DE4300991A1 - Speicherbehälter für verflüssigte Gase - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Speicherbehälter für verflüssigte Gase, insbesondere Ar, CO₂, N₂ und O₂, bestehend aus einem druckstabilen Außenbehälter und einem mit Abstand zum Außenbehälter angeordneten flüssigkeitsdichten Innenbehälter sowie mit einer im Zwischenraum zwischen Außen- und Innenbehäl­ ter angeordneten Wärmeisolierung.

Aus der DE-AS 21 28 720 ist ein Behälter für tiefkalte verflüs­ sigte Gase vorbekannt, der sich aus einem Außenbehälter und einem Innenbehälter zusammensetzt. Zur Wärmeisolierung sind zwischen den beiden Behälterwänden durch Zwischenwände vonein­ ander getrennte Zellen oder Taschen vorgesehen, die von der Wand des Außenbehälters und von derjenigen des Innenbehälters begrenzt sind. Jede Tasche ist durch eine Öffnung in der Innenwand mit der Flüssigkeit im Behälter verbunden. Durch besondere Ausbildungen der Öffnungen als Kapillar-Öffnungen wird die Flüssigkeit im wesentlichen durch die Gassäulen der Taschen getragen.

In vielen Anwendungsfällen, beispielsweise bei der Speicherung von Flüssiggas, baut sich im Gasraum über der Flüssigkeit durch verdampfte Flüssigkeit ein erheblicher Gasdruck auf. Dann kann es vorkommen, daß aufgrund des erhöhten Druckes Flüssigkeit in die Taschen eindringt. Sobald jedoch Flüssigkeit in den Raum zwischen Innen- und Außenbehälter austritt, verliert der Behäl­ ter seine wärmeisolierende Eigenschaft. Würden jedoch die Öffnungen abgedichtet, um ein Austreten gespeicherter Flüssig­ keit zu unterbinden, so müßte die Wand des Innenbehälters erheblich dicker ausgebildet sein, um möglicherweise im Innen­ behälter auftretenden hohen Drücken standhalten zu können und die Betriebssicherheit zu gewährleisten. Dies würde jedoch die Herstellungskosten für einen solchen Behälter wesentlich erhöhen.

Aus der DE-PS 29 28 193 ist ein Behälter zur Aufnahme einer Flüssigkeit bekannt, bei dem zwischen dem druckstabilen Außen­ behälter und dem mit Abstand zum Außenbehälter angeordneten Innenbehälter eine Wärmeisolierung vorgesehen ist. Oberhalb des Flüssigkeitsspiegels sind nun eine oder mehrere Öffnungen vorgesehen. Der Innenbehälter ist mindestens bis zur Höhe des Flüssigkeitsspiegels flüssigkeitsdicht ausgebildet. Bei dieser Behälterkonstruktion wirkt der Gasdruck, der unter Umständen wesentlich höher sein kann als der Flüssigkeitsdruck, nicht auf den Innenbehälter, sondern bewirkt aufgrund der Öffnungen einen Druckausgleich zwischen Innenbehälter und Isolierraum. Somit wirkt der gesamte Gasdruck auf den druckstabilen Außen­ behälter, während der Innenbehälter ohne Gasdruckbelastung ist.

Es hat sich jedoch nun herausgestellt, daß bei einer Entnahme von größeren Mengen der im Innenbehälter gespeicherten Flüssig­ keit die dabei auftretende Druckdifferenz zwischen dem Isolier­ raum und dem Innenbehälter zu einem Kollabieren des Innenbe­ hälters führen kann. Diesem Kollabieren könnte zwar dadurch entgegengetreten werden, daß der Innenbehälter ebenso wie der Außenbehälter druckstabil ausgeführt wird; jedoch würde dies erhebliche Mehrkosten für den Innenbehälter bedeuten und zudem dessen Gewicht erhöhen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Speicher­ behälter der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die o.g. Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß minde­ stens eine Öffnung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im gefüll­ ten Zustand angeordnet und diese Öffnung mit einem Schutzfilter versehen ist.

Somit wird auch bei einer raschen Entnahme einer größeren Menge von Flüssigkeit aus dem Speichertank ein Kollabieren des Innen­ behälters wirkungsvoll verhindert. Das Schutzfilter end bei herkömmlichen Speicherbehältern die Öffnungen zwischen Innenbehälter und Wärmeisolierraum in der Summe nur wenige Quadratzentimeter betrugen, ist diese Fläche jetzt auf ein Vielfaches angewachsen. Der zwischen Innenbehälter und Wärme­ isolierraum stattfindende Druckausgleich kann so auf eine für die verwendeten Materialien schonendere Weise durchgeführt werden.

Der Speicherbehälter gemäß der Erfindung kann selbstverständ­ lich sowohl als Lagertank mit festem Standort als auch als Transporttank, beispielsweise auf Transportschiffen, einge­ setzt werden.

Bei zwei vorteilhaften, zueinander alternativen Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes ist entweder jede der Öffnungen mit einem eigenen Schutzfilter versehen oder der Bereich des Innen­ behälters, der mindestens eine Öffnung aufweist, mit einem Schutzfilter versehen.

Die Erfindung wird anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.

Der Speicherbehälter setzt sich aus einem druckstabilen Außen­ behälter 1 und einem mit Abstand zu diesem angeordneten flüssigkeitsdichten Innenbehälter 2 zusammen. Der Zwischenraum 3 zwischen Außen- und Innenbehälter ist gänzlich mit einer Wärmeisolierung (in der Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt) auf- bzw. befüllt. Als Wärmeisolierung wird eine Schüttisolierung aus einem Material von körniger oder pulveriger Substanz, vorzugsweise Perlit, verwendet. Mit derar­ tigen Isoliermaterialien lassen sich Wärmeleitzahlen von etwa 0,03 W/mK erreichen. Während der druckstabile Außenbehälter 1 aus einem relativ preisgünstigen Material wie z. B. Baustahl gefertigt ist, wird der flüssigkeitsdichte Innenbehälter 2 aus dünnwandigem, temperaturbeständigem, hochlegiertem Blech mit geringer Wandstärke, z. B. in der Größenordnung von 1 bis 2 mm gefertigt. Da der Innenbehälter selbsttragend ausgeführt ist, wird er ausschließlich oder zusätzlich an einer Stützkonstruk­ tion abgestützt sein. Die an den Auflagestellen der Stützkon­ struktion auf den Außenbehälter wirkende Kraft kann über eine zusätzliche äußere Stützkonstruktion in das Fundament abgelei­ tet werden. Oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 5 sind vier Öffnungen 4 gezeichnet, bei denen durch das Schutzfilter 6 ein Eindringen des verwendeten Isoliermaterials in den Innenbehäl­ ter 2 des erfindungsgemäßen Speicherbehälter verhindert wird. Als Schutzfilter 6 kann z. B. ein Filtertuch verwendet werden, wobei die Größe der Schutzfilteröffnungen von dem verwendeten Isoliermaterial abhängt. Das Befüllen des bzw. die Entnahme von Flüssigkeit aus dem erfindungsgemäßen Speicherbehälter erfolgt über Leitung 7 und Absperrventil 8.

Claims (3)

1. Speicherbehälter für verflüssigte Gase, insbesondere Ar, CO₂, N₂ und O₂, bestehend aus einem druckstabilen Außenbehälter (1) und einem mit Abstand zum Außenbehälter angeordneten flüssigkeitsdichten Innenbehälter (2) sowie mit einer im Zwischenraum (3) zwischen Außen- und Innen­ behälter angeordneten Wärmeisolierung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine Öffnung (4) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels (5) im gefüllten Zustand angeordnet und diese Öffnung (4) mit einem Schutzfilter (6) versehen ist.

2. Speicherbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Öffnungen (4) mit einem eigenen Schutzfilter (6) versehen ist.

3. Speicherbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Innenbehälters (2), der mindestens eine Öffnung (4) aufweist, mit einem Schutzfilter (6) versehen ist.