DE2605321C3

DE2605321C3 - Abgasleitung für stehende cryogene Behälter

Info

Publication number: DE2605321C3
Application number: DE2605321A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl.-Ing. 4000 Duesseldorf Hesse; Dieter 4100 Duisburg Schulzki
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1976-02-11
Filing date: 1976-02-11
Publication date: 1979-06-21
Also published as: FR2341096A1; IT1065565B; ZA77189B; ATA917476A; DE2605321B2; BE851097A; GB1556534A; AT369519B; US4124137A; FR2341096B3; DE2605321A1; ES454743A1; NL7614206A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Abgasleitung für stehende cryogene Behälter, die aus dem Innern des Behälters als in vertikaler Richtung verlaufendes Rohr nach außen geführt ist.

Derartige Abgasleitungen an doppelwandigen isolierten Behältern für tiefsitdende verflüssigte Gase sind z. B. aus der DE-OS 23 23 C20 bekannt Sie dienen dazu, das vor der Füllung im Behälter b iindliche und bei der Füllung entstehende Gas aus dem Behälter herauszuführen. Sie dienen auch als Oberlaufleitungen und werden dazu benutzt, den maximalen Füllstand von 95% des geometrischen Behältervolumens zu begrenzen. Eine solche Abgasleitung besteht im Behälterinnern lediglich aus einem unten offenen, vertikalen Rohr. Das Rohrende liegt in Höhe des angestrebten Flüssigkeitsstandes. Beim Füllen wird die Zufuhr flüssigen Gases unterbrochen, sobald Flüssigkeitströpfchen aus der Abgasleitung austreten, denn diese Flüssigkeitströpfchen sind ein Zeichen dafür, daß der Flüssigkeitsspiegel das Ende der Abgasleitung erreicht hat.

Es wurde nun an Hand von Wägungen festgestellt, daß beim Auftauchen der ersten Flüssigkeitströpfchen der Behälter nicht, wie bisher angenommen, zu 95% gefüllt ist, sondern die maximale Füllmenge wesentlich unterschritten wird. Diese Erscheinung ist druckabhängig, d. h. je höher der Druck bzw. die Siedetemperatur der cryogenen Flüssigkeit im Vorratsbehälter ist, um so größer ist die Differenz zwischen maximaler und effektiver Füllmenge.

Die Ursache hierfür ist auf das plötzliche Verdampfen eines Teils des tiefsiedenden verflüssigten Gases bei der beim Umfüllen eintretenden Druckabsenkung zurückzuführen. Da die Fülleitung an der tiefsten Stelle im Innern des cryogenen Behälters endet, steigen die sich dort infolge des Druckabfalles durch teilweise Verdampfung der cryogenen Flüssigkeit bildenden Gasblasen durch die Flüssigkeitssäule nach oben in den Gasraum. Beim Austritt der Blasen aus der Flüssigkeit reißen sie Flüssigkeitstropfen mit. Am Austritt der Abgasleitung ins Freie zeigt sich ein Gas- und Flüssigkeitsgemisch; Die Flüssigkeitszufuhr wird also schon beendet, ohne daß der Behälter bis zum maximalen Füllgewicht gefüllt ist Je kleiner ein Behälter fm Durchmesser ist, um so stärker macht sich dieser Effekt bemerkbar.

Aus der DE-PS 9 11 137 ist ein Behälter für ein unter Druck verflüssigtes Gas bekannt, der ebenfalls eine Einfüll- und eine Abgasleitung besitzt Im Gegensatz zu den cryogenen Behältern der Erfindung endet hierbei die Fülleitung in gleicher Höhe wie die Abgasleitung. Es könnten daher versprühte Flüssigkeitströpfchen direkt von der Fülleitung in die Abgasleitung eintreten. Dies würde zu einem Austreten von Flüssigkeitsnebel aus der Abgasleitung führen, was Anlaß zu einer vorzeitigen Beendigung des Füllvorganges sein könnte. Um dies zu vermeiden, wird bei dem Behälter gemäß der DE-PS 9 11137 die Mündung der Abgasleitung von der Mündung der Fülleitung weggekrümmt Da nur in der unmittelbaren Umgebung der Mündung der Fülleitung Flüssigkeitströpfchen auftreten, wird somit vermieden, daß Flüssigkeitströpfchen in die Abgasleitung gelangen und eine Fehlanzeige zur vorzeitigen Beendigung des Füllvorganges verursachen.

Es ist offensichtlich, daß bei stehenden cryogenen Behältern durch eine derartige Maßnahme das Eindringen von Flüssigkeitströpfchen in die Abgasleitung nicht verhindert werden kann, obwohl die Mündungen der Fülleitung und der Abgasleitung weit auseinanderliegen. Im Gegensatz zu dem Flüssiggasbehälter der DE-PS 9 11 137 wird bei dem cryogenen Behälter der Erfindung nämlich der gesamte verbleibende freie Gasraum mit Flüssigkeitströpfcnen gefüllt Es muß deshalb durch eine andere Maßnahme verhindert werden, daß die Flüssigkeitströpfchen vorzeitig in die Abgasleitung gelangen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasleitung für stehende cryogene Behälter zu schaffen, die eine maximale Füllung des Behälters sicherstellt.

Es wurde nun eine Abgasleitung für stehende cryogene Behälter, die aus dem Innern des Behälters als in vertikaler Richtung verlaufendes Rohr nach außen geführt ist, durch die beim Füllvorgang auftretendes Abgas aus dem Behälter ableitbar ist, wobei das Auftreten von Flüssigkeit in der Abgasleitung die Beendigung des Füllvorganges anzeigt, gefunden, bei der gemäß der Erfindung zwecks Abscheidung von Flüssigkeitströpfchen durch Umlenkung des Abgasstromes das im Behälter befindliche Ende des Rohres verschlossen und mit einer seitlichen Eintrittsöffnung versehen ist.

Vorzugsweise wird das Ende des Rohres durch eine Platte verschlossen und die seitliche Eintrittsöffnung unmittelbar oberhalb der Platte angeordnet. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Querschnittsfläche der seitlichen Eintrittsöffnung der Querschnittsfläche des Rohres entspricht.

Die Zeichnung veranschaulicht eine Abgasleitung gemäß der Erfindung mit verschlossenem Ruhrende und seitlicher Öffnung. In der Zeichnung ist das im Behälter befindliche Ende einer vertikalen Abgasleitung 1 dargestellt. Das Rohrende ist durch eine Platte 2 verschlossen. Unmittelbar über der Platte 2 befindet sich in der Abgasleitung 1 eine seitliche Öffnung 3, deren Querschnitt etwa dem Rohrquerschnitt entspricht Den Strömungsweg des Abgases gibt der Pfeil 4 an. Durch die scharfe Ablenkung des Strömungsweges werden die im Abgas befindlichen Tropfen abgeschüttelt, es gelangen somit erst dann Flüssigkeitströpfchen durch die Abgasleitung 1 mit nach außen, wenn sich der

Flüssigkeitsspiegel 5 in Höhe der seitlichen öffnung 3 befindet

Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Abgasleitung zeigen folgende Versuchsbeispiele;

Ein cryogener Behälter mit einem geometrischen Füllvolumen von 1621, entsprechend 1541 bei 95°/oiger Füllung, wird mit flüssigem Stickstoff aus einem Speicherbehälter, der unter einem Druck von 2 bar steht, gefüllt Bei der bisher üblichen Ausbildung der Abgasleitung als vertikales Rohr ergibt sich ein Füllinhalt von 1381. Bei einem Speicherdruck von 5 bar

beträgt der Füllinhalt nur 1361, Bei einer Ausbildung des Abgasrohres gemäß aer Zeichnung ergibt sich in allen Fällen der angestrebte Füllinhalt von 1541.

Eine Zwei-Behälter-Anlage mit einem 95%igen Füilvolumen von 2 χ 7^51 konnte mit der bisher üblichen Abgasleitung nur mit 1101 gefüllt werden, bei Ausführung der Abgasleitung gemäß der Zeichnung jedoch mit 145 L An den Versuchsbeispielen ergibt sich, daß die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Abgasleitung um so größer ist je kleiner der Behälterdurchmesser ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abgasleitung für stehende cryogene Behälter, die aus dem Innern des Behälters als in vertikaler Richtung verlaufendes Rohr nach außen geführt ist, durch die beim Füllvorgang auftretendes Abgas aus dem Behälter ableitbar ist, wobei das Auftreten von Flüssigkeit in der Abgasleitung die Beendigung des Füllvorganges anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Abscheidung von Flüssigkeitströpfchen durch Umlenkung des Abgasstromes das im Behälter befindliche Ende des Rohres (1) verschlossen und mit einer seitlichen Eintrittsöffnung (3) versehen ist

2. Abgasleitung nach Anspruch 1, dadurch ge- la kennzeichnet, daß das Ende des Rohres (t) durch eine Platte (2) verschlossen ist und die seitliche Eintrittsöffnung (3) unmittelbar oberhalb der Platte angeordnet ist

3. Abgcs'eitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Ouerschnittsfläche der seitlichen Eintrittsöffnung (3) der Querschnittsfläche des Rohres entspricht