DE2036666B2 - Isolierter speichertank fuer tiefsiedende verfluessigte gase - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen isolierten Speichertank für tiefsiedende verflüssigte Gase mit einem starren äußeren Behälter und einem starren Innentank sowie einem dazwischen befindlichen Isolier raum, in dem ein mit öffnungen versehenes Rohrsystem angeordnet ist.

Es ist bereits ein doppelwandiger Speicherbehälter mit einem dazwischenliegenden, mit pulvrigem Isoliermaterial gefüllten Isolierraum und einem mit öffnungen versehenen Leitungssystem im unteren Bereich des Isolierraums bekanntgeworden (britische Patentschrift 940 918). Hierbei wird über das Leitungssystem ein Gas unter Druck eingeblasen, so daß sich im Isolierraum ein Druckgradiemt einstellt, der ein Absacken oder Zusammenballen des Isoliermaterials auf Grund von Behälterbewegungen und Erschütterungen verhindert.

Eei doppelwandigen Speichertanks mit einem voll ausgestopften Isclierraum zwischen dem Außenbehäiter und dem Innentank treten sehr oft Schwierigkeiten dadurch auf, daß z. B. thermisch bedingte Druckschwankungen innerhalb des Isol'ierraumes auf Grund des großen Strömungswiderstandes des Isoliermaterials nicht schnell genug ausgeglichen werden können, so daß insbesondere der Innenbehälter örtlich verschiedenen Druekbelastungen ausgesetzt ist, die so stark sein können, daß eine nachteilige Ver-Schiebung des Innentanks eintritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Druckausgleichsschwierigkeiten in.icrhalb des Isolierraumes eines doppelwandigen Speicherbehälters zu vermeiden.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das aus gelochten Blechen mit gleichmäßigen Abständen seiner Zweigleitungen gebildete Rohrsystem den gesamten Isolierraum zwischen dem äußeren Behälter und dem Innentank durchdringt und an eine für einen Druckausgleich mit der Umgebung dienende Rohrleitung angeschlossen ist.

Dieses erfindungsgemäße System von Leitungen innerhalb des Isolierraumes ermöglicht einen schnellen Ausgleich von unerwünschten Druckschwankungen innerhalb des Isolierraumes. Jede partielle Druckschwankung, sei es nun eine Druckerhöhung oder eine Druckerniedrigung, wird durch einen entsprechenden Zweig des Rohrsystems schnell und vollständig aufgenommen und auf Grund der geringen Strömungswiderstände innerhalb des Rohrsystems auch schnell durch Druckausgleich mit der Umgebung ausgeglichen, so daß insbesondere der Innenbehälter nunmehr keinen örtlich verschiedenen Druekbelastungen mehr ausgesetzt ist.

Für den Fall, daß aus Sicherheitsgründen innerhalb des Isolierraumes eine gasdichte zweite Barriere, die z. B. aus elastischen Mernbranblechen zusammengesetzt und tm Außenmantel befestigt sein

kann, vorgesehen ist, ist es von Vorteil, ein Rohrsystem gemäß der Erfindung sowohl rwischen dem Innentank und zweiter Barriere als auch zwischen zweiter Barriere und Außenbehälter anzuordnen, so daß in beiden durch die zweite Barriere getrennten Isolierteilräumen, wobei -der letzte mit eine: tragfähigen Isolierung versehen ist, Druckschwankungen schnell und sicher ausgeglichen werden können. Zur Vermeidung thermischer Spannungen innerhalb der zweiten Barriere kann diese auch am Außenbehälter verschieblich gehaltert seini.

Zur Vermeidung von unerwünschter Wärmezufuhr über die Rohrsysteme sind diese jeweils in wärmeren /onen der Teilräume angeordnet. Dies gilt insbesondre für den von dem Innentank und der zweiten Barriere gebildeten Teilraum, in der», das Rohrsystem in unmittelbarer Nähe der zweiten Barriere angeordnet ist und für die Deckenisolierung des dop- ;x !wandigen Speicherbehälters, in der das Rohrswem in unmittelbare! Nähe ties, äußeren Tankd.iches angebracht ist.

Die Anordnung des Rohrsystems innerhalb des Isolierraumes erfolgt dabei derart, daß die unterste !•wnczweigleitung der Rohrsysteme einen Boden- :;Niand von etwa der Hälfte des für den Druckausgleich im Isolierraum noch zulässigen Höchstabstanücs zweier Zweigleitungen aufweist. Es hat sich gezeigt, daß dieser Bodenabstand ausreicht, um Drucks.hwankungen im Bodenbereich des Isolierraumes noch schnell und vollständig auszugleichen.

Zur Vermeidung von Verstopfungen der Löcher de> Rohrsystems durch Isoliermaterial können diese entweder entsprechend klein dimensioniert sein, oder die gelochten Leitungen selbst können mit einem gasdurchlässigen Material, z. B. mit Glasvlies, umwickelt sein.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung enthalten die für den Druckausgleich mit der Umgebung vorgesehenen Rohrleitungen je ein auf geringen Überdruck bzw. Unterdruck ansprechendes Ventil. Diese Maßnahme bringt den Vorteil, daß kleinere innerhalb des Toleranzbereichs der Ventile liegende Druckschwankungen zwar in sich innerhalb des Isolierraumes ausgeglichen werden, daß jedoch nicht sofort ein Gesamtdruckausgleich mit der Umgebung stattfindet.

Für manche Fälle kann es aus Sicherheitsgründen von Vorteil sein, anstatt den Isolierraum über das Rohrsystem direkt mit der Umgebung zu verbinden, in diesem eine Inertgasatmosphäre, z. B. eine nicht brennbare Stickstoftatmosphäre. zu erzeugen. Hierbei wird das Rohrleitungssystem an ein Gasometer angeschlossen, das nunmehr alle Druckschwankungen innerhalb des Isolierraums über das Rohrsystem aufnimmt und insgesamt ausgleicht.

Ein weiterer Vorteil einer Inertgasatmosphäre innerhalb des Isolierraurnes liegt in der zusätzlichen Möglichkeit der besseren Lecküberwachung des Innentanks. Hierzu ist e:s lediglich erforderlich, zwischen Rohrsystem und Gasometer einen Inertgaskreislauf zu erzeugen, z. B. dadurch, daß das Rohrsystem über Leitungen an zwei entgegengesetzten Stellen mit dem Gasometer verbunden und in eine der Leitungen ein Umwälzgebläse eingebaut ist. Mittels eines Konzentrationsmeßgerätes in der Leitung für die Rückführung des Inertgases zum Gasometer können nun auf einfache Weise Verunreinigungen des Inertgases durch verdampftes Speichermedium, das über ein Leck in den Isolierraum eingedrungen ist, registriert werden.

Weitere Erläuterungen zu der Erfindung sind dem in F i g, 1 und 2 schematisch dargestellten Ausfüh rungsbeispiel zu entnehmen.

Der dargestellte FlüssigkeitsgrGßtank besteht aus einem starren zylindrischen Behälter 1 aus Beton mit einem Durchmesser von 40 bis 50 m, der auf seiner inneren Oberfläche mit einer tragfähigen Isolier schicht 2 ausgekleidet ist Auf dieser Isolierschicht ist eine elastisch verformbare Metallmembran 3 als sogenannte zweite Barriere angebracht. Die Metallmembran ist zweckmäßig an einer Mehrzahl von Punkten mittels schlecht wärmeleitender Bolzen

is od. dgl., gegebenenfalls verschieblich, an der Behälterwand gehaltert.

Zwischen der Metallmembran 3 und dem das Flüssiggas aufnehmenden zylindrischen Innentank 5 befindet sich eine weitere Isolierschicht 4.

IXr Boden des Innentanks liegt dabei auf einer tragfähigen Isolierschicht 4' über der den Boden zusätzlich sichernden zweiten Barriere 3' ..nd der unteren tragfähigen Isolierschicht 2', die ihrerseits auf dem betonierten Boden 1' aufliegt.

Der Deckel des äußeren Behälters 1 besteht aus einem gewölbten Blech 6, das durch ein Profilträger-Gerüst 7 gestützt wird. Darunter befindet sich eine Isolierschicht 8, die auf dem Deckel 9 des Innentanks aufliegt.

Der Isolierraum 4, 8 unterliegt nun infolge von Luftdruck- und Temperaturschwankungen wechselnden Bedingungen, die sich z. B. bei Windbelastungen lokal verschieden ausbilden können. Innerhalb der Isolierung sind aber erhebliche Gasvolumina vorhanrlen. denen unter Umständen für einen Druckausgleich zu große Ausgleichströmungswiderstände innerhalb des Isoliermaterials entgegenstehen, so daß sich an den Wänden des Tanks größere Druckkräfte entwickeln können, die einseitige Verschiebungen des Innentanks zur Folge haben können.

Aus diesen Gründen ist innerhalb des Isolierraumes ein Rohrsystem 10 aus gelochten Blechen mit möglichst gleichmäßigen Abständen seiner Zweigleitungen vorgesehen, das an eine für Druckausgleich mit der Umgebung vorgesehene Rohrleitung 11 angeschlossen ist.

Entsprechendes gilt auch für den Isolierraum zwischen der zweiten Barriere (Metallmembran 3) und der äußeren Behälterwand. Hier ist ein Rohrsystem 10' aus geiochten Blechen ebenfalls mit möglichst gleichmäßigen Abständen seiner Zweigleitungen angeordnet, das an die gleiche Rohrleitung 11 oder eine entsprechende Rohrleitung 11' zum Druckausgleich mit der Umgebung angeschlossen sein kann.

An die Druckausgleichsleitung 11 bzw. 11' kann dabei ein bei Überdruck öffnendes Ventil 12 bzw. 12' und ein bei Unterdruck öffnendes Ventil 13 bzw. 13' angeschlossen sein.

Es ist aber unter Umständen vorteilhaft, an die Druckausgleichsleitung 11 bzw. 11' ein Gasometer (nicht gezeichnet) durch Leitung 14 bzw. 14' anzuschließen, dessen Volumenschwankung dem Atmungsvolumen der Speichcrtank-Isolierräume entspricht. Auf diese Weise erfolgt der Ausgleich mit

dem Atmosphärendruck indirekt, d. h. ohne Verbindung der Isolierräume mit der Atmosphäre. Die Isolierräume und der Hilfsgasomcter können dann zweckmäßig mit einem Inertgas gefüllt sein.

Dabei kann es vorteilhaft sein, das Rohrleitungssystem 10 und/oder 10' an zwei entgegengesetzten Stellen mit dem Hilfsgasometer zu verbinden und in einer der Verbindungsleitungen ein Umwälzgebläse einzuschalten.

Dadurch ergibt sich unter anderem die Möglichkeit einer besseren Leckageüberwachung durch Einschaltung eines Gaskonzentrations-Meßgerätes in der Verbindungsleitung für die Rückführung des Inertgases zum Hilfsgasometer.

Durch diese Anordnung wird eine hohe Sicherheit für die Großraumlagerung brennbarer Flüssigkeiten bzw. verflüssigter Gase bei tiefen Temperaturen erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Isolierter Speichertank für tiefsiedende verflüssigte Gase mit einem starren äußeren Behälter und einem starren Innentank sowie einem dazwischen befindlichen Isolierrairn, in dem ein mit öffnungen versehenes Rohrsystem angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das aus gelochten Blechen mit gleichmäßigen Abständen seiner Zweigleitungen gebildete Rohrsystem (10) den gesamten Isolierraum (2, 4, 8) zwischen dem äußeren Behälter (1) und dem Innentank (5) durchdringt und an eine für einen Druckausgleich mit der Umgebung dienende Rohrleitung (11) angeschlossen ist.

2. Speichertank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrsystem (10) innerhalb einer von einer Metallmembran (3) als zweiten Barriere umschlossenen Isolierschicht (4, 8) angeordnet ist, wobei die Metallmembran (3) an dem äußeren Behälter (1), gegebenenfalls verschieblieh, gehaltert ist.

3. Speichertank nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Metallmembran (3) und dem äußeren Behälter (1) eine tragfähige Isolierschicht (2) mit einem eingebetteten weiteren Rohrsystem (10') aus gelochten Blechen mit gleichmäßigen Abständen seiner Zweigleitungen angeordnet i>>t, welches über eine weitere Rohrleitung (H') in die Umgebung mündet.

4. Speichertank nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unterste Ringzweigleitung der Rohrsysteme (10, 10') einen Bodenabstand von etwa der Hälfte des für den Druckausgleich im Isolierraum (2, 4, 8) noch zulässigen Höchstabstandes zweier Zweigleitungen aufweist.

5. Speichertank nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrsystem (10) in der Isolierschicht (4, 8) in unmittelbarer Nähe der Metallmembran (3) und des äußeren Tankdaches (6, 7) angeordnet ist.

6. Speichertank nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die für den Druckausgleich mit der Umgebung vorgesehenen Rohrleitungen (11. 11') je ein auf geringen Überdruck bzw. Unterdruck ansprechendes Ventil (12, 12'; 13, 13') enthalten.

7. Speicheitank nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher der Rohrsysteme (10, 10') so klein sind, daß ein Eindringen von Isoliermaterial in die Rohre ausgeschlossen ist.

8. Speichertank nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweigleitungen der Rohrsysteme (10, 10') mit Glasvlies umwickelt sind.

9. Speicheilank nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrsystemc (10, 10') über Leitungen (14, 14') an ein Gasometer für ein Inertgas angeschlossen sind, dessen Volumenschwankung dem Atmungsvolumen des Isolierraumes (2, 4, 8) entspricht und über das der Ausgleich mit dem Atmosphärendruck indirekt erfolgt.

10. Speichertank nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrsysteme (10, 10') an zwei entgegengesetzten Stellen mit dem Gasometer verbunden sind, wobei in einer der Leitungen (14, 14*) ein Umwälzgebläse einschaltbar ist. 11. Speichertank nach Anspruch 10, daduich gekennzeichnet, daß in den Leitungen (14, 14^ für die Rückführung des Inertgases zum Gasometer ein Gaskonzentrations-Meßgerät einschaltbar ist.