187278. lajstromszámú szabadalom • Tárolórendszer elsősorrban cseppfolyós, vagy gázhalmazállapotú gázok túlnyomásos tárolására
1 187.27« 2 A találmány tárgya tárolórendszer, elsősorban cseppfolyós, vagy gázhalmazállapotú gázok túlnyomásos tárolására, amely két vagy több tartályból, a tárolandó anyag be- ill. kivezetéséhez, adott esetben a tartályok egymással való összekötéséhez szolgáló csővezetékekből, valamint a működtetéshez szükséges csatlakozó- és kezelőszerelvényekből áll. A műszaki gyakorlatban sokszor előforduló feladat nagy mennyiségű, minimum 6 bar nyomású, tárolásra alkalmas közegek, - mint cseppfolyós és gázhalmazállapotú gázok, gőzök és folyadékok - tárolása. Erre a célra alapvetően három, szerkezetében, vagy a kialakítás technológiájában különböző szerkezettípus alkalmazható a jelen ismeretek szerint:- természetes úton kialakult, vagy pl. nukleáris robbantással mesterségesen kialakított földalatti tárolók;- sikbafejthető geometriai felületű tartálytestek, hengerek tartályok;- síkba nem fejthető geometriai felületű tartálytestek, elsősorban gömbtartályok. A föld alatti tárolók nem létesíthetőek tetszés szerint bárhol, márpedig ez a találmány szempontjából alapvető követelmény, ezért ezekkel nem foglalkozunk. A hengeres tartályokat a vegyipar kezdettől fogva alkalmazza háromszáz köbméteres térfogatig, amely méretben a legkedvezőbbek cseppfolyós gázok tárolására. Függőleges tengelyű tartályokban általában folyadékokat, esetleg kisebb nyomású gázokat, míg vízszintes tengelyű - rendszerint készüléknyereggel alátámasztott - fekvő, hengeres tartályokban nagyobb nyomású gázokat szoktak tárolni. A hengeres tartályok előnyei:- egyszerű alapozás, alacsony költségekkel;- egyszerű alátámasztási szerkezet;- a hengerpalást kialakítása viszonylag olcsó, kevés az előállításkor keletkező anyaghulladék; készülék nyereg alkalmazása esetén a szélnyomásos terhelések számítása rendszerint mellőzhető;- hegesztésük könnyen gépesíthető, jó varratminőség mellett;- a hegesztési varratok hossza az egységnyi lemezmennyiséghez viszonyítva kicsiny;- a gyártóművi gépesítés folytán a szerelés egy része előre elvégezhető;- a tartályok szabványosítása viszonylag egyszerű. A felsorolt előnyök mellett hátrányként jelentkezik, hogy;- a felhasznált szerkezeti anyag mennyiségéhez képest kicsi a tárolótérfogat;- a mértékadó feszültség kétszeres nagyságú és gömbtartályoknál adódó feszültséghez képest, azonos átmérő, nyomás és lemezvastagság esetén;- nagy építési területet igényelnek;- az alátámasztás megbízhatósága erősen talajfüggő. Az újabb időkben a korszerű acélipari és hegesztési technológiák lehetővé tették a súly/térfogat viszonyának a hengeres tartályokénál kedvezőbbé tételét, éspedig a síkba nem fejthető palástú, elsősorban gömbtartályok létrehozásával. A műszaki gyakorlatban ma már alternatíva nélkül elfogadták a gömbtartályok alkalmazásának szükségességét a nagymennyiségű kis- és középnyomású közegek tárolására. A cseppfolyós halmazállapotú gázok és folyadékok tárolására 6-20 bar nyomáshatárig legcélszerűbb a legfeljebb 5000 m3 tárolótérfogatú, a gázhalmazállapotú, maximum 10 bar nyomású gázoknál pedig a legfeljebb 50 000 m3 tárolótérfogatú gömbtartályok a legcélszerűbbek. A gömblartályok kétségtelen előnyei:- térfogatuk a sugár harmadik hatványával növekszik, ami a hengeres tartályokénál kedvezőbb tér- és anyagkihasználást tesz lehetővé;- a mértékadó membránfeszültség fele nagyságú a hengeres tartályokéhoz képest azonos átmérő, nyomás és lemezvastagság esetén, ami jelentős anyagmegtakarítást tesz lehetővé;- az alátámasztás megbízhatósága kevésbé talajfüggő;- esztétikusán kivitelezhetőek. A felsorolt előnyök mellett azonban igen komoly hátrányok is jelentkeznek, éspedig:- a szerelési munkálatok döntő hányada helyszini szerelés;- a gömbszegmensek előállítása költséges, ugyanakkor nagy az anyaghulladék;- a hegesztési varratok elkészítésének gépesítése sokkal nehezebb és körülményesebb, mint a hengeres tartályoknál;- a szélterhelés számítására is szükség van;- az alátámasztási rendszerek elkészítése a hengeres tartályokénál bonyolultabb, és több szerkezeti anyagot igényel. Az elmondottak alapján a nemzetközi gyakorlatban kialakultak a nagyságrendek és stabilizálódtak a méretek, úgyhogy a fejlesztők és konstruktőrök csak az adott keretek közötti kisebb-nagyobb minőségijavításokra törekedtek. A gömbtartályoknál a legkritikusabbnak bizonyult az alátámasztások konstrukciója, ezért a legtöbb gyártó erre saját szabadalmakat dolgozott ki. így például ismert a 162 509 lajstromszámú magyar szabadalomból gömbtartály légnemű és/vagy cseppfolyós gázok tárolására. De vannak szabadalmak hengeres tárolótartályokra is, például a 165 126 lajstromszámú magyar szabadalomból ismert összetett és előfeszített falú nagynyomású berendezés, valamint eljárás annak előállítására. A felvetett műszaki probléma így vázolható fel: gázok tárolásának legkedvezőbb módja a túlnyomásos tárolás, lehetőleg a gázok cseppfolyós halmazállapotában. Ez a feltétel - például kőolajszármazékok rövid szénláncú vegyületeinél - gömbtar5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
