DE102013008215A1 - Notentleerung von Speicherbehältern - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters, insbesondere eines Speicherbehälters, der der Speicherung brennbarer Medien, wie bspw. Wasserstoff, dient, beschrieben. Erfindungsgemäß ist der Speicherbehälter über eine Entspannungsleitung mit einem Kamin verbunden und die Entspannungsleitung weist wenigstens ein pneumatisch angesteuertes Entlastungsventil auf, wobei dieses pneumatisch in der Zu-Position gehalten und bei Entlastung der pneumatischen Steuerleitung mittels Federkraft geöffnet oder mittels Federkraft in der Zu-Position gehalten und pneumatisch geöffnet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters, insbesondere eines Speicherbehälters, der der Speicherung brennbarer Medien, wie bspw. Wasserstoff, Sauerstoff und Erdgas, dient.
  • Bei Speicherbehältern, die der Speicherung explosibler oder brennbarer Medien dienen, besteht das Problem, dass sie durch äußere Einflüsse bzw. Gefahren, wie bspw. externe Befeuerung oder Selbstbefeuerung durch entzündete Leckagen (Jetflames) bersten können, was zu sehr großen Schadensausmaßen führen kann.
  • Wasserstoff und andere brennbare Gase werden teilweise unter sehr hohen Drücken (bis zu 1000 bar) gespeichert um bspw. als Energieträger vertankt zu werden. Die hierfür verwendeten Speicherbehälter bestehen teilweise aus Composite-Materialen, die vergleichsweise empfindlich auf externe Einwirkungen, insbesondere auf hohe Temperaturen, reagieren.
  • Im Gefahrenfalle ist es oftmals sinnvoll oder erforderlich, den Speicherbehälter zu entleeren um die Folgen eines möglichen Behälterversagens zu minimieren. Diese Notentleerung birgt jedoch auch Gefahren. So können sich die durch die Freisetzung gebildeten explosiblen Gaswolken spontan oder verspätet entzünden, was Explosionen und starke Wärmestrahlung zur Folge haben kann. Eine Fehlbetätigung der Notentleerung bzw. Notentspannung ist deshalb unbedingt zu vermeiden. Im Gefahrenfall hingegen muss die Notentspannung mit hoher Zuverlässigkeit bzw. Verfügbarkeit funktionieren.
  • Derzeit verfügen Speicherbehälter für brennbare Gase oftmals nicht über die Möglichkeit einer ferngesteuerten Schnellentspannung von sicherer Stelle. Im Gefahrenfalle besteht für Einsatzkräfte und Betriebsmannschaft daher keine Möglichkeit, eine Notentleerung des gefährdeten Behälters vorzunehmen um Folgeschäden zu reduzieren und zu vermeiden. Ein häufig genanntes Argument gegen derartige Einrichtungen ist eine unbeabsichtigte Freisetzung des Behälterinhaltes bei Fehlfunktionen, die bspw. durch einen Instrumentenluftausfall hervorgerufen werden können.
  • Gegenwärtig kommen hauptsächlich thermisch auslösende Sicherheitsventile zur Anwendung. Diese lösen jedoch nur aus, wenn ihre Umgebungstemperatur deutlich ansteigt. Bei bestimmten Gefahrensituationen, bspw. bei Wasserstoffflammen im Freien, die nur eine geringe Wärmestrahlung aufweisen, kommt es jedoch nicht zu einem ausreichenden Temperaturanstieg und damit nicht zum Auslösen dieser Sicherheitsventile.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters, insbesondere eines Speicherbehälters, der der Speicherung brennbarer Medien, wie bspw. Wasserstoff, dient, anzugeben, die eine zuverlässige, ferngesteuerte Notentleerung eines Speicherbehälters ermöglicht.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Speicherbehälter über eine Entspannungsleitung mit einem Kamin verbunden ist und die Entspannungsleitung wenigstens ein pneumatisch angesteuertes Entlastungsventil aufweist, wobei dieses entweder pneumatisch in der Zu-Position gehalten und bei Entlastung der pneumatischen Steuerleitung mittels Federkraft geöffnet oder mittels Federkraft in der Zu-Position gehalten und pneumatisch geöffnet wird.
  • Im Falle einer erforderlichen bzw. gewünschten Notentleerung eines Speicherbehälters wird das aus dem Speicherbehälter abzuführende Medium, nach Öffnen des oder der pneumatisch angesteuerten Entlastungsventile, erfindungsgemäß über die Entspannungsleitung einem Kamin zugeführt. Über diesen wird das brennbare Medium zu einer sicheren Stelle geführt und in die Atmosphäre abgegeben.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters weiterbildend wird vorgeschlagen, dass die pneumatische Steuerleitung des Entlastungsventils über eine autarke Steuergasversorgung verfügt. Durch diese Entkoppelung von der betrieblichen Steuergasversorgung kann eine hohe Verfügbarkeit gewährleistet werden. Zudem dient diese Ausgestaltung als Schutz gegen Fehlauslösungen.
  • In vorteilhafter Weise weist die Entspannungsleitung wenigstens zwei pneumatisch angesteuerte Entlastungsventile auf, wobei diese derart miteinander verschaltet sind, dass erst bei der Betätigung aller Entlastungsventile die Entspannungsleitung geöffnet wird. Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters verringert das Risiko einer unbeabsichtigten Fehlbedienung des Notentleerungsprozederes.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters ist dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannungsleitung eine Drossel aufweist, die eine Mengenbegrenzung des über die Entspannungsleitung abströmenden Mediums ermöglicht. Mittels dieser Ausgestaltung kann eine schnelle Entleerung bei gleichzeitig limitierter Entspannungsmenge realisiert werden.
  • In vorteilhafter Weise sind die Mittel, bspw. Handventile, zur Entlastung der pneumatischen Steuerleitung an einer Stelle angeordnet sind, die außerhalb des potentiellen Gefahrenbereiches des Speicherbehälters liegt. Somit ist eine für Einsatzkräfte und Betriebsmannschaft sichere Fernbetätigung des Notentleerungsprozederes möglich. Alternativ oder ergänzend sind die Mittel zur Entlastung der pneumatischen Steuerleitung bei einem mit Federkraft öffnenden Entlastungsventil als eine, aus einem nicht brand- oder temperaturbeständigem Material – bspw. aus einem Kunststoffmaterial – bestehende Steuerleitung ausgebildet. Im Falle eines Feuers oder erhöhter Temperatur erfolgt dadurch eine automatische Auslösung des Notentleerungsprozederes.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters ermöglicht eine zuverlässige, sichere und schnelle Entleerung eines Speicherbehälters im Gefahrenfalle, wobei unbeabsichtigte Fehlbedienungen ausgeschlossen werden können.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters sei nachfolgend anhand des in der 1 dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Variante der erfindungsgemäßen Anordnung, bei der die Entspannungsleitung zwei pneumatisch angesteuerte Entlastungsventile aufweist.
  • Der insbesondere für die Speicherung brennbarer Medien, wie bspw. Wasserstoff, geeignete Speicherbehälter 1 weist eine Entnahmeleitung 10 sowie eine Befüll- bzw. Rückführleitung 11 auf; über diese wird das in ihm gespeicherte Medium entnommen bzw. erneut dem Speicherbehälter 1 zugeführt.
  • Der Speicherbehälter 1 ist über eine Entspannungsleitung 3 mit einem Kamin 2 verbunden. In der Entspannungsleitung 3 sind zwei pneumatisch angesteuerte Entlastungsventile 4 und 4' vorgesehen, die pneumatisch in der Zu-Position gehalten werden. Hierfür dienen die beiden, der Speicherung des Steuermediums, bspw. Instrumentenluft, dienenden Speicherbehälter 5 und 5'. Diese sind über die Leitung 6 bzw. 6' und der pneumatischen Steuerleitung 7 bzw. 7' mit dem Entlastungsventile 4 bzw. 4' verbunden. Des Weiteren ist in der Entspannungsleitung 3 eine Drossel 9 vorgesehen. Mittels dieser ist eine Mengenbegrenzung des über die Entspannungsleitung 3 aus dem Speicherbehälter 1 abströmenden Mediums möglich.
  • Die Entlastungsventile 4 und 4' sind in vorteilhafter Weise derart miteinander verschaltet, dass erst bei der Betätigung beider Entlastungsventile die Entspannungsleitung 3 geöffnet wird. Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung verringert das Risiko einer unbeabsichtigten Fehlbedienung des Notentleerungsprozederes.
  • Die Mittel zur Entlastung der pneumatischen Steuerleitungen 7 und 7' sind im Falle der in der 1 dargestellten Ausgestaltung als Ventile 8 und 8', bspw. Handventile, ausgebildet. Sie sind an einer Stelle anzuordnen, die außerhalb des potentiellen Gefahrenbereiches des Speicherbehälters 1 liegt. Somit ist eine für Einsatzkräfte und Betriebsmannschaft sichere Fernbetätigung des Notentleerungsprozederes möglich. Des Weiteren können die pneumatischen Steuerleitung 7 und 7' aus einem nicht brand- oder temperaturbeständigem Material – bspw. aus einem Kunststoffmaterial – bestehen. Im Falle eines Feuers oder erhöhter Temperatur erfolgt somit bei Beschädigung oder Zerstörung der pneumatischen Steuerleitung 7 und 7' eine automatische Auslösung des Notentleerungsprozederes.

Claims (5)

  1. Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters (1), insbesondere eines Speicherbehälters, der der Speicherung brennbarer Medien, wie bspw. Wasserstoff, dient, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbehälter (1) über eine Entspannungsleitung (3) mit einem Kamin (2) verbunden ist und die Entspannungsleitung (3) wenigstens ein pneumatisch angesteuertes Entlastungsventil (4, 4') aufweist, wobei dieses entweder pneumatisch in der Zu-Position gehalten und bei Entlastung der pneumatischen Steuerleitung (7, 7') mittels Federkraft geöffnet oder mittels Federkraft in der Zu-Position gehalten und pneumatisch geöffnet wird.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannungsleitung (3) wenigstens zwei pneumatisch angesteuerte Entlastungsventile (4, 4') aufweist, wobei diese derart miteinander verschaltet sind, dass erst bei der Betätigung aller Entlastungsventile (4, 4') die Entspannungsleitung (3) geöffnet ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die pneumatische Steuerleitung (7, 7') des Entlastungsventils (4, 4') über eine autarke Steuergasversorgung verfügt.
  4. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Entspannungsleitung (3) eine Drossel (9) aufweist, die eine Mengenbegrenzung des über die Entspannungsleitung (3) abströmenden Mediums ermöglicht.
  5. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Entlastung der pneumatischen Steuerleitung (7, 7') an einer Stelle angeordnet sind, die außerhalb des potentiellen Gefahrenbereiches des Speicherbehälters (1) liegt, und/oder die Mittel zur Entlastung der pneumatischen Steuerleitung (7, 7') bei einem mit Federkraft öffnenden Entlastungsventil als eine, aus einem nicht brand- oder temperaturbeständigem Material bestehende Steuerleitung ausgebildet sind.
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