DE2539221C3

DE2539221C3 - Verfahren zur Erhöhung der Tragfähigkeit von Druckbehältern

Info

Publication number: DE2539221C3
Application number: DE19752539221
Authority: DE
Inventors: Anatolij Ivanovitsch Dementjev; Vladimir Sergejevitsch Golovin; Jevgenij Michajlovitsch Korolev; Vladimir Anatoljevitsch Schirjaev
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-09-03
Filing date: 1975-09-03
Publication date: 1980-06-26
Also published as: DE2539221B2; DE2539221A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Tragfähigkeit von Druckbehältern, bei welchem während des Betriebes ein elektrischer Strom durch die Behälterwand geleitet wird, dessen Stärke in Abhängigkeit vom Innendruck des Arbeitsmediums im Behälter gewählt wird, so daß die entstehenden, senkrecht zur Richtung des durch die Behälterwand fließenden Stroms auf diese wirkenden Druckkräfte den Innendruck des Arbeitsmediums im Behälter ausgleichen nach Patent 21 39 53!.

Die beim Durchgang des elektrischen Stroms durch die Zylinderwand des Druckbehälters entstehenden Druckkräfte wirken nur in Radialrichtung. In dem Druckbehälter sind jedoch auch Axialkräfte vorhanden Um diese aufnehmen zu können, verwendet man stark gewölbte dickwandige Deckel und Böden, die zwar die auftretenden hohen Druckbelastungen aufnehmen können, jedoch sehr aufwendig sind.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die in axialer Richtung wirkenden Druckkräfte ebenfalls kompensiert werden können.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der elektrische Strom auch durch den Deckel und den Boden des Behälters geleitet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß auch relativ flache Deckel und Böden mit gegenüber den bekannten Anordnungen stark reduzierten Wandstärken bei Hochdruckbelastungen des Behälters verwendet werden können, was eine Reduzierung des Aufwands für das Material und bei der Herstellung ermöglicht. An der Außenseite bilden sich um den Deckel und den Boden herum magnetische Ringfelder aus, die den Deckel und den Boden, wenn diese etwas konvex sind, zusammenpressen und in ihnen axiale und radiale Druckkräfte erzeugen, die zum Inneren des Behälter hin gerichtet sind. Dadurch kann der im Behälter herrschende Innendruck kompensiert werden. Die Erfindung läßt sich auch auf flache Deckel und Böden anwenden, wenn diese sich unter der Einwirkung des Innendrucks im Behälter zu einer schwach konvexen Form wölben.

Wie beim Hauptpatent kann der ganze Druckbehälter von einem Mittel mit hoher magnetischer Permeabilität umgeben werden, wodurch die Abmessungen des Behälters sehr groß gewählt werden können. Wenn durch Deckel und Boden Gleichstrom geleitet wird, lassen sich die axialen Druckkräfte besonders günstig kompensieren. Der gemäß dem Hauptpatent verwendete elektrische Impulsstrom kann auch durch den Deckel und den Boden des Behälters geleitet werden.

Anhand der Zeichnung, die schematisch einen Behälter mit Deckel und Boden zeigt, wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert

Durch die Behälterwand 1 eines Druckbehälters wird ein elektrischer Strom geleitet Dadurch wird die im Hauptpatent 21 39 531 beschriebene Wirkung erreicht Beim Durchfluß des elektrischen Stroms durch den Deckel 2 und den Boden 3 entstehen die in der Zeichnung gezeigten resultierenden Kräfte Q, die jeweils senkrecht zur Oberfläche des Deckels 2 oder des Bodens 3 gerichtet sind. Die Kräfte Q können in eine radiale Komponente q_r und eine axiale Komponente qi, zerlegt werden, wobei die Größe dieser Komponenten in jedem Punkt von der Form des Deckels 2 bzw. des Bodens 3 abhängt Die Komponenten q/, des Deckels 2 und des Bodens 3 wirken der Dehnung des Druckbehälters in axialer Richtung entgegen.

Die Stromzuführung kann ausgehend von einer oder mehreren Stromquellen zu einer oder mehreren Stellen am Druckbehälter erfolgen.

Beispiel 1

Zum Betrieb eines Druckbehälters mit einem

Durchmesser von 4 m bei einem Innendruck von 200 bar werden 150 Stromquellen verwendet von denen jede in der Wand 1, in dem Deckel 2 und dem Boden 3 des Behälters einen Strom von ΙΟ⁵ Α erzeugt.

Beispiel 2

Zum Betrieb eines Druckbehälters mit einem Innendurchmesser von 1,0 m bei einem Druck von 10 000 bar werden 300 Stromquellen verwendet, von denen jede in der Wand 1, in dem Deckel 2 und im Boden 3 des Behälters einen Strom von ΙΟ⁵ Α erzeugt. Die Stroniwärme kann durch Kühlung abgeleitet werden. Zur Stromreduzierung unter Aufrechterhaltung der gewünschten Wirkung kann das Gefäß beispielsweise von Platten oder Draht aus geglühtem Eisen umgeben werden, wodurch sich die Größe des erforderlichen Stroms um j/ μ vermindert, wenn μ die magnetische Permeabilität des geglühten Eisens ist. Dieser Einfluß wird mit zunehmendem Behälterdurchmesser besonders günstig.

Beispiel 3

Bei einem Druckbehälter mit einem Durchmesser von 20,0 m und einem Innendruck von 20 bar werden 100 Stromquellen verwendet, von denen jede in der Behälterwand eine Stromstärke von 10⁵ A erzeugt Die Leistung liegt zwischen 3000 und 5000 kW.

Beispiel 4

Für einen Druckbehälter mit einem Durchmesser von 100 bis 200 m, wie er beispielsweise zur Aufnahme einer Hochdruckvorrichtung für die Ammoniaksynthese verwendet wird und der einem Innendruck von 200 bar ausgesetzt wird, werden 100 Stromquellen verwendet, von denen jede einen Strom von 10^s A erzeugt. Die Leistung beträgt etwa 50 000 kW.

B e i s ρ i e 1 5

Für einen Druckbehälter mit einem Innendurchmesser von 200 bis 300 mm und einem Druck von 5000 bis 6000 bar werden als Stromquelle 120 Kondensatoren

mit 0,5 Mikrofarad und 30 000 V verwendet Bei einer Impulsabgabe in Abständen von 1 min beträgt die erforderliche Leistung 30 kW. Bei einer Impulsabgabe in Zeitabständen von 1 s bzw. ¹Ao s beträgt die Leistung 2000 bzw. 20 000 kW. Derartige Behälter eignen sich für Forschungszwecke und für die Herstellung von Polyäthylen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Erhöhung der Tragfähigkeit von Druckbehältern, bei welchem während des Betriebes ein elektrischer Strom durch die Behälterwand geleitet wird, dessen Stärke in Abhängigkeit vom Innnendruck des Arbeitsmediums im Behälter gewählt wird, so daß die entstehenden, senkrecht zur Richtung des durch die Behälterwand fließenden Stroms auf diese wirkenden Druckkräfte den Innendruck des Arbeitsmediums im Behälter ausgleichen nach Patent 2139 531, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Strom auch durch den Deckel und den Boden des Behälters geleitet wird.