DE3634325C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter bestehend aus
einem mit Hilfe von Spannelementen vorgespannten und ggf.
aus Behälterelementen aufgebauten Behältergrundkörper,
einem gasdichten Liner und einer im Behälterinneren
angeordneten Wärmedämmung.
Derartige Druckbehälter kommen für verschiedene Zwecke zum
Einsatz, z. B. als Speichertanks, als Reaktoren für
chemische Reaktionen, insbesondere Kohlevergasung, oder
als Druckbehälter für Kernreaktoren, insbesondere
Hochtemperaturreaktoren.
Aus der DE-PS 26 43 011 ist ein Druckbehälter der
vorstehend genannten Art bekannt, bei dem der gasdichte
Innenliner über eine wärmedämmende Hinterfüllmasse direkt
oder unter Zwischenschaltung eines weiteren nicht
gasdichten Liners an der Innenwandung des tragenden,
vorgespannten Behältergrundkörpers aus Gußeisen anliegt.
Im Behälterinneren ist ein Gerüst vorgesehen, das über
Distanzstücke an der dem Behälterinneren zugewandten
Innenfläche des gasdichten Liners angreift und mittels den
Innenliner und die Wärmedämmung durchsetzenden
Verankerungselementen mit dem Behältergrundkörper
verbunden ist, z. B. über eine Schraubverbindung. Die in
gleichmäßiger Verteilung vorzusehenden Verbindungselemente
stellen Wärmebrücken zwischen dem Behälterinneren und dem
Behältergrundkörper dar. Die Verbindungselemente sind mit
dem Innenliner gasdicht verschweißt. Hinterfüllmasse und
der ggf. zwischen Hinterfüllmasse und Grundkörper liegende
Liner stehen unter Normaldruck.
Weiterhin ist ein vorgespannter Druckbehälter aus der
DE-PS 26 36 743 bekannt, bei dem der Grundkörper aus mit
Hilfe von Spannstählen zusammengespannten Gußelementen
besteht.
Schließlich ist aus der US-PS 40 44 522 ein aus
vorgespannten Betonelementen aufgebauter Druckbehälter mit
Innenliner aus Metall bekannt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ausgehend
von der DE-PS 26 43 011 einen Druckbehälter zu schaffen,
bei dem die Wärmedämmanordnung ohne unnötige
Durchdringungen des der Sicherheit dienenden Innenliners
aufgebaut werden kann und mögliche Druckwechselstörfälle
ohne Schaden für den Behälter aufgenommen werden können.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß
- a) die Wärmedämmung selbsttragend und gasdicht ausgebildet ist,
- b) die Wärmedämmung über durch den Behältergrundkörper und den Liner geführte und für den Betrieb des Druckbehälters erforderliche Anschlüsse zum Behälterinneren hin im Behälter fixiert ist,
- c) der Liner von seiner Rückseite her mit dem Behältergrundkörper verbunden ist und
- d) zwischen der Wärmedämmung und dem gasdichten Liner ein Vakuum gehalten ist.
Durch die selbsttragende und gasdichte Ausbildung der
Wärmedämmung ist eine Verbindung zwischen Wärmedämmung und
Liner bzw. Behältergrundkörper in gleichmäßiger Verteilung
über die Außenfläche der Wärmedämmung nicht mehr
erforderlich, so daß Wärmebrücken nicht vorhanden sind.
Die Fixierung der selbsttragenden Wärmedämmung über die
für den Betrieb des Druckbehälters erforderlichen
Anschlüsse zum Behälterinneren ist ausreichend.
Gegebenenfalls treten aus Gewichtsgründen noch
Abstützungen im Bodenbereich der selbsttragenden
Wärmedämmung hinzu. Durch die Verbindung des Liners von
seiner Rückseite her mit dem Behältergrundkörper wird die
Zahl der Durchdringungen des Innenliners auf das
erforderliche Maß beschränkt.
Bei einer schnellen Druckabsenkung im Behälterinnenraum
als Betriebsstörfall kann sich wegen des Vakuums zwischen
der Außenfläche der gasdichten Wärmedämmung und dem Liner
kein unzulässig hoher Druck aufbauen, der zu einem
Einbeulen oder Implodieren der Wärmedämmung führen könnte.
Auch wenn eine Absenkung des Drucks auf Werte unter 1 bar
erfolgt, ist wegen des außen anliegenden Vakuums eine
Verformung der selbsttragenden Wärmedämmung nicht möglich.
Die Gasdichtheit, insbesondere die
Druckwasserstoffbeständigkeit, sorgt weiterhin dafür, daß
an der Innenfläche des gasdichten Liners selbst bei hohen
Betriebsdrücken keine Taupunktunterschreitung für
korrosive Gase erfolgen kann. Das Vakuum verbessert
gleichzeitig die Wärmedämmung und erlaubt zugleich eine
Leckageüberwachung von Wärmedämmung und Liner.
Aus der DE-PS 9 01 371 ist zwar bei einer Vorrichtung zum
Kochen von Zellstoff in einem Kocher, der mit einer
Korrosionsschutzauskleidung versehen ist, die Aufbringung
eines Vakuums zwischen Korrosionsschutzauskleidung und
Behälter- bzw. Kocherwandung bekannt, die an den
Anschlüssen gehalten ist, jedoch sind daraus keine
Hinweise ersichtlich, den Liner direkt an der Innenwand
des Behälters zu befestigen und zum Behälterinneren hin
einen Zwischenraum mit einem Vakuum anzuordnen, bevor die
selbsttragende gasdichte Isolierung sich anschließt.
Wie der Behältergrundkörper selbst aus Behälterelementen
aufgebaut sein kann, ist es auch möglich, die
selbsttragende Wärmedämmung aus Einzelelementen
aufzubauten. Die Einzelelemente können selbst gasdichte
und mit einem Wärmedämmstoff gefüllte evakuierte
Einzelelemente sein, deren Hülle aus schlecht
wärmeleitenden Folien oder Blechen hergestellt ist.
Derartige Wärmedämmelemente sind an sich bekannt (vgl.
DE-OS 26 15 299), wobei als Wärmedämmwerkstoff in den
Einzelelementen Kieselgur verwendet werden kann. Die
bekannten Wärmeisolationselemente halten hohen Drücken,
bis hinauf zu einigen hundert bar und hohen Temperaturen
bis über 1000°C langzeitig sicher stand und eignen sich
insbesondere zum Einsatz für die Kohlevergasung,
Kohleverflüssigung oder Wirbelschichtbefeuerung von
Kohlekraftwerken (EP-PS 17 095). Beim Zusammenbau der
Elemente bietet sich ein Verschweißen und ggf. Auffüllen
der Schweißfugen an.
Zur Befestigung des Liners am Behältergrundkörper sind auf
der Außenseite des Liners Bolzen aufgeschweißt und mit dem
Behältergrundkörper verbunden. Dies kann bei Gußelementen
aus Metall durch Verschrauben geschehen, während bei
Behälterelementen oder Behältergrundkörpern aus Beton eine
Verankerung durch Umgießen erfolgen kann.
Zur Aufrechterhaltung und überwachung des Vakuums ist es
zweckmäßig, daß vorzugsweise mit dem Raum zwischen
Außenfläche der gasdichten Wärmedämmung und Innenfläche
des gasdichten Liners mindestens ein Vakuummeßgerät
und mindestens eine durch dieses angesteuerte Vakuumpumpe
verbunden ist.
Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figur näher
erläutert werden.
Zu dem vorgespannten Druckbehälter (1) gehört ein
Behältergrundkörper (2) aus mehreren Gußelementen, der
durch schematisch dargestellte Spannstähle (3) axial und
durch Spannstähle (4) radial vorgespannt ist. An der
Innenwandung des Behältergrundkörpers (2) liegt ein
gasdichter Liner (5) an. Auf der Außenseite des Liners (5)
sind Befestigungsbolzen (6) mit Gewindeende verschweißt.
Auf dem Gewindeende sitzen Muttern (7) auf, die den Liner
(5) in Anlage an den Behältergrundkörper halten.
Im Inneren des Behälters erstreckt sich eine gasdichte
selbsttragende Wärmedämmung (8), die aus einzelnen
plattenförmigen Behältern (9) aufgebaut ist. Der
plattenförmige Behälter (9) ist aus Blechen (10)
aufgebaut, und in den evakuierbaren Behältern ist ein
Isolationswerkstoff (11), wie z. B. pulverförmige
Kieselgur, eingebracht. Die einzelnen Behälter (9) sind
durch Schweißung (12) miteinander verbunden.
Der Raum zwischen der Wärmedämmung (8) und dem gasdichten
Liner (5) steht über eine Leitung (13) mit einer
Vakuumpumpe (14) in Verbindung, die ihrerseits von einem
Vakuummeßgerät (15) angesteuert wird, um einen vorgegebenen Vakuumwert konstant zu halten.
Durch das Vakuum in dem Zwischenraum (Z) zwischen
Wärmedämmung (8) und Liner (5), das von geringer Qualität
sein kann, können schnelle Druckabsenkungen problemlos
beherrscht werden, da in jedem Fall innen Überdruck auf
der Wärmedämmung (8) steht. Der Evakuierungslastfall kann
ebenfalls durch das Vakuum sicher beherrscht werden,
welches gleichzeitig als Kontrollmechanismus für die
Dichtigkeit der Wärmedämmung (8) bzw. des Liners (5)
herangezogen werden kann. Weiterhin entsteht in dem
Zwischenraum (Z) keine Kondensatbildung infolge
Taupunktunterschreitung.
Die selbsttragende Wärmedämmung (8) ist im wesentlichen
durch zum Behälterinneren führende Zu- und Ableitungen,
Manipulationseinrichtungen oder dgl. gehalten, von denen
in der Figur als Beispiel schematisch eine Zuleitung (16)
dargestellt ist. Selbstverständlich wird die Zuleitung so
isoliert aus dem Behälter (1) herausgeführt, daß sie
selbst keine Wärmebrücke zum Liner (5) hin aufbauen kann.
Dabei ist es zweckmäßig, den Liner (5) oder ein mit ihm
verbundenes selbsttragendes Rohr nach außen zu führen und
die Isolierung innerhalb des Rohres ebenfalls nach außen
zu führen.
Es ist auch möglich, daß die Wärmedämmung zusätzlich durch
einige Pratzen oder dgl. im Behälter abgestützt ist, die
für Lastabtragungen von Inneneinbauten im Behälter
erforderlich sind.
Claims (3)
1. Druckbehälter bestehend aus einem mit Hilfe von
Spannelementen (3, 4) vorgespannten und ggf. aus
Behälterelementen aufgebauten Behältergrundkörper (2),
einer im Behälterinneren angeordneten Wärmedämmung (8)
und einem zwischen Behältergrundkörper (2) und der
Wärmedämmung (8) angeordneten gasdichten Liner (5),
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) die Wärmedämmung (8) selbsttragend und gasdicht ausgebildet ist,
- b) die Wärmedämmung (8) über durch den Behältergrundkörper (2) und den Liner (5) geführte und für den Betrieb des Druckbehälters (1) erforderliche Anschlüsse (16) zum Behälterinneren hin im Behälter fixiert ist,
- c) der Liner (5) von seiner Rückseite her mit dem Behältergrundkörper (2) verbunden (6, 7) ist und
- d) zwischen der Wärmedämmung (8) und dem gasdichten Liner (5) ein Vakuum (13, 14) gehalten ist.
2. Druckbehälter Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß zur
Befestigung des Liners (5) am Behältergrundkörper (2) auf
der Außenseite des Liners (5) Bolzen (6) aufgeschweißt
und mit dem Behältergrundkörper (2) verbunden sind.
3. Druckbehälter nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß mit
dem Zwischenraum (Z) zwischen der Außenfläche der gasdichten
Wärmedämmung (8) und der Innenfläche des gasdichten
Liners (5) mindestens ein Vakuummeßgerät (15) und
mindestens eine durch dieses angesteuerte Vakuumpumpe
(14) verbunden ist.
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863634325 DE3634325A1 (de) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | Druckbehaelter, mit einem mit hilfe von spannelementen vorgespannten behaeltergrundkoerper |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3634325A1 DE3634325A1 (de) | 1988-04-21 |
DE3634325C2 true DE3634325C2 (de) | 1990-05-10 |
Family
ID=6311338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19863634325 Granted DE3634325A1 (de) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | Druckbehaelter, mit einem mit hilfe von spannelementen vorgespannten behaeltergrundkoerper |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3634325A1 (de) |
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DE2643011C2 (de) * | 1976-09-24 | 1978-10-26 | L. & C. Steinmueller Gmbh, 5270 Gummersbach | Vorgespannter und mit einer Auskleidung versehener Druckbehälter aus Gußeisen |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8381 | Inventor (new situation) |
Free format text: POLLAK, GERD, DIPL.-ING., 5270 GUMMERSBACH, DE SCHILF, LOTHAR, 2816 KIRCHLINTELN, DE |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |