DE2312014B2

DE2312014B2 - Verfahren zum Ausgleichen des auf einen absenkbaren Lagerbehälter wirkenden Wasserdrucks, sowie absenkbarer Lagerbehälter

Info

Publication number: DE2312014B2
Application number: DE2312014A
Authority: DE
Inventors: Claude R. Merignac Bremaud (Frankreich)
Original assignee: Europeenne De Propulsion Sa Puteaux Hauts-De-Seine (frankreich) Ste
Current assignee: Europeenne De Propulsion Sa Puteaux Hauts-De-Seine (frankreich) Ste
Priority date: 1972-04-19
Filing date: 1973-03-10
Publication date: 1978-05-18
Also published as: CA979674A; FR2181164A5; JPS5632194B2; DE2312014C3; JPS4916908A; DE2312014A1; US3834337A; GB1387374A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausgleichen des Wasserdruckes, der auf einen mit Ballasträumen und Lagerkammern versehenen, im Wasser absenkbaren Lagerbehälter wirkt, durch Zuführung eines trägen Kompensationsgases in den Lagerbehälter.

Zur Aufstellung auf den Meeresgrund bestimmte Unterwasserbehälter für den Transport mit einem Auftriebsgas zu füllen, ist bekannt Der Tauchvorgang wird dann dadurch ermöglicht, daß die Schwimmfähigkeit zum Beispiel durch Einlassen einer entsprechenden Wassermenge in den Behälter praktisch auf Null

ίο reduziert wird. Dieser Zustand wird für den ganzen Tauchvorgang aufrechterhalten, indem der dem Auftriebsgas verbliebene Volumenanteil während des Tauchvorganges konstant gehalten wird. Der notwendige Druckausgleich, der im Hinblick auf die mit der Absenktiefe größer werdende Druckbelastung der Behälterwände notwendig wird, wird dadurch vorgenommen, daß über eine an der Wasseroberfläche befindliche Druckluftquelle und entsprechend längerveränderüche Verbindungsleitungen der Druck im Behälter der jeweiligen Wassertiefe angepaßt wird. Da das für einen Tauchvorgang erforderliche Ausgleichsgasvolumen im allgemeinen sehr groß ist, sind bei einer solchen Vorgehensweise groß dimensionierte und damit teuere Druckluftquellen erforderlich, und es sind auch die Verbindungsleitungen sehr kostspielig, da sie einmal den veränderlichen Entfernungen zum Behälter anzupassen sein müssen und da zum anderen mit sehr hohen Drücken gearbeitet werden muß.
Anstelle von Druckluft mit einem tragen Kompensa-

■lo tionsgas zum Ausgleich des Wasserdruckes zu arbeiten, ist an sich bekannt (CH-PS 2 15 266). Es geschieht bei dieser bekannten Lösung, um die Lagerbedingungen für das Lagermaterial zu verbessern. Im Hinblick auf die Zuführung des Gases zum Behälter und die insoweit

J5 gegebenen Schwierigkeiten ergeben sich durch die Verwendung eines trägen Kompensationsgases anstelle von Luft aber an sich noch keine Vorteile.

Durch die Erfindung soll demgegenüber ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend ausgestaltet werden, daß die Druckregelung im Lagerbehälter in vereinfachter Weise durchgeführt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Kompensationsgas im flüssigen Zustand gekühlt unmittelbar am Lagerbehälter in einem Druckgefäß gelagert und in eine als Ballast dienende, in den Ballasträumen befindliche wäßrige Hilfslösung injiziert wird, aus der es im gasförmigen Zustand in die Lagerkammern überführt wird. Bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird somit die erforderliche

so Gasmenge in einem vergleichsweise kleinen und auch schwachwandigen Gasbehälter mitgeführt, so daß auf gesonderte, zur Wasseroberfläche führende Versorgungsleitungen verzichtet werden kann, was auch zu einer weitgehenden Vereinfachung des Tauchvorganges führt.

Im Rahmen der Erfindung erweist es sich dabei als zweckmäßig, wenn als Hilfslösung Meer- oder Salzwasser dient, in die Kohlendioxyd als Kompensationsgas eingebracht wird. Dem durch seinen Salzgehalt in

wi seinem Gefrierpunkt abgesenkten Wasser kann so die notwendige Verdampfungswärme entzogen werden.

Die Erfindung betrifft außerdem einen, mit Ballasträumen und Lagerkammern versehenen, im Wasser absenkbaren Lagerbehälter, insbesondere einen auf den

'>"> Meeresboden absenkbaren Großraumbehälter, bei dem der Behälterinnendruck zum Ausgleich des Wasserdrucks durch Zuführung eines tragen Kompensationsgases mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche

1 bis 5 anhebbar ist. Dieser Lagerbehälter ist gemäß der Erfindung derart ausgestaltet, daß die um zentrale Lagerkammern angeordneten Ballasträume in ihrem oberen Bereich über öffnungen mit den Lagerkammern in Verbindung stehen und daß ein Druckgefäß für Flüssiggas samt Kühleinrichtung am Lagerbehälter trennbar befestigt und an diesem über ebenfalls trennbare Versorgungsleitungen angeschlossen ist, die in je einem der Ballasträume unterhalb der Verbindungsöffnungen einmünden. Ein solcher Lagerbehälter besitzt ein großes, polares Trägheitsmoment, weil die Ballastmasse, die von der wäßrigen Hilfslösung gebildet wird, sich gleichmäßig über die Peripherie des Behälters verteilt Der Behälter kann deshalb während des Tauchvorganges leicht stabilisiert werden. Dadurch, daß das Druckgefäß für Flüssiggas samt Kühleinrichtungen und Versorgungsleitungen trennbar dem eigentlichen Lagerbehälter zugeordnet ist, sind darüber hinaus auch die Voraussetzungen für eine wirtschaftliche Durchführung des Verfahrens gegeben, da die genannte Einheit wiederholt einsetzbar ist

Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens und des Behälters gemäß der Erfindung sind in den Unteransprüchen 4 und 5 bzw. 7 bis 9 angegeben.

Die Erfindung wird durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels eines für den Tauchvorgang ausgerüsteten Lagerbehälters nach der Erfindung näher erläutert Die Beschreibung bezieht sich auf die Zeichnung, deren Abbildung den Aufriß eines Teilachsschnittes durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Lagerbehälters nach der Erfindung wiedergibt

Der Lagerbehälter 1 besteht aus einem Betonkörper, der einen zylinderförmigen, flachen Hauptteil enthält, an dessen Peripherie gleichmäßig verteilte und mit Salzwasser gefüllte Ballasträume 2 angeordnet sind. In der zentralen Zone des Behälters befinden sich mit Luft gefüllte Lagerkammern 3, die durch Trennwände von den Ballasträumen 2 abgeteilt sind. Im oberen Bereich dieser Trennwände angebrachte öffnungen 5 stellen eine ständige Verbindung zwischen den Ballasträumen 2 und den Lagerkammern 3 her. Weiterhin gehört zu dem Betonkörper des Lagerbehälters 1 ein Kamin 4, dessen Höhe gleich oder etwas größer als die Tiefe des Unterwasserstandortes ist, auf den der Behälter ausgesetzt werden soll.

Mit Hilfe von Schrauben 6, die durch Sprengung gelöst werden können, ist auf dem Hauptteil des Behälters ein Untergestell 7 befestigt, das einen Schwimmkasten 8 mit der CO2-Vorratseinheit trägt Im Schwimmkasten 8 ist horizontal ein zylindrisches Druckgefäß 9 angeordnet, das mit flüssigem CO2 gefüllt ist, dessen Druck 20 Bar bei einer Temperatur von -2O⁰C beträgt. Das Druckgefäß 9 ist aus Stahl und außen mit einer Wärmedämmschicht 10 versehen, die dem umgebenden Druck widerstehen kann und beispielsweise aus einer Schicht Polyurethan-Schaum besteht, auf der eine Polyesterschicht aufgebracht ist. Das Druckgefäß 9 ist- an wiegenförmigen Konsolen befestigt, die mit dem Unterteil 7 fest verbunden sind.

Im Druckgefäß 9 befindet sich ein Verdampfer 11, der über eine starre Leitung an ein im Inneren des Schwimmkastens 8 angeordnetes Kühlaggregat 12 angeschlossen ist. Die starren Leitungen sind mit in der Abbildung nicht dargestellten Ventilen versehen. Das Kühlaggregat 12 hat die Aufgabe, die Temperatur des im Druckgefäß 9 enthaltenen, flüssigen CO2 in der Zeit zwischen dem Füllen des Druckgefäßes 9 und dem Absenken des Lagerbehälters 1 auf -20⁰C zu halten. Eine Wechselschaltvorrichiung, die aus einem elektrischen Dreiweg-Ventil 15, einem Sicherheitsventil 16 und aus Trennelementen 17 besteht, ist ebenfalls mit dem Inneren des Druckgefäßes 9 verbunden. Die Ventile 15,16 und 17 bilden eine Sicherheitsvorrichtung, die ein Ansteigen des Druckes im Druckgefäß 9 durch die Erwärmung des CO2 während der Lagerung verhindert Im Druckgefäß 9 vorgesehene Einfüllventile 13 und Ausgleichsventile 14 ermöglichen die Versorgung des Druckgefäßes 9 mit flüssigem CO2 durch nicht dargestellte Tankfahrzeuge, die auf dem Lagerbehälter 1 "verkehren, so lange er am Kai liegt.

Jeder der Ballasträume 2 des Lagerbehälters ist mit dem Inneren des Druckgefäßes 9 durch Versorgungsleitungen verbunden, in denen von Elektro-Ventilen 18 gesteuerte, pneumatische Ventile 19 sowie pyrotechnische Abschervorrichtungen 20 zwischengeschaltet sind. Die jeweils in einen der Ballasträume 2 einmündenden Endstücke der Versorgungsleitungen sind mit

2» Einspritzdüsen 20 versehen, die vollständig in die Salzwasserlösung eintauchen. Das Druckgefäß 9 ist außerdem mit einer Tiefensonde 23 und einem Druckfühler 24 ausgestattet.

Im Schwimmkasten 8 ist auch ein elektrischer Schaltschrank 25 vorgesehen, der mit Hilfe eines Versorgungs- und Steuerkabels 26 die elektrischen Organe der CO2-Einheit mit einer Stromerzeugungsgruppe 27 und einer Steuerstelle 28 verbindet Die Stromerzeugungsgruppe 27 und die Steuerstelle 28

ⁱ⁽⁾ befinden sich auf einer am oberen Ende des Kamins 4 angebrachten Plattform. Nach dem Absenken des Lagerbehälters 1 liegt diese Plattform demzufolge auf einem Niveau oberhalb des Meeresspiegels. Um die Wiedergewinnung der CCVEinheit durch Hochschwim-

^!5 men zu gewährleisten, enthält der Schwimmkasten 8 zu beiden Seiten des Druckgefäßes 9 angeordnete Lufträume, in denen die Ventile 13 bis 19, das Kühlaggregat 12 und der elektrische Schaltschrank 25 eingebaut sind. Der Druckausgleich zwischen dem Inneren des Schwimmkastens 8 und dem umgebenden Medium wird durch ein ständiges Ausströmen des CC>2-Gases aus einem Rohrstutzen 29 und eine außen gelegene Rohrleitung 30 bewirkt. Nach Entleerung des flüssigen CO2 aus dem Druckgefäß 9 wird dieses mittels eines pyrotechnisch betätigbaren Wasserfüllventils 31 mit Meerwasser aufgefüllt, während ein weiteres pyrotechnisch betätigbares Entlüftungsventil 32, das auf einer im Druckgefäß 9 mit einem Schwimmerventil 23 mündenden Leitung angeordnet ist, die Entlüftung gewährleistet.

Die Verwendungsart des in der Zeichnung dargestellten Lagerbehälters 1 ist folgende:

Der Lagerbehälter 1 wird stufenweise in Richtung des Unterwasserstandortes abgesenkt, an dem er aufgesetzt

■" werden soll. Nachdem der im Inneren des Druckgefäßes 9 herrschende Druck auf 18 Bar abgesenkt worden ist, wird die elektrische Versorgungsleitung des Kühlaggregates 12 abgeschaltet.

Bei jeder Tauchstufe des Lagerbehälters 1 wird durch

^w) Betätigung der Elektro-Ventile 18 eine entsprechende Menge flüssigen CO2 in das Salzwasser der Ballasträume 2 eingespritzt, so daß der im Inneren des Lagerbehälters herrschende Druck etwas über dem Druck des umgebenden Mediums liegt, in dem der

^h~> Lagerbehälter schwimmt.

Sobald der Lagerbehälter die Gewässersohle erreicht hat, wird nach Entleerung des CO₂ das Druckgefäß 9 mit Meerwasser gefüllt. Durch Betätigung der pyrotechni-

sehen Abschervorrichtung 22 und durch Sprengung der Schrauben 6 wird der Schwimmkasten 8 vom Lagerbehälter 1 gelöst. Der Schwimmkasten 8 schwimmt auf, wobei die Rohrleitung 30 den Ausgleich der inneren und äußeren Drücke, die während des Aufsteigens auf die Wände des Schwimmkastens 8 einwirken, gewährleistet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ausgleichen des Wasserdrucks, der auf einen mit Ballasträumen und L.agerkammern versehenen, im Wasser absenkbaren Lagerbehälter wirkt, durch Zuführung eines trägen Kompensationsgases in den Lagerbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationsgas im flüssigen Zustand gekühlt unmittelbar am Lagerbehälter (1) in einem Druckgefäß (9) gelagert und in eine als Ballast dienende, in den Ballasträumen (2) befindliche wäßrige Hilfslösung injiziert wird, aus der es im gasförmigen Zustand in die Lagerkammern (3) des Lagerbehälters überführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfslösung Meer- oder Salzwasser dient

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kompensationsgas Kohlendioxyd dient

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlendioxyd bei einer Temperatur von etwa — 20⁰C und unter einem Druck von etwa 20 Bar gelagert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgefäß (9) vor seiner Beförderung zur Wasseroberfläche vollständig mit Wasser gefüllt wird.

6. Mit Ballasträumen und Lagerkammern versehener, in Wasser absenkbarer Lagerbehälter, insbesondere auf den Meeresboden absenkbarer Großraumbehälter, bei dem der Behälterinnendruck zum Ausgleich des Wasserdrucks durch Zuführung eines trägen Kompensationsgases mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 anhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die um zentrale Lagerkammern (3) angeordneten Ballasträume (2) in ihrem oberen Bereich über öffnungen (5) mit den Lagerkammern (3) in Verbindung stehen und daß ein Druckgefäß (9) für Flüssiggas samt Kühleinrichtung am Lagerbehälter (1) trennbar befestigt und an diesem über ebenfalls trennbare Versorgungsleitungen angeschlossen ist, die in je einen der Ballasiräume (2) unterhalb der Verbindungsöffnungen (S) einmünden.

7. Lagerbehälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgefäß (9), die Kühleinrichtung sowie die zugehörigen Ventile (13 bis 19) in einem gasdichten Schwimmkasten (8) angeordnet sind, der Lufträume aufweist, die sowohl mit dem Druckgefäß als auch mit dem den Schwimmkasten umgebenden Medium in Verbindungstehen.

8. Lagerbehälter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgefäß (9) oder dessen Schwimmkasten (8) mittels Schrauben (6) am Lagerbehälter (1) befestigt ist und daß diese Schrauben (6) mit einer fernsteuerbaren pyrotechnischen Abseilvorrichtung (22) versehen sind.

9. Lagerbehälter nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgefäß (9) je ein fernsteuerbares Entlüftungsventil (32) und Wasserfüllventil (31) aufweist.