DE2430594A1

DE2430594A1 - Tieftemperaturfluessigkeit-speicherbehaelter

Info

Publication number: DE2430594A1
Application number: DE2430594A
Authority: DE
Inventors: Kihei Katsuta
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1973-06-27
Filing date: 1974-06-26
Publication date: 1975-01-16
Also published as: FR2235332B1; GB1440291A; DK344774A; NO134672B; BE816938A; SU689625A3; NL7408729A; NO134672C; ES428023A1; DE2430594B2; SE7408401L; FR2235332A1; NO742302L; US3913341A; JPS5021314A; IT1015442B; CA1005376A

Description

PATENTANWÄLTE 2430594 HENKEL — KERN — FEILER — HÄNZEL — MÜLLER

DR. PHIL. DIPL.-ING. DR. RER. NAT. DIPL.-ING. DIPL.-ING.

TELEX: 05 29 802 HNKL D EDUARD-SCHMID-STRASSE 2 BAYERISCHE HYPOTHEKEN- UND

TELEFON: (08 11) SS 31 97. 663091-92 η Zn MfVMPTIPW Ort WECHSELBANK MÜNCHEN NR. 318-85111

TELEGRAMME: ELLIPSOID MÜNCHEN D-8 000 MÜNCHEN 90 POSTSCHECK: MCHN 1621 47-809

Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaislia Tokio, Japan

Tieftemperaturflüssigkeit-Speicherbehälter

Die Erfindung betrifft einen mit innerer Wärmeisolierung versehenen Behälter zur Aufnahme einer auf tiefe Temperatur gekühlten Flüssigkeit, etwa verflüssigtes Erdgas, und insbesondere einen mit innerer Wärmeisolierung versehenen Tieftemperaturflüssigkeit-Speicherbehälter mit einer Einrichtung zur Feststellung, einer evtl. Leckage der Tieftemperaturflüssigkeit aus dem Behälter.

Falls bei einem Speicherbehälter der vorstehend umrissenen Art, bei dem an der Innenwandfläche des Behältermantels eine flüssigkeitsundurchlässige Schicht mit einer zwischengefügten Wärmeisolationsschicht angeordnet ist, ein Austritt der auf tiefe Temperatur gekühlten Flüssigkeit infolge einer möglichen Beschädigung der undurchlässigen Schicht auftritt, wird der nahe der Leckstelle befindliche Abschnitt des Behältermantels außerordentlich stark abgekühlt, so daß ein Bruch des Behältermantels infolge der Kaltsprödigkeit des Mantelmaterials auftreten kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen zweckmäßigen und verbesserten Tieftemperaturflüssigkeit-Speicherbehälter mit innerer Wärmeisolierung zu schaffen, der eine Ein-

Ke/Bl/Ro -

409883/0 421

richtung zur schnellen und fehlerfreien Anzeige oder Feststellung des Austritts der Tieftemperaturflüssigkeit infolge einer möglichen Beschädigung der im Behälter vorgesehenen, flüssigkeitsundurchlässigen Schicht aufweist, so daß das Auftreten eines gefährlichen Bruchs des Behältermantels, welcher durch den Austritt der Tieftemperaturflüssigkeit verursacht werden kann, verhindert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem mit innerer Wärmeisolierung versehenen Tieftemperaturflüssigkeit-Speicherbehälter mit einer Leckfeststelleinrichtung, bei dem eine flüssigkeitsundurchlässige Schicht unter Zwischenfügung einer Wärmeisolationsschicht an der Innenfläche des Behältermantels vorgesehen und an der Innenseite der Wärmeisoiatipnsschicht eine sekundäre Schranke oder Sperre angeordnet ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Wärmeisolationsschicht an der einwärts von der sekundären Sperre gelegenen Seite eine Schicht aus einem gasdurchlässigen üjagenmaterial angeordnet ist, die in eine Anzahl von Unterkammern unterteilt ist, welche durch für Gas undurchlässige Trennelemente mit darin vorgesehenen durchgehenden Bohrungen begrenzt sind, die ihrerseits mit einer Gasumwälzpumpe sowie einer Gasanalysiereinrichtung kommunizieren, und daß jede der TJnterkammern, die in einer Anzahl gemeinsam zu Hauptkammern zusammengeschlossen sind, mit Stützpfosten zur Aufrechterhaltung der Gasdurchlässigkeit der betreffenden IJnterkammern in der Schicht versehen ist, so daß das Gas selektiv durch die einzelnen Hauptkammern zirkulierbar und auf diese Weise die Steiß, an welcher eine leckage vorhanden ist, feststellbar ist.

Wenn bei diesem Speicherbehälter ein Bruch der an der Innenseite des Behältermanteis angeordneten, flüssigkeitsundurchlässigen Schicht auftritt, so daß die Flüssigkeit durch die Bruchstelle hindurchzulecken beginnt, wird die hindurchleckende

409883/0421

2430584

^; ;■ ■.■."-'■■ ""■"■■...■'" ■ '■ - 5 -

oder austretende Flüssigkeit durch die im Inneren der Wärmeisalat!pnsschicht vorgesehene sekundäre Sperre vorübergehend aufgehalten, während'die Leckflüssigkeit gleichzeitig in eine der Hauptkammern in der Schicht aus dem gasdurchlässigen Material an der Innenseite der zweiten Sperre an der Stelle, an welcher die Leckage vorhanden ist, eintritt, so daß der undichte Anschnitt schnell und genau lokalisiert werden kann, indem das ""Gas durch die neben der Leckstelle befindliche Hauptkammer hindurch umgewälzt und dieses umgewälzte Gas dann mittels der Gasanalysiervorrichtung untersucht wird.

Die verschiedenen Hauptkammern sind im genannten Speicherbehälter waagerecht an den Stellen desselben angeordnet, an denen das Auftreten von Schäden möglich ist, etwa an den einzelnen Ecken des Behälters oder im Bereich um den Sockel der Pumpe herum. Die -jeweilige Hauptkammer ist dabei dadurch gebildet, daß die Gasdurchgangsöffnungen in Jeder der Detektorbzw. Eeststellungsschichten der die betreffende Hauptkammer bildenden Uhterkammern" mit einander verbunden sind.

Da beim erfindungsgemäßen Speicherbehälter der vorstehend umrissenen Art die Stützpfosten in jeder der die betreffende Hauptkammer der Schicht aus dem gasundurchlässigen Material bildenden Unterkammern angeordnet sind, so daß sie -die Last der Tieftemperaturflüssigkeit und der Warmeisolationsschicht zur Aufrechterhaltung der Gasdurchlässigkeit der einzelnen Unterkammern aufnehmen, kann der Strömungswiderstand des umgewälzten oder zirkulierenden Gases praktisch konstant gehalten werden, woraus sich der Vorteil ergibt, daß die Umwälzung des Gases zur Feststellung der Undichtigkeit bzw. Leckstelle ohne Behinderung erfolgen kann.

Wenn eine Leckage der Tieftemperaturflüssigkeit infolge von in der flüssigkeitsundurchlässigen Schicht, die mit der Flüssig-

409883/0421

keit in Berührung steht, oaer in der Wärmeisolationsschicht auftritt, kann diese Leckstelle erfindungsgemäß schnell und einwandfrei lokalisiert werden, wodurch die Lokalisierung der Leckstelle "bei einem Speicherbehälter der genannten Art erleichtert wird, bei dem eine solche Lecksuche.bisher als schwierig durchführbar angesehen wurde. Nach dem Auffinden der Leckstelle können Fotmaßnahmen getroffen werden, beispielsweise kann der Füllstand der Tieftemperaturflüssigkeit im Behälter vorübergehend unter die Leckstelle abgesenkt werden, so daß ein Bruch des Behältermantelmaterials als Folge von Kaltsprödigkeit vermieden wird. Hierdurch wird die Sicherheit des Behälters erheblich verbessert.

Da in der gasdurchlässigen Schicht zahlreiche Stützpfosten vorgesehen sind, wird das Zusammendrücken dieser Schicht unter der Last der Flüssigkeit verhindert, so daß die Gasdurchlässigkeit erhalten bleibt und das Gas ungehindert durch diese Schicht hindurch umgewälzt oder zirkuliert werden kann.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen !eilschnitt durch die Mantelwand eines mit Innenisolierung versehenen Speicherbehälters mit einer erfindungsgemäßen Leckfeststelleinrichtung,

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht, in welcher zur besseren Veranschaulichung der sekundären Sperre und der Schicht aus dem gasdurchlässigen Lagenmaterial, die in Form von die Hauptkammer bildenden Unterkammern ausgebildet ist, ein Teil weggebrochen ist, und

Fig. 3 ein Blockschema der Schaltung der Leckfeststelleinrichtung gemäß der Erfindung.

409883/0421

Gemäß Fig. 1 ist eine flüssigkeitsundurchlässige Schicht 3 aus einem tieftemperaturbeständigen Material unter Zwischenfügung einer Wärmeisolationsschicht 2 z.B. aus aufgeschäumtem Kunstharz an der Innenfläche eines Behältermantels 1 angeordnet. "-.-.-

Die Färmeisolationsschicht 2 besteht aus einem, ersten wärmeisolierenden Schichtabschnitt 2a an der Raumtemperaturseite und einem zweiten, gleichartigen Sphichtabschnitt 2b an der Tieftemperaturseite, wobei zwischen den beiden Abschnitten 2a, 2b eine sekundäre Schranke oder Sperre 4 vorgesehen ist. Diese Schichten sind mit Hilfe von auf gegenseitige Abstände verteilten Schrauben an der Innenfläche des Behältermantels 1 befestigt.

Im zweiten Schichtabschnitt 2b ist an der Innenseite der zweiten Sperre 4 und in Berührung mit dieser eine Schicht 5 aus einem gasdurchlässigen Material angeordnet.

Die gasdurchlässige Schicht 5 ist durch Trennelemente β aus einem gasundurchlässigen Werkstoff in eine Vielzahl Von kleinen bzw. Unterkammern unterteilt. Die Trennelemente 6 sind dabei mit durchgehenden Bohrungen 8 versehen, über welche die Enden jeder Hauptkammer, die durch eine Anzahl von TJnterkammern gebildet wird, mit einer Gasumwälzpumpe und einer Gasanalysiervorrichtung kommunizieren bzWö durchgehend verbunden sind«.

Gemäß Fig. 2 besteht die Schicht 5 aus dem gasdurchlässigen Iiagenmaterial z.B. aus einem Polyurethanweichschaum, und die Größe einer in der Schicht 5 gebildeten Unterkammer beträgt beispielsweise etwa 1,5 m χ 3 m x 10 mm.

Die Last der im Behälter enthaltenen Tieftemperaturflüssigkeit wirkt auf den Boden und auf die Seitenwände des Behälters ein.

AO9 88 3 /0421

Die gasdurchlässige Schicht 5 "besitzt im allgemeinen eine geringere mechanische Festigkeit als das die Wärmeisolationsschichtabsehnitte 2a, 2b "bildende Material, und sie neigt daher dazu, unter der Belastung durch die Flüssigkeit zusammengedrückt zu werden, wodurch die Grasdurchlässigkeit der Schicht 5 "beträchtlich verringert wird. Erfindungsgemäß sind daher in der Schicht 5 zahlreiche auf Abstand voneinander verteilte Stützpfosten 9 vorgesehen, welche eine gute Gasdurchlässigkeit der Schicht 5 aufrechterhalten. Diese Stützpfosten 9 können z.B. aus Polyurethanhartschaum bestehen.

Infolge der beschriebenen Anordnung der Stützpfosten 9 in der Schicht 5 wird das Gewicht der Tieftemperaturflüssigkeit sowie des zweiten wärmeisolierenden Schichtabschnitts 2b in ausreichendem Maß von den Stützpfosten 9 aufgenommen, so daß ein Zusammendrücken der gasdurchlässigen Schicht 5 verhindert und mithin der Strömungswiderstand des für die Leckfeststellung verwendeten Gases durch die Schicht 5 hindurch praktisch konstant gehalten wird.

In Fig. 3 ist in dem durch die strichpunktierte Linie umrandeten Abschnitt A eine Hauptkammer der gasdurchlässigen Schicht in einem Abschnitt der Behälterwand wiedergegeben, währen! der Abschnitt B eine weitere Hauptkammer darstellt. Wie dargestellt, ist in der undurchlässigen Schicht 5 und im zweiten Schichtabschnitt 2b im Abschnitt A ein Riß C vorhanden, während sich im Abschnitt B kein solcher Riß gebildet hat.

Für die Leekfeststellung wird getrocknetes, gasförmiges Stickstoff gas über ein elektromagnetisches Tentil 15 mittels der Gasumwälzpumpe 10 selektiv der Hauptkammer A und der Hauptkammer B zugeführt, wobei das Umschalten der Gaszufuhr durch ein Umschaltventil 16 erfolgt. Das durch die Hauptkammern hindurchgeleitete Gas wird dann der Gasanalysiervorrichtung 11 zugeführt.

409883/0421

Wenn dabei kein Einschluß von Dampf der Tieftemperaturflüssigkeit im Prüfgas festgestellt wird, wird das Prüfgas über ein elektromagnetisches Ventil 15 zur Pumpe 10 zurückgeführt. Hierbei ist das elektromagnetische Ventil 15 geschlossen, um einen übermäßigen Verbrauch an Stickstoffgas sowie Wärmeverluste zu verhindern.

Falls gedoch Gas der Tieftemperaturflüssigkeit durch den Riß C in die gasdurchlässige Schicht 5 hindurchtritt, wird das Leckfluidum von dem als Leckprüfgas dienenden Stickstoff eingeschlossen bzw. aufgenommen, wobei mit der Gasanalysiervorrichtung 11 das Hindurchlecken der Tieftemperaturflüssigkeit durch diese Vorrichtung festgestellt werden kann. Bei Peststellung einer Leckage gibt die Vorrichtung 11 ein Signal ab, welches ein damit verbundenes Waritgerät 12 zur Auslösung eines Alarms betätigt.

Durch entsprechendes Öffnen und Schließen der elektromagnetischen Ventile wird der als Leckfluidum festgestellte Dampf der Tieftemperaturflüssigkeit, z.B. verflüssigtes Erdgas, von der Gasanalysiervorrichtung 11 zu einer außerhalb des Systems befindlichen Verbrennungsvorrichtung, etwa einer Abfackelesse, überführt, so daß er sicher vernichtet werden kann.

Indem die Hauptkammern der Schicht 5 aus gasdurchlässigem Lagenmaterial aii den entsprechend besonders geeigneten Stellen im Behälter angeordnet werden, kann die Lokalisierung der Leckstelle äußerst genau erfolgen. Wenn eine derartige Leckstelle festgestellt wird, wird der Füllstand der Tieftemperaturflüssigkeit im Speicherbehälter unter die Stelle, an der das Leck vorhanden ist, abgesenkt, oder die Tieftemperaturflüssigkeit wird in einen anderen Behälter umgefüllt, um die Gefahr auszuschalten und den Behälter in einem sicheren Zustand zu halten.

40 9 8 8 3/04 21

Da sich die Stelle, an welcher das Leck vorhanden ist, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sicher und genau lokalisieren läßt, wird der Zeit- und Arbeitsaufwand für die Reparatur des Risses C auf ein Mindestmaß herabgesetzt.

Wenn der Riß O vergleichsweise groß ist, fließt die Tieftemperaturflüssigkeit in verflüssigtem Zustand in die gasdurchlässige Schicht 5. Da jedoch der Strömungswiderstand für das Gas in der gasdurchlässigen Schicht 5 praktisch konstant bleibt, wird das Leckfluidum durch das Stickstoffgas vergast und dann ohne weiteres in gasförmigem Zustand aus dem System, herausgeführt, so daß das leckfluidum nicht innerhalb der zweiten Sperre 4 verbleibt. Auf diese Weise wird die Sicherheit des ersten Abschnitts 2a der Wärmeisolationsschicht gewährleistet.

Zusammenfassend wird also mit der Erfindung ein mit innerer Wärmeisolierung versehener Tieftemperaturflüssigkeit-Speicherbehälter mit einer Leckfeststelleinrichtung geschaffen, bei dem eine flüssigkeitsundurchlässige Schicht unter Zwischenfügung einer Wärmeisolationsschicht an der Innenfläche des Behältermantels angeordnet und eine sekundäre Schranke oder Sperre im Inneren der Wärmeisolationsschicht vorgesehen ist. An der einwärts von der sekundären Sperre gelegenen Seite der Wärmeisolationsschicht ist eine Schicht aus einem gasdurchlässigen Lagenmaterial angeordnet, die in eine Anzahl von Kammern unterteilt ist, durch, welche jeweils ein umgewälztes oder zirkulierendes Gas selektiv hindurchgeleitet und zu einer Gasanalysiereinrichtung geführt werden kann, so daß eine etwa auftretende Leckage bzw. Undichtigkeit durch Analysieren des Gases feststellbar ist.

409883/0421

Claims

Pat ent a η s ρ r u cn

Mit innerer Mrmeisolierung versehener Tieftemperaturflüssigkeit-Speicherbehälter mit einer leckfeststelleinriclitung, "bei dem eine flüssigkeitsundurchlässige Schicht unter Zwiöchenfügung einer Wärmeisolationsschicht an der Innenfläche des Behältermantels vorgesehen und an der Innenseite der Wärmeisolationsschicht eine sekundäre Schranke oder Sperre angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß in der Wärmeisolationsschicht (2aj Zb) an der einwärts von der sekundären Sperre (4) gelegenen Seite eine Schicht (5) aus einem gasdurchlässigen Lagenmaterial angeordnet ist, die in eine Anzahl von Unterkammern unterteilt ist, welche durch für Gas undurchlässige Irennelemen.te (6) mit darin vorgesehenen durchgehenden Bohrungen (8) "begrenzt sind, die ihrerseits mit einer Gasumwälzpumpe (10) sowie einer .Gasanalysiereinrichtung (11) kommunizieren, und daß jede der Unterkammern, die in einer Anzahl gemeinsam zu Hauptkammern zusammengeschlossen sind, mit Stützpfosten (9) zur Aufrechterhaltung der Gasdurchlässigkeit der "betreffenden Unterkammern in der Schicht (5) versehen ist, so daß das Gas selektiv durch die einzelnen Hauptkammern zirkullerbar und auf diese Weise die Stelle, an welcher eine Leckage vorhanden ist, feststellbar ist.

409883/04 21

JO

Leerseite