Fuß in Fuß-Lagerung von kryogenen Speicherbehältern

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Speicherbehälter für fluide Medien, insbesondere kryogene Flüssigkeiten, aufweisend: einen Innenbehälter (200) mit einem Innenbehältermantel (201), der ein Innenbehältervolumen (202) zur Aufnahme eines fluiden Mediums (F) umschließt, einen Außenbehälter (100) mit einem Außenbehältermantel (101), der ein Außenbehältervolumen (102) umschließt, in dem der Innenbehälter (200) angeordnet ist, so dass zwischen einer Außenseite (201 a) des Innenbehältermantels (200) und einer Innenseite (101b) des Außenbehältermantels (101) ein erster Zwischenraum (210) ausgebildet wird, und wobei der Außenbehälter (100) zumindest einen Außenbehälterfuß (300) aufweist, mit dem der Speicherbehälter (1) auf einem Untergrund (U) abstützbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der mindestens eine Außenbehälterfuß (300) als Hohlkörper ausgebildet ist, der einen Innenraum (302) des mindestens einen Außenbehälterfußes (300) umgibt, wobei der Innenbehälter (200) zumindest einen Innenbehälterfuß (400) zum Abstützen des Innenbehälters (200) aufweist, der in jenen Innenraum (302) des mindestens einen Außenbehälterfußes (300) hineinragt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Speicherbehälter für fluide Medien, insbesondere kryogene Flüssigkeiten.

[0002] Derartige Speicherbehälter sind in der Regel als Doppelmantelbehälter ausgeführt und weisen entsprechend einen Innenbehälter mit einem Innenbehältermantel auf, der ein Innenbehältervolumen zur Aufnahme des fluiden Mediums begrenzt, sowie ferner einen Außenbehälter mit einem Außenbehältermantel, der ein Außenbehältervolumen begrenzt, in dem der Innenbehälter angeordnet ist, so dass zwischen einer Außenseite des Innenbehältermantels und einer Innenseite des Außenbehältermantels ein erster Zwischenraum ausgebildet wird. Zum Abstützen des Speicherbehälters auf einem horizontal verlaufenden Untergrund weist der Außenbehälter zumindest einen Außenbehälterfuß auf, mit dem der Speicherbehälter auf dem Untergrund aufliegt.

[0003] Ein solcher Speicherbehälter ist z.B. aus der US 3,115,983 bekannt, bei der der Innenbehälter am Außenbehälter aufgehängt ist, so dass die Last des Innenbehälters über den Außenbehälter und dessen Füße in das Fundament bzw. den Untergrund eingeleitet wird. Weiterhin ist aus der JP2012-112474 A ein Speicherbehälter bekannt, bei dem die Last des Innenbehälters ebenfalls über den gesamten Außenbehälterfuß in den Untergrund eingeleitet wird.

[0004] Im Falle eines Brandes sinkt regelmäßig der Elastizitätsmodul des Außenbehälters. Die Stabilität ist dadurch nicht mehr gegeben. Ein hieraus resultierendes Umkippen bzw. strukturelles Versagen des Außenbehälters zieht dann mit hoher Wahrscheinlichkeit ein entsprechendes Versagen des Innenbehälters nach sich. Hierdurch kann unter Umständen das kryogene Lagermedium austreten und weiteren Schaden anrichten. Bei brennbaren Medien wird der Brand gefördert.

[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Speicherbehälter zu schaffen, der im Hinblick auf die vorgenannte Problematik verbessert ist.

[0006] Dieses Problem wird durch einen Speicherbehälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend beschrieben.

[0007] Gemäß Anspruch 1 ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der mindestens eine Außenbehälterfuß des Speicherbehälters bzw. Außenbehälters als ein Hohlkörper ausgebildet ist, der einen Innenraum (des Außenbehälterfußes) umgibt, wobei der Innenbehälter zumindest einen Innenbehälterfuß zum Abstützen des Innenbehälters aufweist, der in jenen Innenraum des mindestens einen Außenbehälterfußes hinein steht.

[0008] Der mindestens eine Innenbehälterfuß kann daher mit Vorteil in dem mindestens einen Außenbehälterfuß nach unten geführt werden, um so wenig wie möglich Last des Innenbehälters über den mindestens einen Außenbehälterfuß bzw. Außenbehälter abzuleiten. Insbesondere im Lastfall Brand kann sich damit der Außenbehälter beim Versagen seiner Stabilität auf den Innenbehälter stützen.

[0009] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen einer Außenseite des mindestens einen Innenbehälterfußes und einer Innenseite des mindestens einen Außenbehälterfußes ein zweiter Zwischenraum ausgebildet ist, der mit dem ersten Zwischenraum verbunden ist, d.h. in diesen übergeht. Hierdurch besteht die Möglichkeit auch zwischen den beiden Füßen ein Isoliermittel vorzusehen, das auch in dem ersten Zwischenraum zwischen dem Außenbehälter und dem Innenbehälter vorgesehen sein kann. Vorzugweise umgibt daher jener zweite Zwischenraum den Innenbehälterfuß, d.h., umläuft diesen in einer Umfangsrichtung des Innenbehälterfußes.

[0010] Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass das Isoliermittel den ersten und/oder zweiten Zwischenraum teilweise oder vollständig ausfüllt. Insbesondere bei einer Multilayer-Isolierung ist der erste und/oder zweite Zwischenraum lediglich teilweise ausgefüllt.

[0011] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der mindestens eine Außenbehälterfuß im allgemeinen Sinne hohlzylindrisch ausgebildet ist. Der Außenbehälterfuß kann dabei verschiedene Grundflächen bzw. Querschnittsformen aufweisen, z.B. kreisförmig (Hohlkreiszylinder), dreieckförmig, rechteckförmig, quadratisch, hexagonal, oder eine sonstige beliebige Querschnittsform. Der zugeordnete, mindestens eine Innenbehälterfuß kann dabei koaxial bezüglich des mindestens einen Außenbehälterfußes angeordnet sein.

[0012] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass der mindestens eine Außenbehälterfuß vom Außenbehältermantel absteht, insbesondere von einem Boden des Außenbehältermantels, und zwar vorzugsweise entlang der Vertikalen bzw. Längsachse des Außenbehälters bzw. Außenbehältermantels, wobei insbesondere der mindestens eine Außenbehälterfuß mit einem umlaufenden Randbereich an einem umlaufenden Randbereich einer zugeordneten Durchgangsöffnung des Außenbehältermantels bzw. des Bodens des Außenbehältermantels festgelegt ist, z.B. mittels einer Schweißverbindung, wobei über jene Durchgangsöffnung die beiden Zwischenräume miteinander verbunden sind.

[0013] Vorzugsweise ist der mindestens eine Außenbehälterfuß nach unten hin durch einen Boden verschlossen, der zum Abstützen des mindestens einen Außenbehälterfußes auf dem Untergrund ausgebildet ist, also eine Standfläche des mindestens einen Außenbehälterfußes bildet, über die der mindestens eine Außenbehälterfuß den Untergrund kontaktiert, auf dem der Speicherbehälter aufgestellt ist.

[0014] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass sich der mindestens eine Innenbehälterfuß mit einer Unterseite, die eine Standfläche des mindestens einen Innenbehälterfußes bildet, auf einer Oberseite des Bodens des zugeordneten Außenbehälterfußes abstützt, wobei bevorzugt der mindestens eine Innenbehälterfuß lediglich mit seiner Unterseite bzw. Standfläche den mindestens einen Außenbehälterfuß kontaktiert, und zwar bevorzugt lediglich den Boden des mindestens einen Außenbehälterfußes. Dieser ist aufgrund seiner vergleichsweise geringen Bauhöhe sehr stabil und liegt vorzugsweise flach auf dem Untergrund auf, so dass mit Vorteil die Last des Innenbehälters lediglich über den Boden des mindestens einen hohlen Außenbehälterfußes in den Untergrund abgeleitet wird. Somit kann der Außenbehälter bei Bedarf auch über den Innenbehälter abgestützt werden.

[0015] Der mindestens eine Innenbehälterfuß selbst ist bevorzugt am Innenbehältermantel, insbesondere an einem Boden des Innenbehältermantels festgelegt, und zwar vorzugsweise mit einem jener Unterseite/Standfläche des Innenbehälterfußes gegenüberliegenden Endbereich des mindestens einen Innenbehälterfußes bzw. über eine Konsole/Anschweißung einer vertikalen Fläche am Mantel.

[0016] Der mindestens einen Innenbehälterfuß erstreckt sich ebenfalls bevorzugt entlang der Vertikalen bzw. entlang der Längsachse des Innenbehälters, wobei der jeweilige Innenbehälterfuß auch eine Neigung aufweisen bzw. schräg stehen kann.

[0017] Bevorzugt sind weiterhin der Innenbehältermantel und der Außenbehältermantel koaxial zueinander angeordnet.

[0018] Der erfindungsgemäße Speicherbehälter kann weiterhin eine beliebe Zahl von Außenbehälterfüßen und zugeordneten Innenbehälterfüßen aufweisen. Z.B. vier solcher Fuß-in-Fuß-Anordnungen auf.

[0019] Es ist auch möglich, dass der Speicherbehälter lediglich einen Außenbehälterfuß und einen zugeordneten Innenbehälterfuß aufweist. Der Außenbehälterfuß kann dabei einen umlaufenden, z.B. ringförmigen Innenraum aufweisen, in den der Innenbehälterfuß hinein ragt, der ebenfalls umlaufend ausgebildet sein kann (z.B. in Form einer Standzarge).

[0020] Weitere Merkmale und Vorteile sollen bei der nachfolgenden Figurenbeschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figur erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1

eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Speicherbehälters für ein fluides Medium sowie ein Detail der Schnittdarstellung, die den Außenbehälterfuß sowie den darin angeordneten Innenbehälterfuß in einer Vergrößerung zeigt.

[0021] Figur 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Speicherbehälters 1 für fluide Medien, insbesondere kryogene Flüssigkeiten. Der Speicherbehälter 1 weist einen Außenbehälter 100 auf, mit einem Außenbehältermantel 101, der sich entlang einer Längsachse L erstreckt, die bei einem bestimmungsgemäß aufgestellten Speicherbehälter 1 parallel zur Vertikalen verläuft. Bei dem Speicherbehälter kann es sich auch um einen liegenden bzw. horizontalen Behälter handeln, bei dem die Längsachse entlang der Horizontalen verläuft. Der Außenbehältermantel 101 begrenzt ein Außenbehältervolumen 102, in dem ein Innenbehälter 200 des Speicherbehälters 1 angeordnet ist, der zur Aufnahme bzw. zum Speichern eines fluiden Mediums F, z.B. in Form einer kryogenen Flüssigkeit, ausgebildet ist. Der Innenbehälter 200 weist wiederum einen Innenbehältermantel 201 auf, der ein Innenbehältervolumen 202 begrenzt, in das das zu speichernde fluide Medium F eingefüllt wird. Der Innenbehältermantel 201 erstreckt sich ebenfalls entlang einer Längsachse L und ist bevorzugt koaxial zum Außenbehältermantel 101 angeordnet. Die gemeinsame Längsachse L kann eine Zylinderachse der beiden Mäntel 101, 201 bilden.

[0022] Der Innenbehälter 200 ist vorzugsweise so in dem Außenbehälter 100 angeordnet, dass zwischen einer nach außen gewandten Außenseite 201 a des Innenbehältermantels 201 und einer dem Innenbehältermantel 201 zugewandten Innenseite 101 b des Außenbehältermantels 101 ein den Innenbehälter 200 umgebender Zwischenraum 210 geschaffen wird, in dem ein Isoliermittel 10 vorgesehen ist, um die Übertragung von Außenwärme auf das im Innenbehältervolumen 202 gespeicherte Medium F zu reduzieren. Als Isoliermittel können z.B. Perlite bzw. Gesteine, Glass Bubbles (Glashohlkugeln), Multilayerisoliermittel (also Isoliermittel aus mehreren Schichten), sonstige Schüttgüter oder auch fluide Isoliermittel verwendet werden.

[0023] Zum Aufstellen des Speicherbehälters 1 auf einem horizontalen Untergrund bzw. Fundament U weist der Außenbehälter 200 einen (siehe oben) oder eine Mehrzahl an Außenbehälterfüßen 300 auf, z.B. vier solche Füße 300, wobei in dem Schnitt gemäß Figur 1 zwei solche Außenbehälterfüße 300 gezeigt sind.

[0024] Der jeweilige Außenbehälterfuß 300 ist nun als einseitig offener Hohlkörper ausgebildet, der einen Innenraum 302 des jeweiligen Außenbehälterfußes 300 umgibt. Dabei kann der jeweilige Außenbehälterfuß 300 hohlzylindrisch ausgebildet sein und weist einen Boden 303 auf, mit dem der Speicherbehälter 1 bzw. der jeweilige Außenbehälterfuß 300 auf dem Untergrund U ruht, wobei von dem Boden 303 des jeweiligen Außenbehälterfußes 300 eine umlaufende Seitenwand 304 abgeht, die einen umlaufenden oberen Randbereich 301 aufweist, über den der jeweilige Außenbehälterfuß 300 an einem unteren Bereich oder Boden des Außenbehältermantels 101 festgelegt ist (z.B. über eine Schweißverbindung). Dabei ist jener umlaufende Randbereich 301 des jeweiligen Außenbehälterfußes 300 an einem umlaufenden Randbereich 105 einer Durchgangsöffnung 305 des Außenbehältermantels 101 bzw. des Bodens des Außenbehältermantels festgelegt, so dass der Innenraum 302 bzw. der zweite Zwischenraum 340 (siehe unten) des jeweiligen Außenbehälterfußes 300 über die jeweilige Durchgangsöffnung 305 mit dem ersten Zwischenraum 210 verbunden ist bzw. in diesen übergeht. Der jeweilige Außenbehälterfuß 300 bzw. dessen Seitenwand 304 steht dabei entlang der Längsachse L in Richtung des Untergrundes U von dem unteren Bereich bzw. Boden des Außenbehältermantels 101 ab.

[0025] Der Innenbehälter 200 weist nun seinerseits eine der Anzahl der Außenbehälterfüße 300 entsprechende Anzahl an Innenbehälterfüßen 400 auf, die sich jeweils entlang der Längsachse L erstrecken und über einen Endbereich 402 an einem unteren Bereich des Innenbehältermantels 201 bzw. an einem Boden des Innenbehältermantels 201 festgelegt sind. Jeder Innenbehälterfuß 400 erstreckt sich nun ausgehend vom Innenbehältermantel 201 bzw. -boden in den Innenraum 302 eines zugeordneten Außenbehälterfußes 300 und stützt sich dabei mit einer jenem Endbereich 402 gegenüberliegenden Unterseite 401, die eine Standfläche des jeweiligen Innenbehälterfußes 400 bildet, an dem horizontal verlaufenden Boden 303 des zugeordneten Außenbehälterfußes 300 ab. Die Innenbehälterfüße 400 verlaufen somit jeweils in dem jeweils zugeordneten Außenbehälterfuß 300. Dabei ist zwischen einer nach außen gewandten Außenseite 400a des jeweiligen Innenbehälterfußes 400 und einer dem jeweiligen Innenbehälterfuß 400 zugewandten Innenseite 300b des zugeordneten Außenbehälterfußes 300 ein zweiter Zwischenraum 340 vorhanden, der den jeweiligen Innenbehälterfuß 400 umgibt und über die jeweilige Durchgangsöffnung 305 in den ersten Zwischenraum 210 übergeht. Auch die ersten Zwischenräume 340 können natürlich mit dem (oder einem anderen) Isoliermittel 10 gefüllt sein. Die Außenbehälterfüße 300 können natürlich auch einstückig an den Außenbehältermantel 101 angeformt sein.

[0026] Die erfindungsgemäße Anordnung der Füße 300, 400 ermöglicht somit, dass sich der Außenbehälter 100 bei einem strukturellen Versagen am Innenbehälter 200 abstützen kann, über den die Last dann in den Untergrund U eingeleitet werden kann.

Bezugszeichenliste

[0027] 

1	Speicherbehälter
10	Isoliermittel
100	Außenbehälter
101	Außenbehältermantel
101b	Innenseite
102	Außenbehältervolumen
105	Randbereich
200	Innenbehälter
201	Innenbehältermantel
201a	Außenseite
202	Innenbehältervolumen
210	Erster Zwischenraum
300	Außenbehälterfuß
300b	Innenseite
301	Randbereich
302	Innenraum
303	Boden
304	Seitenwand
305	Durchgangsöffnung
340	Zweiter Zwischenraum
400	Innenbehälterfuß
400a	Außenseite
401	Unterseite bzw. Standfläche
402	Endbereich
F	Fluides Medium
L	Längsachse bzw. Vertikale

Ansprüche

1. Speicherbehälter für fluide Medien, insbesondere kryogene Flüssigkeiten, aufweisend:

- einen Innenbehälter (200) mit einem Innenbehältermantel (201), der ein Innenbehältervolumen (202) zur Aufnahme eines fluiden Mediums (F) umschließt,

- einen Außenbehälter (100) mit einem Außenbehältermantel (101), der ein Außenbehältervolumen (102) umschließt, in dem der Innenbehälter (200) angeordnet ist, so dass zwischen einer Außenseite (201 a) des Innenbehältermantels (200) und einer Innenseite (101 b) des Außenbehältermantels (101) ein erster Zwischenraum (210) ausgebildet wird, und

- wobei der Außenbehälter (100) zumindest einen Außenbehälterfuß (300) aufweist, mit dem der Speicherbehälter (1) auf einem Untergrund (U) abstützbar ist,

dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens eine Außenbehälterfuß (300) als Hohlkörper ausgebildet ist, der einen Innenraum (302) des mindestens einen Außenbehälterfußes (300) umgibt, wobei der Innenbehälter (200) zumindest einen Innenbehälterfuß (400) zum Abstützen des Innenbehälters (200) aufweist, der in jenen Innenraum (302) des mindestens einen Außenbehälterfußes (300) hineinragt.

2. Speicherbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Außenseite (400a) des mindestens einen Innenbehälterfußes (400) und einer Innenseite (300b) des mindestens einen Außenbehälterfußes (300) ein zweiter Zwischenraum (340) ausgebildet ist, der mit dem ersten Zwischenraum (210) verbunden ist.

3. Speicherbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jener zweite Zwischenraum (340) den mindestens einen Innenbehälterfuß (400) umgibt.

4. Speicherbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Isoliermittel (10) in dem ersten Zwischenraum (210) und/oder dem zweiten Zwischenraum (340) angeordnet ist, wobei insbesondere das Isoliermittel (10) den ersten und/oder zweiten Zwischenraum (210, 340) vollständig ausfüllt.

5. Speicherbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Außenbehälterfuß (300) hohlzylindrisch ausgebildet ist.

6. Speicherbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Außenbehälterfuß (300) vom Außenbehältermantel (101) absteht, wobei insbesondere der mindestens eine Außenbehälterfuß (300) mit einem umlaufenden Randbereich (301) an einem umlaufenden Randbereich (105) einer Durchgangsöffnung (305) des Außenbehältermantels (101) festgelegt ist.

7. Speicherbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Außenbehälterfuß (300) nach unten hin durch einen Boden (303) verschlossen ist, der zum Abstützen des mindestens einen Außenbehälterfußes (300) auf dem Untergrund (U) ausgebildet ist.

8. Speicherbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der mindestens eine Innenbehälterfuß (400) mit einer Unterseite (401), die eine Standfläche des mindestens einen Innenbehälterfußes (400) bildet, auf dem Boden (303) abstützt.

9. Speicherbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Innenbehälterfuß (400) am Innenbehältermantel (201) festgelegt ist, insbesondere mit einem jener Unterseite (401) gegenüberliegenden Endbereich (402) des mindestens einen Innenbehälterfußes (400).

Zeichnung