NO176753B - Sikkerhetssystem for trykkbeholdere i fjell - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder et sikkerhetssystem for trykkbeholdere i fjell. Nærmere bestemt gjelder oppfinnelsen et sikkerhetssystem for sikring av trykkbeholdere i fjell for mottak og lagring og utlevering av gass og væskefase av et produkt som ved vanlig trykk og temperatur er i gassfase.

Ved transport av gass i rørledninger over store avstander vil det kondenseres ut væske i rørledningene, og man vil da tidvis måtte behandle en tofasestrøm i disse rørledningene. Denne tofasestrøm behandles idag ved hjelp av et dempe-mottakersystem som deler opp strømmen og demper hastigheten slik at store trykksvingninger ikke skal oppstå i det tilknyt-tede prosessanlegg. Den engelske betegnelsen for et slikt system er "slug catcher". Såvidt vites er det pr. idag ingen norsk anerkjent betegnelse.

Det er et ønske å legge slike anlegg i fjell, f.eks. i et utsprengt fjellrom, for å sikre mot skader. De hittil foreslåtte utførelser av slike anlegg har imidlertid en del grunn-leggende svakheter som har hindret at slike anlegg er blitt bygget. Hvis det oppstår lekkasje i de foreslåtte utførelser vil nemlig følgende situasjon oppstå:

- gass og væske vil strømme ukontrollert ut av anlegget

- på grunn av trykkavlastingen vil kondensert væske be-gynne å koke med avkjøling av innholdet som resultat.

Konsekvensene for et konvensjonelt anlegg bygget av stålrør i det fri er ikke katastrofale, da et slikt anlegg lages med ekspansjonssløyfer og det for dette formål ville bli anvendt lavtemperatur stål.

Av forskjellige årsaker er det ønskelig å bygge en slik "slug catcher" i fjell. Imidlertid, som nevnt tidligere, vil et slikt anlegg ved en lekkasje bli utsatt for påkjenninger som man idag har store vanskeligheter med å håndtere.

Det er kjent to prinsipielle metoder for å bygge en slug catcher i fjell: 1. Fjellrommet kan være utforet med en meget diffusjonstett mantel f.eks. av stål, for å hindre diffusjon av gass inn i omgivende betong og fjellet. Konsekvensen av en ukontrollert trykkavlasting i en slik trykkbeholder er at mantelen vil trekke seg sammen ved den lave temperaturen som oppstår, og brudd i mantelen og mellom mantel og betong vil finne sted. 2. Fjellrommet kan være utforet med en relativt sett gass-tett betong eller et kunstmateriale. Diffusjon vil da opptre i de ytre lag av utforingen. Konsekvensen av en ukontrollert trykkavlasting ved en slik trykkbeholder er at den gassen som er diffundert inn i veggene vil ekspandere på grunn av det senkede trykket og deler av veggene vil sprenges ut..

Begge system vil være inoperable etter en slik ukontrollert trykkavlasting.

Dagens teknikk savner således en anvisning på å bygge en "slug catcher" i et utsprengt fjellrom og som er sikret mot ukontrollerte trykkfall.

Den foreliggende oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved at det i tilknytning til en slik trykkbeholder i fjell anordnes et trykksterkt nødavstengningskammer som kan forhindre at en ukontrollert trykkavlasting finner sted.

Trykkbeholderen kan på kjent måte enten være utført med en mantel eller tettet på annen måte for å hindre gass i å diffundere ut i omkringliggende fjellgrunn. Oppfinnelsen er forøvrig ikké bundet til noen spesiell utforming av trykkbeholderen.

Sikkerhetssystemet for trykkbeholdere i fjell ifølge oppfinnelsen for behandling og lagring av gass og væskefase av et produkt som ved atmosfærisk trykk og vanlige temperaturer er i gassform, er av den art hvor mellom trykkbeholderen og friluft er anordnet et sluselignende trykk-kammer e.l. for oppsamling av eventuelle lekkasjer av produkter fra trykkbeholderen, hvilket trykk-kammer gjennomløpes av rørledninger fra grunnoverflaten til trykkbeholderen, idet sikkerhetssystemet ifølge oppfinnelsen karakteriseres ved at det er anordnet særskilte fjernstyrte avstengningsventiler i lednings-delene som løper gjennom det trykksterke sluselignende nødav-stengningskammeret for avstengning av utstrømning fra trykkbeholderen dersom det skulle oppstå brudd på en eller flere av ledningene over bakken.

Som nevnt danner trykkbeholderens øvre endevegg også den nedre endevegg i det trykksterke og diffusjonstette nødavsten-gingskammeret. Gjennom denne veggen føres de nødvendige rørledninger til trykkbeholderen. Denne veggen utføres med samme trykkstyrke på begge sider.

Nødavstengningskammeret gjøres fortrinnsvis så lite som mulig, men dog stort nok til å gi plass for nødavstengnings-ventiler eventuelt med aktuatorer, og ellers plass' nok til vedlikeholdsarbeider. Nødavstengningskammeret er som nevnt tidligere trykksterkt og diffusjonstett på samme måte som trykkbeholderen.

Nødavstengningsventilene i nødavstengningskammeret kan være av vanlig type. Operasjonssystemet må imidlertid kunne operere ved fullt trykkbeholdertrykk, enten med fjæroperasjon eller ved hydraulikk med tilstrekkelig høyt operasjonstrykk. Energien til operasjon av systemet kan enten befinne seg inne i nødavstengningskammeret (hydraulisk aktuator med akkumulator eller fjær), eller tilføres utenfra gjennom endeveggen mot friluft.

De tette veggene i nødavstengningskammeret sikrer at gass eller væske ikke kan unnslippe til friluft selv ved full lekkasje på rørsystemet i nødavstengningskammeret. De sikrer også at skader utenfor nødavstengningskammeret (i friluft) ikke kan sette nødavstengningskammeret ut av funksjon. En lekkasje i rørsystemet i nødavstengningskammeret kan trykk-avlastes på en kontrollert måte uten skade på eksternt utstyr ved hjelp av en egen rørledning med kontrollventil ut til et fakkeltårn.

Ved rørbrudd utenfor trykkbeholderen og nødavstengnings-kammeret stenger ventilene i nødavstengningskammeret, og trykkbeholderen holdes ved fullt trykk inntil skaden er repa-rert, eller en kontrollert trykkavlasting kan foretas.

Ved brudd i rørledninger i trykkavlastingsslusen eller i vegg inn mot trykkbeholder stenges ventiler i anlegget utenfor. Lekkasje vil imidlertid ikke forplante seg ut i anlegget. I et slikt tilfelle kan trykkbeholderen tømmes ved en kontrollert trykkavlasting, hvoretter nødvendig reparasjon kan foretas.

Ifølge foreliggende oppfinnelse vil således en kontrollert trykkavlasting i et trykksatt fjellrom ikke kunne oppstå som resultat av en eller en rekke av sammenhengende feil. Det måtte i så tilfelle skje to uavhengige feil på forskjellige områder samtidig. Dette innebærer at sannsynligheten for en ukontrollert trykkavlasting er så liten at man ikfce behøver konstruere fjellrommet for en slik trykkavlasting.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives ved hjelp av et utførelseseksempel og tegninger, hvor: fig. 1 viser i snitt en trykkbeholder med sluselignende nødavstengningskammer i en vertikal sjakt i fjell, og

fig. 2 viser i snitt en trykkbeholder med nødavsteng-ningskammeret i en skråttstilt sjakt i fjell.

Fig. 1 viser en trykkbeholder 3 i en loddrett fjellsjakt 1. Trykkbeholderen har et diffusjonstett skikt 10 mot fjell-veggen, og oventil en trykksterk og diffusjonstett betongplugg 4A mot et sluselignende nødavstengningskammer 2. Nødavsteng-ningskammeret er også tettet mot friluft med en trykksterk og diffusjonstett betongplugg 4B. Et mannlokk 11 gir adkomst til nødavstengningskammeret og trykkbeholderen for nødvendige vedlikeholdsarbeider. Mannlokket må være av trykksterk og diffusjonstett type.

Gass og væske tilføres trykkbeholderen gjennom rørlednin-gen 6, væske eksporteres gjennom rørledning 7 og gass gjennom rørledning 5. En ytterligere rørledning 8 er beregnet for vedlikehold. Gjennom denne kan utføres inspeksjon, rengjøring o.l. Samtlige av disse rørledninger passerer gjennom nødav-stengningskammeret 2 med nødavstengningsventiler 5A, 6A, 7A og 8A. De samme rørledninger er utstyrt med ventiler 5B, 6B, 7B og 8B i friluft. En trykkavlastingsledning 9 fra nødavsteng-ningskammeret 2 føres til friluft over en ventil 9B til fakkel (ikke vist).

Fig. 2 viser det samme som fig. 1, men her er sjakten skråstilt for å vise at oppfinnelsen ikke er begrenset til en vertikal utførelsesform, men at også en skråstilt utførelse omfattes av oppfinnelsen.

På fig. 2 er for samme deler anvendt samme henvisnings-tall som på fig. 1.

Claims (2)

1. Sikkerhetssystem for trykkbeholder (3) i fjell for behandling og lagring av gass og væskefase av et produkt som ved atmosfærisk trykk og vanlige temperaturer er i gassform, av den art hvor mellom trykkbeholderen (3) og friluft er anordnet et sluselignende trykk-kammer (2) e.l. for oppsamling av eventuelle lekkasjer av produkter fra trykkbeholderen (3), hvilket trykk-kammer (2) gjennomløpes av rørledninger (6,7,8) fra grunnoverflaten til trykkbeholderen (3), karakterisert ved at det er anordnet særskilte fjernstyrte avstengningsventiler (6A, 7A, 8A, 5A) i led-ningsdelene som løper gjennom det trykksterke sluselignende nødavstengningskammeret (2) for avstengning av utstrømning fra trykkbeholderen dersom det skulle oppstå brudd på en eller flere av ledningene over bakken.

2. Sikkerhetssystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at gjennom det sluselignende kammeret (2) også er ført en særskilt rørledning (8) som benyttes for inspeksjon og vedlikehold av trykkbeholderen eller slusen.