DE4038977C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen doppelwandigen Sicherheitstank gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Pa­ tentanspruchs 12.

Für die Lagerung beliebiger Flüssigkeiten oder verflüssigter Gase, sofern letz­ tere nicht im tiefgekühlten Zustand aufbewahrt werden mußten, wurden über lange Zelt sowohl für die unterirdische als auch für die oberirdische Installation einwandige einfache oder auch - insbesondere für sehr große Behälter oder solche für unter hohem Druck stehende verflüssigte Gase - Druck-Behälter verwendet, wobei sowohl aus Gründen der Materialersparnis bezüglich des Behälters als auch wegen einer günstigen Druckverteilung auf die Wand des Behälters nach Möglichkeit - insbesondere bei sehr großen Behältern - die Ku­ gelform bevorzugt wurde. Mit zunehmender Kenntnis der Schädlichkeit des Eindringens von bestimmten Flüssigkeiten oder auch verflüssigten Gasen in das Erdreich wurden nach und nach immer schärfere gesetzliche Vorschriften für die Lagerung bestimmter Klassen von Flüssigkeiten oder verflüssigten Ga­ sen erlassen. Dabei durften zunächst bestimmte Flüssigkeiten oder verflüssigte Gase nur dann unterirdisch gelagert werden, wenn der entsprechende Behälter doppelwandig ausgeführt wurde, wobei der zweite - äußere - Behältermantel von Fall zu Fall einen Druck-Behälter oder auch nur einen einfachen Auffang­ behälter darstellen mußte. Für oberirdische Behälter genügte es dagegen vor­ erst, sie als einwandige einfache oder Druck-Behälter oberhalb einer Auffang­ wanne oder in einer Auffangtasse zu installieren. Zwischenzeitlich wird jedoch auch für die oberirdische Lagerung einer Vielzahl von Flüssigkeiten oder ver­ flüssigten Gasen verlangt, daß diese Lagerung trotz des Vorhandenseins einer Auffangwanne oder einer Auffangtasse in einem doppelwandigen Behälter zu erfolgen hat, wobei der Zwischenraum zwischen den Behältermänteln - ähnlich wie inzwischen auch bei den meisten unterirdisch eingelagerten doppelwandi­ gen Behältern oder Tanks für Flüssigkeiten oder verflüssigte Gase - mit einer Kontrollmöglichkeit bezüglich des Auftretens von Lecks des inneren Behäl­ termantels versehen sein muß. Dabei ist es allerdings in vielen Fällen ausrei­ chend, wenn nur einer der beiden Behältermäntel - gegebenenfalls auch der äußere - als Druck-Behälter ausgelegt ist, wenn nur die Überwachungsmög­ lichkeit des Zwischenraums zwischen beiden Behältermänteln gewährleistet ist.

Eine bekannte Form von doppelwandigen Tanks für Flüssigkeiten oder verflüs­ sigte Gase, die normalerweise oberirdisch installiert werden, sind die soge­ nannten Chlorkugeln, die der Lagerung von verflüssigtem Chlorgas im tiefge­ kühlten Zustand dienen. Hier ruht ein äußerer Druckmantel im allgemeinen in seiner Äquatorebene auf einer Reihe von Ständern, die es erlauben, auch den tiefsten Punkt des äußeren Druckmantels von außen zu inspizieren, während der innere Behältermantel, der ebenfalls als Druckmantel ausgebildet ist, mit­ tels einer Mehrzahl von entsprechenden Anschlagpunkten und Verbindungs­ elementen wie Trossen oder Stangen an der Innenseite des äußeren Druck­ mantels aufgehängt ist, wobei die Anschlagpunkte an der Innenseite des äuße­ ren Druckmantels entweder auf der Höhe der und unmittelbar gegenüber von den Auflagepunkten des äußeren Druckmantels auf den Ständern oder in einer oberhalb der Äquatorebene liegenden Kreisebene angebracht sind und die Verbindungselemente so gestaltet sind, daß sie in der Ruhelage tangential an der Außenseite des Inneren Druckmantels angreifen. Der Zwischenraum zwi­ schen beiden Druckmänteln ist ständig an eine Absaugpumpe angeschlossen, um jederzeit eine Vakuumisolierung aufrechtzuerhalten, wozu auch der verhält­ nismäßig große Abstand von mehreren cm zwischen beiden Druckmänteln, de­ ren Durchmesserwerte zwischen 10 m und 25 m annehmen können, beiträgt. Die Verbindung zwischen dem Innen- und Außenraum jeder Chlorkugel stellt entweder ein mit beiden Druckmänteln gasdicht verbundener und zwischen beiden Druckmänteln mit einem Federbalg versehener Stutzen mit einer ge­ eigneten Verschlußvorrichtung im höchsten Punkt der Chlorkugel oder ein ebenfalls mit beiden Druckmänteln gasdicht verbundenes und zwischen den Druckmänteln als Rohrschlange geführtes Rohr mit einer geeigneten Ver­ schlußvorrichtung dar, um Schwingungen des inneren Druckmantels gegen­ über dem äußeren Druckmantel ausgleichen zu können. Eine Überwachung auf Lecks des inneren Druckmantels kann mittels einer Druckkontrolle in der Lei­ tung vom Zwischenraum zwischen den Druckmänteln zur Absaugpumpe er­ folgen.

In einer Vielzahl von Fällen der notwendigen Verwendung doppelwandiger Be­ hälter oder Tanks zur Lagerung von Flüssigkeiten oder verflüssigten Gasen ist die direkte Übernahme der Konstruktionsmerkmale der vorgenannten Chlorku­ geln jedoch mit einer ganzen Reihe von Nachteilen behaftet. Die Verwendung zweier konzentrischer Druckmäntel bedeutet zunächst einen wesentlich er­ höhten Material- und damit Kostenaufwand gegenüber einem Behälter, der nur aus einem Druckmantel und einem einfachen Behältermantel aufgebaut wird. Darüber hinaus läßt sich ein doppelwandiger Druckbehälter aus Gründen der bekannten Herstellungsverfahren und der notwendigen Druckprüfungen in je­ dem Fall nur von innen nach außen aufbauen, d. h. es muß zunächst der innere Druckmantel fertiggestellt werden, bevor der äußere Druckmantel um diesen herum konstruiert werden kann. Das bedeutet aber, daß bereits vorhandene einwandige Druckbehälter in keinem Falle auf einfache Art und Weise als dop­ pelwandige Behälter nachgerüstet werden können, sondern durch eine teure Neukonstruktion ersetzt werden müssen. Darüber hinaus erfordert die Chlor­ kugel-Konstruktion ein verhältnismäßig großes Volumen zwischen den beiden Druckmänteln, dessen Überwachung bezüglich auftretender Lecks des inneren Druckmantels nur unter Verwendung leistungsfähiger und energieverbrau­ chender Absaugpumpen, nicht jedoch mit auf dem Markt erhältlichen, mittels der Erzeugung eines Unterdrucks (Vakuum) im Zwischenraum zwischen zwei Behältermänteln und dessen Überwachung arbeitenden Kontrolleinrichtungen durchgeführt werden kann. Außerdem bietet die Chlorkugel-Konstruktion keine Möglichkeit, in dem Fall, daß es nur auf die Überwachung des Zwischenraums zwischen zwei Behältermänteln ankommt, aus Gründen einer bequemen Nachrüstung vorhandener einwandiger Druckmäntel den inneren Behälter­ mantel als einfachen - auf einfache und kostengünstige Weise im äußeren Druckmantel zu montierenden - Behälter auszugestalten, der einerseits zwi­ schen sich und dem äußeren Druckmantel den in Rede stehenden Überwa­ chungsraum ausbildet, trotzdem aber den gesamten von der gespeicherten Flüssigkeit auf ihn ausgeübten Druck auf den äußeren Druckmantel übertragen kann.

Ein doppelwandiger Behälter in Kugelform zur Lagerung von Flüssigkeiten mit einem flexiblen inneren Behältermantel und einem festen äußeren Druck­ mantel, bei dem der von der gespeicherten Flüssigkeit auf den inneren Behäl­ termantel ausgeübte Druck unmittelbar auf den äußeren Druckmantel übertra­ gen wird, ist in der DE-OS 39 00 089 beschrieben, der einen aus einem nicht näher erläuterten Material - vermutlich Stahlblech - bestehenden kugelförmigen Tank als äußeren Behältermantel, der einen maximalen Druck von 2,5 bar auf­ nehmen können muß, und einen flexiblen Foliensack als inneren Behältermän­ tel aufweist. Beide Behältermäntel sind nur über eine Anschlußarmatur am Tankboden miteinander verbunden; der Zwischenraum zwischen beiden ent­ hält eine Gasfüllung mit einstellbarem Druck, die den Gesamtdruck im Inneren des Gesamtbehälters bestimmt und somit automatisch den von der gespei­ cherten Flüssigkeit auf den Foliensack ausgeübten Druck auch auf den äuße­ ren Tank überträgt. Genau dies läßt jedoch nicht zu, den Zwischenraum zwi­ schen den beiden Behälterwänden als Überwachungsraum zur Leckkontrolle des inneren Behältermantels zu verwenden, da die Druckverhältnisse am Foli­ ensack im Betriebsfall zumindest bei kleinen Lecks in diesem Foliensack die Flüssigkeit gar nicht in den Zwischenraum austreten lassen, so daß sie dort auch nicht nachgewiesen werden kann. Abgesehen davon, daß der Zwischen­ raum zwischen beiden Behälterwänden nach der anfänglichen zulässigen Maximalfüllung des Foliensackes mit der Flüssigkeit, vorzugsweise Bier, im Be­ trieb durch Abnahme der Flüssigkeit und damit verbundenem allseitigen Ein­ sinken des Foliensackes in willkürlichen Schritten zunimmt und damit selbst in dem Fall, das eine Leckkontrolle im Zwischenraum möglich wäre, ständig die Empfindlichkeit der Meßgeräte nachgeregelt werden müßte. Im übrigen betrifft der in Rede stehende Gegenstand Behälter in der Größenordnung von 1000 l, der völlig andere Anforderungen an die Stabilität von äußerem und innerem Behältermantel des Tanks stellt als an Behälter in der Größenordnung der vor­ genannten Chlorkugeln, die neben ihren oben zitierten wesentlich größeren Abmessungen außerdem sowohl mit dem inneren als auch mit dem äußeren Druckmantel Drücke in der Größenordnung von 5 bis 18 bar aufnehmen kön­ nen müssen.

Ein anderer doppelwandiger Behälter für die Lagerung von Flüssigkeiten ist in der Druckschrift DE-GM 74 35 587.6 beschrieben, bei dem ein innerer Druckbe­ hälter in Hohlzylinderform in einem entsprechenden, als Auffangtasse dienen­ den äußeren hohlzylinderförmigen Behälter angeordnet ist, der seinerseits auf einem Betonfundament aufsitzt. Dieser Behälter besitzt zwischen beiden Be­ hälterwänden einen weitgehend konstanten Überwachungsraum zur Leckkon­ trolle bezüglich des Innenbehälters. Er gibt jedoch keinerlei Hinweis, wie ein großräumiger, nicht als Druckbehälter ausgestalteter Innenbehälter derart ela­ stisch verformbar gestaltet werden kann, daß der von seinem Inhalt auf seine Wand ausgeübte Druck zu jeder Zelt auf den äußeren Druckbehälter übertragen werden kann. Er offenbart vielmehr, wie mittels einer Parallelanordnung von Blechstreifen unter Ausbildung paralleler Fugen und deren Überbrückung mit je einem weiteren, mit den vorhandenen Blechstreifen flüssigkeitsdicht verschweißten Blechstreifen Verstärkungsrippen für den Boden des Innenbehäl­ ters erzeugt werden können, um diesen Boden bei abnehmender Blechstärke tragfähiger und damit starrer ausbilden zu können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen doppelwandigen Sicherheitstank zur Verfügung zu stellen, der aus einem äußeren Druckmantel und einem inneren einfachen Behältermantel aufgebaut ist, wobei zwischen beiden Behälterwänden ein möglichst geringvolumiger, aber den gesamten in­ neren Behältermantel zwecks dessen Überwachung auf Lecks mittels einer geeigneten marktkonformen Kontrolleinrichtung umschließender Zwischen­ raum aufgespannt und gleichzeitig der von der Tankfüllung insgesamt auf den inneren Behältermantel ausgeübte Druck unmittelbar auf den äußeren Druck­ mantel übertragen wird und wobei die Herstellung dieses doppelwandigen Be­ hälters auf möglichst einfache und kostengünstige Weise durchgeführt werden kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 bzw. mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 12.

Als besonders vorteilhaft erweist sich dabei, daß die Innenwand des Sicher­ heitstanks ein mindestens bis zu dessen maximal zulässiger Füllhöhe reichen­ der, elastisch verformbarer und an seinem oberen Rand gasdicht mit der In­ nenseite des äußeren Druckbehälters verbundener Liner ist, der sich aus einer Mehrzahl nebeneinander unter Ausbildung eines Netzes von Fugen angeord­ neter Segmente geeigneten Materials zusammensetzt, wobei das Netz von Fu­ gen von einem entsprechenden Netz von miteinander und mit den Segmenten gasdicht verbundenen Brückenelementen geeigneten Materials, die zumindest senkrecht zur jeweiligen Fugenlängsachse elastisch verformbar sind, über­ brückt wird und sich jedes Segment mittels mindestens eines geeigneten Abstandshalters gegen den äußeren Druckbehälter abstützt, weil sich so zunächst die Einzelteile des Liners derart dimensionieren lassen, daß sie auf einfache Art und Weise durch eine geeignete Öffnung im äußeren Druckmantel in diesen eingebracht und in diesem zusammengesetzt werden können, weil sich außerdem aufgrund der elastischen Verformbarkeit des fertiggestellten Li­ ners - zumindest im Bereich der überbrückten Fugen - der Liner stets bis auf den durch die Abstandshalter definierten Minimalabstand an den äußeren Druckmantel heranbringen läßt, auch wenn fertigungsbedingte Abweichungen sowohl des Liners als auch des äußeren Druckmantels von der Kugelform kompensiert werden müssen, wobei das zu überwachende Volumen des Zwischenraumes zwischen Liner und äußerem Druckmantel allein durch die Ge­ staltung der Abstandshalter der Kapazität einer entsprechenden marktkonfor­ men Kontrolleinrichtung angepaßt werden kann, und weil sich allein über die Wahl der Zahl und der Form der Abstandshalter der Druck der im Tankinnen­ raum gespeicherten Flüssigkeit bzw. eines dort gespeicherten verflüssigten Gases auf den Liner unmittelbar auf den äußeren Druckmantel übertragen läßt.

Weiterhin ist von besonderem Vorteil, die Abstandshalter so auszubilden, daß ihre Gesamtheit zwischen Liner und äußerem Druckbehälter einen einzigen zu­ sammenhängenden Überwachungsraum aufspannt, weil auf diese Weise nur eine einzige marktkonforme Kontrolleinrichtung zur Überwachung des ge­ samten Liners auf eventuell auftretende Lecks am Sicherheitstank installiert werden muß.

Für den Fall, daß der doppelwandige Sicherheitstank so groß ist, daß eine Anpassung des Volumens des gesamten Zwischenraums zwischen Liner und äußerem Druckbehälter an die Kapazität einer marktkonformen Kontrolleinrichtung nicht durchführbar ist, weist der erfindungsgemäße Sicherheitstank jedoch auch die vorteilhafte Möglichkeit auf, den Zwischenraum durch gas­ dichte Zwischenwände in mehrere separate, jeweils zusammenhängende Überwachungsräume zu zerlegen, die dann von je einer marktkonformen Kontrolleinrichtung überwacht werden können.

Als besonders vorteilhaft erweist sich auch, daß jeder zusammenhängende Überwachungsraum an seinem tiefsten Punkt mit einem Saugstutzen zum ex­ ternen Anschluß einer Saugleitung und an seinem höchsten Punkt mit einem Meßstutzen zum externen Anschluß einer Meßleitung sowie gegebenenfalls an weiteren Punkten mit zusätzlichen Prüfstutzen zum wahlweisen externen An­ schluß der vorgenannten oder einer weiteren Meßleitung versehen ist, weil auf diese Weise einerseits dafür gesorgt wird, daß sich im Überwachungsraum keine die Meßergebnisse verfälschende Flüssigkeit ansammeln kann, und an­ dererseits sichergestellt wird, daß auch keine eventuell aus dem Liner in den Überwachungsraum austretende Flüssigkeit direkt in die Meßleitung gelangen kann, wobei außerdem mittels der Prüfstutzen die Übereinstimmung der Meßergebnisse im gesamten Überwachungsraum oder mittels Strö­ mungsversuchen der Strömungswiderstand in verschiedenen Bereichen des Überwachungsraums überprüft werden kann.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sicherheitstanks ist dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Druckbehälter in bekannter Art aus Stahlblech ausreichender Stärke mit weitgehend glatten Oberflächen besteht und die Segmente zugeschnittene und gekümpelte Aus­ schnitte einer Kugeloberfläche aus einseitigem Tränenblech darstellen, wobei die Noppen (Tränen) des Tränenblechs zum äußeren Druckbehälter weisen und sich an diesem als Abstandshalter anlegen, weil sich so die spezielle Ent­ wicklung und das separate Anbringen von Abstandshaltern am Liner oder am äußeren Druckbehälter erübrigt, wobei in einer weiteren vorteilhaften Ausge­ staltung des erfindungsgemäßen Sicherheitstanks auch noch die Wandstärke des Tränenblechs so gewählt werden kann, daß jedes Segment in sich elastisch verformbar ist, was die Anpassungsfähigkeit des Liners an die tatsächliche Form des äußeren Druckbehälters weiter erhöht.

Als vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherheitstanks ist auch anzusehen, daß der obere Rand des Liners von einem umlaufenden längsgespaltenen Rohr aus Stahl mit geeigneter Wandstärke zur elastischen Verformung zumindest senkrecht zu seiner Längsachse um mit teilkreisförmi­ gem Querschnitt, dessen Teilkreiswinkel mindestens 180° beträgt, gebildet wird, wobei die Längskanten des Rohres einerseits auf den den Liner nach oben abschließenden Segmenten im Bereich von deren Oberkanten und ande­ rerseits auf der Innenseite des äußeren Druckbehälters gasdicht verschweißt sind, weil auf diese Weise mit einfachen Schweißnähten bekannter Art eine ef­ fektive gasdichte und elastische Abschlußverbindung zwischen Liner und äu­ ßerem Druckbehälter hergestellt werden kann.

Als gleichermaßen vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherheitstanks erweist es sich, daß die Brückenelemente Halbrohre aus Stahl mit geeigneter Wandstärke zur elastischen Verformung zumindest senkrecht zur Längsachse der zu überbrückenden Fugen darstellen, die mit ihren Längskanten auf je einem einer Fuge benachbarten Segment gasdicht verschweißt sind, mit ihrer Wölbung in den Tankinnenraum ragen und an ihren Enden mit weiteren Halbrohren in fluchtender oder quer verlaufender Lage bzw. mit dem oberen Rand des Liners ebenfalls gasdicht verschweißt sind, weil so einerseits mit einfachen Schweißnähten bekannter Art effektive gasdichte Verbindungen zwischen den einzelnen Segmenten des Liners erzeugt werden können und andererseits von vornherein eine elastische Verformbarkeit des Li­ ners gegenüber dem äußeren Druckmantel gewährleistet wird, wobei die Wirksamkeit der Abstandshalter nicht durch die Wölbung der Halbrohre beeinträchtigt werden kann.

Die elastische Verformbarkeit des Liners gegenüber dem äußeren Druckmantel kann vorteilhafterweise noch verbessert werden, in dem an Stoßstellen, an denen das Ende eines Halbrohres auf ein quer verlaufendes Halbrohr oder den oberen Rand des Liners stößt, das quer verlaufende Halbrohr bzw. der obere Rand des Liners in seiner dem stoßenden Halbrohrende zugewandten Seiten­ wand und innerhalb des Querschnitts des stoßenden Halbrohrendes einen Dehnungsschlitz geeigneter Form aufweist, und diese Verbesserung geht noch weiter, wenn auf quer verlaufende Halbrohre stoßende Enden weiterer Halb­ rohre dies stets paarweise in gegenläufiger Richtung tun, so daß eine kreuzar­ tige Halbrohrverbindung erzeugt wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicher­ heitstanks wird dadurch gegeben, daß die gasdichten Zwischenwände zur Un­ terteilung des zusammenhängenden Überwachungsraumes aus Stahlbändern gebildet werden, die einerseits mit der Innenseite des äußeren Druckbehälters und andererseits mit Segmenten des Liners und/oder der Innenseite der Halb­ rohre bzw. des oberen Randes des Liners gasdicht verschweißt sind, weil auch hier mit einfachen Schweißnähten bekannter Art im Bedarfsfall das übermäßige Volumen des Zwischenraums zwischen Liner und äußerem Druckbehälter der Kapazität marktkonformer Kontrolleinrichtungen angepaßt werden kann.

Als besonders vorteilhaft erweist sich im Rahmen der Herstellung erfindungs­ gemäßer Sicherheitstanks auch, daß vor dem Einbringen von Segmenten in den äußeren Druckbehälter durch eine in dessen oberem Teil mittels vorläufi­ gen Fortlassens oder nachträglichen Abnehmens eines entsprechenden kalottenförmigen Teilstücks dieses Druckbehälters erzeugte Öffnung an den für die diese Segmente umgebenden Fugen des Liners vorgesehenen Stellen parallel zur Fugenlängsrichtung Schlitzbleche an der Innenseite des äußeren Druckbehälters wiederentfernbar befestigt werden, in die nach dem Einbringen der Segmente Keile zur Fixierung der Segmente bis zu ihrem gasdichten Ver­ binden mittels der zugehörigen Brückenelemente getrieben werden, weil es so in sehr einfacher Weise möglich ist, die Segmente nach dem Einbringen in den äußeren Druckbehälter in der für sie jeweils vorgesehenen Lage gegenüber dem äußeren Druckbehälter solange zu fixieren, bis sie mit benachbarten Segmenten mittels der zugehörigen Brückenelemente, beispielsweise stähler­ nen Halbrohren, gasdicht verbunden, beispielsweise gasdicht verschweißt, werden, wobei dann die Fixierung unmittelbar vor dem gasdichten Verbinden in ebenfalls sehr einfacher Weise wieder entfernt werden kann.

Als vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung erfindungsge­ mäßer Sicherheitstanks ist weiterhin anzusehen, daß der Einbau der Segmente sukzessive von unten nach oben, beginnend mit einem kalottenförmigen Bodensegment, erfolgt, wobei die Schlitzbleche und Keile mit dem Aufbau in jeweiliger Wiederverwendung nach oben wandern, weil es damit möglich ist, einerseits von vornherein ohne besondere Zusatzmaßnahmen einen selbsttragenden Aufbau des Liners zu erreichen und andererseits für die Her­ stellung eines Liners mit einer überschaubaren Zahl von Schlitzblechen und Keilen auszukommen.

Als vorteilhaft erweist sich auch, daß die Schlitzbleche für den Fall, daß der Druckbehälter aus Stahl mit weitgehend glatten Oberflächen besteht, ebenfalls aus Stahl mit weitgehend glatten Oberflächen bestehen und auf der Innenseite des äußeren Druckbehälters mittels einfacher Heftschweißung wiederentfern­ bar befestigt werden, wobei das Wiederentfernen durch Abschleifen der Schweißnähte in der Weise erfolgt, daß dieses keine Beeinträchtigung der Sta­ bilität des äußeren Druckbehälters nach sich zieht, weil so auf sehr einfache und kostengünstige Weise das Anbringen und Wiederentfernen der Schlitzble­ che und damit die vorläufige Fixierung der Segmente in ihrer jeweils vorgese­ henen Lage innerhalb des äußeren Druckbehälters durchgeführt werden kann.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Sicherheitstanks sind in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 Schnitt durch einen doppelwandigen Sicherheitstank, bei dem die hori­ zontal verlaufenden Brückenelemente durch umlaufende Halbrohre gebildet werden und die vertikalen Brückenelemente aus die umlaufenden Halbrohre stoßenden Halbrohren bestehen, die von ei­ ner zur nächsten Lage von Segmenten invertikaler Richtung jeweils gegeneinander versetzt angeordnet sind.

Fig. 2 Schnitt durch einen doppelwandigen Sicherheitstank, bei dem die hori­ zontal verlaufenden Brückenelemente durch umlaufende Halbrohre gebildet werden und die vertikalen Brückenelemente aus die umlaufenden Halbrohre stoßenden Halbrohren bestehen, die von ei­ ner zur nächsten Lage von Segmenten invertikaler Richtung jeweils miteinander fluchtend angeordnet sind.

Fig. 3 Teilweise durchbrochene Darstellung einer Stoßsteile eines einzelnen stoßenden Halbrohres mit einem dazu quer durchlaufenden Halbrohr.

Fig. 4 Teilweise durchbrochene Darstellung einer Stoßstelle zweier gegen­ läufig und fluchtend stoßender Halbrohre mit einem dazu quer durchlaufenden Halbrohr.

Fig. 5 Ausschnittsweise Darstellung der Fixierung zweier benachbarter Seg­ mente mittels Schlitzblech und Keil.

Die Fig. 1 zeigt einen doppelwandigen Sicherheitstank 1 für Flüssigkeiten oder verflüssigte Gase, der aus einem äußeren Druckbehälter 2 und einem zumin­ dest bis zur maximal zulässigen Füllhöhe des Sicherheitstanks reichenden Liner 3 besteht, wobei der gesamte Sicherheitstank 1 im dargestellten Fall in der Äqutorebene des Druckbehälters 2 über dort kraftschlüssig befestigte Anschlagvorrichtungen 4 bekannter Art von Stützen 5 getragen wird. Durch den Druckbehälter 2 führt in seinem höchsten Punkt eine verschließbare Zu- und Ableitung 6 für das flüssige Füllgut des Sicherheitstanks 1, deren Mehrfach­ funktion durch den symbolischen Doppelpfeil 7 angezeigt wird, wobei die Zu- und Ableitung 6 gleichzeitig auch symbolisch für weitere in den Sicherheitstank 1 führende Rohre und Leitungen bekannter Art steht, wie beispielsweise ein Entlüftungsrohr oder Zuleitungen zu Sensoren für die Überwachung von Be­ triebsdaten des Sicherheitstanks 1. Außerdem sind an dem Druckbehälter 2 ei­ nerseits an seinem tiefsten Punkt ein hier nur schematisch dargestellter Saug­ stutzen 8 mit Verbindung zum Zwischenraum 9 zwischen äußerem Druckbe­ hälter 2 und Liner 3 und andererseits im höchsten Punkt des Liners 3 ein ver­ schließbarer Meßstutzen 10, der gleichfalls mit dem Zwischenraum 9 verbun­ den ist, angebracht, die zum Anschluß einer externen Saugleitung 11 bzw. einer externen Meßleitung 12 dienen, die mittels einer marktkonformen Kontrollein­ richtung 13 im Zwischenraum 9 einen Unterdruck (Vakuum) erzeugen und überwachen, um rechtzeitig eventuell auftretende Lecks des Liners 3 registrie­ ren zu können. Dabei ist die hier dargestellte Position der Kontrolleinrichtung 13 zum Sicherheitstank 1 nur beispielhaft und in Abhängigkeit von den Be­ triebsbedingungen jederzeit variierbar. Neben dem Saugstutzen 8 und dem Meßstutzen 10 kann der Druckbehälter 2 noch einen oder mehrere verschließ­ bare Prüfstutzen 14 tragen, die ebenfalls mit dem Zwischenraum 9 verbunden sind und von Fall zu Fall zu Kontrollzwecken anstelle des Meßstutzens 10 mit der Meßleitung 12 verbunden oder zur Durchführung von Strö­ mungsmessungen im Zwischenraum 9 zur Atmosphäre hin geöffnet werden können.

Der Liner 3 setzt sich aus einer Reihe von untereinander und am oberen Rand 18 des Liners 3 auch mit der Innenseite des äußeren Druckbehälters 2 gasdicht verbundenen Segmenten 15 zusammen, von denen im dargestellten Fall ebenfalls vorausgesetzt wird, daß sie aus Stahlblech bestehen, und die unter Bildung eines Netzes von Fugen 16 weitgehend parallel zum äußeren Druckbehälter 2 auf dessen Innenseite angeordnet sind, wobei sie sich mittels Abstandshaltern 17 bekannter Art gegen die Innenseite des Druckbehälters 2 abstützen. Sofern die Segmente 15 beispielsweise aus einseitigem Tränenblech hergestellt werden, können die Abstandshalter 17 unmittelbar durch die Noppen (Tränen) eines solchen Tränenbleches verifiziert werden. Die gas­ dichte Verbindung der Segmente 15 untereinander erfolgt über Brückenele­ mente in Form von Halbrohren 19, deren Längskanten jeweils mit den einer Fuge 16 benachbarten Segmenten 15 gasdicht verbunden, beispielsweise in dem Fall, daß sowohl die Segmente 15 als auch die Halbrohre 19 aus Stahl­ blech bestehen, gasdicht verschweißt, sind und deren Wandstärke so gewählt ist, daß sie zumindest in Richtung senkrecht zur Fugenlängsachse elastisch verformbar sind, um eine optimale Anpassung des Liners 3 an die tatsächliche Form des Druckbehälters 2 trotz der unvermeidbaren fertigungsbedingten Ab­ weichungen sowohl des Druckbehälters 2 als auch des Liners 3 von der ange­ strebten Kugelform zu erreichen. Eine solche Wahl der Wandstärke mit dem selben Ziel kann gegebenenfalls auch für die Segmente 15 selbst durchgeführt werden. Im dargestellten Fall ist die Anordnung der Halbrohre 19 im übrigen so gewählt, daß ihre Wölbung in den Tankinnenraum ragt, da dies einerseits die Handhabung bei der Montage des Liners 3 erleichtert und andererseits gewährleistet, daß der Abstand zwischen Druckbehälter 2 und Liner 3 tatsäch­ lich nur durch die Abstandshalter 17 definiert wird. Das am tiefsten Punkt des Sicherheitstanks 1 abgelegte Liner-Segment ist im übrigen im dargestellten Fall, der jedoch nicht zwangsläufig ist, als einteilige Bodenkalotte 21 ausgebil­ det.

Außer den Segmenten 15 und der Bodenkalotte 21 sind zwangsläufig auch die Halbrohre 19 untereinander und mit dem oberen Rand 18 des Liners 3 gasdicht verbunden bzw. verschweißt, wobei der obere Rand 18 des Liners 3 aus einem längsgespalteten Rohr 20 mit tellkreisförmigem Querschnitt, dessen Teilkreiswinkel mindestens α = 180° beträgt, besteht, das gegebenenfalls auch durch ein gegen die Innenseite des Druckbehälters 2 gekipptes Halbrohr ausreichen­ den Durchmessers verifiziert werden kann und das mit seinen Längskanten ei­ nerseits auf den Segmenten 15 der obersten von deren Reihen im Bereich von deren Oberkanten und andererseits auf der Innenseite des Druckbehälters 2 gasdicht befestigt bzw. verschweißt ist. In der vorliegenden Darstellung werden die Segmente 15 ohne Beschränkung der Allgemeinheit einerseits durch hori­ zontal durchlaufende Halbrohrringe 22 und durch senkrecht nur jeweils von ei­ nem Halbrohrring 22 zum nächsten verlaufende Halbrohrabschnitte 23 verbun­ den, wobei der obere Rand 18 des Liners 3 in seiner Funktion einem horizontal durchlaufenden Halbrohrring 22 entspricht. Die vertikal verlaufenden Halb­ rohrabschnitte 23 sind dabei so angeordnet, daß sie in verschiedenen in verti­ kaler Richtung gezählten Reihen von Segmenten 15 horizontal gegeneinander versetzt sind, so daß die Enden der vertikal verlaufenden Halbrohrabschnitte 23 mit den jeweiligen durchlaufenden Halbrohrringen 22 stets T-förmige Stoßstellen 24 bilden, wobei die Enden der Halbrohrabschnitte 23 im dargestellten Fall so ausgeformt sind, daß sie sich zwanglos bündig auf die zugehörigen Halb­ rohrringe 22 auflegen und mit diesen gasdicht verbinden bzw. verschweißen las­ sen. Dabei wird zuvor in jeder einem Ende eines Halbrohrabschnittes 23 zuge­ wandten Seitenwand eines Halbrohrringes 22 innerhalb des Querschnitts des stoßenden Endes des Halbrohrabschnittes 23 ein Dehnungsschlitz 25 ange­ bracht, um die elastische Verformbarkeit des Liners 3 gegenüber dem Druck­ behälter 2 zu erhöhen - wie der Fig. 3 im Detail entnommen werden kann.

Die Fig. 2 zeigt einen ähnlichen Sicherheitstank 1 wie die Fig. 1 mit den Unterschieden, daß einerseits die verschließbare Zu- und Ableitung 6 der Fig. 1 in eine verschließbare Zuleitung 26, die symbolisch auch für weitere Verbin­ dungen des Tankinnenraums mit dem Außenraum, wie beispielsweise ein Ent­ lüftungsrohr oder Zuleitungen zu Sensoren für die Überwachung von Betriebs­ daten des Sicherheitstanks 1, steht und deren Hauptfunktion durch den symbolischen Pfeil 27 charakterisiert wird, und eine verschließbare Ableitung 28, deren Funktion durch den symbolischen Pfeil 29 charakterisiert wird, auf­ geteilt wird und andererseits die senkrecht verlaufenden Halbrohrabschnitte 23 mit Ausnahme der Verbindungen mit dem oberen Rand 18 des Liners 3 stets paarweise gegenläufig und fluchtend auf die horizontal verlaufenden Halbrohrringe 22 stoßen, so daß sie dort stets kreuzförmige Stoßstellen 24 bilden. Für die Ausgestaltung dieser Stoßstellen 24 gilt ohne Beschränkung der Allg­ emeinheit in der vorliegenden Darstellung das bereits oben zu Fig. 1 im sel­ ben Zusammenhang Gesagte. Eine Detaildarstellung einer solchen kreuzförmigen Stoßstelle 24, die wegen der nunmehr symmetrischen Anordnung je zweier Dehnungsschlitze 25 bezüglich der Längsachse des Halbrohrringes 22 in jeder Stoßstelle 24 eine weitere Verbesserung der elastischen Verformbarkeit des Li­ ners 3 gegenüber dem Druckbehälter 2 bedeutet, ist in der Fig. 4 gegeben.

Die Fig. 3 zeigt eine T-förmige Stoßstelle 24 eines einzelnen Halbrohrabschnit­ tes 23 mit einem dazu senkrecht durchlaufenden zweiten Halbrohrring 22, wie sie bereits pauschal in Fig. 1 und in Fig. 2 bezüglich eines einzelnen Halb­ rohrabschnittes 23 mit dem oberen Rand 18 des Liners 3 dargestellt wurde. Deutlich offenbart ist hier in durchbrochener Darstellung ein Dehnungsschlitz 25 in der dem Halbrohrabschnitt 23 zugewandten Seitenwand des Halbrohrrin­ ges 22 innerhalb des Querschnitts des Halbrohrabschnittes 23 und die bündige Anpassung des Endabschnittes des Halbrohrabschnittes 23 an die bis auf den Dehnungsschlitz 25 ungeänderte Form des durchlaufenden Halbrohrringes 22 zum Zwecke der Herstellung einer gasdichten Verbindungs- bzw. Schweißnaht an der Auflagekante des Endes des Halbrohrabschnittes 23 auf dem Halbrohrring 22, wobei hier allerdings auch andere Ausführungsformen der gegenseiti­ gen Anpassung des Endes des Halbrohrabschnittes 23 und des Halbrohrringes 22 gestaltet werden können. Die übrigen Bestandteile der Fig. 3 entsprechen den mit denselben Bezugszeichen versehenen Bestandteilen der Fig. 1 und 2.

Fig. 4 zeigt dagegen eine kreuzförmige Stoßstelle 24 von zwei gegenläufig und fluchtend auf einen quer zu ihnen verlaufenden Halbrohrring 22 stoßenden En­ den je eines Halbrohrabschnittes 23, wie sie bereits pauschal in Fig. 2 darge­ stellt wurde. Hier befindet sich jetzt in jeder Seitenwand des Halbrohrringes 22 innerhalb des Querschnitts der stoßenden Halbrohrabschnitte 23 ein Deh­ nungsschlitz 25. Die dargestellte Anpassung der Enden der Halbrohrabschnitte 23 an die Form des durchlaufenden Halbrohrringes 22 entspricht derjenigen der in Fig. 3 dargestellten, wobei dies jedoch auch hier keine Beschränkung der verschiedenen Möglichkeiten einer gegenseitigen Anpassung von Enden von Halbrohrabschnitten 23 an Halbrohrringe 22 bedeutet. Die übrigen Be­ standteile der Fig. 4 entsprechen auch hier den mit denselben Bezugszeichen versehenen Bestandteilen der Fig. 1 und 2.

Fig. 5 zeigt in einer Ausschnittsdarstellung die vorläufige Fixierung von Seg­ menten 15 des Liners 3 in ihrer vorgesehenen Lage innerhalb des Druckbehäl­ ters 2 mittels in den Fugen 16 parallel zu deren Längsachse auf der Innenseite des Druckbehälters 2 mit einer wiederentfernbaren kraftschlüssigen Verbin­ dung, beispielsweise einer abschleifbaren Heftschweißung 30, befestigter Schlitzbleche 31 und in diese eingeschlagener Keile 32 bis zur kraftschlüssigen Verbindung der Segmente 15 durch gasdicht mit ihnen verbundene Brücken­ elemente, beispielsweise mit ihnen gasdicht verschweißte Halbrohre 19.

Bezugszeichenliste

 1 Doppelwandiger Sicherheitstank
 2 äußerer Druckbehälter
 3 Liner
 4 Anschlagvorrichtungen
 5 Stützen
 6 Zu- und Ableitung für flüssiges Füllgut
 7 symbolischer Doppelpfeil für Mehrfachfunktion
 8 Saugstutzen
 9 Zwischenraum zwischen Druckbehälter und Liner
10 Meßstutzen
11 Saugleitung
12 Meßleitung
13 Kontrolleinrichtung
14 Prüfstutzen
15 Segmente des Liners
16 Fugen
17 Abstandshalter
18 oberer Rand des Liners
19 Halbrohre
20 Rohr
21 Bodenkalotte
22 Halbrohrringe
23 Halbrohrabschnitte
24 Stoßstellen
25 Dehnungsschlitze
26 Zuleitung für flüssiges Füllgut
27, 29 symbolische Pfeile für Leitungsfunktionen
28 Ableitung für flüssiges Füllgut
30 Heftschweißung
31 Schlitzbleche
32 Keile

Claims (14)

1. Doppelwandiger Sicherheitstank in Kugelform zur Lagerung großer Volu­ mina von verflüssigten technischen Gasen oder entsprechend zu lagernden Flüssigkeiten, wobei mindestens eine Wand des Sicherheitstanks als Druckbehälter ausgebildet ist und der Raum zwischen beiden Wänden des Sicherheitstanks im wesentlichen als Überwachungsraum für die Leck­ kontrolle bezüglich der inneren Wand des Sicherheitstanks dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand des Sicherheitstanks (1) ein mindestens bis zu dessen maximal zulässiger Füllhöhe reichender, elastisch verformbarer und an seinem oberen Rand (18) gasdicht mit der Innenseite des äußeren Druck­ behälters (2) verbundener Liner (3) ist, der sich aus einer Mehrzahl neben­ einander unter Ausbildung eines Netzes von Fugen (16) angeordneter Segmente (15) geeigneten Materials zusammensetzt, wobei das Netz von Fugen (16) von einem entsprechenden Netz von miteinander und mit den Segmenten (15) gasdicht verbundenen Brückenelementen (19) geeigneten Materials, die zumindest senkrecht zur jeweiligen Fugenlängsachse ela­ stisch verformbar sind, überbrückt wird und sich jedes Segment (15) mit­ tels mindestens eines geeigneten Abstandshalters (17) gegen den äußeren Druckbehälter (2) abstützt.

2. Doppelwandiger Sicherheitstank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter so ausgebildet sind, daß ihre Gesamtheit zwischen Liner (3) und äußerem Druckbehälter (2) einen einzigen zusam­ menhängenden Überwachungsraum (9) aufspannt.

3. Doppelwandiger Sicherheitstank nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zusammenhängende Überwachungsraum (9) durch gasdichte Zwischenwände in mehrere jeweils zusammenhängende Überwa­ chungsräume zerlegt wird.

4. Doppelwandiger Sicherheitstank nach einem der vorangegangenen An­ sprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zusammenhängende Überwachungsraum (9) an seinem tiefsten Punkt mit einem Saugstutzen (8) zum externen Anschluß einer Saugleitung (11) und an seinem höchsten Punkt mit einem Meßstutzen (10) zum externen Anschluß einer Meßleitung (12) sowie ggf. an weiteren Punkten mit zusätzlichen Prüfstutzen (14) zum wahlweisen externen Anschluß der vorgenannten oder einer weiteren Meßleitung (12) versehen ist.

5. Doppelwandiger Sicherheitstank nach einem der vorangegangenen An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Druckbehälter (2) in bekannter Art aus Stahlblech aus­ reichender Stärke mit weitgehend glatten Oberflächen besteht und die Segmente (15) zugeschnittene und gekümpelte Ausschnitte einer Ku­ geloberfläche aus einseitigem Tränenblech darstellen, wobei die Noppen (Tränen) des Tränenblechs zum äußeren Druckbehälter (2) weisen und sich an diesem als Abstandshalter (17) anlegen.

6. Doppelwandiger Sicherheitstank nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Tränenbleches so gewählt ist, daß jedes Segment (15) in sich elastisch verformbar ist.

7. Doppelwandiger Sicherheitstank nach einem der vorangegangenen An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand (18) des Liners (3) von einem umlaufenden längs­ gespaltenen Rohr (20) aus Stahl mit geeigneter Wandstärke zur elastischen Verformung zumindest senkrecht zu seiner Längsachse und mit teilkreis­ förmigem Querschnitt, dessen Teilkreiswinkel mindestens α = 180° be­ trägt, gebildet wird, wobei die Längskanten des Rohres (20) einerseits auf den den Liner (3) nach oben abschließenden Segmenten (15) im Bereich von deren Oberkanten und andererseits auf der Innenseite des äußeren Druckbehälters (2) gasdicht verschweißt sind.

8. Doppelwandiger Sicherheitstank nach einem der vorangegangenen An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenelemente Halbrohre (19) aus Stahl mit geeigneter Wand­ stärke zur elastischen Verformung zumindest senkrecht zur Längsachse der zu überbrückenden Fuge (16) darstellen, die mit ihren Längskanten auf je einem einer Fuge (16) benachbarten Segment (15) gasdicht verschweißt sind, mit ihrer Wölbung in den Tankinnenraum ragen und an ihren Enden mit weiteren Halbrohren (19) in fluchtender oder quer verlaufender Lage bzw. mit dem oberen Rand (18) des Liners (3) ebenfalls gasdicht ver­ schweißt sind.

9. Doppelwandiger Sicherheitstank nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an Stoßstellen (24), an denen das Ende eines Halbrohres (19) auf ein quer verlaufendes Halbrohr (19) oder den oberen Rand (18) des Liners (3) stößt, das quer verlaufende Halbrohr (19) bzw. der obere Rand (18) des Li­ ners (3) in seiner dem stoßenden Halbrohrende zugewandten Seitenwand und innerhalb des Querschnitts des stoßenden Halbrohrendes einen Dehnungsschlitz (25) geeigneter Form aufweist.

10. Doppelwandiger Sicherheitstank nach einem der vorangegangenen An­ sprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf quer verlaufende Halbrohre (19) stoßende Enden weiterer Halb­ rohre (19) dies stets paarweise in gegenläufiger Richtung tun, so daß eine kreuzartige Halbrohrverbindung erzeugt wird.

11. Doppelwandiger Sicherheitstank nach einem der vorangegangenen An­ sprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdichten Zwischenwände zur Unterteilung des zu­ sammenhängenden Überwachungsraumes (9) aus Stahlbändern gebildet werden, die einerseits mit der Innenseite des äußeren Druckbehälters (2) und andererseits mit Segmenten (15) des Liners (3) und/oder der Innen­ seite der Halbrohre (19) bzw. des oberen Randes (18) des Liners (3) gasdicht verschweißt sind.

12. Verfahren zur Herstellung eines doppelwandigen Sicherheitstanks nach ei­ nem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einbringen von Segmenten (15) in den äußeren Druckbehälter (2) durch eine in dessen oberem Teil mittels vorläufigen Fortlassens oder nachträglichen Abnehmens eines entsprechenden kalottenförmigen Tellstücks dieses Druckbehälters (2) erzeugte Öffnung an den für die diese Segmente (15) umgebenden Fugen (16) des Liners (3) vorgesehenen Stellen parallel zur Fugenlängsrichtung Schlitzbleche (31) an der Innenseite des äußeren Druckbehälters (2) wiederentfernbar befestigt werden, in die nach dem Einbringen der Segmente (15) Keile (32) zur Fi­ xierung der Segmente (15) bis zu ihrem gasdichten Verbinden mittels der zugehörigen Brückenelemente getrieben werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbau der Segmente (15) sukzessive von unten nach oben, beginnend mit einem kalottenförmigen Bodensegment (21), erfolgt, wobei die Schlitzbleche (31) und Keile (32) mit dem Aufbau in jeweiliger Wiederverwendung nach oben wandern.

14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzbleche (31) für den Fall, daß der Druckbehälter (2) aus Stahl mit weitgehend glatten Oberflächen besteht, ebenfalls aus Stahl mit weitgehend glatten Oberflächen bestehen und auf der Innenseite des äußeren Druckbehälters (2) mittels einfacher Heftschweißung wiederent­ fernbar befestigt werden, wobei das Wiederentfernen durch Abschleifen der Schweißnähte in der Weise erfolgt, daß dieses keine Beeinträchtigung der Stabilität des äußeren Druckbehälters (2) nach sich zieht.