be returned to the inside or the inner tank of the storage tank. According to the invention, the spraying tube (1) comprises, on its periphery, a number of openings (2, 2', ), and the openings (2, 2', ) are at least partially covered by a screen. The screen is preferably made of a wire cloth (3).

Description

Die Erfindung betrifft einen Speicherbehälter, insbesondere für tiefkalte Flüssigkeiten, mit wenigstens einem Sprührohr, über das die zu speichernde Flüssigkeit dem Innenraum oder Innenbehälter des Speicherbehälters zugeführt werden kann. The invention relates to a storage container, in particular for cryogenic liquids, with at least one spray tube, through which the liquid to be stored Interior or inner container of the storage container can be supplied.

Im Folgenden werden bei den Bezeichnungen spezieller kryogener Medien entsprechend ihrem Aggregatzustand die Buchstaben "G" für "gasförmig" und "L" für "flüssig" bzw. "liquid" vorangestellt; also z. B. GH₂ bzw. LH₂ für gasförmigen bzw. flüssigen Wasserstoff. Des Weiteren werden die Begriffe "CNG" und "LNG" für komprimiertes bzw. verflüssigtes Erdgas verwendet. In the following, the letters "G" for "gaseous" and "L" for "liquid" or "liquid" are placed in front of the names of special cryogenic media according to their physical state; so z. B. GH ₂ or LH ₂ for gaseous or liquid hydrogen. The terms "CNG" and "LNG" are also used for compressed and liquefied natural gas.

Insbesondere Wasserstoff und Erdgas gewinnen gegenwärtig durch den steigenden Energiebedarf und das gestiegene Umweltbewußtsein als Energieträger zunehmend an Bedeutung. So werden bereits Lastkraftwagen, Busse, Personenkraftwagen und Lokomotiven mittels mit Erdgas- oder Wasserstoff-betriebenen Motoren bzw. mittels mit Wasserstoff versorgter Brennstoffzellen angetrieben. Darüber hinaus sind erste Versuche im Gange, Flugzeuge mit den genannten Medien anzutreiben. Hydrogen and natural gas in particular are currently gaining from the rising Energy requirements and increasing environmental awareness as an energy source are increasing in importance. So trucks, buses, passenger cars and Locomotives using engines powered by natural gas or hydrogen or by means of powered by hydrogen fuel cells. They are also first Trying to power planes using the media mentioned.

Die Speicherung des Wasserstoffs oder Erdgases "an Bord" der oben genannten Verkehrsmittel ist dabei in flüssiger Form am sinnvollsten. Zwar müssen der Wasserstoff und LNG dazu auf etwa 25 K bzw. 112 K abgekühlt und auf dieser Temperatur gehalten werden - was nur durch entsprechende Isoliermaßnahmen an den Speicherbehältern bzw. -tanks realisiert werden kann -, doch ist eine Speicherung in gasförmigem Zustand aufgrund der geringen Dichte von GH₂ und CNG in der Regel in den obengenannten Verkehrsmitteln ungünstiger, da die Speicherung hierbei in großvolumigen und schweren Speicherbehältern bei hohen Drücken erfolgen muss. The storage of hydrogen or natural gas "on board" the above-mentioned means of transport is most sensible in liquid form. Although the hydrogen and LNG have to be cooled to about 25 K and 112 K and kept at this temperature - which can only be achieved with appropriate insulation measures on the storage containers or tanks - storage is in gaseous state due to the low level Density of GH ₂ and CNG is generally less favorable in the above-mentioned modes of transport, since the storage must take place in large-volume and heavy storage containers at high pressures.

Bei der Befüllung von Speicherbehältern für tiefkalte Flüssigkeiten wird die Flüssigkeit vorzugsweise in unterkühlter Form in den Speicherbehälter geführt; dies gilt unabhängig davon, ob es sich um LH₂ oder LNG handelt. Eine derartige Verfahrensweise ist bspw. in der deutschen Offenlegungsschrift 196 39 658 beschrieben. Speicherbehälter, die der Speicherung tiefkalter Flüssigkeiten dienen, weisen im Regelfall einen Innen- sowie einen Außenbehälter auf, wobei zwischen den beiden vorgenannten Behältern eine (Super)Isolation vorgesehen ist. Bei einer lediglich kurzfristigen Speicherung einer tiefkalten Flüssigkeit kann ggf. auf eine Isolation verzichtet werden oder u. U. ein lediglich einwandiger Behälter vorgesehen werden. When filling storage containers for cryogenic liquids, the liquid is preferably led into the storage container in supercooled form; this applies regardless of whether it is LH ₂ or LNG. Such a procedure is described, for example, in German Offenlegungsschrift 196 39 658. Storage containers which serve to store cryogenic liquids generally have an inner and an outer container, with (super) insulation being provided between the two aforementioned containers. If a cryogenic liquid is only stored for a short time, isolation may be dispensed with or u. A single-walled container may be provided.

Wird die tiefkalte und unterkühlte Flüssigkeit in den Gas- bzw. Dampfraum oberhalb des siedenden Flüssigkeitsspiegels mittels einer geeigneten Einsprühvorrichtung, wie z. B. einem Sprührohr, eingebracht, kommt es zu einem (Rück)Kondensationseffekt des Dampfes, da dem Dampf Wärme entzogen wird. Gleichzeitig wird die eingesprühte Flüssigkeit angewärmt. Der vorgenannte Kondensationseffekt kann bei einer entsprechenden Unterkühlung der einzusprühenden Flüssigkeit zu einem Druckabfall in dem Speicherbehälter führen, was zur Folge hat, dass - obwohl dem Speicherbehälter Flüssigkeit zugeführt wird - kein unerwünschtes Verdrängungsgas, welches als Flashgas zur Befüllanlage bzw. Tankstelle zurückgeführt werden müsste, anfällt. The cryogenic and supercooled liquid flows into the gas or vapor space above the boiling liquid level by means of a suitable spray device, such as z. B. a spray tube, there is a (back) condensation effect the steam, since heat is extracted from the steam. At the same time the sprayed Warmed liquid. The aforementioned condensation effect can occur with a corresponding supercooling of the liquid to be sprayed in to a pressure drop lead in the storage container, which has the consequence that - although the Storage tank liquid is supplied - no undesirable displacement gas, which would have to be returned to the filling system or filling station as flash gas, accrues.

Um den vorbeschriebenen Effekt der Rückkondensation zu optimieren wird danach getrachtet, bei dem Einsprühen der unterkühlten Flüssigkeit möglichst viele kleine Flüssigkeitströpfchen zu bilden, welche für den Dampf als Kondensationskerne dienen. Bei der Erzeugung dieser Flüssigkeitströpfchen ist jedoch darauf zu achten, dass der Druckabfall in dem verwendeten Sprührohr so gering als möglich ist. In order to optimize the above-described effect of back condensation sought, when spraying the supercooled liquid as many small as possible To form liquid droplets, which serve as condensation nuclei for the steam. When generating these liquid droplets, however, care must be taken that the Pressure drop in the spray tube used is as low as possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Speicherbehälter anzugeben, der ein Sprührohr aufweist, das bei einem geringen Druckabfall die Erzeugung einer Vielzahl kleinster Flüssigkeitströpfchen ermöglicht. The object of the present invention is to provide a generic storage container to specify, which has a spray tube that at a low pressure drop Generation of a multitude of tiny liquid droplets.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein gattungsgemäßer Speicherbehälter vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das Sprührohr auf seinem Umfang mehrere Öffnungen aufweist und die Öffnungen zumindest teilweise von einem Sieb abgedeckt sind. To solve this problem, a generic storage container proposed, which is characterized in that the spray tube on his Has a plurality of openings and the openings at least partially from are covered by a sieve.

Um den vorgenannten Effekt - möglichst kleine Flüssigkeitströpfchen bei geringem Druckabfall - erzielen zu können, müsste theoretisch ein Sprührohr verwendet werden, das eine Vielzahl von entsprechend kleinen Austrittsbohrungen aufweist. Die Herstellung eines derartigen Sprührohres wäre jedoch vergleichsweise aufwendig und teuer. To the aforementioned effect - the smallest possible liquid droplets with little Pressure drop - to be able to achieve, theoretically a spray tube would have to be used, which has a large number of correspondingly small outlet bores. The Production of such a spray tube would, however, be comparatively complex and expensive.

Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, relativ wenige Öffnungen vorzusehen und diese zumindest teilweise, im Regelfall jedoch vollständig mit einem Sieb abzudecken. Hierbei besteht das Sieb vorzugsweise aus einem Drahtgewebe. Mittels des Siebes bzw. Drahtgewebes wird der Flüssigkeitsstrom aus den größeren Öffnungen des Sprührohes in eine Vielzahl kleiner Flüssigkeitsstrahle verteilt, welche den gewünschten Kondensationseffekt gewährleisten. Die Maschenweite des Siebes bzw. Drahtgewebes bestimmt somit die Größe der entstehenden Flüssigkeitströpfchen. The invention is based on the idea of providing relatively few openings and cover them at least partially, but usually completely with a sieve. The sieve is preferably made of a wire mesh. By means of the sieve or wire mesh, the liquid flow from the larger openings of the Spray tubes are distributed in a large number of small liquid jets which Ensure the desired condensation effect. The mesh size of the sieve or Wire mesh thus determines the size of the resulting liquid droplets.

Das vorzusehende Sieb wirkt darüber hinaus als Filter für in der dem Speicherbehälter zugeführten Flüssigkeit enthaltene Verunreinigungen. The sieve to be provided also acts as a filter for in the storage container impurities contained in the liquid supplied.

Die Fertigung des erfindungsgemäßen Sprührohres ist vergleichsweise einfach und damit billig, wodurch auch die Kosten für gattungsgemäße Speicherbehälter verringert werden können. The manufacture of the spray tube according to the invention is comparatively simple and therefore cheap, which also reduces the costs for generic storage containers can be.

Die vorzusehenden Öffnungen sind hierbei vorzugsweise kreisförmig und/oder länglich ausgebildet. The openings to be provided are preferably circular and / or elongated educated.

Der erfindungsgemäße Speicherbehälter sowie weitere Ausgestaltung desselben seien im Folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles, das lediglich das erfindungsgemäße Sprührohr zeigt, erläutert. The storage container according to the invention and a further embodiment of the same In the following, using the exemplary embodiment shown in the figure, the only shows the spray tube according to the invention explained.

Das in einer seitlichen Darstellung gezeigte Sprührohr 1 weist mehrere Öffnungen 2, 2' sowie 2" auf. Gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Durchmesser der Öffnungen 2, 2' sowie 2" wenigstens 1 mm; die Größe der Öffnungen 2, 2' sowie 2" beträgt somit wenigstens 0.75 mm². The spray pipe 1 shown in a side view has a plurality of openings 2 , 2 'and 2 ". According to an advantageous embodiment of the invention, the diameter of the openings 2 , 2 ' and 2 " is at least 1 mm; the size of the openings 2 , 2 'and 2 "is thus at least 0.75 mm ² .

Prinzipiell kann die Größe der Öffnungen 2, 2' sowie 2" beliebig klein gewählt werden; dadurch wird jedoch der Aufwand für das Bohren dieser Öffnungen entsprechend erhöht. In principle, the size of the openings 2 , 2 'and 2 "can be chosen to be as small as desired; however, the effort for drilling these openings is correspondingly increased.

Auf das Sprührohr 1 ist ein Drahtgewebe 3 derart aufgeschoben, dass es zumindest die vorgenannten Öffnungen 2, 2' sowie 2" abdeckt. Die aus dem Sprührohr 1 bzw., dessen Öffnungen 2, 2' sowie 2" austretende unterkühlte Flüssigkeit muss nun durch das Drahtgewebe 3 strömen und wird dabei in kleine Flüssigkeitströpfchen "zerlegt". A wire mesh 3 is pushed onto the spray tube 1 in such a way that it covers at least the aforementioned openings 2 , 2 'and 2 ". The supercooled liquid emerging from the spray tube 1 or its openings 2 , 2 ' and 2 " must now pass through the Wire mesh 3 flow and is "broken down" into small liquid droplets.

In der durch die Öffnungen 2, 2' sowie 2" austretenden unterkühlten Flüssigkeit enthaltene Verunreinigungen werden - sofern sie nicht kleiner als die Öffnungen des vorgesehenen Siebes sind - durch dieses zurückgehalten. Contaminants contained in the supercooled liquid emerging through the openings 2 , 2 'and 2 "are retained by the filter provided they are not smaller than the openings of the screen provided.

Claims

1. Storage container, in particular for cryogenic liquids, with at least one spray tube, via which the liquid to be stored can be supplied to the interior or inner container of the storage container, characterized in that the spray tube ( 1 ) has a plurality of openings ( 2 , 2 ') on its circumference. ...) and the openings ( 2 , 2 ',...) are at least partially covered by a sieve.

2. Storage container according to claim 1, characterized in that the sieve consists of a wire mesh ( 3 ).

3. Storage container according to claim 2, characterized in that the wire mesh ( 3 ) is pushed onto the spray tube ( 1 ).

4. Storage container according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the size of the openings ( 2 , 2 ',... ⁾ Is at least 0.75 mm ² .

5. Storage container according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the openings ( 2 , 2 ',...) Are circular and / or elongated.

6. Spray tube, in particular for use as a spray tube in a storage container for cryogenic liquids, characterized in that the spray tube ( 1 ) has a plurality of openings ( 2 , 2 ',...) On its circumference and the openings ( 2 , 2 ' ,...) are at least partially covered by a sieve.