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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
zur Langzeit-Lecküberwachung
von Doppelboden-Tankanlagen, insbesondere Flachtank-Bauwerken, mit
einer außenseitig
des Tankmantels oder Tankbodens befindlichen Leckage-Sensorik, insbesondere
einem Sensorkabel, gemäß Oberbegriff
des Patentanspruchs 1
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Aus der
DE 196 00 970 C1 ist eine
Einrichtung zur Langzeit-Tankmantel-Lecküberwachung bekannt, die insbesondere
für Flachtank-Bauwerke
vorgesehen ist und die außenseitig
des Tankmantels ein Sensorkabel umfaßt.
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Ein höhenmäßig mindestens teilweise unterhalb
des Bodens des Flachtank-Bauwerks
angeordneter und diesen umfangsseitig umgebender, ringförmiger Auffangraum
ist über
eine ein Gefälle
aufweisende Kragung mit dem unteren Ende des Außenmantels verbunden. Das Sensorkabel
ist auf der Kragung oder im Bodenbereich des Auffangraums, z.B. im
dortigen Rinnenboden, angeordnet. In dem Fall, wo aufgrund einer
Leckage Flüssigkeit
aus dem Flachtank-Bauwerk austritt, läuft diese am Tankmantel entlang
und gelangt seitlich in den Auffangraum, der aus Kragung und Rinne
gebildet wird. In dem Moment, wo die Flüssigkeit mit dem Sensorkabel
in Kontakt kommt, wird ein Leckagealarm ausgelöst. Darüber hinaus dient der dortige
Auffangraum dem Rückhalten
der ausgetretenen Leckageflüssigkeit.
Mit der vorbeschriebenen Lösung
kann zum einen frühzeitig Leckagealarm
ausgelöst
werden und es verbleibt zum anderen genügend Zeit zur Beseitigung der
Havarie, ohne daß eine
Umweltgefährdung
eintritt.
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Die Einrichtung zur Langzeit-Leckageüberwachung
an doppelwandigen Gefaßsystemen,
insbesondere doppelwandigen Tankböden nach
DE 43 22 859 A1 gestattet
es, mit geringem Aufwand auch eine Vielzahl von doppelwandigen Tankböden zyklisch
oder gleichzeitig hinsichtlich des Auftretens von Leckagen zu überwachen.
Mittels der Einrichtung ist feststellbar, ob ein Leck im äußeren Bodenbereich
oder im Zwischenboden aufgetreten ist, wobei die Leckagegröße und der
Leckort bestimmt werden können.
Hierfür
ist dort vorgesehen, an der Innenseite eines äußeren Bodens eine Zwischenlage aufzubringen,
welche zur Abstützung
des inneren Teils eines Doppelbodens dient. In die Zwischenlage ist
dann ein Sensorkabel mit veränderbarer
Dielektrizitätskonstante
geschützt
verlegt. In dem Fall, wo Flüssigkeit
in den Überwachungsraum
eintritt, verändert
sich die Dielektrizititätskonstante
des Sensorkabels, so daß mittels
einer entsprechenden Auswerteeinrichtung das Vorhandensein einer
Leckage bestimmbar ist.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Verlegen der
Sensorkabel im Doppelboden-Zwischenraum zum einen sehr kostenintensiv
ist und daß zum
anderen sowohl beim Verlegen als auch beim späteren Betrieb der Einrichtung
Beschädigungen
des Kabels auftreten können.
Weiterhin ist es notwendig dafür Sorge
zu tragen, daß Kabelein-
und -ausführungen vorgesehen
sind, um die elektrischen Signale auswerten zu können. Auch diese Komponenten
führen zu
einem höheren
Aufwand und stellen einen Nachteil dar.
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Aus dem Vorgenannten ist es daher
Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Einrichtung zur Langzeit-Lecküberwachung
von Doppelboden-Tankanlagen, insbesondere Flachtank-Bauwerken anzugeben,
die es gestattet, die Kontrolle auf Leckagen möglichst einfach umzusetzen,
und bei der ohne eine aufwendige Innensensorik ein örtliches
Lokalisieren einer Leckage mit vertretbarem Aufwand möglich wird.
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Die Lösung der Aufgabe der Erfindung
erfolgt durch eine Einrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs
1, wobei die Unteransprüche mindestens
zweckmäßige Ausgestaltungen
und Weiterbildungen darstellen.
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Bei der Einrichtung nach Anspruch
7 kann darüber
hinaus mit ein und derselben Sensorik nicht nur eine Kontrolle der
Dichtheit der Doppelboden-Anordnung,
sondern auch des Tankmantels erfolgen.
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Der erfindungsgemäße Grundgedanke besteht darin,
den Doppelboden-Zwischenraum
des Tanks bzw. den Doppelboden selbst in n-Flächensegmente, bevorzugt Kreissegmente
bei einem zylindrischen Tank zu unterteilen, wobei jedes der Flächensegmente
mit mindestens einem, den Tankmantel durchdringenden Flüssigkeitsauslaß mit Absperrarmatur
in Verbindung steht.
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Dann, wenn im Doppelboden-Zwischenraum Leckagemengen
eindringen, gelangt diese Flüssigkeit
bei im Normalfall üblichen
offenem Absperrventil über
den Auslaß zu
einem Auffangraum, wobei am oder in der Nähe des Auslasses bzw, im Auffangraum die
Sensorik zur Leckageüberwachung
befindlich ist.
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Über
die Zuordnung des jeweiligen Auslasses mit Absperrarmatur zum jeweiligen
Flächensegment
und der entsprechenden Sensorik kann dann erkannt werden, daß in einem
ganz bestimmten Segment ein Schaden aufgetreten ist, was die Reparaturarbeiten
erleichtert.
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Im Fall einer erkannten Leckage wird
dann die jeweilige Absperrarmatur geschlossen und es ist ein weiterer,
quasi Notbetrieb der entsprechenden Tankanlage bzw. des Flachtank-Bauwerks
möglich.
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In einer Ausführungsform wird der Doppelboden
aus einem Tränenblech
gebildet, wobei zwischen der Unterseite des Tränenblechs und dem vorhandenen
Tankboden ein Zwischenraum verbleibt, der der Aufnahme eventueller
Leckageflüssigkeiten dient
und welcher zum vorerwähnten
Auslaß mit
Absperrarmatur führt.
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Die Segmentierung erfolgt über entsprechend
eingeschweißte
Trennbleche, z.B. Flacheisen, die sowohl am Tankunterboden bzw.
bei Nachrüstung
am vorhandenen Tankboden und am Tränenblech stoffschlüssig dicht
angeordnet sind.
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Dadurch, daß sich das Tränenblech
mit seinen Vorsprüngen
oder Noppen unmittelbar am darunter liegenden Tankboden abstützt, ist
auch bei geringeren Materialstärken
eine ausreichende Festigkeit gegeben. Das Volumen des geschaffenen
Zwischenraums ist dabei nicht unnötig groß, so daß auch bei einer nur kleinen
Undichtigkeit die austretende Flüssigkeit
schnell zum Auslaß gelangt
und dort im Bereich der Absperrarmatur detektiert werden kann. Die
Durchgangs-Zwischenräume
im Bereich Tankboden und Tränenblech
verlaufen bevorzugt fließrichtungsseitig
zum jeweiligen Auslaß.
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Die Zahl der Flächensegmente n liegt im Bereich ≥ 2, bevorzugt ≥ 4.
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Im Fall einer beispielsweise pneumatisch oder
hydraulisch oder über
ein Magnetventil aktivierbaren Absperrarmatur wird diese mit Erkennen
einer Leckage geschlossen und es erfolgt die Leckage-Signalisierung,
z.B. hin zu einer Fernwarte.
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Es liegt im Sinne der Erfindung,
daß das
Signalisieren einer Leckage auch auf drahtlosem Wege möglich ist,
um z.B. bei sehr großen
Tankanlagen den Verkabelungsaufwand zu reduzieren. In diesem Fall
besteht die Möglichkeit,
jedes zu überwachende Flachtank-Bauwerk
mit einer autarken Stromversorgung zu versehen, die auch über Photovoltaik-Anordnungen
gepufferte Sekundärelemente
umfassen kann.
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Die vorerwähnte Sensorik kann aus einem außenumfangsseitig
geführten
Sensorkabel bestehen, aber auch durch Punktsensoren gebildet werden,
wobei letztere jeweils mindestens im Bereich der Ausströmöffnung der
jeweiligen Absperrarmatur angeordnet werden.
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Für
den Fall, daß zusätzlich eine
Tankmantel-Leckageüberwachung
gewünscht
wird, ist höhenmäßig mindestens
teilweise unterhalb des Tankbodens des Flachtank-Bauwerks und diesen
außenumfangsseitig,
vorzugsweise ringförmig
umgebend ein Auffangraum angeordnet, welcher über eine ein Gefälle aufweisende
Kragung mit dem unteren Ende der Außenseite des Tankmantels verbunden
ist.
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Die Sensorik befindet sich dann auf
der Kragung und/oder im Auffangraum.
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Bevorzugt ist vorgesehen, auf der
Kragung, im wesentlichen dem Verlauf der Außenwandung des Tankmantels
folgend, erste, wandungsnahe und im Bereich des jeweiligen Auslasses
mit Absperrarmatur zweite, wandungsferne Leitbleche oder Leitkanäle anzuordnen,
wobei ein bevorzugt durchgehendes Sensorkabel zwischen den ersten
Leitblechen und der Außenwandung
des Tankmantels sowie den zweiten Leitblechen und dem Auslaß mit Absperrarmatur
verläuft,
um sowohl ortsaufgelöst
eine Leckage im Mantel des Tanks als auch des Doppelbodens zu detektieren.
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Grundsätzlich gelingt es mit der Erfindung, mit
einer einzigen Sensorik, die sowohl ein außenumfangsseitig angeordnetes,
durchgehendes Sensorkabel sein kann als auch aus Punktsensoren besteht, bei
einem speziell segmentierten Doppelboden eines Tanks Undichtigkeiten
im Doppelboden festzustellen und gleichzeitig Leckagen am Mantel
des Tanks zu bestimmen. Im Vergleich zum bisher bekannten Stand
der Technik ist es nicht mehr . notwendig, in den Zwischenraum des
Doppelbodens Sensorkabel zu verlegen. Dadurch, daß das freie
Volumen des Zwischenraums im Doppelboden minimiert ist, wird die
Austrittszeit einer Leckage bei undichtem Doppelboden hin zum vorgesehenen
Auslaß verkürzt und die
Sicherheit beim Betreiben derartiger Tanks erhöht.
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Als Sensorkabel ist ein solches verwendbar, welches
ein reversibel veränderbares
Dielektrikum besitzt, wobei eine Flüssigkeitseinwirkung bezogen auf
das Kabel durch Auswertung von Hochfrequenz-Impulsechos, auch ortsaufgelöst, feststellbar ist.
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Die Erfindung soll nachstehend anhand
von Ausführungsbeispielen
sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
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Hierbei zeigen:
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1 einen
Querschnitt durch einen zylindrischen Flachtank;
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2 einen
Schnitt längs
der Linie B-B nach 1;
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3 einen
Schnitt längs
der Linie A-A nach 1 und
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4 eine
Anordnung ähnlich 1, jedoch mit einer geänderter
Leitblechkonstruktion und Punktsensoren.
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Die Querschnittsdarstellungen nach 1 und 4 zeigen jeweils ein Flachtank-Bauwerk mit Mantel 1 und
Doppelboden 2.
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Der Doppelboden 2 ist mittels
Flacheisen 3 als Trennelemente segmentiert. Die Schnittdarstellung
nach 2 zeigt die Anordnung
der Flacheisen 3 bezogen auf den vorhandenen Tankboden 4 und ein
Tränenblech 5.
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Zwischen dem Tränenblech 5 und der
Oberseite des vorhandenen Tankbodens 4 verbleibt ein Zwischenraum 6.
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Im gezeigten Beispiel stützen sich
die Vorsprünge
oder Noppen 7 des Tränenblechs 5 an
der Oberfläche
des vorhandenen Tankbodens 4 ab, so daß die Doppelboden-Anordnung
die gewünschte Stabilität erhält.
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Die Flacheisen 3 sind sowohl
mit dem vorhandenen Tankboden 4 als auch mit dem Tränenblech 5 dichtgeschweißt.
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Jeweils ein Segment des Tankbodens
führt zu
mindestens einem Auslaß 8,
welcher wiederum mit einer Absperrarmatur 9 in Verbindung
steht.
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Im Übergangsbereich des Auslasses 8 im Tankinneren
ist noch ein Bodenrandwinkel 10 ausgebildet, der mit der Tankinnenwandung 11 und
der Oberseite des Tränenblechs
vorzugsweise durch Schweißen
verbunden ist.
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Bei der Anordnung nach 1 ist ein außenumfangsseitig
des Flachtank-Bauwerks
verlaufendes Sensorkabel 12 vorgesehen.
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Um nun einerseits eine Überwachung
des Tankmantels 1 vornehmen zu können, andererseits aber auch
eine Detektion auslaßseitig
der Absperrarmatur zu erreichen, sind im wesentlichen dem Verlauf der
Außenwandung
bzw. des Mantels 1 folgend erste, wandungsnahe Leitbleche 13 oder
entsprechende Leitkanäle
angeordnet und im Bereich des Außlasses mit Absperrarmatur 9 zweite,
wandungsferne Leitbleche 14 vorgesehen.
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Das Sensorkabel 12 verläuft dann
zwischen den ersten, wandungsnahen Leitblechen 13 und der Außenwandung
des Tankmantels sowie den zweiten, wandungsfernen Leitblechen 14 und
dem jeweiligen Auslaß mit
Absperrarmatur 9.
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Aus der Zusammenschau der 1 und 3 ist weiterhin ersichtlich, daß höhenmäßig mindestens teilweise
unterhalb des Tankbodens des Flachtank-Bauwerks und diesen außenumfangsseitig,
vorzugsweise ringförmig
umgebend ein Auffangraum 15 gebildet wird, der über eine
ein Gefälle
aufweisende Kragung 16 mit dem unteren Ende der Außenseite des
Tankmantels 1 verbunden ist. Die Kragung dient auch zur
Befestigung der Leitbleche 13 und 14 und hält das Sensorkabel 12.
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Das freie Ende der Kragung 16 führt auf
ein ringförmiges
Rohr 17, das ein definiertes Rückhaltevolumen besitzt. Das
ringförmige
Rohr 17 kann über die
ansonsten geschlossene Armatur 18 entleert werden.
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Beim gezeigten Beispiel sind vier
Flächensegmente,
gebildet durch die Flacheisen 3, vorgesehen, wobei auch
eine höhere
Segmentanzahl mit hierdurch weiter verbesserter Orsauflösung möglich ist,
ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.
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Üblicherweise
sind die Absperrarmaturen 9 geöffnet.
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Im Fall einer Leckage des Doppelbodens, gebildet
durch das Tränenblech 5,
tritt Flüssigkeit
in den Zwischenraum 6 ein und gelangt über den Auslaß 8 und
die Absperrarmatur 9 in den Auffangraum 15. Das
dort vorgesehene Sensorkabel 12 detektiert dann die Flüssigkeit
und löst
einen Alarm und ein Schließen
der Absperrarmatur 9 aus.
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Bevorzugt kann die Absperrarmatur 9 in
Verbindung mit dem Auslaß 8 auch
zur Dichtheitsprüfung,
z.B. mittels Anlegen eines Vakuums, Verwendung finden, um routinegemäße Kontrollen
des jeweiligen Tanks durchzuführen.
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Die in der 4 gezeigte Ausführungsform der Erfindung greift
nicht auf ein durchgehendes Sensorkabel 12, sondern auf
eine Vielzahl von Punktsensoren 19 zurück. Um nun hier sowohl eine
Leckageüberwachung
des Tankmantels als auch eine Kontrolle von austretenden Leckageflüssigkeiten
im Bereich der Absperrarmaturen 9 zu erreichen, sind tangentiale
Leitbleche 20 auf der Kragung 16 befindlich.
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Die Ortsauflösung, insbesondere bezogen auf
die Überwachung
des Tankmantels 1, ist hierbei noch ausreichend.
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Die sternförmig außenumfangsseitig des Tanks
auf der Kragung 16 befindlichen tangentialen Leitbleche 20 können eine
durchgehende geschlossene, stegförmige
Fläche
bilden. In dem Moment, wenn die Leckagemenge ein bestimmtes Maß erreicht
hat, übersteigt
der Pegel zwischen Leitblech 20, und Tankaußenwandung
die Höhe
des Leitblechs und gelangt in den restlichen Auffangraum einschließlich dem
ringförmigen
Rohr 17, das ein entsprechendes Sicherheitsvolumen besitzt.
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Wie aus der 4 deutlich wird, sind Punktsensoren 19 nicht
nur im Bereich des jeweiligen Auslasses 8 bzw. der Absperrarmatur 9 vorgesehen,
sondern zwischen diesen befinden sich weitere Sensoren jeweils am
nach außen
zusammenlaufenden Ende der entsprechenden tangentialen Leitbleche 20.
Selbstverständlich
ist die Anzahl der Punktsensoren 19 und die Auswahl der
Leitbleche 20 abhängig vom
Umfang respektive dem Außendurchmesser des
betreffenden Flachtank-Bauwerks und entsprechend zu wählen.
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Die Konstruktion der Ausführung des
Doppelbodens gemäß Lösung nach 4 entspricht derjenigen,
wie in der 2 dargestellt,
so daß auf
die entsprechenden textlichen Erläuterungen hierzu verwiesen
werden kann.
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- 1
- Mantel
- 2
- Doppelboden
- 3
- Flacheisen
- 4
- vorhandener
Tankboden
- 5
- Tränenblech
- 6
- Zwischenraum
- 7
- Noppen
des Tränenblechs
- 8
- Auslaß
- 9
- Absperrarmatur
- 10
- Bodenrandwinkel
- 11
- Tankinnenwandung
- 12
- Sensorkabel
- 13
- wandungsnahe
Leitbleche
- 14
- wandungsferne
Leitbleche
- 15
- Auffangraum
- 16
- Kragung
- 17
- ringförmiges Rohr
- 18
- Armatur
zum Absperren einer Austrittsöffnung des
ringförmigen
-
- Rohrs
- 19
- Punktsensor
- 20
- tangentiales
Leitblech