DE3523495A1 - Pumpenanlage zur foerderung von leicht siedenden medien im saugbetrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpenanlage zur Förderung von leicht siedenden Medien im Saugbetrieb, bestehend aus einer Kreiselpumpe und einem Saugrohr.

Bei der Förderung von Flüssigkeiten bei einem nahe ihrem Dampf­ druck liegenden Druck, beispielsweise bei der Förderung von Flüssiggas aus einem tiefer gelegenen Tank, besteht im Saug­ betrieb die Gefahr, daß in der Saugleitung der Dampfdruck unterschritten wird und der Förderstrom abreißt. Bei bekannten Pumpenanlagen wird das Abreißen des Förderstroms dadurch ver­ mieden, daß eine Tauchpumpe verwendet wird, die in den das Flüssiggas enthaltenden Tankbehälter abgesenkt wird. Dies ist konstruktiv aufwendig und erschwert die Wartung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen sicheren Be­ trieb auch ohne Verwendung einer Tauchpumpe ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß an dem Saug­ rohr Einrichtungen zum Kühlen des Förderstroms angebracht sind.

Zwar ist es bekannt, daß die erreichbare Saughöhe durch die Temperatur des zu pumpenden Mediums bei dem vorgegebenen Druck bestimmt wird; daraus hat man aber bislang nur den Schluß ge­ zogen, daß entweder eine maximal erreichbare Saughöhe durch die unter den gegebenen Umständen zu erwartende Temperatur unabänderlich beschränkt ist oder daß die Temperatur des im Behälter enthaltenen Mediums unter einer die gewünschte Saug­ höhe noch ermöglichenden Temperaturschwelle gehalten werden muß, was aber nicht nur aufwendige Kühleinrichtungen im Be­ hälter selbst, sondern auch umfangreiche Wärmedämmungsmaßnahmen am Behälter und wegen der Größe des Behälters beträchtliche Energieverluste beinhaltet.

Überraschenderweise erreicht die Erfindung dasselbe Ziel, ob­ wohl die Kühlwirkung auf den bereits in der Saugleitung be­ findlichen Förderstrom beschränkt wird. Zwar ist es unter diesen Umständen nicht möglich, die gesamte in der Saugleitung be­ findliche Flüssigkeit unter die erforderliche Temperaturschwelle zu kühlen. Jedoch hat die Erfindung erkannt, daß dies nicht notwendig ist, weil die Temperaturabsenkung nur in demselben Maße erforderlich ist, wie der Druck in der Saugleitung auf­ grund der Änderung der statischen Höhe und aufgrund von Druck­ verlusten absinkt. Stimmt man die Kühlleistung entlang der Saug­ leitung auf das Maß der Druckabsenkung und auf die Förder­ leistung ab, so erhält man über die Länge der Saugleitungen einen Verlauf des Dampfdrucks, der an jeder Stelle gerade soweit unter dem Verlauf des statischen Drucks bleibt, daß Verdampfung des Mediums verhindert wird.

Zur Kühlung des Förderstroms kann das Saugrohr mehrwandig aus­ gebildet sein, so daß ein an einen Kühlflüssigkeitskreislauf an­ schließbarer Kühlmantel entsteht. Statt dessen kann das Saug­ rohr auch mit einem von Kühlflüssigkeit durchflossenen Seelen­ rohr vorsehen sein. Im Bereich der Kühleinrichtung können Ein­ richtungen zur Verbesserung des Wärmeübergangs vorgesehen sein, beispielsweise in den Strömungsquerschnitt des Saugrohrs hin­ einragende Rippen oder Einbauten, die die Durchmischung des Mediums fördern und die Grenzschicht aufreißen. Das Saugrohr kann mit einer Wärmedämmung versehen sein, damit die Kühl­ leistung vollständig dem Förderstrom zugute kommt und auch bei intermittierendem Betrieb die Temperatur des Mediums in der Saugleistung hinreichend tief bleibt.

Statt einer indirekten Kühlung des Förderstroms im Saugrohr kann auch eine dirkte Kühlung vorgesehen sein, nämlich eine Einrichtung zum Einspeisen gekühlten Fördermediums in das Saugrohr. Dies gekühlte Medium kann der Anlage auf der Druck­ seite entnommen sein.

Wenn es sich um ein Medium handelt, das nach Verdampfung in die Atmosphäre oder in einen anderen Aufnahmebereich ent­ weichen darf, kann die Kühlung auch durch gesteuerte Ver­ dampfung und Entspannung eines Teils des Mediums erzielt werden. Bei einer verhältnismäßig einfachen Ausführungs­ form kann die Verdampfung bzw. Entspannung in einem mit dem Saugrohr verbundenen Kühlrohr (Mantelrohr) erfolgen.

Die Kühlung des Förderstroms ist wesentlich wirtschaftlicher als die der Flüssigkeit im Behälter, weil praktisch keine Kälteverluste auftreten und die Bedingungen des Wärmeüber­ gangs auf das strömende Medium günstig sind. Im Behälter und im Bereich des Saugrohrs brauchen sich keine mechanisch bewegten und zu wartenden Apparateteile zu befinden. Es kann eine beliebige Temperatursenkung und damit auch eine beliebige Saughöhe erreicht werden. Von besonderem Vorteil ist die Er­ findung bei der Förderung von Flüssiggasen aus Behältern mit außenliegender Pumpe, insbesondere wenn die Behälter aus Sicherheitsgründen unten keine Anschlüsse haben dürfen (wie dies beispielsweise bei SO₂ der Fall ist). Besonders vorteil­ haft ist dies bei unterirdisch installierten Behältern, zu­ mal wenn diese erdgedeckt sind. Es können normal saugende Pumpen eingesetzt werden. Ferner können mit den Mitteln der Erfindung alle diejenigen Fälle beherrscht werden, in denen infolge ungünstiger Saugleitungsführung mit Gassackbildung gerechnet werden muß.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel in einem Vertikalschnitt veranschaulicht.

Der geschlossene Behälter 1 enthält Flüssiggas. Der Spiegel der flüssigen Phase ist bei 2 angedeutet. Die von ober in den Behälter eintauchende Saugleitung 3 ist an ihrem Fußpunkt durch ein Rückschlagventil 4 abgeschlossen, das den Verlust gekühlten Mediums in den Behälter bei Betriebsstillstand ver­ hindert. Die Saugleitung 3 ist von einem Mantelrohr 5 um­ geben, das mit einem Wärmedämm-Mantel 6 ausgestattet sein kann. An die Saugleitung ist die Pumpe 7 mit der Druckleitung 8 angeschlossen.

Ein Kühlaggregat 9 ist über die Leitungen 10, 11 und das Ventil 12 im Vorlauf mit dem Kühlmantel 5 verbindbar, von dem der Rücklauf 13 zu dem Kühlaggregat zurückführt. Wie die Kühl­ mediumsführung im Kühlmantel gestaltet ist, interessiert hier nicht. Sie kann beispielsweise im Gegenstrom vorgesehen sein oder es kann in einem hälftig geteilten Kühlmantel das Medium auf der einen Seite des halbierten Kühlmantels ent­ gegen dem Förderstrom und auf der anderen Seite zurückgeführt werden. Bei einer solchen indirekten Kühlung des Förderstroms kann das Kühlmedium ein anderes als das Fördermedium sein.

In einer zweiten Variante ist das Kühlaggregat 9 über die Leitungen 10, 14 und das Ventil 15 mit dem saugseitigen Ende der Saugleitung unmittelbar verbunden, so daß die in dem Kühlaggregat 9 gekühlte Flüssigkeit dem Förderstrom saugseitig hinzugefügt wird. Druckseitig wird ein Teil der geförderten Flüssigkeit über die Leitung 16 mit Ventil 17 zum Kühlaggregat zurückgeführt. Wenn die Rückführleitung 16 druckseitig von der Pumpe 7 liegt, ist für die Zirkulation des Kühlmediums keine gesonderte Pumpe im Bereich des Kühl­ aggregats erforderlich.

Die direkte und die indirekte Kühlvariante können auch mit­ einander kombiniert sein.

Claims (7)

1. Pumpenanlage zur Förderung von leicht siedenden Medien im Saugbetrieb mit einer Kreiselpumpe und einem Saugrohr, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Saugrohr (3) Ein­ richtungen (5) zum Kühlen des Förderstroms angebracht sind.

2. Pumpenanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr (3) einen an einem Kühlflüssigkeitskreis­ lauf anschließbare Mantel aufweist.

3. Pumpenanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (14) zum Einspeisen gekühlten Förder­ mediums in das Saugrohr (3) vorgesehen ist.

4. Pumpenanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (16, 17) zum Entnehmen des gekühlt in das Saugrohr einzuspeisenden Fördermediums auf der Druck­ seite vorgesehen ist.

5. Pumpenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in dem Saugrohr (5) mindestens in dem Bereich der Kühleinrichtung Einrichtungen zur Verbesserung des Wärmeübergangs vorgesehen sind.

6. Pumpenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Saugrohr eine Wärmeisolierung 6 aufweist.

7. Pumpenanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kühlung durch Verdampfung und/oder Entspannung des Fördermediums erfolgt.