DE3447073A1 - Liquefied-gas tank - Google Patents
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Abstract
Description
VON KREISLER SCHONWALD EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNERVON KREISLER SCHONWALD EISHOLD FUES FROM KREISLER KELLER SELTING WERNER
PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS
Dr.-Ing. von Kreisler 11973
Dr.-Ing. K. W. Elshold 11981Dr.-Ing. by Kreisler 11973
Dr.-Ing. KW Elshold 11981
LGA Gastechnik GmbH Dr.-Ing. K. SchönwaldLGA Gastechnik GmbH Dr.-Ing. K. Schönwald
Bonner Straße 10 ΪΊ A ai t ν -.Bonner Strasse 10 ΪΊ A ai t ν -.
Dipl.-Chem. Alek von Kreisler
DipL-Chem. Carola KellerDipl.-Chem. Alek von Kreisler
DipL-Chem. Carola Keller
5480 Remagen 6 Dipl.-Ing. G. Selting5480 Remagen 6 Dipl.-Ing. G. Selting
Dr. H.-K. WernerDr. H.-K. Werner
DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOFDEICHMANNHAUS AT THE MAIN RAILWAY STATION
D-5000 KÖLN 1D-5000 COLOGNE 1
Sg-Fe
21. Dez. 1984Sg-Fe
Dec 21, 1984
FlüssiggastankLiquid gas tank
Die Erfindung betrifft einen Flüssiggastank mit einem Tankbehälter und einer auf Umgebungstemperaturen und/oder den Tankdruck ansprechenden Sicherheitseinrichtung .The invention relates to a liquid gas tank with a tank container and one at ambient temperatures and / or the safety device responsive to the tank pressure.
Flüssiggastanks enthalten in einem Teil ihres Volumens Gas in flüssiger Form, während das Restvolumen mit der gasförmigen Phase ausgefüllt ist. Wenn bei derartigen Flüssiggastanks die Temperatur ansteigt, erhöht sich der Druck im Tankbehälter. Um den Tankdruck unterhalbLiquid gas tanks contained in part of their volume Gas in liquid form, while the remaining volume is filled with the gaseous phase. If with such Liquid gas tanks, the temperature rises, the pressure in the tank increases. To get the tank pressure below
eines zulässigen Grenzwertes zu halten, sind die Tankbehälter mit einem Sicherheitsventil ausgestattet, das bei zu hohen Tankdrücken Gas in die Atmosphäre ableitet. Wenn in der Nähe des Tankbehälters ein Feuer ausbricht, kann die entstehende relativ große Gasmengeto maintain a permissible limit value, the tank containers are equipped with a safety valve that Discharges gas into the atmosphere if the tank pressures are too high. If a fire breaks out near the tank container, can the resulting relatively large amount of gas
zwar über ein entsprechend dimensioniertes Sicherheitsventil abgeblasen werden, aber der Werkstoff der Tank-can be blown off via a suitably dimensioned safety valve, but the material of the tank
Telefon: (0221) 131041 · Telex: 8882307 dopa d ■ Telegramm: Dompatent KölnTelephone: (0221) 131041 · Telex: 8882307 dopa d ■ Telegram: Dompatent Cologne
wandung im oberen Behälterbereich, der nicht mit Flüssiggas benetzt ist und gekühlt wird, heizt sich so weit auf, daß seine Festigkeitswerte stark abfallen. Daher besteht die Gefahr des Berstens des Tankbehälters auch unterhalb des zulässigen Betriebsdruckes mit der Folge einer explosionsartigen Verbrennung des Gases. Derartige Explosionen haben in der Vergangenheit bereits zu erheblichen Katastrophen geführt.wall in the upper container area, which is not wetted with liquid gas and is cooled, heats up to that extent on that its strength values drop sharply. Therefore, there is also a risk of the tank container bursting below the permissible operating pressure, resulting in an explosive combustion of the gas. Such Explosions have already led to major disasters in the past.
Es ist bekannt, Flüssiggastanks mit einer Sicherheitseinrichtung auszustatten, die im Falle eines ausbrechenden Feuers den Tankbehälter mit Wasser berieselt. Eine solche Wasserberieselung hat jedoch den Nachteil, daß Teile des Wassers bereits verdampfen, bevor sie auf die Tankoberfläche gelangen und diese in der beabsichtigten Weise kühlen können. Die Berieselung wird daher in bestimmten Fuerflällen nur eine unzureichende Schutzmaßnahme darstellen.It is known to equip liquid gas tanks with a safety device that in the event of an eruption Fire sprinkled the tank container with water. However, such water sprinkling has the disadvantage that parts of the water evaporate before they reach the tank surface and this in the intended Way can cool. The sprinkling is therefore only inadequate in certain cases of fire Represent protective measure.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Flüssiggastank der eingangs genannten Art eine Vorrichtung zu schaffen, die im Falle eines ausbrechenden Feuers einen wirksamen Schutz gegen das Bersten des Tanks bildet.The invention is based on the object of providing a device for a liquid gas tank of the type mentioned at the beginning to provide effective protection against bursting in the event of a fire Forms tanks.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Sicherheitseinrichtung eine Wasserquelle aufweist, die im Auslösefall Wasser in den Tankbehälter injiziert.This object is achieved according to the invention in that the safety device is a water source which injects water into the tank container when triggered.
Durch das Hineindrücken von Wasser in den Tankbehälter wird - neben der Kühlwirkung - erreicht, daß die Tankwandung stets mit Flüssigkeit benetzt und damit ausreichend gekühlt wird. Ein wesentlicher Vorteil bestehtBy pressing water into the tank container - in addition to the cooling effect - it is achieved that the tank wall is always wetted with liquid and thus adequately cooled. There is a major benefit
darin, daß die Wasserquelle durch ein geschlossenes Leitungssystem mit dem Tankbehälter verbunden ist, so daß kein Wasser verdampfen kann, wie dies bei äußerer Berieselung der Fall ist. Die Kühlkapazität des Wassers wird somit voll ausgenutzt und auf den Behälter übertragen. Die Wasserquelle ist über ein im Auslösefall öffnendes Einlaßventil an den unteren Bereich des Tankbehälters angeschlossen. Das Wasser gelangt hierbei in den unteren Bereich des Tankbehälters. Da ein Feuer, das in der Umgebung des Tankbehälters aufgetreten ist, vornehmlich auf den unteren Bereich dieses Tankbehälters einwirkt, setzt die Kühlung an derjenigen Stelle ein, an der die größte Erhitzung aufgetreten ist.in that the water source is connected to the tank container by a closed pipe system, so that no water can evaporate, as is the case with external irrigation. The cooling capacity of the water is thus fully used and transferred to the container. The water source is on in the event of a trip opening inlet valve connected to the lower area of the tank container. The water gets into this the lower area of the tank container. Since a fire that has occurred in the vicinity of the tank container, acts primarily on the lower area of this tank container, the cooling continues at that point where the greatest heating has occurred.
Das Ziel der Wasserflutung ist es, den gesamten brennbaren Behälterinhalt über das Sicherheitsventil relativ gefahrlos für die Umgebung abbrennen zu lassen, um so ein Bersten des Behälters mit katastophalen Auswirkungen zu verhindern.The aim of the water flooding is to relieve the entire combustible container contents via the safety valve to burn down without danger for the environment, so that the container bursts with catastrophic effects to prevent.
Durch die Flutung des Tankbehälters mit Wasser kann der Schutz des Behälters gegen Umgebungsfeuer in 2 Stufen gewährleistet werden.By flooding the tank container with water, the protection of the container against ambient fire can be achieved in 2 stages guaranteed.
1. Stufe: (Die Wasserflutung verhindert ein Abblasen1st stage: (The water flooding prevents blowing off
von Flüssiggas durch das Sicherheitsventil)liquid gas through the safety valve)
Wegen der höheren Dichte des Wassers wird zunächst der untere Bereich des Behälters beaufschlagt. Aufgrund der relativ großen Artwärme des Wassers wird dieses für eine gewisse Zeit die durch eine Unterfeuerung zugeführte Wärmemenge absorbieren und eine Verdampfung des Flüssiggases mit einer schnellen Drucksteigerung im Behälterinnenraum verhindern, über ein AuslaßventilDue to the higher density of the water, the lower area of the container is initially exposed to pressure. Due to the The relatively large type of warmth of the water becomes that supplied by an underfiring for a certain period of time Absorb amount of heat and an evaporation of the liquefied gas with a rapid increase in pressure in the Prevent the inside of the container via an outlet valve
kann das erwärmete Wasser abgeführt werden, während kaltes Wasser über das Einlaßventil nachgespeist wird.the heated water can be discharged while cold water is replenished via the inlet valve.
Ohne diese Wasserflutung würde das Sicherheitsventil ansprechen, und das ausströmende Gas sich durch das Umgebungsfeuer entzünden. Die Strahlungswärme dieser Brandfackel würde die Behälterwandung um das Sicherheitsventil in unzulässiger Weise erwärmen, mit der Folge, daß die Festigkeitswerte des Tankwerkstoffes hier schnell zurückgehen würden und der Behälter an dieser Stelle aufreißen würde. Es würde also zu einer Flüssiggasexplosion kommen, selbst wenn Teile der Behälteroberfläche in größerer Entfernung von dem Sicherheitsventil durch das Umgebungsfeuer noch nicht in unzulässiger Weise aufgeheizt wurden, beispielsweise weil sie durch eine Berieselungsanlage gekühlt werden.Without this flooding of water, the safety valve would respond, and the escaping gas ignite by the surrounding fire. The radiant heat of this A fire torch would heat the container wall around the safety valve in an impermissible manner, with the As a result, the strength values of the tank material would quickly decline here and the container on this place would tear open. A liquefied gas explosion would therefore occur, even if parts of the container surface were at a greater distance from the safety valve due to the surrounding fire have been heated up in an impermissible manner, for example because they are being cooled by a sprinkler system.
2. Stufe: (Die Wasserflutung verhindert eine Aufheizung des Tankmantels im oberen Behälterbereich)2nd stage: (The water flooding prevents heating of the tank jacket in the upper container area)
Wenn es, beispielsweise wegen der Intensität des Umgebungsfeuers, in der Stufe 1 nicht gelingt, das Abblasen des Sicherhextsventils zu verhindern, wird das Auslaßventil geschlossen und der Behälter gänzlich mit Flüssigkeit aufgefüllt. Dadurch erreicht man, daß die Gasphase aus dem oberen Behälterbereich durch das Sicherheitsventil herausgedrückt wird, und die flüssigkeits-benetzte Tankwandung ausreichend gekühlt wird.If, for example, due to the intensity of the surrounding fire, it does not succeed in level 1, blowing off To prevent the safety valve, the outlet valve is closed and the container completely with Topped up with liquid. This ensures that the gas phase from the upper container area through the Safety valve is pushed out, and the liquid-wetted tank wall is sufficiently cooled.
Selbst wenn es nicht gelingen würde, das Austreten von flüssigem Flüssiggas aus dem Sicherheitsventil zu verhindern, würde dies die ohnehin herrschende Krisensituation bei einem Umgebungsfeuer nicht verschlimmern. Je nach Ausbildung der Abblaseleitung hinter demEven if it were not possible to prevent liquid gas from escaping from the safety valve, this would not worsen the already existing crisis situation in the event of a surrounding fire. Depending on the design of the blow-off line behind the
Sicherheitsventil wird flüssiges Flüssigas auf die Behälteroberfläche laufen, hier verdampfen und abbrennen. Dabei wird ein Teil der erforderlichen Verdampfungswärme dem Werkstoff des Behälters entzogen, d.h. es tritt eine Kühlwirkung ein.Safety valve will apply liquid liquid gas to the tank surface run, evaporate and burn down here. Part of the required heat of evaporation is withdrawn from the material of the container, i.e. it a cooling effect occurs.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Tankbehälter im unteren Bereich ein Auslaßventil auf, das ggf. geöffnet werden kann. Das erwärmte Wasser verbleibt nicht im Tankbehälter, sondern strömt von dem Einlaß zu dem entfernt liegenden Auslaß, so daß stets kaltes Wasser nachläuft. Da Flüssiggas ein geringeres spezifisches Gewicht hat als Wasser, schwimmt es auf dem zugeführten Wasser. Das Wasser kann also im unteren Tankbereich vom Einlaßventil zum Auslaßventil fließen, ohne daß Flüssiggas aus dem Tank ausströmt. Das Wasser zirkuliert durch den unteren Tankbereich hindurch. Zweckmäßigerweise wird das Auslaßventil gegenüber dem Einlaßventil verzögert geöffnet, nachdem das Flüssiggas vom Wasser aus dem Bereich des Auslaßventils verdrängt worden ist.According to a preferred embodiment of the invention if the tank container has an outlet valve in the lower area, which can be opened if necessary. That warmed Water does not remain in the tank container but flows from the inlet to the remote outlet so that always runs in cold water. Since liquid gas has a lower specific weight than water, it floats on the supplied water. The water can therefore in the lower tank area from the inlet valve to the outlet valve flow without liquid gas flowing out of the tank. The water circulates through the lower part of the tank through. Appropriately after, the outlet valve is opened with a delay in relation to the inlet valve the liquid gas has been displaced from the area of the outlet valve by the water.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß der Tankbehälter im Brandfall mit -kühlender Flüssigkeit vollgehalten wird. In Grenzfällen wird über das Sicherheitsventil Flüssigkeit mit gerissen, die dann auf der Behälteroberfläche verdampft und abbrennt. Durch die Verdampfung wird der Behälter zusätzlich gekühlt.The invention ensures that the tank container is kept full with cooling liquid in the event of a fire will. In borderline cases, liquid is torn through the safety valve and then spreads onto the surface of the container evaporates and burns down. The evaporation also cools the container.
Im Brandfall wird der gesamte Flüssiggasinhalt des Tankbehälters relativ gefahrlos über das Sicherheitsventil abgelassen, um zu verbrennen, ohne daß es zur Katastrophe, nämlich zum Bersten des Behälters mitIn the event of a fire, the entire liquid gas content of the tank container is relatively safe via the safety valve drained to burn without causing a catastrophe, namely to bursting the container with
einer explosionsartigen Verbrennung (Feuerball) des gesamten Behälterinhaltes kommt.an explosive combustion (fireball) of the entire contents of the container occurs.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.In the following, exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines zylindrischen Tankbehälters mit der Einrichtung zur Wasserflu-Fig. 1 is a side view of a cylindrical tank container with the device for water flow
tung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Tankbehälter dertion,
Fig. 2 is a cross section through the tank container of
Fig. 1 undFig. 1 and
Fig. 3 einen kugelförmigen Tankbehälter.
153 shows a spherical tank container.
15th
Der zylindrische Tankbehälter, der in den Fign. 1 und 2 dargestellt ist, dient zur Lagerung von Flüssiggas, wobei in seinem unteren Bereich die Flüssigphase und im oberen Bereich die Gasphase enthalten ist. Am oberen Ende des Tankbehälters 10 befindet sich ein Sicherheitsventil 11, das in Abhängigkeit vom Tankdruck öffnet, um Gas in die Umgebung abzulassen, damit im Tankbehälter 10 kein unzulässig hoher Druck entsteht.The cylindrical tank container shown in FIGS. 1 and 2 is used to store liquid gas, the liquid phase being contained in its lower area and the gas phase in the upper area. At the top At the end of the tank container 10 there is a safety valve 11 which opens depending on the tank pressure, in order to let off gas into the environment so that in the tank container 10 no unacceptably high pressure arises.
Die Sicherheitseinrichtung zur Wasserflutung weist ein Einlaßventil 12 auf, das eine Wasserquelle 18 beispielsweise in Form eines Wassertanks mit dem Tankbehälter 10 verbindet. Die vom Einlaßventil 12 kommende Leitung mündet an dem einen Ende des Tankbehälters 10 von unten her in diesen Tankbehälter ein. An dem anderen Ende des Tankbehälters 10 kann an der Bodenwand ein Auslaßventil 13 vorgesehen werden.The safety device for water flooding has an inlet valve 12, which is a water source 18, for example connects in the form of a water tank with the tank container 10. The one coming from the inlet valve 12 The line opens into this tank container from below at one end of the tank container 10. On the other At the end of the tank container 10, an outlet valve 13 can be provided on the bottom wall.
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Die Ventile 12 und 13 enthalten entweder Schmelzsicherungen, so daß sie bei überschreiten einer bestimmten Umgebungstemperatur selbsttätig öffnen oder sie sind von einem Brandsensor 14 gesteuert. Auch eine manuelle Öffnung der Ventile ist möglich. Wenn in der Umgebung des Tankbehälters 10 Feuer auftritt, öffnet das Ventil 12. Dadurch fließt Wasser von der Wasserquelle 18 in den Tankbehälter 10 hinein. Das Flüssiggas 16 schwimmt wegen seines geringeren spezifischen Gewichts auf dem Wasser 15 (Fig. 2). Das Wasser 15 kann in Längsrichtung durch den Tankbehälter hindurch vom Einlaßventil 12 zum Auslaßventil 13 strömen, wenn dieses geöffnet wird. Es kühlt dabei den unteren Bereich des Tankbehälters, es vermeiden einen hohen Wärmefluß in das Flüssiggas und vermindert so die Verdampfungsmenge.The valves 12 and 13 either contain fuses, so that they are exceeded when a certain Ambient temperature open automatically or they are controlled by a fire sensor 14. Also a manual one The valves can be opened. If a fire occurs in the vicinity of the tank container 10, the valve opens 12. This causes water to flow from the water source 18 into the tank container 10. The liquid gas 16 floats because of its lower specific weight on the water 15 (Fig. 2). The water 15 can be in the longitudinal direction flow through the tank container from the inlet valve 12 to the outlet valve 13 when this is opened. It cools the lower area of the tank container, avoiding a high flow of heat into the liquid gas and thus reduces the amount of evaporation.
Vorzugsweise ist das Auslaßventil 13 so ausgebildet, daß es gegenüber dem Einlaßventil 12 verzögert öffnet. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Zeitfunktion des Brandsensors 14 geschehen oder dadurch, daß die Schmelzsicherung des Auslaßventils 13 bei einer höheren Temperatur öffnet als diejenige des Einlaßventils 12. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß das Auslaßventil 13 erst öffnet, wenn im unteren Bereich des Tankbehälters 10 genügend Wasser 15 vorhanden ist.The outlet valve 13 is preferably designed in such a way that it opens with a delay in relation to the inlet valve 12. This can be done, for example, by a corresponding time function of the fire sensor 14 or by that the fuse of the outlet valve 13 opens at a higher temperature than that of the inlet valve 12. In this way it is ensured that the outlet valve 13 only opens when in the lower area of the tank container 10 enough water 15 is available.
Fig. 3 zeigt die Anordnung des Einlaßventils 12 und des Auslaßventils 13 bei einem kugelförmigen Tankbehälter 10. Das Einlaßventil 12 ist am untersten Punkt des Tankbehälters 10 angeordnet, während das Auslaßventil 13 etwas höher angeordnet ist. Wenn eine gleichmäßige Durchströmung des unteren Bereichs des Tankbehälters erreicht werden soll, kann man mehrere Auslaßventile 13 über den Umfang des Tankbehälters verteilt anordnen.Fig. 3 shows the arrangement of the inlet valve 12 and the Outlet valve 13 in a spherical tank container 10. The inlet valve 12 is at the lowest point of the Tank container 10 arranged, while the outlet valve 13 is arranged slightly higher. If an even If flow is to be achieved through the lower area of the tank container, several outlet valves 13 Arrange distributed over the circumference of the tank container.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen öffnen die Ventile 12 und 13 in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur des Tankbehälters. Alternativ besteht die Möglichkeit, diese Ventile - in der Art von Sicherheitsventilen - in Abhängigkeit von dem Druck im Innern des Tankbehälters 10 zu öffnen, wenn dieser Druck einen entsprechend hohen Wert erreicht hat, der beispielsweise über dem öffnungsdruck des Sicherheitsventils 11 liegt.In the exemplary embodiments described, the valves 12 and 13 open as a function of the ambient temperature of the tank container. Alternatively, there is the possibility of these valves - in the form of safety valves - To open depending on the pressure inside the tank container 10 when this pressure is a has reached a correspondingly high value, for example above the opening pressure of the safety valve 11 lies.
Claims (1)
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sicherheitseinrichtung eine Wasserquelle (18) aufweist, die im Auslösefall Wasser in den Tankbehälter (10) injiziert.Liquid gas tank with a tank container and a safety device that responds to ambient temperatures and / or the tank pressure,
characterized,
that the safety device has a water source (18) which, when triggered, injects water into the tank container (10).
dadurch gekennzeichnet,
daß im Brandfall soviel Wasser in den Behälter injiziert wird, daß vor dem Ansprechen des Sicherheitsventils der gesamte Flüssigkeitsstand nicht die Höhe des Sicherheitsventils erreicht.Procedure for preventing the bursting of a liquid gas tank with a safety valve,
characterized,
that in the event of a fire so much water is injected into the container that the entire liquid level does not reach the height of the safety valve before the safety valve responds.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843447073 DE3447073A1 (en) | 1984-12-22 | 1984-12-22 | Liquefied-gas tank |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3447073C2 DE3447073C2 (en) | 1988-06-16 |
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DE19843447073 Granted DE3447073A1 (en) | 1984-12-22 | 1984-12-22 | Liquefied-gas tank |
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DE3447073C2 (en) | 1988-06-16 |
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