EP2195572A1 - Sammelleitung zur leckageüberwachung und leckageortung - Google Patents

Sammelleitung zur leckageüberwachung und leckageortung

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Publication number
EP2195572A1
EP2195572A1 EP08786842A EP08786842A EP2195572A1 EP 2195572 A1 EP2195572 A1 EP 2195572A1 EP 08786842 A EP08786842 A EP 08786842A EP 08786842 A EP08786842 A EP 08786842A EP 2195572 A1 EP2195572 A1 EP 2195572A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
section
manifold
substance
openings
collecting line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP08786842A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Patrick Fleischer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Areva GmbH
Original Assignee
Areva NP GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Areva NP GmbH filed Critical Areva NP GmbH
Publication of EP2195572A1 publication Critical patent/EP2195572A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D5/00—Protection or supervision of installations
    • F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
    • G01M3/22—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators

Definitions

  • the invention relates to a manifold for leakage monitoring and leak detection on a system. Moreover, the invention relates to a device of leakage monitoring and leak detection with such a manifold.
  • This pipe comprises a pipe, also referred to as an inner pipe, which is impermeable to a substance to be monitored.
  • This tube is provided with a plurality of spaced openings in their longitudinal direction, which are parallel to the longitudinal axis of the tube in rows, for example, in the known from DE 34 34 322 Al embodiment.
  • a coating is applied around this tube, which is permeable to the substance to be monitored. Through the openings of the tube, a leaking from a leakage in a part of the plant in the environment of the manifold and to be monitored material can get into the manifold. After a certain time, an image of the concentration distribution of the substance to be monitored surrounding the collecting line is thus formed in the collecting line.
  • the location of a leak can then be determined, at which the substance has penetrated into the collecting line. This location corresponds to the location (the leak location) at which the substance has leaked out of the system part to be monitored. This is done with a connected to the manifold pump of the penetrated into the manifold fabric together with a carrier gas located in the manifold fed to a likewise connected to the manifold sensor. If the flow velocity is known, the period between the
  • the permeability of the substance to be monitored in the course of the longitudinal direction is constant. This is due to the even distribution of the openings in the longitudinal direction and their uniform quality, as well as the homogeneity of all materials used.
  • the detection sensitivity decreases with increasing removal of the leak location from the sensor. In other words, the farther the leak location is from the sensor, the higher the concentration of the penetrated substance must be there in order to be able to detect it with the sensor.
  • the invention is based on the object to provide a manifold for leakage monitoring and leakage location, in which the decrease in detection sensitivity is reduced with increasing distance from the sensor compared to the known manifold.
  • the invention is based on the object to provide a device for leakage monitoring and leak detection with such a manifold.
  • the first object is achieved by the invention with a manifold for leakage monitoring and leakage location Thereafter, the manifold has first and second ends and is permeable to a substance to be monitored at least on a longitudinally extending portion.
  • This subarea has at least a first and a second subsection.
  • the second subsection has a distance from the first end that is greater than the distance of the first subsection from the first end, wherein the transmittance of the first subsection is greater than that of the second subsection.
  • the invention is based on the finding that the reduction of the detection sensitivity associated with increasing distance from the sensor is essentially caused by a back diffusion of the substance which has penetrated into the collecting line from the collecting line into the environment to the outside, when it is transported through the collecting line. In this way, the concentration of the substance to be monitored on the way to the sensor decreases and no longer corresponds to the starting concentration, which prevailed at the location of the leakage in the manifold.
  • Concentrations of the substance to be monitored in the collecting line which occur at different locations and therefore at a different distance from the sensor, lead to different measured values with regard to the concentration at the sensor.
  • Another effect of back diffusion is that with leakage locations very far from the sensor, the concentration of the material entering the manifold must be sufficiently large to allow the sensor to reach a concentration sufficiently high enough to be safely detected during a pump down operation to be able to.
  • the collection time ie the time between two pumping operations, must be large enough. This leads to long monitoring intervals to large monitoring time intervals.
  • a further advantage of the invention is that, due to the achieved faster diffusion of the substance to be monitored into the collecting line at points remote from the sensor for a given length and detection sensitivity of the collecting line, a shortening of the detection time is effected. Also is one Extension of the manifold at a given detection time possible because at locations further away from the sensor by the improved permeability in these sections a sufficiently high concentration is reached in the manifold, which is evaluable at the sensor.
  • the local detection sensitivity along the collecting line can be adjusted by the variation of the permeability.
  • the permeability can decrease steadily from the first end to the second end with increasing distance in the longitudinal direction. In this way, the back diffusion in the manifold to the sensor also decreases steadily, so that a uniform
  • the manifold comprises a tube which is provided with openings which are closed with a permeable to the substance to be monitored material.
  • the tube may be covered by a layer permeable to the substance to be monitored.
  • the change in the permeability of the bus in the two sections can be achieved in that the area formed by the openings in the first section is greater than in the second section.
  • the openings are arranged in at least one longitudinally aligned row, the production of the apertured tube is simplified.
  • the number of rows of openings in the first section is greater than in the second section.
  • the number of openings in an opening row in the first section is greater than in the second section.
  • Another way to vary the permeability is that the openings in the first section are larger than in the second section.
  • the material occluding the openings has a greater permeability in the first section than in the second section.
  • the variation in permeability can also be achieved by deviating the composition of the material occluding the openings in the first section from the composition of the material occluding the openings in the second section.
  • the second object is achieved according to the invention, with a device for leakage monitoring and leak detection, which contains a manifold according to the invention, at the second end of which a sensor for the substance to be monitored is connected.
  • the device has a detection sensitivity even over long distances.
  • FIG. 6 shows a manifold according to the invention in a schematic longitudinal section
  • FIGS. 8, 9 show a diagram in which the concentration of the substance to be monitored is plotted against the length of a collecting line according to the prior art or a collecting line according to the invention.
  • a manifold is shown in longitudinal section.
  • a hollow tube 2 is provided at least in a partial area with a plurality of openings 4, which in turn are closed with a material which is permeable to the substance S to be monitored.
  • Distance a is in each case the distance between the first end 12 of the manifold and the end assigned to this end. the end of each sub-section.
  • a sensor 16 for detecting the substance S is arranged.
  • the first section 10 has in this case a higher permeability than the second section 14. This is achieved in the example shown by reducing the number of openings 4 per unit length in the direction of the second end 15. As a result, in the first section 10, the substance S to be monitored passes through the permeable material located in the openings 4 more easily into the interior of the collecting line than in the second section 14. Therefore, the concentration of the substance S to be monitored inside the collecting line in FIG first section 10 faster than in the second section 14 rise, if the concentration of the substance S outside the manifold in the first section 10 would be equal to the concentration of the substance S outside the manifold in the second section 14. If now the content of the manifold is pumped out to a sensor 16, so reduces the concentration of the monitored
  • Substance S be increased until a similar concentration, or the length of the manifold would have to be limited in order to limit the amount of back diffusion.
  • the permeability is the mean over a given length of the manifold, which in the example of FIG. 1 is dimensioned such that it comprises a multiplicity of openings 4.
  • the pitch of the openings 4 increases continuously in the longitudinal direction from the first end 12 to the second end 15, that is, the change in the permeability of the manifold is continuous. But also possible is a gradual change in permeability.
  • the entire tube 2 is replaced by one for the one monitoring fabric S permeable layer 6 coated.
  • the number of rows of openings 8 takes from the first end 12 forth in the longitudinal direction, with constant spacing of the openings 4 in an opening row 8, seen from. This ensures that in the first section 10, the permeability is greater than that in the second section 14th
  • Another possibility for changing the permeability of the collecting line in the sections 10, 14 is the variation of the opening size or the clear width of the openings shown in FIG. 5.
  • the first section 10 has larger openings 4 than the second section 14.
  • the measures for varying the permeability or opening density shown in FIGS. 3 to 5 can also be combined.
  • the layer thickness D increases continuously in the longitudinal direction of the collecting line from the first end 12, even within the partial thickness. sections 10, 14. It would also be possible that the layer thickness D remains constant within a subsection and thereby increases stepwise in the longitudinal direction of the manifold.
  • FIG. 7 shows a device with a collecting line according to one of FIGS. 1 to 6.
  • a pressure pump 18 is connected, which pumps a located in the manifold transport medium with the eventual leakage in the event of leakage to the sensor 16 connected to the second end 15.
  • the manifold is connected to the pump 18 and the sensor 16 so that the first portion 10, which has the distance ai from the first end 12 and is characterized by a higher permeability, further away from the sensor 16, as the second portion 14th with the distance a2 from the first end 12 and the lower permeability.
  • measuring results of a collecting line known from the prior art are shown.
  • the previously introduced terms in a manifold according to the present invention find corresponding application to the bus of the prior art.
  • the concentration C of a substance S, which has penetrated the line S, of a collecting line of length 1 is plotted over the distance a from the first end of the collecting line, when the substance S is transported by the pump 18 to the sensor 1 at a distance of 1.
  • the zero point in the coordinate system corresponds to the first end 12 of the manifold.
  • the two subsections 10, 14 have identical permeabilities in the prior art bus.
  • Curve 32 shows a similar situation in which a substance S has penetrated into the collecting line at a distance a2, so that within the collecting line this substance S is present as a concentration cushion with the concentration C2.
  • the concentration pad with the concentration Ci is exposed to a stronger back diffusion.
  • the concentration Ci therefore decreases on the way to the sensor 16 to a value Ci S which is lower than the value C 2 s.
  • FIG. 9 shows the same situation as in FIG. 8, but with the aid of a collecting line according to the present invention.
  • Curve 34 shows a situation in which a substance S has penetrated into the collecting line at a distance ai and a2, so that within the collecting line this substance S is present as concentration cushion with the concentration Ci or C2.
  • the substance S together with the transport medium located in the manifold to the second end 15 of the manifold pumped, its concentration gradually decreases by back diffusion, so that at the location of the sensor, the substance S is present only in the concentration Ci S or C2 S.
  • the concentration Ci of the substance S to be monitored in the interior of the collecting line at the location ai is greater than the concentration C2 at the location a 2 .
  • the back diffusion has a stronger effect on the concentration Ci than on C 2 because of the greater distance to the sensor.
  • an equally high concentration Ci S and C2S is measured.

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Abstract

Eine Sammelleitung zur Leckageüberwachung an einer Anlage ist zumindest auf einem sich in Längsrichtung erstreckenden Teilbereich für einen zu überwachenden Stoff (S) durchlässig. Die Sammelleitung besteht aus wenigstens zwei Teilabschnitten (10, 14), die von einem ersten Ende (12) der Sammelleitung beabstandet sind. Der Abstand (a2) des zweiten Teilabschnitts (14) ist hierbei größer als der des ersten Teilabschnitts (10). Gemäß der Erfindung ist die Durchlässigkeit für den zu überwachenden Stoff (S) im ersten Teilabschnitt (10) größer als im zweiten Teilabschnitt (14).

Description

Beschreibung
Sammelleitung zur Leckageüberwachung und Leckageortung
Die Erfindung betrifft eine Sammelleitung zur Leckageüberwachung und Leckageortung an einer Anlage. Außerdem betrifft die Erfindung eine Einrichtung der Leckageüberwachung und Leckageortung mit einer solchen Sammelleitung.
Aus der EP 0 175 219 Bl und der DE 34 34 322 Al ist eine Sammelleitung bekannt, die zur Leckageüberwachung und Leckageortung eingesetzt wird. Diese Leitung umfasst ein auch als Innenleitung bezeichnetes Rohr, das für einen zu überwachenden Stoff undurchlässig ist. Dieses Rohr ist mit einer Vielzahl voneinander in ihrer Längsrichtung beabstandeter Öffnungen versehen, die beispielsweise bei der aus der DE 34 34 322 Al bekannten Ausführungsform parallel zur Längsachse des Rohrs in Reihen liegen. Um dieses Rohr ist eine Beschichtung aufge- bracht, die für den zu überwachenden Stoff durchlässig ist. Durch die Öffnungen des Rohres kann ein aus einer Leckage in einem Anlagenteil in die Umgebung der Sammelleitung austretender und zu überwachender Stoff in die Sammelleitung gelangen. Nach einer gewissen Zeit bildet sich auf diese Weise in der Sammelleitung ein Abbild der die Sammelleitung umgebenden Konzentrationsverteilung des zu überwachenden Stoffes.
Mit einem aus der DE 24 31 907 C3 bekannten Verfahren kann dann der Ort einer Leckage ermittelt werden, an dem der Stoff in die Sammelleitung eingedrungen ist. Dieser Ort entspricht der Stelle (dem Leckageort) , an der der Stoff aus dem zu überwachenden Anlagenteil ausgetreten ist. Hierzu wird mit einer an die Sammelleitung angeschlossenen Pumpe der in die Sammelleitung eingedrungene Stoff gemeinsam mit einem in der Sammelleitung befindlichen Trägergas einem ebenfalls an die Sammelleitung angeschlossenen Sensor zugeleitet. Bei bekannter Strö- mungsgeschwindigkeit kann aus der Zeitspanne zwischen dem
Einschalten der Pumpe und dem Eintreffen des zu überwachenden Stoffes am Sensor der Ort, an dem der zu überwachende Stoff in die Sammelleitung eindringt und damit der Leckageort am Anlagenteil ermittelt werden.
Bei der bekannten Sammelleitung ist die Durchlässigkeit für den zu überwachenden Stoff im Verlauf der Längsrichtung konstant. Dies ist bedingt durch die in Längsrichtung gleichmäßige Verteilung der Öffnungen und deren gleichmäßige Beschaffen- heit, sowie der Homogenität aller eingesetzten Materialien. In der Praxis wird jedoch die Beobachtung gemacht, dass die Nachweisempfindlichkeit mit wachsender Entfernung des Leckageortes vom Sensor abnimmt. Mit anderen Worten: Je weiter der Leckageort vom Sensor entfernt ist, desto höher muss dort die Kon- zentration des eingedrungenen Stoffes sein, um diesen mit dem Sensor noch nachweisen zu können.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, eine Sammelleitung zur Leckageüberwachung und Leckageortung anzugeben, bei der die Abnahme der Nachweisempfindlichkeit mit wachsender Entfernung vom Sensor gegenüber der bekannten Sammelleitung verringert ist. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Einrichtung zur Leckageüberwachung und Leckageortung mit einer solchen Sammelleitung anzugeben.
Die erstgenannte Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst mit einer Sammelleitung zur Leckageüberwachung und Leckageortung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Danach weist die Sammelleitung ein erstes und zweites Ende auf und ist zumindest auf einem sich in Längsrichtung erstreckenden Teilbereich für einen zu überwachenden Stoff durchlässig. Dieser Teilbe- reich weist wenigstens einen ersten und einen zweiten Teilabschnitt auf. Der zweite Teilabschnitt hat vom ersten Ende einen Abstand, der größer ist als der Abstand des ersten Teilabschnitts vom ersten Ende, wobei die Durchlässigkeit des ersten Teilabschnitts größer ist als die des zweiten Teilab- Schnitts.
Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass die mit zunehmendem Abstand zum Sensor einhergehende Verringerung der Nachweisempfindlichkeit wesentlich verursacht ist durch eine Rückdiffusion des in die Sammelleitung eingedrungenen Stoffes aus der Sammelleitung in die Umgebung nach Außen, wenn dieser durch die Sammelleitung transportiert wird. Auf diese Weise nimmt die Konzentration des zu überwachenden Stoffes auf dem Weg zum Sensor ab und entspricht nicht mehr der Ausgangskon- zentration, die am Ort der Leckage in der Sammelleitung herrschte .
Die Abnahme der Konzentration fällt umso größer aus, je länger die Laufzeit des abgepumpten Stoffes von dem Ort der Leckage bis zum Sensor ist. Dies bedeutet wiederum, dass identische
Konzentrationen des zu überwachenden Stoffes in der Sammelleitung, die an unterschiedlichen Orten und daher mit einem unterschiedlichen Abstand zum Sensor auftreten, zu unterschiedlichen Messwerten bezüglich der Konzentration am Sensor füh- ren. Eine weitere Auswirkung der Rückdiffusion besteht darin, dass bei sehr weit vom Sensor entfernt liegenden Leckageorten die Konzentration des in die Sammelleitung eingedrungenen Stoffes hinreichend groß sein muss, damit am Sensor während eines Abpumpvorgangs eine Konzentration erreicht wird, die hinreichend groß ist, um sicher detektiert werden zu können. Um eine solche hinreichend große (Ausgangs-) Konzentration in der Sammelleitung zu erreichen, muss daher die Sammelzeit, d.h. die Zeit zwischen zwei Pumpvorgängen, groß genug gewählt werden. Dies führt bei langen Überwachungsstrecken zu großen Überwachungszeitintervallen .
Durch die Merkmale der vorliegenden Erfindung wird nun erreicht, dass in Teilabschnitten mit größerer Durchlässigkeit der zu überwachende Stoff schneller in die Sammelleitung diffundieren kann, so dass dadurch innerhalb der Sammelleitung in einer kürzeren Zeit eine höhere Konzentration des Stoffes erreicht wird. Eine solche Sammelleitung kann nun so an einen Sensor angeschlossen werden, dass mit abnehmendem Abstand von diesem, die Durchlässigkeit der Sammelleitung verringert wird. Dadurch ist gewährleistet, dass trotz der Rückdiffusion während der Abpumpphase auch bei großen Sammelleitungslängen eine genügend hohe Konzentration des zu überwachenden Stoffes an den Sensor gelangt. Es wird somit die Empfindlichkeit des Messsystems für weit vom Messsystem entfernte Leckageorte erhöht .
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass durch die erreichte schnellere Diffusion des zu überwachenden Stoffes in die Sammelleitung an vom Sensor entfernten Stellen bei gegebener Länge und Detektionsempfindlichkeit der Sammelleitung eine Verkürzung der Detektionszeit bewirkt wird. Auch ist eine Verlängerung der Sammelleitung bei gegebener Detektionszeit möglich, da an weiter vom Sensor entfernten Orten durch die verbesserte Durchlässigkeit in diesen Teilabschnitten eine hinreichend hohe Konzentration in der Sammelleitung erreicht wird, die am Sensor auswertbar ist.
Weiterhin kann bei gegebener Diffusionszeit und Überwachungslänge durch die Variation der Durchlässigkeit gezielt die lokale Detektionsempfindlichkeit entlang der Sammelleitung eingestellt werden.
Die Durchlässigkeit kann vom ersten Ende zum zweiten Ende hin mit zunehmendem Abstand in Längsrichtung stetig abnehmen. Auf diese Weise nimmt die Rückdiffusion in der Sammelleitung zum Sensor hin ebenfalls stetig ab, so dass eine gleichmäßige
Nachweisempfindlichkeit auch über lange Strecken ermöglicht wird.
Zweckmäßigerweise umfasst die Sammelleitung ein Rohr, das mit Öffnungen versehen ist, die mit einem für den zu überwachenden Stoff durchlässigen Material verschlossen sind.
Um den Verschluss der Öffnungen des Rohres zu gewährleisten, kann das Rohr von einer für den zu überwachenden Stoff durch- lässigen Schicht überzogen sein.
Die Änderung der Durchlässigkeit der Sammelleitung in den beiden Teilabschnitten kann dadurch erreicht werden, dass die durch die Öffnungen gebildete Fläche im ersten Teilabschnitt größer ist als im zweiten Teilabschnitt. Wenn die Öffnungen in mindestens einer in Längsrichtung ausgerichteten Reihe angeordnet sind, ist die Herstellung des mit Öffnungen versehenen Rohres vereinfacht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Anzahl der Öffnungsreihen im ersten Teilabschnitt größer als im zweiten Teilabschnitt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Anzahl der Öffnungen in einer Öffnungsreihe im ersten Teilabschnitt größer als im zweiten Teilabschnitt.
Eine weitere Möglichkeit, die Durchlässigkeit zu variieren besteht darin, dass die Öffnungen im ersten Teilabschnitt größer sind als im zweiten Teilabschnitt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung hat das die Öffnungen verschließende Material im ersten Teilabschnitt eine größere Durchlässigkeit als im zweiten Teilabschnitt.
Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Dicke der durchlässigen Schicht im ersten Teilabschnitt kleiner als im zweiten Teilabschnitt ist.
Alternativ hierzu kann die Variation der Durchlässigkeit auch dadurch erreicht werden, dass die Zusammensetzung des die Öffnungen verschließenden Materials im ersten Teilabschnitt von der Zusammensetzung des die Öffnungen verschließenden Materials im zweiten Abschnitt abweicht.
Die zweitgenannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst, mit einer Einrichtung zur Leckageüberwachung und Leckageortung, die eine erfindungsgemäße Sammelleitung enthält, an deren zweites Ende ein Sensor für den zu überwachenden Stoff angeschlossen ist. Wie oben erläutert weist die Vorrichtung eine Nachweisempfindlichkeit auch über lange Strecken auf.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnungen verwiesen. Es zeigen:
Fig. 1-2 jeweils eine Sammelleitung gemäß der Erfindung in einem schematischen Längsschnitt in unterschiedlichen
Ausführungsformen, Fig. 3-5 jeweils eine Sammelleitung gemäß der Erfindung in einer Draufsicht in unterschiedlichen Ausführungsformen, Fig. 6 eine Sammelleitung gemäß der Erfindung in einem schematischen Längsschnitt,
Fig. 7 eine Sammelleitung an einer Anlage, Fig. 8, 9 jeweils ein Diagramm in dem die Konzentration des zu überwachenden Stoffes gegen die Länge einer Sammel- leitung gemäß dem Stand der Technik bzw. einer erfindungsgemäßen Sammelleitung aufgetragen ist.
In Fig. 1 ist eine Sammelleitung im Längsschnitt dargestellt. Ein hohles Rohr 2 ist zumindest in einem Teilbereich mit meh- reren Öffnungen 4 versehen, die wiederum mit einem Material verschlossen sind, das für den zu überwachenden Stoff S durchlässig ist. Die Sammelleitung weist einen ersten Teilabschnitt 10 auf, der zu einem ersten Ende 12 einen ersten Abstand a=ai aufweist. Ein zweiter Teilabschnitt 14 weist vom ersten Ende 12 der Sammelleitung einen größeren zweiten Abstand a=a2 auf. Als Abstand a ist jeweils die Strecke zwischen dem ersten Ende 12 der Sammelleitung und dem diesen Ende zuge- wandten Ende des jeweiligen Teilabschnitts definiert. An einem zweiten Ende 15 ist ein Sensor 16 zum Nachweis des Stoffes S angeordnet .
Der erste Teilabschnitt 10 hat hierbei eine höhere Durchlässigkeit als der zweite Teilabschnitt 14. Dies wird im dargestellten Beispiel durch eine Verringerung der Anzahl der Öffnungen 4 pro Längeneinheit in Richtung zum zweiten Ende 15 erreicht. Dadurch kann im ersten Teilabschnitt 10 der zu über- wachende Stoff S durch das sich in den Öffnungen 4 befindliche durchlässige Material leichter in das Innere der Sammelleitung gelangen als im zweiten Teilabschnitt 14. Deshalb würde die Konzentration des zu überwachenden Stoffes S im Inneren der Sammelleitung im ersten Teilabschnitt 10 schneller als im zweiten Teilabschnitt 14 ansteigen, wenn die Konzentration des Stoffes S außerhalb der Sammelleitung im ersten Teilabschnitt 10 gleich der Konzentration des Stoffes S außerhalb der Sammelleitung im zweiten Teilabschnitt 14 wäre. Wird nun der Inhalt der Sammelleitung zu einem Sensor 16 hin abgepumpt, so verringert sich die Konzentration des zu überwachenden
Stoffes S auf dem Weg zum Sensor 16 durch Rückdiffusion. Da jedoch die Konzentration durch die unterschiedlichen Durchlässigkeiten in den Teilabschnitten 10, 14 der Sammelleitung unterschiedlich hoch ist, wird dem Effekt der Rückdiffusion vorgebeugt. Durch die hohe Durchlässigkeit in vom Sensor 16 entfernten Teilabschnitten wird nämlich erreicht, dass sich hier in kurzer Zeit eine hohe Konzentration des zu überwachenden Stoffes S einstellt. Es wird somit gewährleistet, dass trotz einer langen Strecke zum Sensor 16 und der damit verbun- denen Rückdiffusion immer noch eine hinreichend hohe Konzentration am Ort des Sensors 16 gemessen werden kann. Der Wert der gemessenen Konzentration des zu überwachenden Stoffes S des ersten Teilabschnitts 10 entspricht annähernd dem des zweiten Teilabschnitts 14. Würde die Durchlässigkeit in vom Sensor 16 entfernten Teilabschnitten nicht so hoch sein, wie es bei Sammelleitungen nach dem Stand der Technik der Fall ist, müsste entweder die Eindringzeit des zu überwachenden
Stoffes S erhöht werden, bis sich eine ähnliche Konzentration einstellt, oder die Länge der Sammelleitung müsste begrenzt werden, um auch die Höhe der Rückdiffusion zu begrenzen. Durch die Erhöhung der Durchlässigkeit in vom Sensor 16 entfernten Teilabschnitten wird also eine hohe Nachweisempfindlichkeit auch bei langen Sammelleitungen gewährleistet.
Die Durchlässigkeit ist der Mittelwert über eine vorgegebene Länge der Sammelleitung, die im Beispiel der Fig. 1 so bemes- sen ist, dass sie eine Vielzahl von Öffnungen 4 umfasst.
Im Beispiel der Fig. 1 wächst der Abstand der Öffnungen 4 kontinuierlich in Längsrichtung vom ersten Ende 12 zum zweiten Ende 15, das heißt, dass die Änderung der Durchlässigkeit der Sammelleitung stetig ist. Möglich ist aber auch eine stufenweise Änderung der Durchlässigkeit.
Bei der Sammelleitung gemäß Fig. 2 ist alternativ zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, wo nur die Öffnun- gen 4 mit einem Material verschlossen sind, das für den zu überwachenden Stoff S durchlässig ist, das gesamte Rohr 2 von einer für den zu überwachenden Stoff S durchlässigen Schicht 6 überzogen .
In der Draufsicht gemäß Fig. 3 auf das in Fig. 1 und 2 dargestellte Rohr 2 ist zu erkennen, dass die Öffnungen 4 in mehreren Öffnungsreihen 8 angeordnet sind. Die Änderung der Durch- lässigkeit der mit einem solchen Rohr 2 hergestellten Sammelleitung erfolgt somit durch Variation der Anzahl der Öffnungen 4 in einer Öffnungsreihe 8. In dem ersten Teilabschnitt 10 ist also eine größere Anzahl Öffnungen 4 je Öffnungsreihe 8 vorhanden als in dem zweiten Teilabschnitt 14.
Bei dem ebenfalls in der Draufsicht der Fig. 4 dargestellten Rohr 2 nimmt die Anzahl der Öffnungsreihen 8 von dem ersten Ende 12 her in Längsrichtung, bei gleichbleibendem Abstand der Öffnungen 4 in einer Öffnungsreihe 8, gesehen ab. Dadurch wird gewährleistet, dass in dem ersten Teilabschnitt 10 die Durchlässigkeit größer ist als die im zweiten Teilabschnitt 14.
Eine weitere Möglichkeit die Durchlässigkeit der Sammelleitung in den Teilabschnitten 10, 14 zu verändern ist die in Fig. 5 gezeigte Variation der Öffnungsgröße oder lichten Weite der Öffnungen. Hier weist der erste Teilabschnitt 10 größere Öffnungen 4 auf als der zweite Teilabschnitt 14.
Die in Fig. 3 bis 5 dargestellten Maßnahmen zur Variation der Durchlässigkeit oder Öffnungsdichte können dabei auch kombiniert werden.
Im Beispiel der Fig. 6 wiederum wird die Durchlässigkeit durch Änderung der Schichtdicke D=D (a) der die Sammelleitung überziehenden Schicht 6 in Abhängigkeit vom Abstand a verändert. Zu Beginn des ersten Teilabschnitts 10 ist diese Schichtdicke D(ai)=di kleiner als zu Beginn des zweiten Teilabschnitts 14 (D(a2)=d2), damit im ersten Teilabschnitt 10 die Durchlässigkeit größer ist. Im Beispiel der Fig. 6 steigt die Schichtdicke D kontinuierlich in Längsrichtung der Sammelleitung vom ersten Ende 12 her an, auch innerhalb der Teilab- schnitte 10, 14. Möglich wäre aber auch, dass die Schichtdicke D innerhalb eines Teilabschnitts konstant bleibt und dadurch stufenweise in Längsrichtung der Sammelleitung ansteigt.
In Fig. 7 ist eine Einrichtung mit einer Sammelleitung gemäß einer der Fig. 1 bis 6 dargestellt. Am ersten Ende 12 der Sammelleitung ist eine Druckpumpe 18 angeschlossen, die ein in der Sammelleitung befindliches Transportmedium mit dem eventuell im Fall einer Leckage eingedrungenen Stoff zu dem am zwei- ten Ende 15 angeschlossenen Sensor 16 pumpt. Die Sammelleitung ist so an die Pumpe 18 bzw. den Sensor 16 angeschlossen, dass der erste Teilabschnitt 10, der den Abstand ai vom ersten Ende 12 aufweist und durch eine höhere Durchlässigkeit gekennzeichnet ist, weiter entfernt vom Sensor 16 liegt, als der zweite Teilabschnitt 14 mit dem Abstand a2 vom ersten Ende 12 und der niedrigeren Durchlässigkeit. Im Falle einer Leckage im Bereich des ersten Teilabschnitts 10 baut sich auf Grund der hohen Durchlässigkeit in einem gegebenen Zeitintervall eine höhere Konzentration des zu überwachenden Stoffes S auf, als es im Falle einer identischen Leckage, d.h. Außenkonzentration in dem nahe liegenden Teilabschnitt 14 der Fall wäre. Das heißt, dass die Konzentration in dem Teilabschnitt 10, der weiter entfernt vom Sensor 16 liegt im Vergleich zu dem nahe liegenden Teilabschnitt 14 höher ist. Wird nun der Inhalt der Sammelleitung zum Sensor 16 hin gepumpt, so muss der in die Sammelleitung in den ersten Teilabschnitt 10 eingedrungene Stoff S eine weitere Strecke zurücklegen als der gegebenenfalls in den zweiten Teilabschnitt 14 eingedrungene Stoff S.
Auf dem Weg zum Sensor 16 diffundiert der eingedrungene
Stoff S teilweise nach außen. Das wiederum bedeutet, dass vom Sensor 16 weiter entfernt liegende Inhalte einen höheren Kon- zentrationsrückgang zu verzeichnen haben als nahe liegende. Durch die höhere Konzentration des zu überwachenden Stoffes S in vom Sensor 16 entfernten Punkten wird diesem Effekt jedoch entgegengewirkt. Trotz einer langen Strecke zum Sensor 16 ist dadurch gewährleistet, dass am Ort des Sensors 16 noch eine messbare Konzentration vorhanden ist. Durch die erfindungsgemäße Beschaffenheit der Sammelleitung mit unterschiedlichen Durchlässigkeiten, wird also eine hohe Nachweisempfindlichkeit auch bei langen Sammelleitungen erreicht.
In dem Diagramm gemäß Fig. 8 sind Messergebnisse einer nach dem Stand der Technik bekannten Sammelleitung gezeigt. Die bisher eingeführten Begriffe bei einer Sammelleitung nach vorliegender Erfindung finden auf die Sammelleitung nach dem Stand der Technik entsprechende Anwendung. In dem Diagramm ist die Konzentration C eines in die Leitung eingedrungenen Stoffes S einer Sammelleitung der Länge 1 über den Abstand a vom ersten Ende der Sammelleitung aufgetragen, wenn der Stoff S mit der Pumpe 18 zum im Abstand 1 befindlichen Sensor trans- portiert wird. Der Nullpunkt im Koordinatensystem entspricht dem ersten Ende 12 der Sammelleitung. Definitionsgemäß liegen die Punkte mit dem Abstand ai am Anfang des ersten Teilabschnitts 10 und mit dem Abstand a2 am Anfang des zweiten Teilabschnitts 14 der Sammelleitung. Die beiden Teilabschnit- te 10,14 weisen jedoch bei der Sammelleitung nach dem Stand der Technik identische Durchlässigkeiten auf.
In Kurve 30 ist eine Situation dargestellt bei der ein Stoff S im Abstand ai in die Sammelleitung eingedrungen ist, so dass innerhalb der Sammelleitung dieser Stoff S als Konzentrationspolster mit der Konzentration Ci vorliegt. Wird nun der Stoff S gemeinsam mit dem in der Sammelleitung befindlichen Transport- medium, in der Regel Luft, zum zweiten Ende 15 der Sammelleitung gepumpt, sinkt seine Konzentration durch Rückdiffusion allmählich ab, so dass am Ort des Sensors der Stoff S nur noch in der Konzentration CiS vorliegt.
Kurve 32 zeigt eine ähnliche Situation, bei der ein Stoff S im Abstand a2 in die Sammelleitung eingedrungen ist, so dass innerhalb der Sammelleitung dieser Stoff S als Konzentrationspolster mit der Konzentration C2 vorliegt. Diese Konzentrati- on C2 entspricht der der oben genannten Konzentration Ci (Ci=C2) • Wird nun wie oben beschrieben der Stoff S zum zweiten Ende 15 der Sammelleitung gepumpt, sinkt seine Konzentration bis zum Ort des Sensors auf den Wert C2s-
Auf Grund der höheren Entfernung zum Sensor 16 des Punktes, an dem in der Sammelleitung die Konzentration Ci herrscht im Vergleich zu dem Punkt mit der Konzentration C2, wird das Konzentrationspolster mit der Konzentration Ci einer stärkeren Rückdiffusion ausgesetzt. Die Konzentration Ci sinkt daher auf dem Weg zum Sensor 16 auf einen Wert CiS der niedriger ist als der Wert C2s-
Im Diagramm gemäß Fig. 9 ist die gleiche Situation wie in Fig. 8 dargestellt, allerdings unter Zuhilfenahme einer Sam- melleitung gemäß der vorliegenden Erfindung.
In Kurve 34 ist eine Situation dargestellt bei der ein Stoff S im Abstand ai und a2 in die Sammelleitung eingedrungen ist, so dass innerhalb der Sammelleitung dieser Stoff S als Konzentra- tionspolster mit der Konzentration Ci bzw. C2 vorliegt. Wird nun der Stoff S gemeinsam mit dem in der Sammelleitung befindlichen Transportmedium zum zweiten Ende 15 der Sammelleitung gepumpt, sinkt seine Konzentration durch Rückdiffusion allmählich ab, so dass am Ort des Sensors der Stoff S nur noch in der Konzentration CiS bzw. C2S vorliegt.
Da die Durchlässigkeit der Sammelleitung im Abstand ai höher ist als im Abstand a2, ist die Konzentration Ci des zu überwachenden Stoffes S im Inneren der Sammelleitung am Ort ai größer als die Konzentration C2 am Ort a2. Die Rückdiffusion wirkt sich wegen des größeren Abstands zum Sensor auf die Konzentra- tion Ci stärker aus als auf C2. Am Ort 1 des Sensors 16 wird deswegen idealerweise eine gleich hohe Konzentrationen CiS und C2S gemessen.

Claims

Ansprüche
1. Sammelleitung zur Leckageüberwachung und Leckageortung an einer Anlage mit einem ersten und einem zweiten Ende (12, 15), die zumindest auf einem sich in Längsrichtung erstreckenden Teilbereich für einen zu überwachenden Stoff (S) durchlässig ist, und der wenigstens einen ersten und einen zweiten Teilab- schnitt (10, 14) aufweist, wobei der zweite Teilabschnitt (14) vom ersten Ende (12) einen Abstand (a2) hat, der größer ist als der Abstand (ai) des ersten Teilabschnitts (10) vom ersten Ende (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlässigkeit des ersten Teilabschnitts (10) größer ist als die des zweiten Teilabschnitts (14) .
2. Sammelleitung nach Anspruch 1, bei der die Durchlässigkeit vom ersten Ende (12) mit zunehmendem Abstand (a) in Längsrichtung stetig abnimmt.
3. Sammelleitung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Sammelleitung aus einem Rohr (2) besteht, das mit Öffnungen (4) versehen ist, die mit einem für den zu überwachenden Stoff (S) durchlässigen Material verschlossen sind.
4. Sammelleitung nach Anspruch 3, bei der das Rohr (2) von einer für den zu überwachenden Stoff (S) durchlässigen Schicht (6) überzogen ist.
5. Sammelleitung nach Anspruch 3 oder 4, bei der die durch die Öffnungen (4) gebildete Fläche im ersten Teilabschnitt (10) größer ist als im zweiten Teilabschnitt (14) .
6. Sammelleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Öffnungen (4) in mindestens einer in Längsrichtung ausgerichteten Reihe angeordnet sind.
7. Sammelleitung nach Anspruch 6, bei der die Anzahl der Öffnungsreihen (8) im ersten Teilabschnitt (10) größer ist als im zweiten Teilabschnitt (14) .
8. Sammelleitung nach Anspruch 6, bei der die Anzahl der Öffnungen (4) in einer Öffnungsreihe (8) im ersten Teilabschnitt (10) größer ist als im zweiten Teilabschnitt (14) .
9. Sammelleitung nach Anspruch 6, bei der die Öffnungen (4) im ersten Teilabschnitt (10) größer sind als im zweiten Teilabschnitt (14) .
10. Sammelleitung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, bei der das die Öffnungen (4) verschließende Material im ersten Teil- abschnitt (10) eine größere Durchlässigkeit hat als im zweiten Teilabschnitt (14) .
11. Sammelleitung nach Anspruch 10 in Verbindung mit Anspruch 4, bei der die Dicke (D) der durchlässigen Schicht (6) im ersten Teilabschnitt (10) kleiner ist als im zweiten Teilabschnitt (14) .
12. Sammelleitung nach Anspruch 10 oder 11, bei der die Zusammensetzung des die Öffnungen (4) verschließenden Materials im ersten Teilabschnitt (10) von der Zusammensetzung des die Öffnungen (4) verschließenden Materials im zweiten Teilabschnitt (14) abweicht.
13. Einrichtung zur Leckageüberwachung und Leckageortung mit einer Sammelleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Sensor (16) für den zu überwachenden Stoff (S), der am zweiten Ende (15) der Sammelleitung angeschlossen ist.
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