DE2101717C3 - Vorrichtung zur Feststellung von Leckage bei doppelwandigen Lagerbehältern für Flüssiggas - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Feststellung von Leckage bei doppelwandigen Lagerbehältern für Flüssiggas, bei denen der Innenbehälter von einem isolierten Außenbehälter umgeben ist, wobei eine Temperaturmeßstelle in dem Zwischenraum zwischen Innenbehälter und Außenbehälter nahe dem Behälterboden angeordnet ist und die Temperaturmeßstelle dem bei undichtem Innenbehälter ausfließenden Flüssiggas unmittelbar ausgesetzt ist.

Bei der Schutzvorrichtung für Tanker für den Transport von tiefkalten Flüssigkeiten nach der DE-AS 92 459 ist zwischen der Wärmeisolationsschicht und dem Ladebehälter ein Leckflüssigkeitsraum vorgesehen, wobei eine Auffangschale oder eine Sammelrinne entsteht, an die eine Abpumpvorrichtung angeschlossen ist. Die Pumpe wird selbsttätig in Betrieb gesetzt, wenn Leckflüssigkeit in die Auffangschale gelangt. Dies wird mittels Elektroden festgestellt oder es wird die Pumpe nach Maßgabe eines Thermoelements selbsttätig in Betrieb gesetzt. Eine solche Meßmethode erlaubt eine zuverlässige Feststellung geringer Leckage nicht, da die Temperatur im Auffangraum nahezu der Sättigungstemperatur der transportierten tiefkalten Flüssigkeit entspricht. Die zur Feststellung von Leckflüssigkeit verfügbare Temperaturdifferenz ist zu gering und liegt nahezu im Bereich der Meßfehlertoleranz der Thermoelemente bzw. der Elektroden.

Die DE-OS 19 03 431 beschreibt einen mehrbändigen isolierten Behälter zur Speicherung von verflüssigtem Gas unter normalem oder mäßig erhöhtem Druck und bei wesentlich unter Umgebungstemperatur liegender Temperatur, wobei eine Einrichtung zur Feststellung der Leckage bei dem Lagerbehälter für Flüssiggase mit einem Innenbehälter und einem Außenbehälter vorgesehen ist. Hierbei ist in dem Ringraum ein Flüssigkeitsstandaszeiger angeordnet Da der äußere Sicherheitsbehälter vollständig aus kaltzähem Material gefertigt ist, begnügt man sich zur Feststellung der Leckage mit einer pneumatischen Standanzeige. Eine solche zeigt erst bei Vorhandensein eines bestimmten Mindestniveaus das Auftreten von Leckflüssigkeit an. Schleichende Leckagen, bei denen das austretende Flüssiggas im Ringspalt alsbald verdampft, können hierbei nicht angezeigt werden. Diese kleinen Leckagen können auch nicht über die Verdampfungsgasmenge festgestellt werden, da die Temperatur im Ringraum nicht wesentlich über dem Siedepunkt des verflüssigten Gases liegt.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei doppelwandigen Lagerbehältern für Flüssiggase eine Meß- und Meldeeinrichtung zu schaffen, mit der bei einfachem Aufbau zuverlässig ein Austreten von flüssigem Gas aus dem Innenbehälter auch schon bei kleinen Mengen angezeigt wird. Die Erfindung zeichnet sich durch eine der Zufuhr von Gas mit höherer Temperatur als derjenigen des im Lagerbehälter gelagerten Flüssiggases dienenden Leitung zur Temperaturmeßstelle aus.

Auf diese Weise ergibt sich ein Meß- und Meldevorgang, der einerseits auf einer Ausnutzung der physikalischen Eigenschaften des gelagerten Flüssiggases beruht

jo und bei dem andererseits bereits die Abkühlung der bei deutlich erhöhter Temperatur gehaltenen Meßstelle im Falle des Kontaktes mit Leckflüssigkeit eine eindeutige Anzeige ergibt und die Möglichkeit eines Fehlalarms ausschließt. In dem Gasraum des Lagerbehälters

J5 herrscht eine Temperatur nahe der dem Behälterdruck entsprechenden Sättigungstemperatur, bei Äthylen z. B. —104° C Durch Zuführen eines Gases höherer Temperatur, z.B. Äthylen-Gas von —70°C, zu der Meßstelle stellt sich am Meßort eine Temperatur entsprechend

-to der Temperatur des zuströmenden warmen Gases ein. Zwischen der Meßstelle und der Umgebung entsteht somit eine Temperaturdifferenz, bei Äthylen z. B. von ca. 30°C. Bei Leckwerden des Innenbehälters fließt Flüssiggas mit der dem Behälterdruck entsprechenden

Sättigungstemperatur, z. B. flüssiges Äthylen von — 104°C, in den Zwischenraum und umströmt die Meßstelle. Durch den wesentlich besseren Wärmeübergangswert der Flüssigkeit gegenüber Gas sinkt die Temperatur der Meßstelle augenblicklich auf die

Sättigungstemperatur, z.B. bei Äthylen auf — 104⁰C. Eine plötzliche Temperaturänderung ist das Anzeichen dafür, daß der Innenbehälter leck geworden ist und flüssiges Gas in den Zwischenraum zwischen Innenbehälter und Außenbehälter strömt, wobei eine angeschlossene Alarmeinrichtung in Tätigkeit gesetzt werden kann. Bei dem Meßsystem ist noch von besonderem Vorteil, daß das zum Aufwärmen der Meßstelle zugeführte Gas ohne Nachteil in den Lagerbehälter abströmen kann. Es ist möglich, bereits geringste Leckmengen zu erfassen. Dies ist insbesondere wichtig, wenn der Sicherheitsbehälter nur einen geringen Prozentsatz des Inhaltes des Innenbehälters auffangen kann. Dadurch ist die Gewähr gegeben, daß eine entstandene Leckage von außen schnell und sicher

b^r> f !gestellt werden kann, bevor sich im Außenbehälter ein nennenswertes Flüssigkeilsniveau gebildet hat. Durch Unterbrechung der Zufuhr von Gas höherer Temperatur kann die Funktionstüchtigkeit der Meßein-

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richtung jederzeit getestet werden.

Vorteilhaft ist die Temperaturmeßstelle von einem Meßraum umgeben, in dem Eintrittskanäle und Austrittskanäle für das zugeführte Gas nut höherer Temperatur tangential geführt sind. Die Zutrittskanäle für das Flüssiggas des Innenbehälters sinu vorzugsweise senkrecht zu den Eintrittskanälen angeordnet Zwischen der Zuführungsleitung und den Eintrittskanälen kann eine Leitvorrichtung zur Drallgebung des zugeführten Gases vorgesehen sein, damit die Temperaturmeßstelle sicher von dem Gas höherer Temperatur umspült wird. Durch diese Gestaltung der Meßeinrichtung werden sehr geringe Leckmengen der Teinperaturmeßstelle zugeführt und erfaßt Ferner läßt sich eine genaue Messung durchführen. Wenn das Meßelement und die is Anzeigeeinrichtung eine Genauigkeit von 2% aufweisen und ein Meßbereich von — 60⁰C bis -110⁰C gew ählt wird, beträgt die Meßunsicherheit nur ± 1 ° C.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend erläutert

F i g. 1 zeigt schematisch einen Lagerbehälter für Flüssiggas mit der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung im Schnitt

F i g. 2 zeigt den unteren Teil der Meßvorrichtung im größeren Maßstab im Schnitt nach der Linie H-II der Fig. 3.

F i g. 3 ist ein Schnitt nach der Linie Ill-III der F i g. 2.

Fig.4 stellt einen Längsschnitt durch das den Temperaturfühler aufnehmende Führungsrohr im größeren Maßstab.

F i g. 5 veranschaulicht den oberen aus dem Lagerbehälter herausragenden Teil der Meßvorrichtung im Längsschnitt

Der doppelwandige Lagerbehälter 1 für flüssige Gase unter annähernd atmosphärischem Druck bei der dem Druck entsprechenden niedrigen Siedetemperatur weist einen Innenbehälter 2, einen Außenbehälter 3, eine tragfähige Wandisolierung an der Innenseite des Außenbehälters, einen isolierten Boden 5, eine obere Dachisolierung 6 und das Behälterdach 7 auf. Der Flüssigkeitsstand des Flüssiggases in dem Innenbehälter 2 ist mit 8 bezeichnet Der Zwischenraum 9 zwischen dem Innenbehälter 2 und dem Außenbehälter 3 hat oberhalb des Niveaustandes des flüssiges Gases 8 bei 10 mit dem Gasraum des Innenbehälters 2 Verbindung. Dadurch wird der Zwischenraum zwischen Innen- und Außenbehälter kait gehalten. In dem Zwischenraum 9 ist eine Auffangtasse 11 in Form einer flüssigkeitsdichten Abdeckung der Isolierung 4 zum Auffangen von aus dem Innenbehälter 2 im Falle des Leckwerdens desselben ausgeströmten flüssigen Gases angeordnet

In dem gasgefüllten Zwischenraum 9 zwischen Innenbehälter 2 und Außenbehälter 3 ist in Bodennähe eine Temperaturmeßstelle 12 angebracht, die mit einer Anzeige- und Alarmeinrichtung verbunden ist Die Meßeinrichtung 12 ist in einem Führungsrohr 13 untergebracht das mit dem Flanschdeckel 14 eines Aufsatzes 15 fest verbunden sein kann. Am unteren Ende des Führungsrohres 13 befindet sich der Temperaturfühler, z. B. ein elektrisches Widerstandselement das in der Hülse 17 mit Stopfen 18 gelagert ist an welchem eine Stange bzw. ein Zugdraht 19 angebracht ist, so daß das Widerstandselement in dem Führungsrohr 13 leicht ein- und ausgebaut werden kann. Die Anschlußdrähte 20 des Widerstandselementes 16 sind zu einem Anschlußkopf 21 am oberen Ende des Führungsrohres 13 geführt.

Der untere Teil des Führungsrohres 13 ragt in einen Meßraum 22, der in einem Kopfstück 23 vorgesehen ist Zu dem Meßraum 22 führt eine Speiseleitung 24 zum Zuführen von Gas höherer Temperatur gegenüber der des Gases in dem Zwischenraum 9. Zwischen dem Kopfstück 23 und dem Ende der Speiseleitung 24 ist eine Leitvorrichtung 25 vorgesehen, die das zugeführte Gas in einen Drall versetzen soll. Hierzu ist die Leitvorrichtung als Einsatzstück ausgebildet, in welchem schraubenlinienförmig verlaufende Kanäle 26 angeordnet sind. Das Einsatzstück 25 besteht vorteilhaft aus Leichtmetall, wobei die Kanle 26 durch eine äußere Hülse 27 abgeschlossen sind. Damit eine gleichmäßige Aufwärmung des Widerstandselementes 16 gewährleistet ist tritt das Gas bei dem Kopfstück 23 durch die Eintrittskanäle 28 tangential in den Meßraum ein und verläßt diesen über die Austrittskanäle 29 am unteren Ende des Führungsrohres 13. Senkrecht zu den Eintrittskanälen 28 sind Zuführungskanäle 30 für das flüssige Gas in Form von Ansaugröhrchen angeordnet Diese saugen bereits beim Auftreten geringer Flüssigkeitsmengen die Flüssigkeit an, so daß sich der Meßraum 22 mit Flüssiggas von kälterer Temperatur füllt, wodurch der Alarm ausgelöst wird. Zur Vermeidung einer Abkühlung des Aufwärmgases werden Speiseleitung 24, Führungsrohr 13 und die Leitvorrichtung 25 mit einer entsprechenden Isolierung 31 versehen. Die Speiseleitung 24 ist mit einem Manometer 32 ausgestattet und kann durch das Ventil 33 geschlossen werden.

Das durch die Speiseleitung 24 zugeführte Gas höherer Temperatur umspült in dem Meßraum 22 das in dem Führungsrohr 13 befindliche Widerstandselement 16 ständig und strömt sodann durch die Austrittskanäle 29 in den Zwischenraum 9 des Lagerbehälters 1 aus. Wenn bei leckgewordenem Innenbehälter 2 flüssiges Gas in die Auffangtasse 11 gelangt, wird dieses durch die Ansaugröhrchen 30 unverzüglich dem Meßraum 22 zugeführt. Da das flüssige Gas kalter ist als das zugeführte Gas, sinkt die Temperatur der Meßstelle unverzüglich auf die Temperatur des durch den leckgewordenen Innenbehälter ausströmenden flüssigen Gases ab, wodurch ein entsprechender optischer oder akustischer Alarm ausgelöst wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 Patentansprüche: 21 Ol 717

1. Vorrichtung zur Feststellung von Leckage bei doppelwandigen Lagerbehältern für Flüssiggas, bei denen der Innenbehälter von einem isolierten Außenbehälter umgeben ist, wobei eine Temperaturmeßstelle in dem Zwischenraum zwischen Innenbehälter und Außenbehälter nahe dem Behälterboden angeordnet ist und die Temperaturmeßstelle dem bei undichtem Innenbehälter ausfließenden Flüssiggas unmittelbar ausgesetzt ist, gekennzeichnet durch eine der Zufuhr von Gas mit höherer Temperatur als derjenigen des im Lagerbehälter (2) gelagerten Flüssiggases dienenden Leitung (24) zur Temperaturmeßstelle (12,16).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßstelle (12, 16) von einem Meßraum (22) umgeben ist, in dem Eintrittskanäle (28) und Austrittskanäle (29) für das zugeführte Gas mit höherer Temperatur tangential angeordnet sind, und daß die Zutrittskanäle (30) für das Flüssiggas senkrecht zu den Eintrittskanälen (28) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zutrittskanäle (30) als Ansaugröhrchen einen geringeren Durchmesser als die Eintrittskanäle (28) aufweisen und in diese hineinragen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zuführungsleitung (24) und den Eintrittskanälen (28) eine Leitvorrichtung (25, 26) zur Drallgebung des zugeführten Gases vorgesehen ist.