DE2250057B2 - Halb in das Erdreich eingelassener Speicherbehälter für flüssige Produkte - Google Patents
Halb in das Erdreich eingelassener Speicherbehälter für flüssige ProdukteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen halb in das Erdreich eingelassenen Speicherbehälter für flüssige Produkte, insbesondere
Rohölprodukte oder Erdölraffinate, dessen Boden bis in den Grundwasserspiegel hinabreicht, und
der eine Seitenwand aufweist, an welcher ein hydrostatisches Gleichgewicht mit Hilfe einer Trägerflüssigkeit
wie Wasser hergestellt wird, deren Wichte größer ist als diejenige des zu speichernden Produktes, mit dem
sie nicht mischbar ist und die während der Befüllung des Behälters von dem gespeicherten Produkt in ein
ringförmiges Becken verdrängt wird das den Behälter umgibt.
Die meisten bekannten Behälter zur Speicherung von Erdölprodukten bestehen im wesentlichen aus zylindrischen
Behältern, die oberhalb des natürlichen Erdreiches aufgestellt sind und eine maximale Höhe von 25
bis 30 m sowie einen Durchmesser von 90 m aufweisen können. Mit diesen Maximalabmessungen liegt die
größte leicht verwirklichbare Kapazität in der Größenordnung von 150 000 m3.
Die Kapazität derartiger Behälter läßt sich jedoch wegen der Festigkeit der den Boden des Behälters bildenden
Bleche und der Unnachgiebigkeit des Erdreiches, in das der Behälter eingelassen ist, nicht beliebig
vergrößern.
Darüber hinaus sind derartige Behälter sehr teuer, beanspruchen viel Platz auf einem durch sie entstellten
Gelände und es wird mit zunehmenden Abmessungen die Gefahr des Speicherflüssigkeitsverlustes bei solchen
Behältern größer, deren Auffangbecken nicht immer eine ausreichende Festigkeit besitzen.
Es sind auch bereits halb in den Boden eingelassene Spdeherbehälter für Erdölprodukte bekannt, bei denen
ein Gleichgewicht mit Hilfe eines nngform.gen Bekkens
erreicht wird, das den Behälter in geeigneter Wei-
!nmeibt und mit Wasser gefüllt ist Bei diesen bekann- 5
«η Behältern kann der Grundwasserspiegel nicht ober-Hb
des Behälterbodens liegen, weil er be= leerem Be-MUer auf die äußeren Ränder des ringförmigen Bekiens
einen beträchtlichen Druck ausübt, der eine gege-Snenfalls
vorhandene wasserdichte Auskleidung des io eher ist als von dicken "aJ^ ^eSSs^S T
der V^^^^S^ Blechplatten
Möglichkeit de* J*™^8« en eines Behälters
bewirken, daß d'e He sUungsw«Behäiler
nur.etwa 65% der Kosten fur einen DeK
gleicher Kapazität betragen. Behä)ters
Die ^'^^JÄS? 7ur Herstellung des
dient dazu die TraSe!"7'f £G ™ndwasser zu isolie-Gleichgewichts
gegenüber «tem g£~™ ichtsausg,eiren
und Verluste wahrend des Gleichg.w
it, die Wasserhöhe in diesem Becken in Abvon
der Wichte des gespeicherten Erdölpro- >o
mit den bekannten Behältern ke.ne
dazu verwendet werden
wird, dem Sumpf kann
der hinsichüich der Isolierung der Erdö.prodes Behallers beslEh,
«orzugs
funktiomen. wenn der Grundwasserspiegel hoher L
die ta HaupunsprucH 3S
ΑΓΑ"SÜiSt- erreich, da» der Behälter
immer unter Druck und selbst bei leerem Behalte niemals unter Unterdruck steht, weil sich in d.esem
Falle das Wasser zur Herstellung des Gleichgew.chtes
in dem Behälter befindet. Berechnungen der von der ,enkrechten Seitenwand des Behälters aufzunehmenden
Max maldrücke haben gezeigt, daß diese Drücke be"dem erfindungsgemäßen Behälter durchschnittlich
SifmaT schwächer sind als bei bekannten Behaltern. f hat zur Folge, daß für den die größten Drucke
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^ ^ Trägerflüssi^611
ichtes durch eine Rohrlei-B üb lf drückt,
der längs ^I des Behälters vergkeit
zur Herstellung des fotrechte Wand überläuft des kegelstumpfförmigen
Ssälassm
5 den Behälterboden zur Einwirkung kommende Drücke sind verhältnismäßig gering und die Bodenstarke
kann zu bisherigen Behältern gefahrlos um ein Dntwird
hierdurch die Re.mgung indem Ablagerungen von Roh-Behälter
bilden könnten, ver-
ehe Stat im übrigen läßt sich dieser Behalter au
Grund der verringerten Druckeinw.rkungen und de
bleibenden Möglichkiet der Anpassung des Niveaus der
Trägerflüssigkeit in dem nngform.gen Becken an die
Wichte des gespeicherten Produktes auch so in das
Erdreich einbauen, daß der Grundwassersp^gel obe -
be. dem erfin- 55 h,ndert werde, ^ in Behäl
einer Vene l*riem, g^^B ^^ ^
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befini^ wird dje ^ des erfin.
Speicherbehälters erläutert. P mit Rohöl befindet sich eine bedem SpeicherbehäHer und
mit
durch die Rohrleitung zur Herstellung des Gleichgewichtes in das äußere ringförmige Becken gedrängt
wird, dessen Wasserhöhe steigt.
Während des Füllvorganges steigen gleichzeitig der Wasserspiegel in dem ringförmigen Becken und der
Erdölspiegel in dem Behälter, wobei jedoch die unterschiedliche Wichte zwischen Wasser und Erdölprodukt
die Wasserhöhe auf ein Niveau unterhalb des Erdölspiegels beschränkt, wenn der Behälter voll ist.
Die von dem Wasser und von dem Erdölprodukt auf die lotrechte Seitenwand des Behälters ausgeübten
Drücke vergrößern sich progressiv linear in Abhängigkeit vom Niveauunterschied zwischen der Oberfläche
des Erdöles und der Wasseroberfläche im ringförmigen Becken.
Demgegenüber nehmen die auf den unteren Teil der lotrechten Seitenwand zur Einwirkung kommenden
Drücke progressiv ab, wenn man sich ausgehend von der Oberfläche des äußeren Wasserringes dem Sumpfboden
nähert, um sich an der Grundfläche Wasser-Erdöl vollständig aufzuheben.
Soll der Speicherbehälter für flüssige Produkte mit veränderlicher Wichte, die physikalisch von der
Trägerflüssigkeit zur Herstellung des Gleichgewichtes getrennt sein müssen, insbesondere für Erdöfraffinate
oder andere flüchtige Produkte verwendet werden, so wird er zweckmäßig so ausgestaltet, daß der Boden des
Speicherbehälters von einer fluidundurchlässigen, nachgiebigen und schwimmfähigen Trennhaut, z. B. aus
Kunststoffolie, bedeckt ist, die am Umfang des Bodens abdichtend an der Seitenwand des Behälters befestigt
ist. daß eine Rohrleitung zum Zuführen der Speicherflüssigkeit oberhalb der Trennhaut in den Behälter
mündet, und daß die Trennhaut eine den Sumpf teilweise überdeckende zentrale öffnung aufweist. Die Trennhaut
kann mit Schwimmern und an ihrer zentralen Öffnung mit Ballastgewichten ausgestattet sein. Sie verhindert
ein Vermischen zwischen dem Wasser im zentral gelegenen Sumpf und dem in den Behälter eingefüllten
Speicherprodukt.
In die zentrale öffnung der Trennhaut kann ein automatisches
Rückschlagventil eingesetzt sein, das das Wiederhochsteigen des Wassers im Sumpf verhindert
und dadurch die Vermischung zwischen Wasser und Speicherflüssigkeit vermeidet.
Zwischen der Seitenwand des Behälters und der Böschung dämmen zweckmäßig zwei schwimmfähige radialgerichtete
Staukörper einen Sektorraum des ringförmigen Beckens ein, durch den die Rohrleitung zur
Herstellung des Gleichgewichtes und die Rohrleitung zum Zuführen der Speicherflüssigkeit hindurchgeführt
sind. Auf diese Weise wird vermieden, daß das Speicherprodukt sich über das ringförmige Becken ausbreiten
kann, wenn z. B. die Alarmvorrichtung, die die
Beendigung des Einfüllvorganges signalisiert, nicht funktioniert Die Erfindung wird an Hand in der Zeich
nung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert-
Esreigt
F i g. 1 einen Teilradialschnitt des erfindungsgemäßen
halb in die Erde eingelassenen Speicherbehälters für Rohöl mit einem Fassungsvermögen von 350 000 m3.
F i g. 2 einen Teilschnitt eines halb in die Erde eingelassenen Speicherbehälters für Erdölraffinate oder andere
flüchtige Produkte, wobei der Speicherbehälter mit einer Trennhaut aus Kunststoff versehen ist die das
Raffinat abgesondert hält und in ihrer Tieflage dargestellt ist.
F i g. 3 einen radialen Teilschnitt entsprechend F i g. 2 mit etwas höher liegender Trennhaut bei leerem
Behälter und
F i g. 4 eine Teildraufsicht des Behälters nach den F i g. 2 und 3 zur Veranschaulichung der Schwimmer,
von denen die Trennhaut für das Raffinat getragen wird, so daß sie auf der Oberfläche des unter dem Raffinat
befindlichen Wassers schwimmt.
F i g. 1 läßt erkennen, daß ein zentral gelegener Sumpf 1 des Speicherbehälters ein kleines Stück unter die Oberfläche 2 einer natürlichen oder durch bekannte Verfahren in einer Tiefe zwischen 10 und 50 m des gewachsenen Bodens, in den der Behälter teilweise eingelassen wird, gewonnenen undurchlässigen Schicht abgesenkt ist.
F i g. 1 läßt erkennen, daß ein zentral gelegener Sumpf 1 des Speicherbehälters ein kleines Stück unter die Oberfläche 2 einer natürlichen oder durch bekannte Verfahren in einer Tiefe zwischen 10 und 50 m des gewachsenen Bodens, in den der Behälter teilweise eingelassen wird, gewonnenen undurchlässigen Schicht abgesenkt ist.
Au» diesem gewachsenen Boden 3 ist eine kegelstumpfförmige
Böschung 4 ausgehoben, die mit einer durchlässigen Schotterdecke 5 bedeckt ist. Eine undurchlässige
Wand 6 schirmt einen Wasserraum 7 zwisehen der Schotterdecke 5 und einer senkrechten Seitenwand
8 des Behälters vollständig gegenüber dem Grundwasserspiegel 3a des umgebenden Erdreiches ab.
Die Dicke der undurchlässigen Wand 6 kann in Abhängigkeit von dem Druck gewählt werden, der von
dem Grundwasser ausgeübt wird, wenn der Wasserspiegel 7 a in dem ringförmigen Becken in bezug auf
den Grundwasserspiegel, der seinerseits unter dem Randteil 6a der Wand 6 liegen kann, niedrig genug ist.
Mit 9 sind die gestrichelten Wände der Rohrleitung 10 zur Herstellung des Gleichgewichtes bezeichnet, die ein Eintreten einer in dem zentralen Sumpf befindlichen Trägerflüssigkeit 11 in den Wasserraum 7 des ringförmigen Beckens ermöglicht.
Wenn der Behälter leer ist. sinkt die Trägerflüssigkeit 11 auf den Boden des Behälters ab und ihr Niveau entspricht dem Wasserspiegel 7a des auf dem Boden des ringförmigen Beckens befindlichen Wassers.
Mit 9 sind die gestrichelten Wände der Rohrleitung 10 zur Herstellung des Gleichgewichtes bezeichnet, die ein Eintreten einer in dem zentralen Sumpf befindlichen Trägerflüssigkeit 11 in den Wasserraum 7 des ringförmigen Beckens ermöglicht.
Wenn der Behälter leer ist. sinkt die Trägerflüssigkeit 11 auf den Boden des Behälters ab und ihr Niveau entspricht dem Wasserspiegel 7a des auf dem Boden des ringförmigen Beckens befindlichen Wassers.
Wird der Behälter mit Hilfe nicht dargestellter Mittel
mit der Speicherflüssigkeit 28 gefüllt so wird das Wasser von der I rägerflüssigkeit 11 in den Wasserraum 7
verdrängt, wobei der Wasserspiegel 7a ständig unter der Oberfläche 28c des zwischen der zylindrischen oder
polygonalen Seitenwand 8. dem kegelstumpfförmigen Boden 12 und der Grenzfläche zu dem im Sumpf 1 enthaltenen
Wasser befindlichen Erdöls liegt.
Gemäß F i g. 1 ergibt sich der maximale Höhenunterschied dann, wenn der Behälter vollständig gefüllt
ist, wobei die verwendete Wassermenge in Abhängigkeit von der Wichte des gespeicherten Rohöles veränderlich
ist.
Bei leichtem Rohöl kann die Wassermenge kleiner sein als bei verhältnismäßig schwerem Rohöl.
Eine Pumpenanlage 13 kann überschüssiges Wasser über eine Sammelleitung 14 abziehen bzw. durch diese
Leitung zusätzliches Wasser zuführen. Die Pumpenan
lage 13 kann beispielsweise auf einem schwimmenden floß 13a angeordnet und über Schwenkrohre 15 und 1€
an eine feste Sammelleitung 14 angeschlossen sein.
Mit der Pumpenanlage 13 iäßt sich außerdem der keto gelstumpfförmige Boden 12 des Behälters reinigen, in
dem Wasser in Richtung der Pfeile 17, 18 in einer Überlauf 19 eingelassen wird, der durch eine zur Sei
tenwand 8 des Behälters parallele lotrechte Wand 19j
gebildet ist und aus dem dieses Wasser m Richtung dei
Pfeile 20 bis 22s über die Oberfläche des kegelstumpf
formigen Bodens 12 rinnt und dabei diese Oberfläch« reinigt und Ablagerungen auf dem Boden 12 verhin
dert. Das rinnende Wasser gewährleistet außerdem eil
langsames Abführen suspendierter Sedimente mit dem strömenden Fluid.
Die F i g. 2, 3 und 4 veranschaulichen eine abgewandelte Ausführungsform eines erfindtingsgemäßen Behälters,
der insbesondere für die Speicherung von Raffinaten geeignet ist.
Es ist eine Rohrleitung 10 zur Herstellung des Gleichgwiehtes vorgesehen und das Raffinat wird über
eine Rohrleitung 23 über einer Kunststoffisolierhülle 24 zugeführt, die mit Schwimmern 25 und in ihrer Mittelzone
mit Ballastgewichten 29 versehen ist. In der Mittelzone der Trennhaut 24 befindet sich eine kreisförmige
Öffnung 31, die dazu dient. Regenwasser von einem nicht gezeichneten Schwimmdach aufzufangen und
Wasserrückstände, die sich immer selbst in Erdölraffinaten befinden, abzulassen.
An dieser Stelle ist also eine begrenzte physikalische Berührung zwischen dem Wasser und dem Erdöl zulässig.
Es wäre jedoch möglich, diese Berührung zu vermeiden, wenn man an Stelle der Öffnung 31 ein
Schwimmventil vorsieht, das nur in Richtung auf den Sumpf Wasser durchläßt.
Gemäß F i g. 2 ist der Speicherbehälter wie in F i g. 1 gefüllt und die Trennhaut 24 deckt also den Boden 12
eines Behälters eines Raffinates ab, das über dieser Trennhaut steht.
In der Darstellung nach F i g. 3 ist der Behälter im
wesentlichen nur noch mit Wasser gefüllt und die Trennhaut 24 schwimmt auf der Wasseroberfläche.
Diese Trennhaut senkt sich bei Füllung des Behälters nach und nach ab, bis sie gegen den Boden anliegt
(F i g- 2).
Auch in F i g. 4 ist die Rohrleitung 23 sichtbar und außerdem sind die Schwimmer 25 sowie weitere Radialschwimmer
26, mit denen die Trennhaut bestückt ist, dargestellt.
Die Rohrleitung 10 zur Herstellung des Gleichgewichtes ist in F i g. 4 gestrichelt wiedergegeben. Sie
wird von /wei Staukörpern 27 eingeschlossen, die von Schwimmern 27a getragen werden und sowohl längs
der Seitenwand 8 des Behälters als auch in einem Schlitz der Böschung 4 geführt sind. Die beiden Staukörper
27 sollen vermeiden, daß die Speicherflüssigkeit sich über die ganze Oberfläche des ringförmigen Bekkens
ausbreitet, wenn die Rohrleitung 23 irgendwo undicht ist oder wenn die Speicherflüssigkeit durch die
•Rohrleitung 10 zur Herstellung des Gleichgewichtes durch eine versehentliche Übcrfüllung des Behälters
aufsteigt.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 409586/:
Claims (8)
1. Halb in das Erdreich eingelassener Speicherbehälter für flüssige Produkte, insbesondere Rohölprodukte
oder Erdölraffinate, dessen Boden bis in den Grundwasserspiegel hinabreicht und der eine
Seitenwand aufweist an welcher ein hydrostatisches Druckgleichgewicht mit Hilfe einer Trägerflüssigkeit,
wie Wasser, hergestellt wird, deren Wichte größer ist als diejenige des zu speichernden
Produktes, mit dem sie nicht mischbar ist, und die während der Befüllung des Behälters von dem gespeicherten
Produkt in ein ringförmiges Becken verdrängt wird, das den Behälter umgibt, dadurch
gekennzeichnet, daß folgende Merkmale und Einrichtungen vorgesehen sind, ein im
Erdreich zentral angeordneter Sumpf (IX dessen
Boden sich auf der Ebene einer dichten natürlichen oder künstlichen Untergrundschicht befindet; ein
kegeistumpfförmiger Boden (12) des Speicherbehälters, der nach innen bzw. dem Sumpf (1) zu schwach
geneigt verläuft und dessen Oberfläche aus Metall oder Beton besteht, wobei dieser Boden (12) auf der
genannten dichten Untergrundschicht liegt; eine zylindrische oder polygonale Seitenwand (8) des
Speicherbehälters, die aus Metall oder Beton besteht und unten auf dem Rand des kegelstumpfförmigen
Bodens (12) aufsitzt und mit ihm dichtend verbunden ist; eine Böschung (4), die um die Seitenwand
(8) das ringförmige Becken bildet; eine Rohrleitung (10) zur Herstellung eines Gleichgewichtes
zwischen Speicherflüssigkeit (28) und Trägerflüssigkeit (11), welche das ringförmige Becken mit dem
zentralen Sumpf (1) verbindet; und eine zylindrische undurchlässige Wand (6), die das ringförmige Bekken
umgibt und sich in eine Tiefe bis unterhalb der natürlichen oder künstlichen Untergrundschicht unter
dem Speicherbehälter erstreckt.
2. Speicherbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Böschung (4) mit
einer durchlässigen Decke (5), z. B. Schotter, abgedeckt ist, derart, daß eine Auswaschung der Böschung
durch die das Gleichgewicht herstellende Trägerflüssigkeit (11) vermieden wird.
3. Speicherbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter eine Pumpenanlage
(13) aufweist, die über eine Rohrleitung (16) mit einem Wasserraum (7) in dem ringförmigen
Becken verbunden ist und eine Vergrößerung oder Verminderung des Gesamtvolumens der Trägerflüssigkeit
(U) zur Herstellung des Gleichgewichtes in Abhängigkeit von der Wichte der Speicherflüssigkeit
(28) bewirkt.
4. Speicherbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanlage
(13) bei gefülltem Speicherbehälter die Trägerflüssigkeit (11) zur Herstellung des Gleichgewichtes
durch eine Rohrleitung (17, 18) in einen horizontalen Überlauf (19) drückt, der längs des Innenumfanges
der Seitenwand (8) des Behälters verläuft, so daß die Trägerfiüssigkeit zur Herstellung des
Gleichgewichtes über dessen lotrechte Wand (19a) überläuft und über die geneigte Fläche des kegelstumpfförmigen
Bodens (12) nach dem zentral gelegenen Sumpf (1) rinnt, um dadurch die Bildung von
Ablagerungen auf dem Boden (12) zu vermeiden.
5. Speicherbehälter nach einem der Ansprüche 1,
2 oder 3 für flüssige Produkte mit veränderliche! Wichte die physikalisch von der Trägerflüssigkei
zur Herstellung des Gleichgewichtes getrennt seir müssen, insbesondere für Erdölraffinate, dadurcl·
gekennzeichnet, daß der Boden (12) des Speicher behälters von einer fiuidundurchlässigen, nachgiebi
gen und schwimmfähigen Trennhaut (24) z. B. einei
Kunststoffolie, bedeckt ist, die am Umfang des 3o dens (12) abdichtend an der Seitenwand (8) des Be
halters befestigt ist, daß eine Rohrleitung (23) zurr
Zuführen der Speicherfiüssigkeit (28) oberhalb dei
Trennhauft(24) in den Behälter mündet und daß die Trennhaut eine den Sumpf (1) teilweise überdeckende
zentrale öffnung (31) aufweist
6 Speicherbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß in die zentrale öffnung (31) der
Trennhaut (24) ein automatisches Rückschlagventil eingesetzt ist das das Eindringen von Wasser in den
zentralen Sumpf (1) verhindert
7. Speicherbehälter nach Anspruch 5 oder 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Trennhaut (24) durch
Schwimmer (25) schwimmfähig gemacht und an ihrer zentralen öfffnung (31) mit Ballastgewichten
(29) ausgestattet ist
8. Speicherbehälter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der Seitenwand (8) des Behälters und der Böschung (4) zwei schwimmfähige, radialgerichtete
Staukörper (27) einen Sektorraum des ringförmigen Beckens eindämmen, durch den die Rohrleitung (10)
zur Herstellung des Gleichgewichtes und die Rohrleitung (23) zum Zuführen der Speicherflüssigkeit
(28) hindurchgeführt sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR7137193A FR2157073A5 (de) | 1971-10-15 | 1971-10-15 |
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Family
ID=9084464
Family Applications (1)
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Country Status (7)
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BE (1) | BE790060A (de) |
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GB (1) | GB1398582A (de) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |