EP2997295A1 - Notentleerung von speicherbehältern - Google Patents

Notentleerung von speicherbehältern

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EP2997295A1
EP2997295A1 EP14723329.0A EP14723329A EP2997295A1 EP 2997295 A1 EP2997295 A1 EP 2997295A1 EP 14723329 A EP14723329 A EP 14723329A EP 2997295 A1 EP2997295 A1 EP 2997295A1
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line
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pneumatically
pneumatic control
control line
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    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for emergency emptying of a storage container, in particular a storage container, which serves to store combustible media, such as, for example, hydrogen, oxygen and natural gas.
  • a storage container which serves to store combustible media, such as, for example, hydrogen, oxygen and natural gas.
  • Hydrogen and other combustible gases are sometimes stored under very high pressures (up to 1000 bar) in order to be replaced, for example, as an energy carrier.
  • the storage containers used for this purpose partly consist of composite materials which are comparatively sensitive to external influences, in particular to high temperatures.
  • Object of the present invention is to provide a generic arrangement for emergency emptying a storage container, in particular a storage container, the storage of combustible media, such as. Hydrogen serves to specify that allows a reliable, remote emergency emptying a storage container.
  • Storage tank is connected via a pressure relief line with a chimney and the expansion line has at least one pneumatically actuated relief valve, this either pneumatically held in the open position and opened by discharge of the pneumatic control line by spring force or held by spring force in the closed position and pneumatically becomes.
  • Relief valve has a self-sufficient control gas supply. This decoupling of the operational control gas supply can be a high
  • the expansion line has at least two pneumatically actuated relief valves, wherein these are interconnected in such a way that only when all relief valves are actuated, the expansion line is opened.
  • Relaxation line has a throttle, which allows a quantitative limit of the effluent via the expansion line medium. By means of this design, a rapid emptying can be realized with simultaneous limited amount of relaxation.
  • the means for example. Hand valves, to relieve the
  • pneumatic control line are arranged at a location that is outside the potential danger zone of the storage container.
  • the inventive arrangement for emergency emptying a storage container allows reliable, safe and fast emptying of a storage container in case of danger, with unintended operating errors can be excluded.
  • the inventive arrangement for emergency emptying of a storage container will be explained in more detail with reference to the embodiment shown in the figure 1.
  • the embodiment shows a variant of the invention Arrangement in which the expansion line two pneumatically controlled
  • the storage container 1 which is suitable in particular for the storage of combustible media, such as, for example, hydrogen, has a removal line 10 and a filling or return line 11; via this, the medium stored in it is removed or fed again to the storage container 1.
  • combustible media such as, for example, hydrogen
  • the storage tank 1 is connected via a discharge line 3 with a chimney 2.
  • a discharge line 3 with a chimney 2.
  • the expansion line 3 are two pneumatically controlled
  • Instrument air serving storage containers 5 and 5 '. These are connected via the line 6 or 6 'and the pneumatic control line 7 or 7' with the relief valves 4 and 4 '. Furthermore, a throttle 9 is provided in the expansion line 3.
  • the relief valves 4 and 4 ' are connected in such an advantageous manner to each other that only when the two relief valves, the
  • the means for relieving the pneumatic control lines 7 and 7 ' are in the case of the embodiment shown in Figure 1 as valves 8 and 8', for example. Hand valves formed. They are to be arranged at a location which is outside the potential danger zone of the storage container 1. Thus, a safe operation of emergency evacuation process is possible for emergency services and operations team.
  • the pneumatic control line 7 and 7 ' made of a non-fire or temperature-resistant material - for example. From a plastic material - exist. In the case of a fire or elevated temperature is thus at

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Abstract

Es wird eine Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters, insbesondere eines Speicherbehälters, der der Speicherung brennbarer Medien, wie bspw. Wasserstoff, dient, beschrieben. Erfindungsgemäß ist der Speicherbehälter über eine Entspannungsleitung mit einem Kamin verbunden und die Entspannungsleitung weist wenigstens ein pneumatisch angesteuertes Entlastungsventil auf, wobei dieses pneumatisch in der Zu-Position gehalten und bei Entlastung der pneumatischen Steuerleitung mittels Federkraft geöffnet oder mittels Federkraft in der Zu-Position gehalten und pneumatisch geöffnet wird.

Description

Beschreibung
Notentleerunq von Speicherbehältern
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters, insbesondere eines Speicherbehälters, der der Speicherung brennbarer Medien, wie bspw. Wasserstoff, Sauerstoff und Erdgas, dient.
Bei Speicherbehältern, die der Speicherung explosibler oder brennbarer Medien dienen, besteht das Problem, dass sie durch äußere Einflüsse bzw. Gefahren, wie bspw. externe Befeuerung oder Selbstbefeuerung durch entzündete Leckagen (Jetflames) bersten können, was zu sehr großen Schadensausmaßen führen kann.
Wasserstoff und andere brennbare Gase werden teilweise unter sehr hohen Drücken (bis zu 1000 bar) gespeichert um bspw. als Energieträger vertankt zu werden. Die hierfür verwendeten Speicherbehälter bestehen teilweise aus Composite-Materialen, die vergleichsweise empfindlich auf externe Einwirkungen, insbesondere auf hohe Temperaturen, reagieren.
Im Gefahrenfalle ist es oftmals sinnvoll oder erforderlich, den Speicherbehälter zu entleeren um die Folgen eines möglichen Behälterversagens zu minimieren. Diese Notentleerung birgt jedoch auch Gefahren. So können sich die durch die Freisetzung gebildeten explosiblen Gaswolken spontan oder verspätet entzünden, was Explosionen und starke Wärmestrahlung zur Folge haben kann. Eine Fehlbetätigung der
Notentleerung bzw. Notentspannung ist deshalb unbedingt zu vermeiden. Im
Gefahrenfall hingegen muss die Notentspannung mit hoher Zuverlässigkeit bzw.
Verfügbarkeit funktionieren.
Derzeit verfügen Speicherbehälter für brennbare Gase oftmals nicht über die
Möglichkeit einer ferngesteuerten Schnellentspannung von sicherer Stelle. Im
Gefahrenfalle besteht für Einsatzkräfte und Betriebsmannschaft daher keine
Möglichkeit, eine Notentleerung des gefährdeten Behälters vorzunehmen um
Folgeschäden zu reduzieren und zu vermeiden. Ein häufig genanntes Argument gegen derartige Einrichtungen ist eine unbeabsichtigte Freisetzung des Behälterinhaltes bei Fehlfunktionen, die bspw. durch einen Instrumentenluftausfall hervorgerufen werden können.
Gegenwärtig kommen hauptsächlich thermisch auslösende Sicherheitsventile zur Anwendung. Diese lösen jedoch nur aus, wenn ihre Umgebungstemperatur deutlich ansteigt. Bei bestimmten Gefahrensituationen, bspw. bei Wasserstoffflammen im Freien, die nur eine geringe Wärmestrahlung aufweisen, kommt es jedoch nicht zu einem ausreichenden Temperaturanstieg und damit nicht zum Auslösen dieser Sicherheitsventile.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters, insbesondere eines Speicherbehälters, der der Speicherung brennbarer Medien, wie bspw. Wasserstoff, dient, anzugeben, die eine zuverlässige, ferngesteuerte Notentleerung eines Speicherbehälters ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anordnung zur Notentleerung eines
Speicherbehälters vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der
Speicherbehälter über eine Entspannungsleitung mit einem Kamin verbunden ist und die Entspannungsleitung wenigstens ein pneumatisch angesteuertes Entlastungsventil aufweist, wobei dieses entweder pneumatisch in der Zu-Position gehalten und bei Entlastung der pneumatischen Steuerleitung mittels Federkraft geöffnet oder mittels Federkraft in der Zu-Position gehalten und pneumatisch geöffnet wird.
Im Falle einer erforderlichen bzw. gewünschten Notentleerung eines Speicherbehälters wird das aus dem Speicherbehälter abzuführende Medium, nach Öffnen des oder der pneumatisch angesteuerten Entlastungsventile, erfindungsgemäß über die
Entspannungsleitung einem Kamin zugeführt. Über diesen wird das brennbare Medium zu einer sicheren Stelle geführt und in die Atmosphäre abgegeben. Die erfindungsgemäße Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters weiterbildend wird vorgeschlagen, dass die pneumatische Steuerleitung des
Entlastungsventils über eine autarke Steuergasversorgung verfügt. Durch diese Entkoppelung von der betrieblichen Steuergasversorgung kann eine hohe
Verfügbarkeit gewährleistet werden. Zudem dient diese Ausgestaltung als Schutz gegen Fehlauslösungen. In vorteilhafter Weise weist die Entspannungsleitung wenigstens zwei pneumatisch angesteuerte Entlastungsventile auf, wobei diese derart miteinander verschaltet sind, dass erst bei der Betätigung aller Entlastungsventile die Entspannungsleitung geöffnet wird. Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters verringert das Risiko einer unbeabsichtigten Fehlbedienung des Notentleerungsprozederes.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters ist dadurch gekennzeichnet, dass die
Entspannungsleitung eine Drossel aufweist, die eine Mengenbegrenzung des über die Entspannungsleitung abströmenden Mediums ermöglicht. Mittels dieser Ausgestaltung kann eine schnelle Entleerung bei gleichzeitig limitierter Entspannungsmenge realisiert werden.
In vorteilhafter Weise sind die Mittel, bspw. Handventile, zur Entlastung der
pneumatischen Steuerleitung an einer Stelle angeordnet sind, die außerhalb des potentiellen Gefahrenbereiches des Speicherbehälters liegt. Somit ist eine für
Einsatzkräfte und Betriebsmannschaft sichere Fernbetätigung des
Notentleerungsprozederes möglich. Alternativ oder ergänzend sind die Mittel zur Entlastung der pneumatischen Steuerleitung bei einem mit Federkraft öffnenden Entlastungsventil als eine, aus einem nicht brand- oder temperaturbeständigem
Material - bspw. aus einem Kunststoffmaterial - bestehende Steuerleitung ausgebildet. Im Falle eines Feuers oder erhöhter Temperatur erfolgt dadurch eine automatische Auslösung des Notentleerungsprozederes.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters ermöglicht eine zuverlässige, sichere und schnelle Entleerung eines Speicherbehälters im Gefahrenfalle, wobei unbeabsichtigte Fehlbedienungen ausgeschlossen werden können.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters sei nachfolgend anhand des in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Variante der erfindungsgemäßen Anordnung, bei der die Entspannungsleitung zwei pneumatisch angesteuerte
Entlastungsventile aufweist.
Der insbesondere für die Speicherung brennbarer Medien, wie bspw. Wasserstoff, geeignete Speicherbehälter 1 weist eine Entnahmeleitung 10 sowie eine Befüll- bzw. Rückführleitung 11 auf; über diese wird das in ihm gespeicherte Medium entnommen bzw. erneut dem Speicherbehälter 1 zugeführt.
Der Speicherbehälter 1 ist über eine Entspannungsleitung 3 mit einem Kamin 2 verbunden. In der Entspannungsleitung 3 sind zwei pneumatisch angesteuerte
Entlastungsventile 4 und 4' vorgesehen, die pneumatisch in der Zu-Position gehalten werden. Hierfür dienen die beiden, der Speicherung des Steuermediums, bspw.
Instrumentenluft, dienenden Speicherbehälter 5 und 5'. Diese sind über die Leitung 6 bzw. 6' und der pneumatischen Steuerleitung 7 bzw. 7' mit dem Entlastungsventile 4 bzw. 4' verbunden. Des Weiteren ist in der Entspannungsleitung 3 eine Drossel 9 vorgesehen. Mittels dieser ist eine Mengenbegrenzung des über die
Entspannungsleitung 3 aus dem Speicherbehälter 1 abströmenden Mediums möglich.
Die Entlastungsventile 4 und 4' sind in vorteilhafter Weise derart miteinander verschaltet, dass erst bei der Betätigung beider Entlastungsventile die
Entspannungsleitung 3 geöffnet wird. Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung verringert das Risiko einer unbeabsichtigten Fehlbedienung des
Notentleerungsprozederes. Die Mittel zur Entlastung der pneumatischen Steuerleitungen 7 und 7' sind im Falle der in der Figur 1 dargestellten Ausgestaltung als Ventile 8 und 8', bspw. Handventile, ausgebildet. Sie sind an einer Stelle anzuordnen, die außerhalb des potentiellen Gefahrenbereiches des Speicherbehälters 1 liegt. Somit ist eine für Einsatzkräfte und Betriebsmannschaft sichere Fernbetätigung des Notentleerungsprozederes möglich. Des Weiteren können die pneumatischen Steuerleitung 7 und 7' aus einem nicht brand- oder temperaturbeständigem Material - bspw. aus einem Kunststoffmaterial - bestehen. Im Falle eines Feuers oder erhöhter Temperatur erfolgt somit bei
Beschädigung oder Zerstörung der pneumatischen Steuerleitung 7 und 7' eine automatische Auslösung des Notentleerungsprozederes.

Claims

Patentansprüche
Anordnung zur Notentleerung eines Speicherbehälters (1 ), insbesondere eines Speicherbehälters, der der Speicherung brennbarer Medien, wie bspw.
Wasserstoff, dient, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbehälter (1 ) über eine Entspannungsleitung (3) mit einem Kamin (2) verbunden ist und die
Entspannungsleitung (3) wenigstens ein pneumatisch angesteuertes
Entlastungsventil (4, 4') aufweist, wobei dieses entweder pneumatisch in der ZuPosition gehalten und bei Entlastung der pneumatischen Steuerleitung (7, 7') mittels Federkraft geöffnet oder mittels Federkraft in der Zu-Position gehalten und pneumatisch geöffnet wird.
Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Entspannungsleitung (3) wenigstens zwei pneumatisch angesteuerte
Entlastungsventile (4, 4') aufweist, wobei diese derart miteinander verschaltet sind, dass erst bei der Betätigung aller Entlastungsventile (4, 4') die
Entspannungsleitung (3) geöffnet ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
pneumatische Steuerleitung (7, 7') des Entlastungsventils (4, 4') über eine autarke Steuergasversorgung verfügt.
Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die Entspannungsleitung (3) eine Drossel (9) aufweist, die eine Mengenbegrenzung des über die Entspannungsleitung (3) abströmenden Mediums ermöglicht.
Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Mittel zur Entlastung der pneumatischen Steuerleitung (7, 7') an einer Stelle angeordnet sind, die außerhalb des potentiellen
Gefahrenbereiches des Speicherbehälters (1 ) liegt, und/oder die Mittel zur Entlastung der pneumatischen Steuerleitung (7, 7') bei einem mit Federkraft öffnenden Entlastungsventil als eine, aus einem nicht brand- oder
temperaturbeständigem Material bestehende Steuerleitung ausgebildet sind.
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