DE8407727U1

DE8407727U1 - Wärmespeicher für unter Überdruck stehende Medien

Info

Publication number: DE8407727U1
Application number: DE8407727U
Authority: DE
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1984-03-14
Filing date: 1984-03-14
Publication date: 1985-09-05

Description

Kernforschungsanlage Jülich Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Wärmespeicher für unter Überdruck stehende Medien

ί Die Erfindung bezieht sich auf einen

[ Wärmespeicher für ein Medium, das unter

Überdruck, also unter eimern Druck über Atmosphärendruck steht. Der Wärmespeicher

[., 5 weist eine Innenisolierung auf, die an

\λ einer Speicherwand aus Metallguß auf

der Innenseite der Speicherwand anliegt.

ι Wärmespeicher dieser Art sind bekannt.

Sie bestehen z.S. aus gußeisernen Blöcken

oder aus Stahlguß und sind zur Speicherung

■; von heißem Wasser oder heißem öl vorgesehen.

Zur Verspannung der Blöcke werden Spannkabel in axialer Richtung und in ümfangsrichtung

der zylindrisch geformten Wärmespeicher eingesetzt. Diese Spannkabel dürfen aus Festigkeitsgründer! vorgegebene obere Temperaturgrenzen nicht überschreiten. Die Wärmespeicher sind deshalb auf der

Innenseite der Speicherwände mit Innenisolierungen versehen. Neben geringer Wärmeleitfähigkeit müssen die Innenisolierungen auch Materialeigenschaften aufweisen, die mit dem zu speichernden ,Medium verträglich sind. Auch müssen sie dem Druck der Medien standhalten, so daß sich insgesamt bei Gestaltung der Innenisolierung häufig rr 1.722 mz/ha

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- 2 -sich widersprechende Anforderungen stellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wärmespeicher für unter überdruck stehende Medien zu schaffen, dessen Speieherwand auch bei hohem Druck im Speicherbehälter und bei hoher Temperatur des zu speichernden Mediums in ausreichender Weise vor Überhitzung schützbar ist.

Diese Aufgabe der Erfindung wird bei einem Wärmespeicher der eingangs genannten Art durch die in Patentanspruch 1 angegebene Ausbildung gelöst. Die Innenisolierung ist im Zwischenraum eines doppelwandigen Liners eingesetzt und der Zwischenraum mit einem komprimierten Gas gefüllt, dessen Druck auf den Druck des zu speichernden Mediums eingestellt ist. Das Gas im Zwischenraum dringt auch in den Hohlraum des Isolationsmaterials ein. Der äußere Teil des doppelwandigen Liners stützt sich auf der Innenseite der Speicherwand ab, der innere Teil umschließt den Speicherraum. Da der Gasdruck im Zwischenraum dem Druck im Speicherraum angepaßt wird, bleibt der Liner belastungsfrei.

Das Gas im Zwischenraum des Liners weist eine niedrige Wärmeleitfähigkeit auf und sorgt so für einen geringen Wärmedurchgang und damit für geringe Wärmeverluste* Als Gase kommen z.B. Luft oder Stickstoff in Betracht, um im Zwischenraum und im Hohlraum der Isolierung auch eine konvektive

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Gasströmung zu verhindern, sind Konvektionseperren eingebaut, Patentanspruch 2.

Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausfuhrungsbeispiels näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Wärmespeicher mit einem Speicherraum 1, der aus gußeisernen oder aus Stahlguß bestehenden Blöcken 2 zu einem Behälter mit einer Länge L von 60 m und einem Durchmesser D von 7 m mit Boden 3 und Deckel 4 zusammengesetzt ist. Blöcke 2, Boden 3 und Deckel 4/ die insgesamt die Speicherwand bilden, sind ineinandergefügt und von Spannkabeln verspannt, von denen Spannkabel 5a die Speicherwand in Richtung ihrer geometrischen Achse 6, Spannkabel 5b die Speicherwand in ümfangsrichtung auf Druck vorspannen. Die Spannkabel 5b sind in der Zeichnung durch gestrichelte Linien auf der Außenseite der Blöcke 2 schematisch angegeben. Auf der Innenseite der Speicherwand liegt ein doppelwandiger Liner 7 aus Stahlblech an, der den Speichelraum 1 gasdicht umschließt* im Zwischenraum des doppeIwandigen Liners 7 ist eine Innenisolierung 8 eingesetzt, die im Ausführungsbeispiel aus keramischem Material besteht. Als Innenisolierung sind keramische Faserwerkstoffe oder Füllkörper aus Keramik, daneben auch Glasfasermatten geeignet. Zum Zwischenraum des Liners 7 führt eine Gasdruckleitung 9, die mit

einem Druckregler 10 in Verbindung steht und komprimiertes Gas in den Zwischenraum einleitet. Im Zwischenraum sind Konvektionssperren 11 angebracht, die eine konvektive Strömung des Gases im Hohlraum und damit verbundenen Wärmeverlust aus dem Speicherraum unterbinden. Das zu speichernde Medium strömt in den Speicherraum 1 des Wärmespeichers Über eine absperrbare Speicherleitung 12 ein und aus.

Als schlecht wärmeleitende Gase sind für den Liner beispielsweise Luft oder Stickstoff geeignet. Im AusfÜhrungsbeispiel wird Luft verwendet.

Der Wärmespeicher wurde mit Wasser gefüllt, das einen Druck von 60 bar und eine Temperatur von 280 ⁰C aufwies. Auf den Wasserdruck von 60 bar wurde auch das Gas im Hohlraum des Liners eingeregelt. Einer Druckänderung im Speicherraum 1 folgt über den Druckregler 10 auch der Gasdruck im Hohlraum 8 des Liners 7.

Wird in den Wärmespeicher öl bei einem Druck von 60 bar und einer Temperatur von 4SO ⁰C gespeichert, so wird auch bei dieser Temperatur im Speicherraum 1 die Temperatur in der Speicherwand unterhalb von 130 ⁰C gehalten.

Claims

Kernforschungseinlage Julien Gesellschaft mit beschränkter Haftung α nsprüche

1. Wärmespeicher für ein unter Überdruck stehendes Medium mit einer an der Innenseite einer Speicherwand aus Metallguß angeordneten Innenisolierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenisolierung (8) im Zwischenraum eines doppeiwandigen Liners (7) eingesetzt und der Zwischenraum mit einem auf den Druck des zu speichernden Mediums komprimierten Gas gefüllt ist.

2. Wärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Zwischenraum des Liners (7) Konvektionssperren (11) für das Gas aufweist.