DE2633607A1 - Kugelbehaelter fuer hochdruckgas, z.b. kokereigas - Google Patents

Kugelbehaelter fuer hochdruckgas, z.b. kokereigas

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DE2633607A1
DE2633607A1 DE19762633607 DE2633607A DE2633607A1 DE 2633607 A1 DE2633607 A1 DE 2633607A1 DE 19762633607 DE19762633607 DE 19762633607 DE 2633607 A DE2633607 A DE 2633607A DE 2633607 A1 DE2633607 A1 DE 2633607A1
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Hans Pelny
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Description

46S0 Hcrne 1, 8000 München 40,
Frelllgrathstra3e 19 -\t ι ι rt ι» r> ι Eisonacher StraBö 17
Postfach 1140 Dlpl.-mj. R. K^Fahi Pat.Anw. Bet2ler
Pat.-Anw. Herrmann-TriT.tepohl UiDl'-PhVS cdUürfS Π^ίΣίθΙ" Fernsprecher: 36 3011
Fernsprecher: 51013 " " * " * w 3S3012
51014 DIpI.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl 3B3013
Teleorammanschrift: . Tolegrammanschrilt:
Bahrpaic-nle Herne YΠ \Ό*\ nhfVnLTi Babetzpat München
Te lex 08229853 Tolex5215360
Bankkonten:
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O C O O CJ ΓΙ Π Dresdner Bank AG Herne 7-520 <!99
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™■·■ A 27 889 X/Se
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Abholfach
26. Mi 1976
Euhxkoüle Aktiengesellschaft, Rellinghauser Straße 1, 4300 Essen
"Kugelbehälter für Hochdruckgas, z.B. Kokereigas11
Die Erfindung betrifft einen Kugelbehälter für Hochdruckgas, z.B. Kokereigas, welches von einer aus Metall bestehenden starren Hohlkugel eingeschlossen ist, in der eine Hülle angebracht ist, welche das Gas umschließt und den Werkstoff der starren Hohlkugel gegen den chemischen Angriff der insbesondere bei der Bildung von Gaswasser aus dem Hochdruckgas gelöste Chemikalien schützt.
709885/012$
In Gaswerken und auf Kokereien dienen zur Gasspeicherung im allgemeinen große, runde Tanks, die früher auch zu Gasmessungen verwendet wurden und daher heute noch häufig als Gasometer bezeichnet werden. Außer in diesen Gasbehältern hält man in der Regel hochgespanntes Gas in Kugelbehältern gespeichert, weil infolge des Hochdruckes viel Gas in einem verhältnismäßig kleinen Eaum untergebracht werden kann. Insbesondere auf Kokereien dienen solche Kugelbehälter häufig zusammen mit den erwähnten Gasometern, aber auch für sich allein zum Ausgleich zwischen der Gaserzeugung, die aus verfahrenstechnischen Gründen kontinuierlich abläuft uxldLer Abnahme des Gases, welche, in der Eegel starken zeitlichen Unterschieden aufgrund der Bedürfnisse der Abnehmer bzw. der Abnahmebetriebe unterliegt. Dabei werden die Behälter im wechselnden Rhythmus bei Gasüberschuß gefüllt und zur Deckung von Abgabespitzen ganz oder teilweise entleert.
Aus wirtschaftlichen Gründen plant man Kugelbehälter für Hochdruckgas, insbesondere für unter Hochdruck stehendes Kokereigas in Schweißkonstruktionen aus Stahl. Die Wanddicke der geschweißten starren Hohlkugel wird mit Rücksicht auf die Schweißspannungen auf ca. 30 mm begrenzt. Eine solche Konstruktion
bei einem
erlaubt /maxima]£n3etriebsdr«ack des Gases von ca. 9 bar einen größtmöglichen Kugeldurchmesser von ca. 42 m. Schwierigkeiten ergeben sich bei derartigen Behältern jedoch durch die Korrosionsgefahr, weil der Behälter als ganzes nicht aus Edelstahl
- 3 -709885/0125
gefertigt werden kann. Qualitätsgerechtes Koksofengas enthält noch Begleitstoffe, z.B. Cyanwasserstoff, Ammoniak und Schwefelverbindungen. Diese Chemikalien sind oberhalb des Taupunktes des Gases praktisch unschädlich. Der Taupunkt liegt bei ca. 5° C und wird auf dem üblichen Gasweg in erdverlegten Leitungen nicht unterschritten. In Gasbehältern, insbesondere aber in Kugelbehältern werden jedoch Temperaturen zwischen +50° C und -20° C erreicht. Unterhalb 5° C fällt dann aus dem gespeicherten Gas Wasser aus. Dieses Gaswasser bildet z.B. mit dem vorhandenen Cyanwasserstoff Blausäure. Eine solche Chemikalie führt auf die Dauer zu Spannungsrißkorrosionen in der Wand des Kugelbehälters, der auf diese Weise zerstört werden kann. Aus Gründen der Betriebssicherheit und angesichts der hohen Kosten von Hochdruckgas-Kugelbehältern muß ein absolut zuverlässiger Korrosionsschutz vorgesehen werden.
Es ist bekannt, den Behältern besondere Gastrocknungsbzw. Reinigungsanlagen vorzusehalten. Diese verursachen jedoch neben beträchtlichen Investitionen erhebliche Folgekosten im Betrieb. Sie sind daher teuer und zudem nicht unproblematisch, weil ihre volle Funktion im praktischen Betrieb gewährleistet werden muß.
Es ist auch bekannt, die Hohlkugel mit einem die Korrosionen verhindernden Innenanstrich zu versehen, welcher demzufolge die eingangs erwähnte Hülle bildet, die das
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- r-
Gas umschließt und den Werkstoff der starren Hohlkugel gegen den chemischen Angriff, der bei der Bildung von Gaswasser aus dem Hochdruckgas gelösten Chemikalien schlitzt. Wegen des begrenzten Absatzgebietes von Koksofengas liegen jedoch bislang keine speziellen und jedenfalls keine ausreichenden Betriebserfahrungen mit derartigen Innenanstrichen vor. Es ist aber zu bedenken, daß ein derartiger Innenanstrich nicht nur dem chemischen Angriff der Chemikalien Widerstand zu leisten hat. Wesentlicher sind unter Umständen die mechanischen Beanspruchungen, die sich aus lemperatur- und Druckwechseln und den damit verbundenen beträchtlichen Dehnungen und Schrumpfungen der starren Hohlkugel ergeben. Hierdurch werden Anstriche leicht zerstört.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kugelbehälter mit den eingangs angegebenen Merkmalen so auszubilden, daß seine das Gas umschließende Hülle unter den Temperatur-uni Druckwechselbeanspruchungen, denen die starre Hohlkugel unterliegt, nicht beschädigt oder gar zerstört werden kann.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Hülle einen gasdichten Ballon bildet, welcher in der Kugel aufgehängt und an den Rändern von mit nicht korrodierenden Verschlüssen versehenen Ausnehmungen der Hohlkugel gasdicht angeschlossen ist, und daß der Ballon mit dem Hoch druckgas derart aufblasbar ist, daß er
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den Hochdruck des Gases auf die starre Hohlkugel tiberträgt und sich unter dem Einfluß von Dehnungen oder Schrumpfungen der Hohlkugel verformt bzw. dieser gegenüber Relativbewegungen ausführt.
Die Ballonhülle läßt sich im entspannten Zustand, beispielsweise geeignet gefaltet durch eine der meistens zu mehreren vorgesehenen Montage- bzw. Revisionsöffnungen der starren Hohlkugel ohne Schwierigkeiten in diese einbringen und im Inneren der Hohlkugel zumeist in derem oberen Bereich aufhängen. Dann stellt man zweckmäßig die gasdichten Anschlüsse an den Ausnehmungsrändern her. Nachdem man die Ausnehmungen verschließende Plansche angebracht hat, welche ebenso wie ihr dem Gas ausgesetztes Zubehör aus Edelstahl gefertigt und dadurch gegen Korrosionen geschützt werden können, bläst man mit dem Hochdruckgas die Ballonhülle auf. . Die Eigenfestigkeit der Ballonhülle kann gering sein, da die starre Hohlkugel den gesamten Druck des Gases aufnimmt.
Es ist zwar bekannt (GB-PS 841 018), einen aus Beton bestehenden unterirdischen Heizölbehälter mit einer in diesem aufgehängten und den Behälterwänden angelegten Hülle aus Polyvinylchlorid auszukleiden. Solche erdverlegten Behälter unterliegen jedoch keinen Formänderungen durch Schrumpfungen oder Dehnungen, so daß die Hülle sich weder zu verformen braucht noch Relativbewegungen gegenüber dem Behälter auszuführen hat.
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Auch mit dem ebenfalls vorbekannten Vorschlag (DT-AS 1 286 459)ι einen oberirdischen Stahlbehälter durch einen vorgefertigten, einschiebbaren Kunststoffbehälter, der aus zwei teleskopisch ineinanderschiebbaren Hälften besteht, zu schützen, ist die Aufgabe der Erfindung nicht zu lösen, weil die Hohlkugel erst fertiggeschweißt werden muß, bevor der Korrosionsschutz angebracht werden kann.
Die Erfindung ermöglicht einenzaverlässigen Korrosionsschutz der starren Hohlkugel, welcher verhältnismäßig einfach anzubringen ist und während der erforderlichen langen Betriebszeit von Kugelbehältern zuverlässig wirkt. Insbesondere wird erreicht, daß die starre Hohlkugel zusätzlich abgedichtet wird, so daß selbst örtliche Undichtigkeiten der Hohlkugel nicht sofort zu Gasverlusten führen.
Zwischen der Ballonhülle und einer unteren Kalotte der starren Hohlkugel ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Raum für die Aufnahme von Leckgaswasser angeordnet, und die Hohlkugel weist in diesem Bereich in der Kalotte Testflächen für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung auf. Die untere Kugelkalotte ist nämlich der gefährdetste Teil des Kugelbehälters, weil sich hier das aggressive Gaswasser ansammelt. Bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung können in regelmäßigen Abständen von außen ohne Beeinträchtigung der Behälterfahrt mit Ultraschallprüfung auch feinste Korrosionserscheinungen rechtzeitig entdeckt werden·
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Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen werden, die Außenseite der Ballonhülle mit Erhebungen und Vertiefungen zu versehen. Bei einer Ausführungsform des neuen Kugelbehälters, bei der die Ballonhülle der Innenseite der Hohlkugel unmittelbar aufliegt und auf diese die von dem Hochdruckgas auf die Hülle ausgeübten Kräfte überträgt, soll mit den in Form von Noppen, Rillen oder Rippen ausgebildeten Erhebungen und den dazwischen liegenden Vertiefungen der Ab rieb aufgenommen werden, welcher infolge des Anpreßdruckes der Ballonhülle auf die Innenwand der starren Hohlkugel und infolge der Relativbewegungen zwischen der Behälterwand und dem Ballon hauptsächlich an der Ballonhülle entsteht. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei der zwischen der starren Hohlkugel und der Ballonhülle ein Gaspolster vorgesehen ist, können die Erhebungen als Dichtlippen ausgebildet werden, um das Gaspolster zu unterteilen.
Ein solches Gaspolster ist einerseits zu Kontrollzwecken verwendbar, weil es sich fortlaufend überwachen läßt und etwaige Undichtigkeiten in der Ballonwand sofort erkennbar macht. Wenn dann unverzüglich Ausbesserungsarbeiten eingeleitet werden, kann die Berührung entstandener Blausäure mit dem Metall der starren Hohlkugel auf einige Stunden begrenzt werden, was dem Metall nachgewiesenermaßen nicht schadet. Hat man einzelne Erhebungen als Dichtlippen ausgebildet, dann ist das Kontrollgaspolster in mehrere Abschnitte unterteilt und jeder Abschnitt ermöglicht ein besseres Orten der jeweiligen Undichtigkeit.
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Andererseits läßt sich, das Gaspolster zur schwimmenden Lagerung der Ballonhülle verwenden, so daß der Druck des Gases von der Ballonhülle über das Gaspolster auf die starre Hohlkugel übertragen wird. Hierdurch werden nicht nur die Reibungen zwischen der Ballonhülle und der starren Hohlkugel vermindert, es kommt auch eine wärmeisolierende Wirkung des Gaspolsters zustande. Die Erwärmung der Ballonhülle, z.B. durch Sonneneinstrahlung sowie die Abkühlung des gespeicherten Hochdruckgases im Winter und damit auch die Menge des anfallenden Gaswassers können dadurch entscheidend vermindert werden.
Die Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Pig. in der Zeichnung; es zeigen:
Pig. 1 schematisch und in Ansicht einen Kugelbehälter gemäß der Erfindung nach dem Anbringen der Ballonhülle und vor Befüllung mit Hochdruckgas,
Pig. 2 in der Pig. 1 entsprechender Darstellung den Kugelbehälter nach seiner Befüllung mit Hochdruckgas und
Pig. 3 einen Ausschnitt aus der Behälterwandung zur Wiedergabe des Aufbaus des Kugelbehälters.
Der in den Pig. dargestellte Kugelbehälter ist für die Speicherung von Hochdruckgas, z.B. von Kokereigas vorgesehen. Er besitzt eine aus Metall, z.B. aus Stahl-
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blechabschnitten geschweißte starre Hohlkugel 1, in der eine Hülle 2 angebracht ist, welche das Gas umschließt und den Werkstoff der starren Hohlkugel gegen den chemischen Angriff der insbesondere bei der Bildung von Gaswasser aus dem Hochdruckgas gelösten Chemikalien schützt. Die Hülle kann beispielsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen, welcher in Torrn von beispielsweise mit Gewebe verstärkten Folien vorliegt.
Die Hülle bildet einen gasdichten Ballon, der gemäß dem dargestellen Ausführungsbeispiel nach 3?ig. 1 in leerem Zustand derart zusammenfaltbar ist, daß er durch ein Mannloch 3 des Behälters 1 in diesen eingeführt werden kann. Der obere Rand 4 ist mit Hilfe eines Ringes 5 zwischen dem Ring 5 und der Behälterwand 1 eingespannt. Außerdem ist die Hülle bei 6 und 7 in ihrem oberen Bereich an der Innenseite 8 der starren Hohlkugel 1 aufgehängt. Der Ring 5 bildet einen gasdichten Anschluß des Ballons an die starre Hohlkugel 1. Es können noch weitere Inspektionsöffnungen in der Hohlkugel 1 vorgesehen sein, in der ähnliche oder gleiche Anschlüsse wie am Mannloch 3 vorhanden sein können.
Außen auf dem Behälter befindet sich ein Dom 9 mit einem Anschlußflansch 10 für einen Deckel 11. Die Seile des Domes 9 und des Deckels 11 sowie der Ring 5» welche mit dem Gas in Berührung kommen, sind beispielsweise aus Edelstahl gefertigt.
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Der Ballon läßt sich mit Hochdruckgas derart aufblasen, daß er den Druck des Gases auf die starre Hohlkugel überträgt. Das ist in Pig. 2 wiedergegeben. Durch das Aufblasen hat die Hülle 2 eine der starren Hohlkugel 1 entsprechende Form angenommen. Die Hülle legt sich unmittelbar auf die Innenseite 8 der starren Hohlkugel 1 auf.
Unter dem Einfluß von Dehnungen oder Schrumpfungen der starren Hohlkugel 1 verformt sich die Hülle, vobei sie Eelativbewegungen gegenüber der Innenseite 8 ausführt.
Zu diesem Zweck ist die in Fig. 3 vergrößert wiedergegebene Wandung 12 der Hülle 2 auf ihrer Außenseite mit noppenartigen Erhöhungen 13 versehen, zwischen denen sich Vertiefungen 14 befinden. Die Noppen 13 nehmen den Abrieb auf, der bei den erwähnten Relativbewegungen entsteht.
Wie Fig. 2 erkennen läßt, weist die Hülle in ihrem unteren Bereich eine Verstärkung 16 auf, welche die Hüle an dieser Stelle in einem gewissen Abstand von einer unteren Kugelkalotte 17 hält. Dadurch entsteht ein Hohlraum 18, in dem sich Leckgaswasser sammeln kann. Bei 17 können in der Kalotte Testflächen für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung, z.B. mit Ultraschall vorgesehen sein.
Pat entansprüche
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ι 'J* ·. Leerseite

Claims (6)

Patentansprüche
1. Kugelbehälter für Hochdruckgas, z.B. Kokereigas, welches von einer aus Metall bestehenden starren Hohlkugel eingeschlossen ist, in der eine Hülle angebracht ist, welche das Gas umschließt und den Werkstoff der starren Hohlkugel gegen den chemischen Angriff der insbesondere bei der Bildung von Gaswasser aus dem Hochdruckgas gelösten Chemikalien schützt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (2) einen gasdichten Ballon bildet, welcher in der Kugel (1) aufgehängt und an den Bändern von mit nicht korrodierenden Verschlüssen (9, 11) versehenen Ausnehmungen (3) der Hohlkugelwand gasdicht angeschlossen ist, und daß der Ballon (2) mit dem Hochdruckgas derart aufblasbar ist, daß er den Druck des Gases auf die starre Hohlkugel (1) überträgt und sich unter dem Einfluß von Dehnungen oder Schrumpfungen der Hohlkugel (1) verformt bzw. dieser gegenüber Relativbewegungen ausführt.
2. Kugelbehälter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ballonhülle (2) und einer unteren Kalotte (17) der starren Hohlkugel (1) ein Eaum (18) zur Aufnahme von Leckgaswasser angeordnet ist, und daß die Hohlkugel (1) in der Kalotte (17) lestflächen für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung der Hohlkugel (1) aufweist.
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ORIGINAL INSPECTED
3. Kugelbehälter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite der Ballonhülle mit Erhebungen (13) und Vertiefungen (14) versehen ist.
4. Kugelbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Ballonhülle (2) und der starren Hohlkugel (1) ein Polster aus einem zur Kontrolle dienenden Gas befindet.
5. Kugelbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Erhebungen der Ballonhülle (2) als Dichtlippen zur Unterteilung des zwischen der Ballonhülle (2) und der starren Hohlkugel (1) angeordneten Gaspolsters ausgebildet sind.
6. Kugelbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Ballonhülle (2) auf dem zwischen dem Ballon und der starren Hohlkugel angeordneten Gaspolster schwimmend gelagert ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2512923A1 (en) * 1981-09-17 1983-03-18 Chambaut Marc Device fitting lining bladder to diver's bottle - accommodates bladder collar in groove in control tap with passage sealed by screw
US4724641A (en) * 1984-05-02 1988-02-16 Wit Cornelis L De Hopper, in particular a silo

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US4724641A (en) * 1984-05-02 1988-02-16 Wit Cornelis L De Hopper, in particular a silo

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