DE2507424B2

DE2507424B2 - Verfahren zur Herstellung der Auskleidung eines Speicherraumes für Flüssiggas

Info

Publication number: DE2507424B2
Application number: DE2507424A
Authority: DE
Inventors: Ake Tumba Calminder
Original assignee: WP System AB
Current assignee: WP System AB
Priority date: 1974-02-27
Filing date: 1975-02-21
Publication date: 1981-06-25
Also published as: DE2507424C3; FR2262251B1; ES435092A1; DD118140A5; JPS5852120B2; SE380501B; FR2262251A1; SE7402590L; US3990248A; DE2507424A1; FI66479C; CA1013954A; FI750565A7; NO151796C; NO151796B; GB1500114A; NO750657L; SU682115A3; FI66479B; CS207340B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der Auskleidung eines Speicherraumes für Flüssiggas, bei welchem auf eine Wand eine dicke Isolationsschicht aus Schaumstoff und direkt darüber eine dünne Dichtungsschicht aus einem undurchlässigen Material haftend aufgespritzt werden.

Bei einem bekannten Verfahien dieser Art wird an der Innenseite der Wand eines Speicherbehälters eine aus Schaumstoff bestehende Isolationsschicht mit glatter Innenfläche angebracht. Die Isolationsschicht wird im Behälterinnern mit einer dünnen Dichtungsschicht bedeckt, über der eine weitere Schaumstoffschicht angebracht wird (US-PS 35 02 239). Die Isolationsschicht dient der Wärmeisolierung des Behälters und die auf ihr befestigte Dichtungsschicht stellt eine flüssigkeitsdichte Trennschicht dar, die verhindert, daß das Flüssiggas in die poröse Isolationsschicht eindringt. Die die Innenfläche des Behälters bildende weitere Schaumstoffschicht schützt die Isolationsschicht vor Beschädigungen. Alle Schichten haben glatte Oberflächen. Infolge des großen Temperaturunterschiedes, dem die Schichten ausgesetzt sind, treten in diesen Schichten beträchtliche Kontraktionskräfte auf. Die Schrumpfung liegt im Bereich von 1 cm pro Meter. Infolge dieser Ternperaturschrumpfungen können in den Schichten Risse auftreten, die zu Undichtigkeiten und schließlich zur Zerstörung der Behälterauskleidung führen. Die bekannte Konstruktion ist daher nur für die Kurzzeitspeichcrung, z. B. von Raketentreibstoffen, eeeienet. wobei die Isolationsschichten nicht die Möglichkeit haben, die tiefe Temperatur des Flüssiggases anzunehmen.

Zur Auskleidung von Gesteinshöhlen unter der Erdoberfläche ist es ferner bekannt, auf die Wand der ■> Gesteinshöhle eine Schaumsioffschicht aufzuspritzen. Auf diese Schaumstoffschicht werden Fasermatten aufgelegt und auf die Fasermatten wird eine weitere Schaumstoffschicht aufgespritzt (GB-PS 11 08 893). Der Schichtauftrag erfolgt jeweils in gleichmäßiger Stärke,

ίο so daß die wellenförmige Struktur der Wände der Gesteinshöhle zu ebenfalls wellenförmigen Schaumstoff- und Faserschichten führt. Infolge der zwischen den Dichtungsschichten angeordneten Faserschichten können sich die Dichtungsschichten relativ zueinander

is verschieben, so daß Kontraktionen der einen Schicht nicht auf die nächstfolgende Schicht übertragen werden. Die innerste Dichtungsschicht wird mit einer Isolationsschicht bedeckt, die ebenfalls einen wellenförmigen Verlauf haben kann. Wenn der Aufbau der Dichtungs- und Faserschichten auf einer im wesentlichen ebenen Gesteinswand erzeugt wird, werden vor der Anbringung der Isolationsschicht auf der innersten Glasfaserschicht wellenförmige Elemente montiert, über die die flüssigkeitsdichte Isolationsschicht gelegt wird. Auf diese Weise erhält die Isolationsschicht eine wellenförmige Struktur, wobei die Wellenberge hohl unterlegt sind, um Rißbildungen in der Dichtungsschicht zu vermeiden. Die Montage von Hohlprofilleilen vor dem Aufbringen der Dichtungsschicht erfordert einen

μ zusätzlichen Aufwand und den Einsatz von Fremdmaterial.

Schließlich ist es bekannt, über der Wand eines Speicherbehälters ein Wellblech anzuordnen, das mit Schaumstoff hinterspritzt wird. Der Schaumstoff nimmt

J5 die Kontur des Wellblechs an, das als verlorene Schalung an der Behälterwand verbleibt und eine Dichtungsschicht bildet (GB-PS 9 24 803).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei

■»ο dem ohne zusätzliche Fremdmaterialteile eine Profilierung der einzelnen Schichten in der Weise erfolgt, daß thermisch bedingte Materialspannungen ausgeglichen werden, um die Beständigkeit der Speicherraumauskleidung gegenüber Temperaturänderungen, sowie die Dichtigkeit, zu erhöhen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß nach dem Aufspritzen der Isolationsschicht die dem Speicherraum zugewandte Oberfläche durch direktes Aufspritzen von Strängen aus Isolations-

■>" material profiliert wird, daß auf die profilierte Oberfläche die Dichtungsschicht in gleichmäßiger Stärke aufgespritzt wird, und daß das Aufspritzen der Isolationsschicht, das Profilieren der Oberfläche und das Aufspritzen der Dichtungsschicht in gleicher Folge

^r>⁵ mehrmals wiederholt werden.

Bei diesem Verfahren erfolgt nach dem Aufspritzen einer jeden Isolationsschicht eine Profilierung in dieser Schicht nach einem willkürlichen und frei wählbaren Muster. Zur Profilgebung werden Stränge aus Isolationsmaterial mit beliebigem Verlauf auf die Isolationsschicht aufgespritzt. Die Isolationsschicht hat somit nicht notwendigerweise eine gleichmäßige Stärke, Die Wellenberge bzw. Stränge einer Profilierung brauchen nicht mit den Wellenbergen bzw. Strängen der darunterliegenden Profilierung übereinzustimmen. Auf die so profilierte Oberfläche der Dichtungsschicht wird dann eine Isolationsschicht aufgetragen, die direkt an der Dichtungsschicht flächenmäßig anliegt bzw. haftet.

Dies hat zur Folge, daß bei Kontraktionen der Dichtungsschicht die Wellenberge bzw. Stränge eingedrückt werden und nachgeben. Auf diese Weise hat jede Dichtungsschicht die Möglichkeit, sich unter *\usübung eines Druckes auf die Wellenberge der darunterliegenden Isolationsschicht zusammenzuziehen. Sollten dennoch an einer der Dichtungsschicht Lndichtigkeiten auftreten, kann das Flüssiggas nur durch die angrenzende Isolationsschicht bis zur nächstfolgenden Dichtungsschicht vordringen. Da diese in gleicher Weise durch die Zusammendrückbarkeit der Wellenberge der darunterliegenden Isolationsschicht die Möglichkeit hat, sich zusammenzuziehen, ist sie in der Lage, die erforderliche Temperaturanpassung voll mitzumachen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl zur Auskleidung von oberirdischen Flüssiggastanks "benutzt werden, als auch zur Auskleidung von unter der Erdoberfläche befindlichen Erd- oder Gesteinshöhlen.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf di^ Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine unterirdische Speicherhöhle entlang der Linie I-I in F i g. 2,

Fig. 2 einen Querschnitt der Speicherhöhle entlang der Linie H-Il der Fig. 1 und

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch die Auskleidung der Wandisolation der Spei -herhöhle.

Auf herkömmliche Weise wird durch Sprengung eine Gesteinshöhle in Form eines waagerechten Tunnels hergestellt, dessen Querschnitt in F i g. 2 dargestellt ist. Die Gesteinshöhle kann z. B. ein Speichervolumen von 50 000 m³ aufweisen, was einer Breite von 20 m, einer Maximalhöhe von 20 m und einer Länge von 130 m entspricht. Von einem Ende der Gesteinshöhle erstreckt sich ein senkrechter Schacht 4 zur Aufnahme von Füll- und Drainageleitungen 6, Meßinstrumenten, Meßleitungen u. dgl. nach oben zur Bodenfläche. Der Schacht wird gegen den Hohlra'im 2 durch einen Betonabschluß 8 verschlossen, durch den die Leitungen hindurchgeführt sind. Am Boden der Gesteinshöhle direkt unter dem Schacht kann ein Graben 10 vorgesehen sein, in dem sich das Flüssiggas sammelt.

Alle Gesteins- und Betonflächen in der Gesieinshöhle haben eine Auskleidung 12, die in Fi g. 3 dargestellt ist. Die Cesteinsfläche ist durch verhältnismäßig eng beieinander liegende Bohrungslöcher 16 mit gestrichelt dargestelltem Epoxyharz 14 abdichtend ausgespritzt. Ai'f der abgedichteten Gesteinsfläche befindet sich eine

ίο Sperrschicht 18 aus halbhartem Epoxyharz oder einem Urethan-Kunststoff mit einer Dicke von etwa 0,5 mrn. Über der Sperrschicht 18 liegen mehrere Isolationsschichten 20 aus zelligem Urethan-Kunststoff mit einer Dicke von etwa 3 bis 8 cm. Auf die Oberflächen der Isolationsschichten 20 sind zahlreiche Stränge 22 aufgetragen. Außerdem ist auf die Oberfläche jeder profilierten Isolationsschicht 20 eine Dichtungsschicht 24 mit einer Dicke von etwa 0,5 bis 2 mm aufgetragen. Die Auskleidung besteht aus insgesamt fünf Isolationsschichten 20 mit den Strängen 22 aus zelligem Urethan-Kunststoff und den dazwischen liegenden Dichtungsschichten 24.

Tunnel 28, die in Längsrichtung der Gesteinshöhle ausgesprengt sind, dienen als Wärmekanäle zur Erwärmung des Gesteins. Zwischen den Tunneln 28 erstrecken sich strichpunktiert angedeutete Bohrlochvorhänge 30, durch die die Erwärmung des Gesteins in der Nähe des Speicherraumes mit Hilfe erwärmten Wassers erfolgt.

Druck und Temperatur des gespeicherten Gases werden so gewählt, daß ein ausreichender Sicherheitsspielraum zu der kritischen Temperatur und dem Druck des Gases verbleibt. Für Erdgas kann eine Temperatur von z. B. etwa — 12O⁰C gewählt werden, bei der das Gas

J5 einen Druck von etwa 10 bar hat. Hierbei kann der Eigendruck des Gases zum Ausbringen aus der Gesteinshöhle ausgenutzt werden. Für Äthylen kann beispielsweise eine Speichertemperatur von etwa — 90°C gewählt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung der Auskleidung eines Speicherraumes für Flüssiggas, bei welchem auf eine Wand eine dicke Isolationsschicht aus Schaumstoff und direkt darüber eine dünne Dichtungsschicht aus einem undurchlässigen Material haftend aufgespritzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufspritzen der Isolationsschicht (20) die dem Speicherraum zugewandte Oberfläche durch direktes Aufspritzen von Strängen (22) aus Isolationsmaterial profiliert wird, daß auf die profilierte Oberfläche die Dichtungsschicht (24) in gleichmäßiger Stärke aufgespritzt wird, und daß das Aufspritzen der Isolationsschicht (20), das Profilieren der Oberfläche und das Aufspritzen der Dichtungsschicht (24) in gleicher Folge ;nehrmals wiederholt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsschichten (20) jeweils in einer Dicke im Bereich von 2 bis 8 cm aufgetragen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Naturgasspeicherung bei etwa -160⁰C bis -17O⁰C und bei im wesentlichen atmosphärischem Druck sämtliche Isolations- und Dichtungsschichten (20, 24) in einer Gesamtdicke von etwa 20 bis 30 cm aufgetragen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsschichten aus zelligem oder porösem Urethan-Kunststoff und die Dichtungsschichten aus halbhartem Urethan-Kunststoff mit einer Dicke im Rereich von 0,5 bis 2 mm hergestellt werden.