DE2507424C3

DE2507424C3 - Verfahren zur Herstellung der Auskleidung eines Speicherraumes für Flüssiggas

Info

Publication number: DE2507424C3
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: 1982-03-04
Also published as: FI750565A7; GB1500114A; CA1013954A; IT1033160B; SE380501B; SU682115A3; FR2262251B1; CS207340B2; ES435092A1; DE2507424A1; US3990248A; FR2262251A1; FI66479B; NO151796C; DE2507424B2; SE7402590L; NO151796B; DD118140A5; FI66479C; NO750657L

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 Verfahren dieser Art wird an der Innenscte der Wand eines Speicherbehälters eine aus Schaumstoff bestehende Isolationsschicht mit glatter Innenfläche angebracht. Die Isolationsschicht wird im Behälterinnern mit einer dünnen Dichtungs-Schicht bedeckt, über der eine weitere Schaumstoff-Schicht angebracht wird (US-PS 35 02 239). Die Isolationsschicht dient der Wärmeiiolierung des Behälters und die auf ihr befestigte Dichtungsschicht stellt eine flüssigkeitsdichte Trennschicht dar, die verhindert, daß das flüssiggas in die poröse Isolationsschicht eindringt. Die Jie 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 I cm pro Meter, Infolge dieser Temperaturschrumpfungen können in den Schichten Risse auftreten, die zu Undichtigkeiten und schließlich zur Zerstörung der Behälterauskleiduhg führen. Die bekannte Konstruktion ist daher nur für die Kurzzeitspeieherungi z-. B, von Raketentreibstoffen, geeignet, wobei die Isolatiortsschichien 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 Schaumstoffschicht aufzuspritzen. Auf diese Schaumstoffschicht werden Fasermatten aufgelegt und auf die Fasermatten wird eine weitere Schaumstoffschicht aufgespritzt (GB-PS 11 OS 893). DPr 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

|5 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 Hohlprofilteilen vor dem Aufbringen der Dichtungsschicht erfordert einen zusätzlichen Aufwand und den Einsatz von Fremdmaterial.

Schließlich ist es bekannt, über der Wand eines Speicherbehälters ein Wellblech anzuordnen, das mit Schaumstoff hin'erspritzt wird. Der Schaumstoff nimmt die Kontur des Wellblechs an, das als verlorene Schalung an der Behälterwand verbleibt uM eine Dichtungsschicht bildet (GB-PS 9 24 803).

Der Erfindung liegt dit Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem ohne zusätzliche Fremdmat°rialteile eine Profilierung der einzelnen Schichten in der Weise erfolgt, daß thermisch bedingte Materialspannungen ausgeglichen werden, um die Beständigkeit der Speicherraumauskieidung gegenüber Temperaturänderungen, sowie die Dichtigkeit, zu erhöhen

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß nach dem Aufspritzen der Isolations schicht die dem Speicherraum zugewandte Oberfläche durch direktes Aufspritzen von Strängen aus Isolationsmaterial profiliert wird, daß auf die profilierte Oberflache die Dichtungsschicht in gleichmäßiger Stärke aufgespnt/t wird, und daß das Aufspritzen der Isolationsschicht, das Profilieren der Oberfläche und das Aufspritzen der DiL-htungsschicht in gleicher Ki.lge mehrmals wiederholt werden.

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

Dies hat zur Folge, daH bei Kontraktionen der Dichtungsschicht die Wellenberge bzw. Stränge eingedrückt werden und nachgeben. Auf diese Weise hat jede Dichtungsschicht die Möglichkeit, sich unter Ausübung eines Druckes auf die Wellenberge der darunterliegenden Isolationsschicht zusammenzuziehen. Sollten dennoch an einer der Dichtungsschicht Undichtigkeiten 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 die 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-II der F i g. 1 und

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch die Auskleidung der Wandisolation der Speicherhöhle.

Auf herkömm'iche Weise wird durch Sprengung eine Gesteinshöhle in Form eines waagerechten Tunnels hergestellt, dessen Querschnitt in Fig. 7 dargestellt in. Die Gesteinshöhle kann z. B. ein Speichervolumen von 50 00Om³ 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 Füil- und Drainageleitungen 6, Meßinstrumenten, Meßleitungen u. dgl. nach oben zur Bodenfläche. Der Schacht wird gegen den Hohlraum 2 durch einen Betonabschluß 8 verschlossen, durch den die Leitungen hilldurchgeführt sind. Am Boden der Gesteinshöhle direkt unter d^m Schacht kann ein Graben 10 vorgesehen sein, in dem sich das Flüssiggas sammelt.

Alle Gesteins- und Betonflächen in der Gesteinshöhle haben eine Auskleidung 12, die in F i g. 3 dargestellt ist. Die Gesteinsfläche ist durch verhältnismäßig eng beieinander liegende Bohrungslöcher 16 mit gestrichelt dargestelltem Epoxyharz 14 abdichtend ausgespritzt. Auf der abgedichteten Gesteinsfläche befindet sich eine

ίο Sperrschicht 18 aus halbhartem Epoxyharz oder einem Urethan-Kunststoff mit einer Dicke von etwa 0,5 mm. 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 aine Dichtungsschicht 24 mit einer Dicke von etwa 0,5 bis 2 mm aufgetragen. Die Auskleidung besteht aus insgesamt lünF Isolationsschichten 20 mit den Strang ι 22 aus zelligem i irethan-Kuii-lsioff und den dazwischen liegenden Dichtungsschichten 24.

Tunnel 28, die in Längsrichtung der Gesteinshohle ausgesprengt sind, dienen als Wärmekanäle /ur Erwärmung des Gesteins. Zwischen den Tunneln 28 erstrecken sich strichpunktiert angedeutete Bohrlochvorhänge 30, durch d^;e 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 —120° C gewählt werden, bei der das Gas 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 son 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 mehrmals 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 -160³C bis —170"C 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 1 bis 3. daüurch gekennzeichnet, daß die Isolationsschichten aus zelligein oder porösem Urethan-Kunststoff und die Dichtungsschicl ten ai halbhartem Urethan-Kunststoff mit einer Dirke im Bereich von 03 bis 2 mm hergestellt werden.