EP0641728A1 - Tankanlage - Google Patents

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Publication number
EP0641728A1
EP0641728A1 EP93810913A EP93810913A EP0641728A1 EP 0641728 A1 EP0641728 A1 EP 0641728A1 EP 93810913 A EP93810913 A EP 93810913A EP 93810913 A EP93810913 A EP 93810913A EP 0641728 A1 EP0641728 A1 EP 0641728A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tank
heating
tank system
line
heater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP93810913A
Other languages
English (en)
French (fr)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
U Ammann Maschinenfabrik AG
Original Assignee
U Ammann Maschinenfabrik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by U Ammann Maschinenfabrik AG filed Critical U Ammann Maschinenfabrik AG
Publication of EP0641728A1 publication Critical patent/EP0641728A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/06—Details or accessories
    • B67D7/78—Arrangements of storage tanks, reservoirs or pipe-lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/74—Large containers having means for heating, cooling, aerating or other conditioning of contents
    • B65D88/744—Large containers having means for heating, cooling, aerating or other conditioning of contents heating or cooling through the walls or internal parts of the container, e.g. circulation of fluid inside the walls

Definitions

  • the invention relates to a tank system for storing a medium to be stored at elevated temperature, in particular bitumen, with at least one tank and an electrical heater for heating and / or keeping the medium or bitumen in the tank warm. Furthermore, the invention relates to such a tank system with a line system to remove the medium or bitumen. Finally, the invention also relates to a tank system of the type mentioned at the beginning with a filling station, with which the at least one tank can be filled from above with the liquid medium delivered and stored on tank vehicles, and to a method for operating the filling station.
  • bitumen (sometimes also tar) was delivered in barrels and brought to the processing temperature in melting tanks. With the introduction of the transport of hot bitumen in tank vehicles, heated storage tanks also had to be installed.
  • Thermal oil heaters are therefore widely used to heat storage tanks.
  • the thermally insensitive thermal oil is brought to the desired temperature and supplied to the consumers via pumps.
  • Pipes carrying bitumen can also be heated uniformly using double jacket pipes or accompanying pipes.
  • Thermal oil aggregates for heating the tanks have various Disadvantages such as B. high investment costs, high maintenance costs, poor efficiency in partial load operation, poor controllability of the heating circuits etc.
  • the object of the invention is to provide a tank system of the type mentioned, which is characterized by a good energy balance, low maintenance and high operational reliability.
  • the solution is that the at least one tank is surrounded by a self-supporting outer shell and a volume of space between the outer shell and the tank is completely filled with a granular insulation material.
  • Granular insulation materials ensure a much greater homogeneity of the insulation and, in practical applications, their insulation values do not essentially differ from the laboratory values. This differs from fiber-like insulation materials.
  • the fact that the tank and the outer shell do not have to be connected to one another means that thermal bridges can be systematically avoided.
  • Preferably two or more cylindrical tanks are provided, which are arranged upright next to each other in a common, essentially cuboid outer shell in a radiation-minimizing arrangement. In this way the heat loss can be kept fairly low.
  • the thickness of the insulation should be matched to the thermal conductivity of the insulation material such that the radiation is on average less than 20 W / m2, in particular not more than 15 W / m2.
  • the outer shell is formed by load-bearing insulation plates.
  • the outer shell therefore not only performs a statically load-bearing function, but also a thermally insulating function. Accordingly, the amount of granular insulation material can be reduced or, conversely, the total insulation value can be increased.
  • Particularly preferred insulation materials are expanded or Puffperlite, which have a very low density. It is advantageous for. B. also vermiculite. These and other granular insulation materials can be made hydrophobic. The moisture, which as a rule considerably reduces the insulation value in the case of conventional thermal insulation materials, cannot get stuck in the insulation according to the invention and is therefore largely kept away.
  • the entire height of the tanks is immersed in the insulation material.
  • the outer shell is so high that a weather-protected space is formed above the insulation material to keep the tanks accessible.
  • the above-mentioned roof space should allow any rising damp to be removed.
  • Filling and emptying lines are routed as far as possible in the granular insulation material inside the outer shell (i.e. between the tank and outer shell).
  • a part located outside the outer shell, which serves, for example, to lead the bitumen to a mixing station, is provided with accompanying insulation, and in such a way that the lines mentioned are insulated over their entire length with approximately the same effective value.
  • a tank system with at least one tank and with a line system for removing the medium is distinguished according to the invention in that the line system comprises metal tubes which can be heated directly electrically.
  • Such a heater is extremely uniform and structurally simple. Furthermore, the risk of a non-locatable power cut is eliminated.
  • the metal pipes are preferably made of stainless steel, which has an approximately five times higher resistance value than the typical pipe materials (such as Fe). This creates a larger voltage drop across the piping system, which affects the control of the current flow or simplified the electrical structure of the power source.
  • the line system is preferably supplied with current by a transformer such that the heating power is less than 1 kW / m, in particular approximately 0.5 kW / m. Such an output is sufficient to keep the line warm. A heating function of the line system is therefore not sought.
  • Two-sided electrically insulated flange connections are provided for connecting the line system to a power source. Such a flange connection can also be used to bridge electrically controllable valves or other components. The two pieces of pipe connected to the valve are connected directly via a separate conductor (cable).
  • a transformer with a plurality of voltage taps is preferably provided as the current source.
  • the voltages that can be tapped are all in a range that has been roughly calculated based on the cable length. By connecting the correct voltage tap, the effective heating power can be set to a desired value, which is difficult to determine theoretically, however.
  • the line system is preferably designed as a ring stub with at least two pumps.
  • the medium can thus be removed in two different ways (removal by means of a ring line, removal by means of a stub line), which is particularly advantageous if two different types of bitumen have to be used for a mixture. There is also a certain redundancy of the withdrawal system.
  • a separately controllable second heater for keeping warm is provided.
  • the two heaters differ significantly in terms of their output range, with the booster heater being dimensioned for rapid heating.
  • the second heater should compensate for any heat losses with a constant and low heating output.
  • the performance ranges differ by one Factor 5-10.
  • both the temperatures of the heating surfaces and that of the medium are checked and controlled.
  • the control circuit is designed in the sense of a cascade control in such a way that the actual temperature of the medium is always kept as close as possible to the target temperature by fine-tuning the heating power and the actual temperature of the heating surface is in any case not exceeded a predetermined maximum temperature. According to the invention, work is therefore carried out not only according to the on / off principle, but also according to a method dependent on the temperature difference (for example with a proportional integral controller).
  • the two heaters as a wall ring or.
  • the wall ring heater can be formed by a multiplicity of flat, ring segment-shaped heating rods applied on the outside.
  • the heating elements are known designs with an electrically conductive core and an electrically insulating jacket.
  • the heating elements have a mutual spacing of typically 10-30 cm, in particular of approximately 20 cm, in order to be able to deliver an output of at most 2.4 kW / m2.
  • the heating elements are preferably too separate in terms of circuitry operable heating areas summarized.
  • the heating areas can be switched on and off depending on the level.
  • a half-full tank can also be heated in an energy-saving manner.
  • the booster heater comprises a register heater made of solid stainless steel strips which is arranged in the interior of the tank and which can be supplied with current by a low-voltage high-current source.
  • the wide heating tapes not only offer a large heating surface, but are also mechanically very stable.
  • a breakthrough heater is additionally provided which, when the solidified bitumen is warmed up, creates a liquid passage upwards through which the medium expanding during heating can escape. It is preferably a vertically arranged, directly heated pipe which essentially passes through the tank from top to bottom. This breakthrough heater is very effective. If a tank installation is undesirable, a heating rod mounted vertically on the outer wall of the tank can be provided instead. This also ensures that the solidified bitumen is first melted along a vertical channel.
  • the surface temperature of a register arranged in the interior of the tank is not measured directly but indirectly.
  • a pipe protruding into the interior of the tank and sealed off at the inner end has the same surface and cross-section as the bands of the register heater. The same current is applied as the register heater.
  • a temperature sensor measures the surface temperature, which essentially corresponds to the surface temperature of the heating register. In this way, the temperature sensor does not come into contact with the bitumen.
  • the pipe is connected in series with the heater so that the same heating current flows through it.
  • the outputs of the heaters are controlled by means of thyristors in a pulse group connection.
  • Pulse group switching means that only whole half-waves are allowed through (no phase gating) and that the power is set by the length of the pulse group. Since the electricity network is only slightly disturbed in this way, a complex damping network can largely be dispensed with.
  • an automatic filling station for a tank system of the type mentioned, with which the at least one tank can be filled from above with the liquid medium that is delivered and stored on tank vehicles, has a collecting container, one that can be emptied into the collecting container and ends at the top of the tank Riser pipe, a filler pipe which can be connected to the tanker and opens into the riser pipe, a pump for conveying the medium and a suction pipe for sucking in the medium located in the collecting container.
  • a filling station controller ensures that a liquid column in the riser after filling the tank is emptied into the collection container and that the contents of the collection container are automatically filled into the container at the beginning of the next time the tank is filled Tank is transported. In this way it is excluded that incorrect manipulation can lead to the hot bitumen in the riser coming out of the filling line backwards.
  • the filling and suction lines are switchable upstream of the pump via a three-way valve.
  • the riser in turn, can be emptied into the collection container via a valve.
  • the valves mentioned are automatically operated by the filling station controller.
  • the collecting container preferably also serves as a condensate collecting vessel.
  • the gas suspension line of the tank opens into the collection container. It is guided as far as possible outside the outer shell and preferably has cooling fins so that the vapors condense in the gas exchange line.
  • the tanks in the uppermost area are mutually connected with level compensation lines.
  • the equalization lines mentioned are located slightly below the mouths of the tank ventilation. If a tank is accidentally overfilled, its contents initially flow into another tank before its contents (in the worst case) get into the collection container or to the outside via the tank ventilation.
  • a method for operating said filling station is characterized by the following steps: First, the contents of the collection container are pumped into the tank. After a predetermined time, the three-way valve is switched from the intake line to the fill line and the contents of the vehicle are pumped into the tank. Is this If the tanker is empty, the valve is switched from the filling line to the suction line again and pumped on for a certain time. The riser pipe is then emptied into the collection container by either running the pump backwards or opening the valve closing the riser pipe against the collection container. In this way it can be ensured that the contents of the riser pipe can never blow backwards out of the filling line, but in any case is emptied into the collecting container. By always pumping out the liquid content of the collecting container first, it should be ensured that there is always enough space in it for the contents of the riser.
  • the filling level of the collecting container can be automatically monitored and if a certain level is exceeded, a heating can be switched on, which ensures that the bitumen in the collecting container is always liquid the next time the tank is filled, so that the entire contents of the collecting container can be pumped into the tank system.
  • the bitumen tank system according to the invention is based on a three-stage concept.
  • a top level main goal
  • the aim is not to have to provide heating power.
  • the entire tank system should be so well insulated that heat loss during the season between refills can be neglected. If care is taken to ensure that the bitumen is always delivered at a sufficiently high temperature, the thermal losses between refills can be compensated for by the sufficiently hot, newly filled in bitumen (passive heating).
  • the heating output should be as low and uniform as possible (floor heating in the lower output range).
  • a powerful (booster heater) is used. With this heater, a strong heating of the medium can be achieved within a short time. However, this should only happen in rare cases (e.g. at the beginning of the season, longer, extraordinary heating interruptions, etc.). At level three, the system runs a maximum of 5% of its operating time.
  • the 3-stage concept has advantages in terms of operating costs. In electrical systems, it is not only the total energy consumption that is important, but also the power required in each case. By using booster heating sparingly, the performance tariff naturally only has a limited impact.
  • FIG. 1a-d show tank systems with 1 to 4 tanks 2, 2.1, 2.2, ..., 2.9, which are set up in a radiation-minimizing arrangement.
  • the representations represent longitudinal axis cross sections of the elongated, cylindrical tanks 2, 2.1, ..., 2.9.
  • Such a tank 2, 2.1, ..., 2.9 typically has a capacity of approximately 60 t of bitumen.
  • the cylindrical tanks 2, 2.1, ..., 2.9 are arranged upright so that the surface of the bitumen level and thus the oxidation of the bitumen with atmospheric oxygen is as small as possible.
  • 1, 2, 3 or 4 Fig.
  • tanks 2 or 2.1, 2.2 or 2.3, 2.4, 2.5 or 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 are each in a common outer shell 1 or 1.1 or 1.2 or 1.3 arranged.
  • the tanks are as close together as possible.
  • the volume of space between tanks 2 or 2.1, 2.2 or 2.3, 2.4, 2.5 or 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 and the respective outer shell 1 or 1.1 or 1.2 or 1.3 is completely granular or powdery Insulation material 3 or 3.1 or 3.2 or 3.3 filled out.
  • the outer shell 1 or 1.1 or 1.2 or 1.3 has the primary task of holding the free-flowing insulation material 3 or 3.1 or 3.2 or 3.3.
  • outer shell is essentially cuboid, it is particularly easy to construct (standard solution). In principle, triangular or other polygonal or. prismatic floor plans or spatial shapes can be selected.
  • Fig. 2 shows the system of FIG. 1b in section II cylindrical tank 2.1 is elongated and has a cambered resp. dome-shaped bottom 2.11, an upwardly curved ceiling 2.12 and a jacket wall 2.13.
  • a closable hatch 30.1 is provided in the ceiling 2.12.
  • the tank 2.1 is completely surrounded by the fine-grained insulation material 3.1.
  • a roof space 5 is provided under a roof 4 and is accessible via a ladder 6. In principle, the tank 2.1 can therefore be walked on at any time.
  • the roof 4 is designed as a sloping roof. It keeps the weather away, but is otherwise not particularly thermally insulated.
  • the heating energy can be specifically introduced into the bitumen. While in thermal oil heating the heating system itself has a large amount of heat radiation and heat capacity, which can only be limited with insulation and at the same time can be reduced in costly manner, the electrical heaters are mounted in or at least directly on the tank.
  • the losses can be kept so small that heating is not necessary between the refills during the season.
  • the cooling between the periodic fillings does not exceed 2 ° C., preferably 1 ° C. when the tank is full and for 24 hours.
  • the bitumen can therefore be stored in a range of 160-180 ° C with slight temperature fluctuations.
  • the insulation is so designed that the total loss of a 60 t bitumen tank with a surface area of approx. 100 m2 does not exceed 15 W / m2 (at a temperature difference of 150-200 ° C). This is achieved with very good insulation and short cable routing, which is described in detail below.
  • the uninsulated tanks are placed close to each other and completely immersed together in the granular insulation material.
  • the thickness of the insulation and thus the minimum distance between the tank wall and the outer shell is approximately 150-200 mm.
  • a puff or expanded perlite is used as insulation material. This is obtained in a manner known per se by heating a volcanic rock glass with a rhyolite composition. When heated, the material expands to a light, pumice-like "rock foam". Another preferred substance is vermiculite.
  • the powdered insulation material has the advantage that the density, which is very important for the insulation value, is largely independent of the type of manufacture and application of the insulation material.
  • the pouring insulation material also has the advantage that no supporting connections are required between the tank and the outer shell (thermal bridges), that there are no air holes (e.g. due to tank movements due to temperature fluctuations) and that the moisture, which affects the insulation ability, is made hydrophobic by the powder can be kept away.
  • powdered insulation material can be removed if necessary for a revision of the tank system or a repair (it flows almost like a liquid) and refilled after the work has been completed.
  • the outer shell statically supports the powdered insulation material and keeps it leakproof.
  • the outer shell 1.1 it can be advantageous to use the outer shell 1.1 to be built from self-supporting insulation panels or panels. This not only eliminates the need for a complex steel support structure, but also increases or increases the insulation value. the required amount of expanded perlite can be reduced.
  • Fig. 3 shows a diagram of a tank system with three tanks 2.3, 2.4, 2.5.
  • Each of the three tanks 2.3, 2.4, 2.5 has a bottom resp. Wall ring heating 7.1 resp. 7.2 resp. 7.3, a register heater 8.1 respectively. 8.2 resp. 8.3 and a breakthrough heater 9.1 respectively. 9.2 resp. 9.3.
  • Floor resp. Wall heaters 7.1, 7.2, 7.3 consist of conventional heating coils or heating rods (round or flat profiles with an electrically insulated core). The heating coils or heating rods are on the outside on the floor. mounted on the wall. So they do not require breakthroughs in the tank wall.
  • the output of the floor heating is typically of the order of 6 kW, which leads to a target heating load of less than 0.1 W / m2. Local overheating (which can lead to undesirable cracking of the bitumen) can thereby be avoided.
  • the wall ring heater is formed by a multiplicity of heating ring segments spanned onto the outer wall essentially perpendicular to the longitudinal axis of the tank.
  • the individual ring segments have a mutual distance of z. B. 20 cm. They are preferably formed from (e.g. 15 mm wide) flat profiles in order to ensure the greatest possible heat transfer to the tank wall. The distance is chosen so that the tank wall is heated as evenly as possible. Because the ring segments are relatively closely spaced, there is a certain redundancy, which is advantageous in view of their difficult accessibility (they are completely surrounded by the powdered insulation material).
  • the ring segments are preferably clamped to pins provided on the outer wall of the tank by means of strong springs.
  • the pin anchoring can be dispensed with if two or more ring segments are braced against one another with springs or the like.
  • other fastening options are also conceivable.
  • the heating rings are divided into several (e.g. three to four) annular heating areas which can be switched on or off depending on the fill level of the tank. If the tank is only half full, for example, only the lower half of the wall ring heating needs to be switched on. The power consumption can be adjusted accordingly to the fill level.
  • the bitumen can be heated up relatively quickly if necessary using the wall heating (e.g. at the beginning of the season).
  • the wall ring heater can thus be used as a booster heater.
  • the wall ring heating should work with the smallest possible temperature differences (e.g. approx. 5 ° C).
  • the register heater 8.1 respectively. 8.2 resp. 8.3 is a directly heated, low-voltage, high-ampere coil made of stainless steel. It is with three-phase current from a transformer 10.1 resp. 10.2 resp. 10.3 operated.
  • the register heater comprises e.g. B. three stainless steel strips 33.1, 33.2, 33.3, which are hung one above the other and not too far from the bottom 2.31 of the tank 2.3 electrically isolated.
  • the cross section of the stainless steel strips 33.1, 33.2, 33.3 is e.g. B. 5 x 120 mm2.
  • Each of the three stainless steel bands 33.1, 33.2, 33.3 is a "ring meander" with z. B. four 270 ° ring segments are bent (see FIG. 5b). The ring segments are arranged concentrically and cover the largest possible cross-sectional area of the cylindrical tank 2.3.
  • Each of the three stainless steel strips 33.1, 33.2, 33.3 is attached to a phase of a 40 V three-phase current.
  • the current values can reach 800 A (high current).
  • the stainless steel straps 33.1, 33.2, 33.3 are fastened in a ceramic-insulated manner opposite the suspension.
  • the suspension includes e.g. B. four structures 34.1, ..., 34.4 supported regularly along the circumference on the inner wall of the tank 2.3.
  • the current is supplied via a closable wall opening 35.
  • the effective surface of the register heater described is very large. A heating output of 60 kW can be achieved without any problems.
  • the solid stainless steel straps are also mechanically very robust, which is particularly advantageous when filling an empty tank from above.
  • Bitumen solidifies below 60-70 ° C. If a solidified tank content is now heated with the register heater, there is a risk that the tank will be blown up, since the lower part of the bitumen block liquefies in front of the upper part and cannot expand anywhere. Breakthrough heaters 9.1, 9.2, 9.3 are therefore provided which melt a vertical breakthrough through the solidified block and the evacuation of the liquefied one Enable bitumen.
  • the breakthrough heaters 9.1, 9.2, 9.3 are essentially U-tubes which extend from the bottom to the top in the tank.
  • the U-tubes are directly heated stainless steel tubes. They are powered by transformers. Instead of a tube z. B. a steel band may also be provided.
  • the breakthrough heater does not have to run on the longitudinal central axis. In particular, it can also be formed by a heating rod running on the outer wall parallel to the longitudinal axis of the tank.
  • Breakthrough heating is, of course, only necessary if there is a strong, near-ground heating system that carries the risk described above. If a wall ring heater is used as a booster instead of a register heater, then a solidified bitumen block is melted from the outside in, whereby the melted bitumen can always escape upwards.
  • bitumen is delivered at a sufficiently high temperature. If the tank system according to the invention is sufficiently well insulated and the system is regularly filled, then any heating can be dispensed with. The heat lost through radiation is then replaced by the newly delivered hot bitumen (cf. stages I of the system concept explained above).
  • booster heating can generally not be dispensed with. But it is not in the sense of the invention, the heating on the one hand and the keeping warm on the other hand with the strong booster heater. Rather, within the scope of the invention, attention is paid to a possibly uniform power consumption (preferably at low tariff times). This can be achieved with a suitable regulation.
  • the temperature of the bitumen and the heating surfaces is therefore measured and the heating units are supplied with power in such a way that the desired bitumen temperature (possibly using the low-tariff stream at night) is maintained as constant as possible or - when heating - is achieved without overshoots if possible .
  • the current is therefore set as finely as possible.
  • the heating output must be limited.
  • the heating current is controlled depending on the average heating surface temperature (e.g. determined by several temperature probes) and the bitumen temperature (determined at a representative point) in such a way that the heating surface temperature remains within the required range and the heating energy in a corresponding manner is reduced as soon as the actual temperature of the bitumen approaches the target temperature.
  • a thyristor pulse group circuit is preferably used to control the electrical power. That is, the thyristors only switch entire half-waves on or off. The amount of electricity is determined by the number of pulses per group. determines the ratio of the number of switched through to the number of blocked half-waves. Instead of the thyristors, other switching elements can also be used if necessary.
  • the temperature of the inner surface of the pipe is measured with a temperature sensor. The temperature sensor does not come into contact with the bitumen.
  • the same current flows through the tube as through a single stainless steel band of the register heater. Since the same power loss per length is produced in the pipe as in the stainless steel strip and the same heat is emitted to the bitumen on the outer surface, the temperature on the inner wall of the pipe essentially corresponds to that on the stainless steel strips.
  • FIG. 3 further shows the line system according to the invention for removing the bitumen from the tanks 2.3, 2.4, 2.5. It is a combined ring stub 11. Each tank has two taps 11.11, 11.21 or 11.12, 11.22 or. 11.13, 11.23, which are opened or closed via valves 12.1, 12.2, ..., 12.5, 12.6 respectively. can be switched on or off.
  • the ring stub 11 leads to a bitumen scale 13 back and forth.
  • the desired amount of bitumen can be removed there using valves 12.8, 12.10 (in particular three-way valves). Bitumen is conveyed using one of the two pumps 14.1, 14.2.
  • the ring stub represents two stubs and one Loop.
  • the first branch line is formed by the line sections 11.1, the taps 11.11, 11.12, 11.13, the valves 12.1, 12.3, 12.5, 12.8 and the pump 14.1.
  • the second branch line is formed by the taps 11.21, 11.22, 11.23, the line sections 11.2, the valves 12.2, 12.4, 12.6, 12.7, 12.10 and the pump 14.2.
  • the ring line finally includes the first branch line 11.1, the valve 12.9, and the second branch line without the pump 14.2 but instead with the bypass line 11.3.
  • the bitumen scale 13 is usually located in the upper part of an asphalt mixing plant, which is arranged in a separate structure next to the bitumen tank plant.
  • essential parts of the ring stub are embedded in the insulation powder within the outer shell of the tank system.
  • the ring stub leaves the bitumen tank insulation. It is then only isolated from accompanying insulation.
  • their effective insulation value should come as close as possible to the insulation value of the rest of the ring stub. This has advantages above all in connection with the regulation of the pipe heating described below.
  • the combined ring stub 11 works as follows:
  • the line works in normal operation as a ring line, ie the automatically adjustable valves or valves 12.1, 12.3, 12.5 lead the bitumen from the selected tank 2.3 or 2.4 resp. 2.5 via the pump 14.1 to the weighing vessel of the bitumen scale 13.
  • There the tap 12.8 carries out the dosing.
  • the return flow leads via valve 12.9 (connecting through tap) and the second metering tap, which is closed for weighing (Valve 12.10) via the bypass line 11.3 past the pump 14.2 into the same or a different tank.
  • valve 12.9 and bypass line 11.3 are closed. Both pumps 14.1, 14.2 now operate as branch line pumps. The excess pressure during the dosing pauses is reduced via the bypass pressure relief valves installed in the pumps 14.1, 14.2.
  • the ring stub 11 is electrically heated directly.
  • the line pipes are made of stainless steel and connected to a transformer 10.4.
  • Such a pipe heater produces an optimally homogeneous heat distribution in the pipe wall. Since the ring stub 11 is insulated approximately equally well along its entire length, not only can uniform heating be achieved, but also simple temperature control.
  • Stainless steel has a resistance value that is typically a multiple of that of iron.
  • the aim is to have a voltage in the range of 10-40 V across the entire ring line. With common pipe cross-sections and average cable lengths, the voltage should be between 0.1-1 V / m be. In this way, a preferred heating output of 400-500 W / m should be achieved.
  • the ring stub is also designed for heating. If a certain part of the pipe is not used for a long time (e.g. because the bitumen of the corresponding tank is not used and the bitumen in the corresponding pipe part is therefore not circulated), local hypothermia can occur, at the latest when the corresponding tap is drawn off Bitumen are to be fixed.
  • the installed power of 400-500 W / m enables a short heating up (e.g. from 4-6 a.m.). Due to the insulation according to the invention, 20-30 W / m are sufficient for keeping warm. This reduced performance is of course only necessary in the event of a break in operation, since the bitumen comes out of the tank and has the required temperature during operation (i.e. with bitumen pumps running).
  • the loop heating is also controlled via thyristor and cascade control.
  • the bitumen temperature in the pipe and the pipe temperature are measured at different points and fed to the controller that controls the thyristor.
  • the following regulation is provided to prevent local hypothermia (e.g. in unused line parts) or overheating:
  • Along the line system there are e.g. B. three temperature sensors arranged in typical places. Through an electrical circuit that is able to select the lowest or highest value.
  • Stainless steel also has a very smooth surface, which makes it difficult to form unwanted deposits and residues.
  • trace heating from a heating tape or a coiled heating wire can be used instead of direct heating.
  • trace heating from a heating tape or a coiled heating wire can be used instead of direct heating.
  • the Elansch connection which is shown schematically in FIG. 6 and is insulated on both sides, is preferably provided.
  • Two abutting tubes 36.1, 36.2 each have a flange 37.1, 37.2 with (several) bores 38.1, 38.2 at their ends.
  • An insulation ring 39 is inserted between the pipe ends or the flanges 37.1, 37.2.
  • the flanges 37.1, 37.2 are z. B. 41 connected to nuts 42.
  • the screw 41 and the nut 42 are electrically insulated from the flanges 37.1, 37.2 by means of insulating sleeves 40.1, 40.2.
  • the insulating sleeves extend essentially through the corresponding bore 38.1, 38.2 and have a collar with which they rest on the edge of the bore 38.1, 38.2 and the head of the screw 41 or. isolate the nut 42 from the flanges 37.1, 37.2.
  • a tab 43 which projects radially outward with respect to the axis of the tube 36.1 and to which a power cable 44 is soldered.
  • the current is fed to the pipe 36.1 via the said power cable 44, the pipe 36.2 remaining current-free.
  • An automatic filling station is also shown in FIG. 3. It comprises a filling line 17 and an intake line 18, which can optionally be connected to a pump 23 via a three-way valve 21.
  • the filling line 15 is connected, which, depending on the position of two valves 16.1, 16.2 (three-way valves), opens into one of the three tanks 2.3, 2.4, 2.5.
  • the filling line 15 can be emptied into a collecting container 19 via a valve 22.
  • the suction line 18 serves to pump the collecting container 19 empty.
  • the collecting container 19 can be heated with a heater 20. In terms of performance, there are no major requirements to be met, since the collecting container is not very large (a few hundred liters).
  • the three tanks 2.3, 2.4, 2.5 are mutually connected with level compensation lines 24.1, 24.2.
  • a ventilation line 25 opening into the tank 2.5 above the level of the level compensation lines 24.1, 24.2 is designed as a condenser for the escaping vapors (finned tube, etc.) and opens freely with a condensate drain line 26 in the collecting container 19 on the one hand.
  • FIG. 7a, b A concrete structure of a filling station is shown in Fig. 7a, b.
  • the collecting container 19 is preferably cuboid.
  • the suction line 18 protrudes from above into the collecting container 19 and extends to just above the floor.
  • the collecting container 19 can be pumped out completely completely.
  • the three-way valve 21 is connected upstream of the pump 23, which is fastened on top of the collecting container 19.
  • the line section 15.4, which branches off from the main line section 15.1, also penetrates into the collecting container 19 from above and can be closed via the valve 22.
  • the collecting container 19 stands on the floor.
  • the filling line 15 rises on the outside of the tanks in order to fill them from above. This has the advantage that the filling does not have to be done under pressure as when filling the tank from below. However, after filling, a liquid column remains in the ascending filling line 15, the outflow of which must be prevented from the outside. This is now achieved with the fully automatic filling station according to the invention.
  • Fully automatic means that the pump 23 and the valves 21 and 22 are operated by an electronic control and not by hand.
  • the filling process is as follows: The tanker vehicle that delivers the hot bitumen is connected to the filling line 17. At this time, the three-way valve is set so that the suction line 18 is connected to the pump 23. The valve 22 is also open.
  • a start button is now pressed, it is checked whether the tank to be filled is not already full. If no, the valve 22 is closed and the pump 23 is switched on. The collecting container 19 is emptied (provided that the bitumen contained therein has not cooled and has solidified). After a predetermined time, the valve 21 becomes connected the filling line 17 with the pump 23 automatically switched. The bitumen delivered is transported from the tanker to the corresponding storage tank.
  • the collection container is emptied both before and after the tank is filled.
  • a fill level sensor can be provided in the collecting container, which adjusts the heater 20 (cf. FIG. 3) as soon as the level in the collecting container 19 reaches a certain level. In this way it can be ensured that the next time the tank system is filled, the bitumen in the collecting container 19 is heated and is therefore liquid and can be pumped out completely.
  • valve 22 and line 15.4 can be dispensed with. To empty the riser 15.1, the pump 23 is then simply run backwards when the valve 21 is connected to the suction line 18.
  • FIGS. 4a-c show a concrete structure of a bitumen tank system with two tanks 2.1, 2.2.
  • the tanks are completely surrounded by insulation material 3.1. They are accessible via hatches 30.1, 30.2. Outside the insulation, but as close as possible to the outer shell 1.1, the automatic filling station 29 (with the collecting container 19) provided.
  • the automatic filling station 29 (with the collecting container 19) provided.
  • two risers 27.1, 27.2 are provided, which open into the tanks 2.1, 2.2 at the top. They can optionally be connected to the outlet of the pump of the filling station 29 by means of a switch tap 28.
  • the switch tap 28 is preferably at man's height in order to be well operated (if manually operable) and to be maintained. This also keeps the part of the filling line that is outside the insulation very short.
  • the ventilation line 25 should act as a condenser and is therefore as short as possible inside the insulation and as long as possible outside the insulation. It should be able to give off as much heat as possible to the surrounding air and is therefore preferably designed as a finned tube.
  • a fill level compensation line 31 is also shown in FIGS. 4b and c. It is a relatively short connection of the two tanks 2.1, 2.2 in the uppermost area (but below the mouth of the tank ventilation).
  • a part of the ring stub system is also shown. It has four lines 32.1, ..., 32.4 opening into the lower part of the tanks 2.1, 2.2, followed by four valves 45.1, ..., 45.4 and two lines 32.5, 32.6 rising up to half the height of the tank 2.1 . All line parts shown are within the insulation according to the invention. The lines 32.5, 32.6 are therefore routed to the above-mentioned height because the bitumen scale of the mixing station is at this height and because the ring branch line is thus guided as far as possible within the insulation.
  • a pump 46 of the ring line is also switched on in line 32.6.
  • the pump 46 is also at man's height in an easily accessible place.
  • valves 45.1, ..., 45.4 and the pump 46 are arranged in small boxes that are free of insulation material.
  • the boxes are closed to the outside with a removable cover, so that the valves and pumps housed in them are accessible for inspection purposes.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments described.
  • the insulation principle according to the invention, the electrically directly heated metal pipes, the combined ring stub line, the combination of permanent and booster heating and the automatic filling station can in principle be used independently of one another (i.e. as independent features of a tank system).
  • the invention is not limited to tank systems for storing bitumen, but extends in general to storing liquid media at elevated temperatures.
  • bitumen tanks with electrical energy represents a huge technical advance, the benefits of which are immediately tangible for the user. In addition to significant energy savings, safe and clean operation can also be guaranteed.
  • the invention fully utilizes the potential of this technology for the first time.

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Abstract

Eine Tankanlage zum Speichern eines bei erhöhter Temperatur zu lagernden Mediums, insbesondere Bitumen, weist mindestens einen, vorzugsweise mehrere Tanks (2; 2.1, 2.2; 2.3, 2.4, 2.5; 2.6, ..., 2.9) und eine oder mehrere elektrische Heizungen zum Aufheizen und/oder Warmhalten des im Tank (2) befindlichen Mediums auf. Gemäss der Erfindung ist der Tank (2; 2.1, 2.2; 2.3, 2.4, 2.5; 2.6, ..., 2.9) von einer selbsttragenden Aussenhülle (1 resp. 1.1 resp. 1.2 resp. 1.3) umgeben. Das Raumvolumen zwischen Aussenhülle (1; 1.1; 1.2; 1.3) und Tank (2; 2.1, 2.2; 2.3, 2.4, 2.5; 2.6, ..., 2.9) ist ganzvolumig mit einem granulatförmigen Isolationsmaterial (3; 3.1; 3.2; 3.3) gefüllt. Vorzugsweise ist das Isolationsmaterial hydrophobiert. Die Tankanlage beruht auf einem dreistufigen Konzept, wobei in einer ersten Stufe darauf geachtet wird, dass die Isolation so gut ist, dass die Abstrahlungsverluste vernachlässigt werden können, die Anlage also im Dauerbetrieb ohne Heizenergie gefahren werden kann. In einer zweiten Stufe wird darauf geachtet, dass ein allfällig vorhandener Wärmeverlust durch Nachfüllen hinreichend heissen Bitumens kompensiert wird. Erst in einer dritten Stufe wird schliesslich aktives Heizen in Betracht gezogen, wobei auf einen möglichst gleichmässigen Leistungsverbrauch geachtet wird. <IMAGE>

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Tankanlage zum Speichern eines bei erhöhter Temperatur zu lagernden Mediums, insbesondere Bitumen, mit mindestens einem Tank und einer elektrischen Heizung zum Aufheizen und/oder Warmhalten des im Tank befindlichen Mediums bzw. Bitumens. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine derartige Tankanlage mit einem Leitungssystem zum Entnehmen des Mediums bzw. Bitumens. Schliesslich bezieht sich die Erfindung auch auf eine Tankanlage der eingangs genannten Art mit einer Füllstation, mit welcher der mindestens eine Tank mit dem auf Tankfahrzeugen angelieferten und zu speichernden flüssigen Medium von oben gefüllt werden kann sowie auf ein Verfahren zum Betreiben der Füllstation.
  • Stand der Technik
  • In den Anfängen der Produktion von bituminösem Mischgut wurde das Bitumen (teilweise auch noch Teer) in Fässern angeliefert und in Aufschmelzkesseln auf Verarbeitungstemperatur gebracht. Mit der Einführung des Transports von heissem Bitumen in Tankfahrzeugen mussten auch beheizte Lagertanks aufgestellt werden.
  • Bei der Beheizung von Lagertanks muss einerseits eine bestimmte Heizleistung erbracht werden, um Bitumen aufheizen und bei ca. 150-200 °C lagern zu können. Andererseits ist es wichtig, eine nicht zu hohe Temperatur der Heizflächen zuzulassen, damit Bitumen nicht vercracken kann.
  • Zum Heizen von Lagertanks werden deshalb weit verbreitet Thermalölheizungen eingesetzt. Das thermisch unempfindliche Thermalöl wird auf die gewünschte Temperatur gebracht und über Pumpen den Verbrauchern zugeführt. Mittels Doppelmantel- oder Begleitrohren können auch Bitumen führende Leitungen gleichmässig erwärmt werden.
  • Thermalölaggregate für das Heizen der Tanks haben diverse Nachteile wie z. B. hohe Investitionskosten, hoher Wartungsaufwand, schlechter Wirkungsgrad im Teillastbetrieb, schlechte Regelbarkeit der Heizkreise etc.
  • Neben den mittels Thermalöl beheizten Anlagen gibt es auch elektrisch beheizte. Die bekannten elektrischen Anlagen sind zwar ziemlich wartungsfreundlich und leistungsmassig gut regelbar, haben aber in zentraleuropäischen Ländern, wo der Strompreis einiges höher ist als der Erdöl- resp. Erdgaspreis, noch wenig Anklang gefunden.
  • Darstellung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tankanlage der eingangs genannten Art anzugeben, die sich durch eine gute Energiebilanz, einen geringen Wartungsaufwand und eine hohe Betriebssicherheit auszeichnet.
  • Gemäss der Erfindung besteht die Lösung darin, dass der mindestens eine Tank von einer selbsttragenden Aussenhülle umgeben ist und ein Raumvolumen zwischen Aussenhülle und Tank ganzvolumig mit einem granulatförmigen Isolationsmaterial gefüllt ist.
  • Granulatförmige Isolationsmaterialien gewährleisten eine viel grössere Homogenität der Isolation und weichen bei praktischen Anwendungen in ihren Isolationswerten im wesentlichen nicht von den Laborwerten ab. Dies im unterschied zu faserartigen Isolationsmaterialien. Dadurch, dass Tank und Aussenhülle nicht miteinander verbunden werden müssen, können Wärmebrücken systematisch vermieden werden. Vorzugsweise sind zwei oder mehr zylindrische Tanks vorgesehen, die aufrecht nebeneinander stehend in einer gemeinsamen, im wesentlichen quaderförmigen Aussenhülle in abstrahlungsminimierender Aufstellung angeordnet sind. Auf diese Weise kann der Wärmeverlust ziemlich gering gehalten werden.
  • Die Dicke der Isolation sollte derart auf die Wärmeleitzahl des Isolationsmaterials abgestimmt sein, dass die Abstrahlung im Durchschnitt weniger als 20 W/m², insbesondere nicht mehr als 15 W/m² beträgt.
  • Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Aussenhülle durch tragfähige Isolationsplatten gebildet. Die Aussenhülle nimmt also nicht nur eine statisch tragende, sondern auch eine wärmetechnisch isolierende Funktion wahr. Entsprechend kann die Menge des granulatförmigen Isolationsmaterials reduziert oder umgekehrt der gesamte Isolationswert erhöht werden.
  • Besonders bevorzugte Isolationsmaterialien sind Bläh- resp. Puffperlite, die ein sehr geringes Raumgewicht haben. Vorteilhaft ist z. B. auch Vermiculit. Diese und andere granulatförmigen Isolationsmaterialien lassen sich hydrophobieren. Die Feuchtigkeit, die den Isolationswert bei konventionellen Wärmedämmaterialien in der Regel beträchtlich reduziert, kann sich bei der erfindungsgemässen Isolation nicht festsetzen und wird dadurch weitgehend ferngehalten.
  • Die Tanks werden in ihrer ganzen Höhe im Isolationsmaterial eingetaucht. Die Aussenhülle ist so hoch, dass oberhalb des Isolationsmaterials ein wettergeschützter Freiraum gebildet ist, um die Tanks begehbar zu halten. Der genannte Dachraum sollte allfällig aufsteigende Feuchtigkeit abziehen lassen.
  • Befüll- und Entleerungsleitungen sind soweit als möglich im granulatförmigen Isolationsmaterial innerhalb der Aussenhülle (d. h. zwischen Tank und Aussenhülle) geführt. Ein ausserhalb der Aussenhülle befindlicher Teil, der beispielsweise dazu dient, das Bitumen zu einer Mischstation zu führen, ist mit einer begleitenden Isolation versehen und zwar so, dass die genannten Leitungen auf ihrer ganzen Länge mit etwa demselben effektiven Wert isoliert sind.
  • Damit innerhalb der Aussenhülle in den Befüll- resp. Entleerungsleitungen vorhandene Ventile, Pumpen und dgl. jederzeit zugänglich sind, sind sie in jeweils abgetrennten, von aussen zugänglichen, granulatfreien Aussparungen angeordnet.
  • Eine Tankanlage mit mindestens einem Tank und mit einem Leitungssystem zum Entnehmen des Mediums zeichnet sich gemäss der Erfindung dadurch aus, dass das Leitungssystem elektrisch direkt beheizbare Metallrohre umfasst. Eine derartige Heizung ist äusserst gleichmässig und konstruktiv einfach. Ferner ist die Gefahr eines nicht ortbaren Stromunterbruchs eliminiert.
  • Vorzugsweise bestehen die Metallrohre aus Edelstahl, welcher einen etwa fünfmal höheren Widerstandswert hat als die typischen Rohrleitungsmaterialien (wie z. B. Fe). Es entsteht dadurch ein grösserer Spannungsabfall über das Rohrleitungssystem hinweg, was die Steuerung des Stromflusses resp. den elektrischen Aufbau der Stromquelle vereinfacht.
  • Vorzugsweise wird das Leitungssystem derart von einem Transformator mit Strom versorgt, dass die Heizleistung weniger als 1 kW/m, insbesondere ungefähr 0,5 kW/m beträgt. Eine solche Leistung genügt zum Warmhalten der Leitung. Eine Aufheizfunktion des Leitungssystems wird also nicht angestrebt.
  • Zum Anschliessen des Leitungssystems an eine Stromquelle sind zweiseitig elektrisch isolierte Flanschverbindungen vorgesehen. Eine solche Flanschverbindung kann auch dazu eingesetzt werden, um elektrisch ansteuerbare Ventile oder andere Komponenten zu überbrücken. Die beiden an das Ventil anschliessenden Rohrstücke werden über einen separaten Leiter (Kabel) direkt verbunden.
  • Vorzugsweise ist als Stromquelle ein Transformator mit mehreren Spannungsabgriffen vorgesehen. Die abgreifbaren Spannungen liegen alle in einem Bereich, der aufgrund der Leitungslänge rechnerisch grob ermittelt worden ist. Durch Anschliessen des richtigen Spannungsabgriffs kann die effektive Heizleistung auf einen gewünschten, theoretisch aber nur schwierig genau festzulegenden Wert eingestellt werden.
  • Vorzugsweise ist das Leitungssystem als Ring-Stichleitung mit mindestens zwei Pumpen ausgestaltet. Das Medium kann dadurch auf zwei verschiedene Arten entnommen werden (Entnahme mittels Ringleitung, Entnahme mittels Stichleitung), was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn für eine Mischung zwei verschiedene Bitumensorten verwendet werden müssen. Zusätzlich besteht eine gewisse Redundanz des Entnahmesystems.
  • Zum Aufheizen und/oder Warmhalten des im Tank befindlichen Mediums ist gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform neben einer ersten Heizung als Booster zum schnellen Aufheizen eine separat ansteuerbare zweite Heizung zum Warmhalten vorgesehen. Die beiden Heizungen unterscheiden sich hinsichtlich ihres Leistungsbereiches deutlich, wobei die Boosterheizung für das schnelle Aufheizen dimensioniert ist. Die zweite Heizung soll mit möglichst konstanter und geringer Heizleistung allfällige Wärmeverluste kompensieren. Typischerweise unterscheiden sich die Leistungsbereiche um einen Faktor 5-10. Um ein möglichst gleichmässiges und überhitzungsfreies Heizen zu ermöglichen, werden sowohl die Temperaturen der Heizoberflächen als auch diejenige des Mediums kontrolliert und gesteuert.
  • Die Steuerschaltung ist im Sinn einer Kaskadenregelung so ausgebildet, dass die Ist-Temperatur des Mediums durch feinstufiges Dosieren der Heizleistung stets möglichst nahe der Soll-Temperatur gehalten ist und die Ist-Temperatur der Heizoberfläche in jedem Fall eine vorgegebene Maximaltemperatur nicht überschritten wird. Erfindungsgemäss wird also nicht nur nach dem Ein/Aus-Prinzip, sondern nach einer temperaturdifferenzabhängigen Methode gearbeitet (z. B. mit einem Proportional-Integralregler).
  • Vorzugsweise sind die beiden Heizungen als Wandring- resp. Bodenheizung ausgebildet. Beide Heizungen wirken von aussen auf die Tankwand. Da keine Durchbrüche durch die Tankwand vorgesehen sein müssen, handelt es sich um eine konstruktiv einfache und betriebssichere Heizung. Wegen der grossen Mantelfläche kann mit der Wandringheizung eine viel grössere Heizleistung erbracht werden, als mit der Bodenheizung, weshalb erstere als Booster dient.
  • Die Wandringheizung kann durch eine Vielzahl von aussen aufgebrachten flachen, ringsegmentförmigen Heizstäben gebildet sein. Bei den Heizstäben handelt es sich um an sich bekannte Ausführungen mit elektrisch leitendem Kern und elektrisch isolierendem Mantel. Die Heizstäbe haben einen gegenseitigen Abstand von typischerweise 10-30 cm, insbesondere von ca. 20 cm, um eine Leistung von höchstens 2,4 kW/m² abgeben zu können.
  • Vorzugsweise sind die Heizstäbe schaltungsmässig zu separat betätigbaren Heizbereichen zusammengefasst. Die Heizbereiche lassen sich je nach Füllstand zu- und wegschalten. So kann auch ein halbvoller Tank energiesparend aufgeheizt werden.
  • Indem die Heizstäbe an Zapfen, die an der Aussenwand des Tanks als Verankerungselemente vorgesehen sind, mit Federn festgespannt werden, kann ein guter Wärmekontakt bei relativ geringem Fertigungs- bzw. Montageaufwand gewährleistet werden.
  • Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Boosterheizung eine im Innern des Tanks angeordnete Registerheizung aus massiven Edelstahlbändern, die durch eine Niederspannungshochstromquelle mit Strom beaufschlagbar sind. Die breiten Heizbänder bieten nicht nur eine grosse Heizoberfläche, sondern sind auch mechanisch sehr stabil.
  • Insbesondere bei der Verwendung einer im Tank angeordneten Registerheizung ist es wichtig, dass zusätzlich eine Durchbruchheizung vorgesehen ist, die beim Aufwärmen des erstarrten Bitumens von unten einen flüssigen Durchgang nach oben erzeugt, durch welchen das beim Erwärmen expandierende Medium ausweichen kann. Vorzugsweise handelt es sich dabei um ein vertikal im Tank angeordnetes, direkt beheiztes Rohr, welches den Tank im wesentlichen von oben bis unten durchläuft. Diese Durchbruchheizung ist sehr wirkungsvoll. Falls eine Tankeinbaute unerwünscht ist, kann stattdessen ein vertikal an der Aussenwand des Tanks angebrachter Heizstab vorgesehen sein. Auch dieser stellt sicher, dass das verfestigte Bitumen zunächst entlang eines vertikalen Kanals aufgeschmolzen wird.
  • Das Messen der Oberflächentemperatur eines im Tankinneren angeordneten Registers erfolgt gemäss der Erfindung nicht direkt sondern indirekt. Ein in das Tankinnere hineinragendes, am inneren Ende abgeschlossenes Rohr hat die gleiche Oberfläche und den gleichen Querschnitt wie die Bänder der Registerheizung. Es wird mit demselben Strom beaufschlagt wie die Registerheizung. In seinem bitumenfreien Innenraum misst ein Temperatursensor die Oberflächentemperatur, die im wesentlichen der Oberflächentemperatur des Heizregisters entspricht. Der Temperatursensor kommt auf diese Weise nicht mit dem Bitumen in Berührung. Das Rohr ist in Serie mit der Heizung geschaltet, um vom gleichen Heizstrom durchflossen zu sein.
  • Die Leistungen der Heizungen werden mittels Thyristoren in Impulsgruppenschaltung gesteuert. Impulsgruppenschaltung bedeutet, dass nur ganze Halbwellen durchgelassen werden (kein Phasenanschnitt) und dass die Leistung durch die Länge der Impulsgruppe eingestellt wird. Da das Stromnetz auf diese Weise höchstens geringfügig gestört wird, kann auf ein aufwendiges Dämpfungsnetzwerk weitgehend verzichtet werden.
  • Eine automatische Füllstation für eine Tankanlage der genannten Art, mit welcher der mindestens eine Tank mit dem auf Tankfahrzeugen angelieferten und zu speichernden flüssigen Medium von oben gefüllt werden kann, weist gemäss der Erfindung einen Sammelbehälter, eine in den Sammelbehälter entleerbare, oben in den Tank mündende Steigleitung, eine an das Tankfahrzeug anschliessbare, in die Steigleitung mündende Einfülleitung, eine Pumpe zum Befördern des Mediums und eine Ansaugleitung zum Ansaugen des im Sammelbehälter befindlichen Mediums auf. Eine Füllstationssteuerung sorgt dafür, dass eine nach dem Befüllen des Tanks in der Steigleitung befindliche Flüssigkeitssäule in den Sammelbehälter entleert wird und dass zu Beginn des nächstmaligen Befüllens des Tanks der Inhalt des Sammelbehälters automatisch in den Tank befördert wird. Auf diese Weise wird ausgeschlossen, dass eine Fehlmanipulation dazu führen kann, dass das in der Steigleitung befindliche heisse Bitumen rückwärts aus der Einfülleitung kommt.
  • Einfüll- und Ansaugleitung sind der Pumpe über ein Dreiwegventil umschaltbar vorgeschaltet. Die Steigleitung ihrerseits ist über ein Ventil in den Sammelbehälter entleerbar. Die genannten Ventile werden von der Füllstationssteuerung automatisch betätigt.
  • Vorzugsweise dient der Sammelbehälter zugleich als Kondensatsammelgefäss. Zu diesem Zweck mündet die Gaspendelleitung des Tanks in den Sammelbehälter. Sie ist auf möglichst grosser Länge ausserhalb der Aussenhülle geführt und weist vorzugsweise Kühlrippen auf, damit die Dämpfe in der Gaspendelleitung kondensieren.
  • Bei einer Tankanlage mit mehreren Tanks sind die Tanks im obersten Bereich mit Füllstandsausgleichsleitungen gegenseitig verbunden. Die genannten Ausgleichsleitungen befinden sich geringfügig unterhalb der Mündungen der Tankbelüftungen. Wird aus Versehen ein Tank überfüllt, so fliesst sein Inhalt zunächst in einen anderen Tank, bevor sein Inhalt (im schlimmsten Fall) über die Tankbelüftung in den Sammelbehälter oder nach aussen gelangt.
  • Ein Verfahren zum Betreiben der genannten Füllstation zeichnet sich gemäss der Erfindung durch folgende Schritte aus:
    Als erstes wird der Inhalt des Sammelbehälters in den Tank gepumpt. Nach einer vorbestimmten Zeit wird das Dreiwegventil von der Ansaugleitung auf die Einfülleitung umgeschaltet und der Inhalt des Fahrzeugs in den Tank gepumpt. Ist das Tankfahrzeug leer, wird das Ventil erneut von der Einfülleitung auf die Ansaugleitung umgeschaltet und für eine gewisse Zeit weitergepumpt. Danach wird die Steigleitung in den Sammelbehälter entleert, indem entweder die Pumpe rückwärts laufengelassen wird oder das die Steigleitung gegen den Sammelbehälter verschliessende Ventil geöffnet wird. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Inhalt des Steigrohrs nie rückwärts aus der Einfülleitung schlagen kann, sondern in jedem Fall in den Sammelbehälter entleert wird. Indem immer als erstes der flüssige Inhalt des Sammelbehälters ausgepumpt wird, soll sichergestellt werden, dass in ihm jederzeit genügend Platz für den Inhalt des Steigrohrs verbleibt.
  • Als redundante weitere Sicherheitsmassnahme kann der Füllstand des Sammelbehälters automatisch überwacht werden und beim Ueberschreiten eines bestimmten Pegels eine Heizung eingeschaltet werden, die dafür sorgt, dass das Bitumen im Sammelbehälter beim nächsten Füllen des Tanks in jedem Fall flüssig ist, so dass der gesamte Inhalt des Sammelbehälters in die Tankanlage gepumpt werden kann.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
  • Fig. 1a-d
    Prinzipdarstellungen erfindungsgemässer strahlungsminimierender Anordnungen von Lagertanks in einer gemeinsamen Aussenhülle;
    Fig. 2
    Eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäss isolierten Tanks im Aufriss;
    Fig. 3
    Ein schematisches Diagramm einer bevorzugten Ausführungsform einer Tankanlage mit drei Tanks;
    Fig. 4a-c
    Beispiel einer erfindungsgemässen Tankanlage mit zwei Tanks dargestellt in zwei Seitenansichten und einer Draufsicht;
    Fig. 5a, b
    Seitenansicht und Draufsicht auf eine erfindungsgemässe Registerheizung;
    Fig. 6
    Schnittdarstellung einer erfindungsgemäss isolierten Flanschverbindung;
    Fig. 7
    Seitenansicht einer erfindungsgemässen automatischen Befüllstation.
  • Grundsätzlich sind in den verschiedenen Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Der erfindungsgemässen Bitumentankanlage liegt im Prinzip ein Dreistufenkonzept zugrunde. In einer obersten Stufe (Hauptziel) wird angestrebt, keine Heizleistung erbringen zu müssen. Die ganze Tankanlage soll also so gut isoliert sein, dass der Wärmeverlust während der Saison zwischen den Neubefüllungen vernachlässigt werden kann. Falls darauf geachtet wird, dass das Bitumen immer mit einer hinreichend hohen Temperatur angeliefert wird, so können die thermischen Verluste zwischen den Neubefüllungen durch das hinreichend heisse, neu eingefüllte Bitumen kompensiert werden (passivheizen).
  • In einer zweiten Stufe erst soll auf eine aktive Heizung zurückgegriffen werden. Dabei soll mit einer möglichst geringen und gleichmässigen Heizleistung gearbeitet werden (Bodenheizung im unteren Leistungsbereich).
  • In einer dritten Stufe schliesslich wird eine leistungsstarke (Boosterheizung) eingesetzt. Mit dieser Heizung kann innert kurzer Zeit ein starkes Aufheizen des Mediums erreicht werden. Dies soll aber nur in seltenen Fällen geschehen (z. B. bei Saisonbeginn, längeren, ausserordentlichen Heizunterbrüchen etc.). Auf Stufe drei läuft die Anlage höchstens 5 % ihrer Betriebszeit.
  • Das 3-Stufen-Konzept bringt insbesondere Vorteile bei den Betriebskosten mit sich. Es kommt nämlich bei elektrischen Anlagen nicht nur auf den gesamten Energieverbrauch an, sondern auch auf die jeweils benötigte Leistung. Durch einen sparsamen Einsatz der Boosterheizung schlägt der Leistungstarif natürlich auch nur beschränkt zu Buche.
  • Die konkrete anlagentechnische Umsetzung dieses Konzepts ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
  • Fig. 1a-d zeigen Tankanlagen mit 1 bis 4 Tanks 2, 2.1, 2.2, ..., 2.9, die in abstrahlungsminimierender Anordnung aufgestellt sind. Die Darstellungen stellen Längsachsen-Querschnitte der länglichen, zylindrischen Tanks 2, 2.1, ..., 2.9 dar. Ein derartiger Tank 2, 2.1, ..., 2.9 hat typischerweise ein Fassungsvermögen von ca. 60 t Bitumen. Die zylindrischen Tanks 2, 2.1, ..., 2.9 sind stehend angeordnet, damit die Oberfläche des Bitumenspiegels und damit die Oxidation des Bitumens mit dem Luftsauerstoff möglichst klein ist. Je nach gefordertem Bitumenspeichervolumen sind 1, 2, 3 bzw. 4 (Fig. 1a-d) Tanks 2 bzw. 2.1, 2.2 bzw. 2.3, 2.4, 2.5 bzw. 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 jeweils in einer gemeinsamen Aussenhülle 1 bzw. 1.1 bzw. 1.2 bzw. 1.3 angeordnet. Die Tanks stehen möglichst nahe beieinander. Das Raumvolumen zwischen den Tanks 2 bzw. 2.1, 2.2 bzw. 2.3, 2.4, 2.5 bzw. 2.6, 2.7, 2.8, 2.9 und der jeweiligen Aussenhülle 1 bzw. 1.1 bzw. 1.2 bzw. 1.3 ist vollständig mit einem granulat- bzw. pulverförmigen Isolationsmaterial 3 bzw. 3.1 bzw. 3.2 bzw. 3.3 ausgefüllt. Die Aussenhülle 1 bzw. 1.1 bzw. 1.2 bzw. 1.3 hat primär die Aufgabe, das rieselfähige Isolationsmaterial 3 bzw. 3.1 bzw. 3.2 bzw. 3.3 zu halten.
  • Sind mehr als zwei Tanks vorgesehen, so können gewünschtenfalls auch andere abstrahlungsarme Aufstellungsmöglichkeiten in Betracht gezogen werden. Ist die Aussenhülle im wesentlichen quaderförmig, so ist sie besonders einfach konstruierbar (Standardlösung). Im Prinzip können aber auch dreieckförmige oder andere polygonale resp. prismatische Grundrisse bzw. Raumformen gewählt werden.
  • Fig. 2 zeigt die Anlage gemäss Fig. 1b im Schnitt I-I. Der zylindrische Tank 2.1 ist langgezogen und hat einen bombierten resp. kalottenförmigen Boden 2.11, eine nach oben bombierte Decke 2.12 und eine Mantelwand 2.13. In der Decke 2.12 ist eine verschliessbare Luke 30.1 vorgesehen. Der Tank 2.1 ist vollständig vom feinkörnigen Isolationsmaterial 3.1 umgeben. Unter einem Dach 4 ist ein Dachraum 5 vorgesehen, welcher über eine Leiter 6 zugänglich ist. Der Tank 2.1 ist damit im Prinzip jederzeit begehbar. Das Dach 4 ist als Schrägdach ausgebildet. Es hält die Witterungseinflüsse fern, ist aber ansonsten thermisch nicht besonders isoliert.
  • Eine richtige und gute Isolation der Lagertanks stellt einen wichtigen Aspekt der Erfindung dar. Anders als bei Thermalölaggregaten kann die Heizenergie gezielt in das Bitumen eingebracht werden. Während nämlich bei der Thermalölheizung die Heizanlage selbst eine grosse Wärmeabstrahlung und Wärmekapazität hat, die mit einer Isolation nur beschränkt und zugleich kostenmässig aufwendig vermindert werden kann, sind die elektrischen Heizungen im oder zumindest unmittelbar am Tank angebracht.
  • Mit dem erfindungsgemässen Isolationskonzept können die Verluste so klein gehalten werden, dass während der Saison zwischen den Neubefüllungen ein Heizen nicht erforderlich ist. Dies bedeutet, dass im Regelfall die Abkühlung zwischen den periodischen Füllungen 2 °C, vorzugsweise 1 °C bei vollem Tank und 24 Stunden nicht überschreitet. Das Bitumen kann also mit geringen Temperaturschwankungen in einem Bereich von 160-180 °C gelagert werden. Die Isolation ist also so ausgelegt, dass der Gesamtverlust eines 60 t-Bitumentanks mit ca. 100 m² Oberfläche 15 W/m² (bei einer Temperaturdifferenz von 150-200 °C) nicht überschreitet. Dies wird erreicht mit einer sehr guten Isolation und kurzer Leitungsführung, was im folgenden im Detail beschrieben wird.
  • Wie bereits erwähnt, werden die unisolierten Tanks nahe nebeneinander aufgestellt und zusammen vollständig im granulatförmigen Isolationsmaterial eingetaucht. Die Dicke der Isolation und damit der minimale Abstand zwischen Tankwand und Aussenhülle beträgt etwa 150-200 mm.
  • Als Isolationsmaterial wird beispielsweise ein Puff- oder Blähperlit verwendet. Dieses wird in an sich bekannter Weise durch Erhitzen eines vulkanischen Gesteinsglases von Rhyolithzusammensetzung gewonnen. Durch das Erhitzen expandiert das Material zu einem leichten, bimssteinähnlichen "Gesteinsschaum". Ein ebenfalls bevorzugter Stoff ist Vermiculit.
  • Gegenüber der herkömmlichen Isolation mit Steinwolle hat das pulverförmige Isolationsmaterial den Vorteil, dass das für den Isolationswert sehr wichtige Raumgewicht weitgehend unabhängig von der Herstellungs- und Anwendungsart des Isolierstoffes ist. Weiter hat das rieselförmige Isolationsmaterial den Vorteil, dass zwischen Tank und Aussenhülle keine stützenden Verbindungen erforderlich sind (Wärmebrücken), dass keine Luftlöcher auftreten können (z. B. bedingt durch Tankbewegungen aufgrund von Temperaturschwankungen) und dass die die Isolationsfähigkeit beeinträchtigende Feuchtigkeit durch Hydrophobieren des Pulvers ferngehalten werden kann. Schliesslich kann pulverförmiges Isolationsmaterial nötigenfalls für eine Revision der Tankanlage oder eine Reparatur herausgenommen werden (es fliesst beinahe wie eine Flüssigkeit) und nach Beenden der Arbeiten wieder eingefüllt werden.
  • Im Prinzip genügt es, wenn die Aussenhülle das pulverförmige Isolationsmaterial statisch abstützt und ausfliessicher hält. Es kann jedoch von Vorteil sein, die Aussenhülle 1.1 aus selbsttragenden Isolationspanels bzw. -platten aufzubauen. Damit kann nicht nur auf eine aufwendige Stahlstützkonstruktion verzichtet werden, sondern auch der Isolationswert erhöht resp. die erforderliche Menge an Blähperlit reduziert werden.
  • Fig. 3 zeigt ein Diagramm einer Tankanlage mit drei Tanks 2.3, 2.4, 2.5. Jeder der drei Tanks 2.3, 2.4, 2.5 verfügt über eine Boden- resp. Wandringheizung 7.1 resp. 7.2 resp. 7.3, eine Registerheizung 8.1 resp. 8.2 resp. 8.3 und eine Durchbruchheizung 9.1 resp. 9.2 resp. 9.3. Boden- resp. Wandheizungen 7.1, 7.2, 7.3 bestehen aus konventionellen Heizschlangen bzw. Heizstäben (Rund- oder Flachprofile mit elektrisch isoliertem Kern). Die Heizschlangen bzw. Heizstäbe sind aussen am Boden resp. an der Wand angebracht. Sie erfordern also keine Durchbrüche der Tankwand. Die Leistung der Bodenheizung liegt typischerweise in der Grössenordnung von 6 kW, was zu einer angestrebten Heizbelastung von weniger als 0,1 W/m² führt. Oertliche Ueberhitzungen (welche zu unerwünschtem Cracken des Bitumens führen können) können dadurch vermieden werden.
  • Die Wandringheizung wird durch eine Vielzahl von im wesentlichen senkrecht zur Tanklängsachse auf die Aussenwand aufgespannte Heizringsegmente gebildet. Die einzelnen Ringsegmente haben einen gegenseitigen Abstand von z. B. 20 cm. Sie sind vorzugsweise aus (z. B. 15 mm breiten) Flachprofilen gebildet, um eine möglichst grosse Wärmeübertragung auf die Tankwand zu gewährleisten. Der Abstand ist so gewählt, dass die Tankwand möglichst gleichmässig erwärmt wird. Indem die Ringsegmente relativ nahe beabstandet sind, ergibt sich eine gewisse Redundanz, was im Hinblick auf deren schwere Zugänglichkeit von Vorteil ist (sie sind vollständig vom pulverförmigen Isolationsmaterial umgeben).
  • Vorzugsweise sind die Ringsegmente mittels starker Federn an Zapfen, die an der Aussenwand des Tanks vorgesehen sind, festgespannt. Im Prinzip kann auf die Zapfenverankerung verzichtet werden, wenn zwei oder mehr Ringsegmente gegenseitig mit Federn oder dergleichen verspannt werden. Selbstverständlich sind auch andere Befestigungsmöglichkeiten denkbar.
  • Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Heizringe in mehrere (z. B. drei bis vier) ringförmige Heizbereiche aufgeteilt, die je nach Füllstand des Tanks zuoder weggeschaltet werden können. Ist der Tank also beispielsweise nur halb voll, so braucht nur die untere Hälfte der Wandringheizung eingeschaltet zu werden. Entsprechend kann der Stromverbrauch auf den Füllstand abgestimmt werden.
  • Ist der Tank voll, so steht eine ziemlich grosse Heizfläche zur Verfügung. Entsprechend kann das Bitumen mit Hilfe der Wandheizung erforderlichenfalls relativ schnell aufgeheizt werden (z. B. bei Saisonbeginn). Die Wandringheizung kann somit als Boosterheizung eingesetzt werden. In der Regel soll die Wandringheizung aber mit möglichst kleinen Temperaturdifferenzen arbeiten (z. B. ca. 5 °C).
  • Die Registerheizung 8.1 resp. 8.2 resp. 8.3 ist ein direkt beheiztes Niedervolt-Hochampere-Register aus Edelstahl. Es wird mit Drehstrom aus einem Transformator 10.1 resp. 10.2 resp. 10.3 betrieben.
  • Wie aus den Fig. 5a, b zu entnehmen ist, umfasst die Registerheizung z. B. drei Edelstahlbänder 33.1, 33.2, 33.3, die übereinander und in nicht allzu grossem Abstand vom Boden 2.31 des Tanks 2.3 elektrisch isoliert aufgehängt sind. Der Querschnitt der Edelstahlbänder 33.1, 33.2, 33.3 beträgt z. B. 5 x 120 mm². Jedes der drei Edelstahlbänder 33.1, 33.2, 33.3 ist zu einem "Ringmäander" mit z. B. vier 270°-Ringsegmenten gebogen (vgl. Fig. 5b). Die Ringsegmente sind konzentrisch angeordnet und decken einen möglichst grossen Querschnittsbereich des zylindrischen Tanks 2.3 ab.
  • Jedes der drei Edelstahlbänder 33.1, 33.2, 33.3 ist an eine Phase eines 40 V-Drehstroms angehängt. Die Stromwerte können 800 A erreichen (Hochstrom). Gegenüber der Aufhängung sind die Edelstahlbänder 33.1, 33.2, 33.3 keramisch isoliert befestigt. Die Aufhängung umfasst z. B. vier regelmässig entlang des Umfangs an der Innenwand des Tanks 2.3 abgestützte Konstruktionen 34.1, ..., 34.4. Die Stromzuführung erfolgt über einen verschliessbaren Wanddurchbruch 35.
  • Die wirksame Oberfläche der beschriebenen Registerheizung ist sehr gross. Es können ohne Probleme 60 kW Heizleistung erbracht werden. Die massiven Edelstahlbänder sind zudem mechanisch sehr robust, was insbesondere beim Befüllen eines leeren Tanks von oben von Vorteil ist.
  • Anstelle des erwähnten Spezialregisters kann natürlich auch ein Einschubregister nach dem Warmwasserboiler-Prinzip verwendet werden.
  • Bekanntlich wird Bitumen umso zähflüssiger je weniger heiss es ist. Unterhalb von 60-70 °C verfestigt sich Bitumen. Wird nun ein verfestigter Tankinhalt mit der Registerheizung aufgeheizt, dann besteht die Gefahr, dass der Tank gesprengt wird, da der untere Teil des Bitumenklotzes sich vor dem oberen Teil verflüssigt und sich nirgendwohin ausdehnen kann. Es sind deshalb Durchbruchheizungen 9.1, 9.2, 9.3 vorgesehen, die einen vertikalen Durchbruch durch den verfestigten Klotz schmelzen und das Ausweichen des verflüssigten Bitumens ermöglichen.
  • Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Durchbruchheizungen 9.1, 9.2, 9.3 sich im wesentlichen von zuunterst bis zuoberst im Tank erstreckende U-Rohre. Die U-Rohre sind direkt beheizte Edelstahlrohre. Sie werden von Transformatoren mit Strom versorgt. Anstelle eines Rohrs kann z. B. auch ein Stahlband vorgesehen sein. Die Durchbruchheizung braucht nicht auf der Längsmittelachse zu verlaufen. Insbesondere kann sie auch durch einen an der Aussenwand parallel zur Längsachse des Tanks verlaufenden Heizstab gebildet sein.
  • Eine Durchbruchheizung ist natürlich nur dann erforderlich, wenn eine starke bodennahe Heizung vorhanden ist, die die oben beschriebene Gefahr in sich birgt. Wird als Booster anstelle einer Registerheizung eine Wandringheizung verwendet, dann wird ein verfestigter Bitumenklotz von aussen nach innen geschmolzen, wobei das geschmolzene Bitumen stets nach oben ausweichen kann.
  • In der Regel wird das Bitumen mit einer genügend hohen Temperatur angeliefert. Ist die Tankanlage gemäss der Erfindung hinreichend gut isoliert und wird die Anlage regelmässig gefüllt, dann kann auf jegliche Heizung verzichtet werden. Die durch Abstrahlung verlorengegangene Wärme wird dann nämlich durch das neuangelieferte heisse Bitumen ersetzt (vgl. Stufen I des weiter oben erläuterten Anlagenkonzepts).
  • Da prinzipiell nicht ausgeschlossen werden kann, dass zu irgendeinem Zeitpunkt (z. B. bei Saisonbeginn oder bei einem Störungsfall) der Tankinhalt innert kurzer Frist (wenige Stunden) aufgeheizt werden muss, kann auf eine Boosterheizung in aller Regel nicht verzichtet werden. Es liegt aber nicht im Sinn der Erfindung, das Aufheizen einerseits und das Warmhalten andererseits mit der starken Boosterheizung durchzuführen. Vielmehr wird im Rahmen der Erfindung auf einen möglich gleichmässigen Stromverbrauch (vorzugsweise zu Niedertarifzeiten) geachtet. Dies lässt sich mit einer geeigneten Regelung erzielen. Gemäss der Erfindung wird deshalb die Temperatur des Bitumens und der Heizoberflächen gemessen und die Heizaggregate derart mit Strom versorgt, dass die gewünschte Bitumentemperatur (ggf. unter Nutzung des Niedertarifstroms in der Nacht) möglichst konstant aufrechterhalten bzw. - beim Aufheizen - möglichst ohne Ueberschwinger erreicht wird. Der Strom wird also möglichst feinstufig eingestellt.
  • Da die Heizflächentemperatur wegen der Crackgefahr einen bestimmten Wert nicht überschreiten darf, muss die Heizleistung nach oben beschränkt werden. Mit einer Kaskadenschaltung wird deshalb der Heizstrom in Abhängigkeit von der durchschnittlichen Heizflächentemperatur (z. B. ermittelt durch mehrere Temperatursonden) und der (an einer repräsentativen Stelle ermittelten) Bitumentemperatur derart gesteuert, dass die Heizflächentemperatur innerhalb des geforderten Bereiches bleibt und die Heizenergie in entsprechender Weise reduziert wird, sobald sich die Ist-Temperatur des Bitumens der Soll-Temperatur nähert.
  • Zur Steuerung der elektrischen Leistung wird vorzugsweise eine Thyristorimpulsgruppenschaltung verwendet. D. h. die Thyristoren schalten nur ganze Halbwellen ein oder aus. Die Strommenge wird durch die Anzahl der Impulse pro Gruppe resp. das Verhältnis der Zahl der durchgeschalteten zur Zahl der gesperrten Halbwellen bestimmt. Anstelle der Thyristoren können ggf. auch andere Schaltelemente eingesetzt werden.
  • Die Heizflächentemperatur eines im Tankinneren befindlichen Hochstromregisters zu messen, ist nicht ganz unproblematisch. Die im folgenden beschriebene Anordnung stellt eine elegante Lösung für dieses Problem dar.
  • Ein Rohr, das aus demselben Material wie die Registerheizung besteht und denselben Querschnitt und dieselbe Aussenfläche (= Berührungsfläche mit dem Bitumen) hat, wird im unteren Bereich des Tanks in diesen hineinragend montiert. Es ist gegenüber der Tankwand elektrisch isoliert und am Ende verschlossen, damit sein Inneres frei von Bitumen bleibt. Mit einem Temperatursensor wird die Temperatur der Rohrinnenfläche gemessen. Der Temperatursensor kommt also mit dem Bitumen nicht in Berührung. Durch das Rohr fliesst derselbe Strom wie durch ein einzelnes Edelstahlband der Registerheizung. Da auf diese Weise im Rohr pro Länge dieselbe Verlustleistung wie im Edelstahlband erbracht wird und an der Aussenfläche die gleiche Wärmeabgabe an das Bitumen erfolgt, entspricht die Temperatur an der Rohrinnenwand im wesentlichen derjenigen an den Edelstahlbändern.
  • Fig. 3 zeigt weiter das erfindungsgemässe Leitungssystem zum Entnehmen des Bitumens aus den Tanks 2.3, 2.4, 2.5. Es handelt sich um eine kombinierte Ring-Stichleitung 11. Jeder Tank verfügt über zwei Anstiche 11.11, 11.21 bzw. 11.12, 11.22 resp. 11.13, 11.23, die über Ventile 12.1, 12.2, ..., 12.5, 12.6 geöffnet oder geschlossen resp. zu- oder weggeschaltet werden können. Die Ring-Stichleitung 11 führt zu einer Bitumenwaage 13 hin und zurück. Dort kann mit Hilfe von Ventilen 12.8, 12.10 (insbesondere Dreiwegventilen) die gewünschte Menge Bitumen entnommen werden. Die Bitumenförderung erfolgt mit einer der beiden Pumpen 14.1, 14.2.
  • Die Ring-Stichleitung verkörpert zwei Stichleitungen und eine Ringleitung. Die erste Stichleitung ist durch die Leitungsabschnitte 11.1, die Anstiche 11.11, 11.12, 11.13, die Ventile 12.1, 12.3, 12.5, 12.8 und die Pumpe 14.1 gebildet. Die zweite Stichleitung wird durch die Anstiche 11.21, 11.22, 11.23, die Leitungsabschnitte 11.2, die Ventile 12.2, 12.4, 12.6, 12.7, 12.10 und die Pumpe 14.2 gebildet.
  • Die Ringleitung schliesslich umfasst die erste Stichleitung 11.1, das Ventil 12.9, sowie die zweite Stichleitung ohne die Pumpe 14.2 aber stattdessen mit der Bypassleitung 11.3.
  • Die Bitumenwaage 13 befindet sich in der Regel im oberen Teil einer Asphaltmischanlage, welche in einem separaten Aufbau neben der Bitumentankanlage angeordnet ist. Gemäss der Erfindung sind wesentliche Teile der Ring-Stichleitung innerhalb der Aussenhülle der Tankanlage im Isolationspulver eingebettet. Bei A resp. B (vgl. Fig. 3 rechts unten) verlässt die Ring-Stichleitung die Bitumentankisolation. Sie wird dann nur noch von einer begleitenden Isolation isoliert. Deren effektiver Isolationswert sollte aber möglichst nahe dem Isolationswert des übrigen Teils der Ring-Stichleitung kommen. Dies hat vor allem Vorteile im Zusammenhang mit der Regelung der im folgenden beschriebenen Rohrheizung.
  • Die kombinierte Ring-Stichleitung 11 funktioniert folgendermassen:
    Die Leitung arbeitet im Normalbetrieb als Ringleitung, d. h. die automatisch zu verstellenden Hähne bzw. Ventile 12.1, 12.3, 12.5 führen das Bitumen vom gewählten Tank 2.3 resp. 2.4 resp. 2.5 über die Pumpe 14.1 zum Wiegegefäss der Bitumenwaage 13. Dort nimmt der Hahn 12.8 die Dosierung vor. Der Rückfluss führt über das Ventil 12.9 (Verbindungsdurchgangshahn) und den für die Verwiegung geschlossenen zweiten Dosierhahn (Ventil 12.10) über die Bypassleitung 11.3 an der Pumpe 14.2 vorbei in den gleichen oder anders gewählten Tank.
  • Im Stichleitungs- oder Notbetrieb wird das Ventil 12.9 und die Bypassleitung 11.3 geschlossen. Beide Pumpen 14.1, 14.2 arbeiten nun als Stichleitungspumpen. Der Ueberdruck während der Dosierpausen wird über die in den Pumpen 14.1, 14.2 eingebauten Bypassüberdruckventilen abgebaut.
  • Somit verbindet diese Lösung die Vorteile der Ringleitung mit derjenigen der Stichleitung:
    • Geringer Leitungsaufwand
    • Umpumpmöglichkeit
    • Ringleitungsbetrieb über den Grossteil des Betriebs
    • Verschneiden von Bitumen möglich
    • Reservepumpe installiert.
  • Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Ring-Stichleitung 11 elektrisch direkt beheizt. Die Leitungsrohre sind zu diesem Zweck aus Edelstahl und an einen Transformator 10.4 angeschlossen. Eine derartige Rohrheizung erzeugt eine optimal homogene Wärmeverteilung in der Rohrwand. Indem nun die Ring-Stichleitung 11 entlang ihrer gesamten Länge etwa gleich gut isoliert ist, lässt sich nicht nur ein gleichmässiges Aufheizen, sondern auch eine einfache Temperaturregelung erzielen.
  • Edelstahl hat einen Widerstandswert, der typischerweise ein Mehrfaches desjenigen von Eisen ist. Ziel ist es, über die ganze Ringleitung eine Spannung im Bereich von 10-40 V zu haben. Bei üblichen Rohrquerschnitten und durchschnittlichen Leitungslängen sollte die Spannung zwischen von 0,1-1 V/m betragen. Auf diese Weise soll eine bevorzugte Heizleistung von 400-500 W/m erreicht werden können.
  • Die Ring-Stichleitung ist leistungsmässig auch zum Aufheizen vorgesehen. Wird nämlich ein bestimmter Teil der Leitung für längere Zeit nicht gebraucht (z. B. weil das Bitumen des entsprechenden Tanks nicht gebraucht wird und das Bitumen im entsprechenden Leitungsteil somit nicht umgewälzt wird), so können örtliche Unterkühlungen auftreten, die spätestens beim Abzapfen des entsprechenden Bitumens zu beheben sind. Die installierte Leistung von 400-500 W/m ermöglicht ein kurzes Aufheizen (z. B. von 4-6 Uhr morgens). Zum Warmhalten genügen aufgrund der erfindungsgemässen Isolation 20-30 W/m. Diese reduzierte Leistung ist natürlich nur bei Betriebsunterbrüchen erforderlich, da während des Betriebs (d. h. bei laufenden Bitumenpumpen) das Bitumen aus dem Tank kommt und die erforderliche Temperatur hat.
  • Die Regelung der Ringleitungsheizung erfolgt ebenfalls über Thyristor- und Kaskadenregelung. Es werden die Bitumentemperatur im Rohr und die Rohrtemperatur an verschiedenen Stellen gemessen und dem Regler, der den Thyristor steuert, zugeführt. Ob örtliche Unterkühlungen (z. B. in nicht gebrauchten Leitungsteilen) oder Ueberhitzung zu verhindern, ist folgende Regeleung vorgesehen: Entlang des Leitungssystems sind z. B. drei Temperaturfühler an typischen Stellen angeordnet. Durch eine elektrische Schaltung, die in der Lage ist, den niedrigsten bzw. höchsten Wert auszuwählen.
  • In der Praxis erweist es sich oft als schwierig, unter Berücksichtigung von Rohrdurchmesserquerschnitt und -länge die für eine geforderte Heizleistung notwendige Spannung des Transformators zu bestimmen. Es hat sich deshalb als vorteilhaft erwiesen, einen Transformator mit einer Mehrzahl (z. B. fünf) spannungsmässig (z. B. um 1 V) abgestuften Ausgängen bereitzustellen, um dann vor Ort den geeigneten Spannungsabgriff definitiv anzuschliessen. Die Spannungsabgriffe befinden sich natürlich alle in einem im voraus grob errechneten Bereich. Auf diese Weise können Toleranzen und kleinere unvorhersehbare Abweichungen gezielt kompensiert werden.
  • Edelstahl hat im übrigen auch eine sehr glatte Oberfläche, was die Bildung von unerwünschten Ablagerungen und Rückständen erschwert.
  • Anstelle der Direktheizung kann eine Begleitheizung aus einem Heizband oder einem aufgewickelten Heizdraht verwendet werden. Diese Alternativen sind jedoch entweder weniger robust oder teurer als die Direktheizung.
  • Zum Einspeichern des Stroms und um Ventile und Pumpen überbrücken zu können, ist vorzugsweise die in Fig. 6 schematisch dargestellte, beidseitig isolierte Elanschverbindung vorgesehen. Zwei aneinanderstossende Rohre 36.1, 36.2 haben an ihren Enden je einen Flansch 37.1, 37.2 mit (mehreren) Bohrungen 38.1, 38.2. Zwischen die Rohrenden bzw. die Flansche 37.1, 37.2 ist ein Isolationsring 39 eingeschoben. Die Flansche 37.1, 37.2 werden mit mehreren Schrauben z. B. 41 mit Muttern 42 verbunden. Die Schraube 41 und die Mutter 42 sind gegen die Flansche 37.1, 37.2 mit Hilfe von Isolierhülsen 40.1, 40.2 elektrisch isoliert. Die Isolierhülsen erstrecken sich im wesentlichen durch die entsprechende Bohrung 38.1, 38.2 hindurch und haben einen Kragen, mit welchem sie am Rand der Bohrung 38.1, 38.2 aufliegen und den Kopf der Schraube 41 resp. die Mutter 42 gegen die Flansche 37.1, 37.2 isolieren. Am einen Flansch 37.1 ist eine bezüglich der Achse des Rohrs 36.1 radial nach aussen abstehende Lasche 43 vorgesehen, an welcher ein Stromkabel 44 angelötet ist.
  • Ueber das genannte Stromkabel 44 wird der Strom dem Rohr 36.1 zugeführt, wobei das Rohr 36.2 stromfrei bleibt.
  • Die Hähne resp. Ventile 12.1, ..., 12.10 und die Pumpen 14.1, 14.2 sind ebenfalls beheizt, was in Fig. 3 schematisch angedeutet ist (Widerstandsheizungen).
  • In Fig. 3 ist weiter eine automatische Füllstation dargestellt. Sie umfasst eine Einfülleitung 17 und eine Ansaugleitung 18, welche über ein Dreiwegventil 21 wahlweise mit einer Pumpe 23 verbindbar sind. Am Ausgang der Pumpe 23 ist die Befülleitung 15 angeschlossen, die je nach Stellung zweier Ventile 16.1, 16.2 (Dreiweghähne) in einen der drei Tanks 2.3, 2.4, 2.5 mündet. Die Befülleitung 15 ist über ein Ventil 22 in einen Sammelbehälter 19 entleerbar. Die Ansaugleitung 18 dient zum Leerpumpen des Sammelbehälters 19. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform kann der Sammelbehälter 19 mit einer Heizung 20 geheizt werden. An diese sind leistungsmässig keine grossen Anforderungen zu stellen, da der Sammelbehälter nicht sehr gross ist (einige hundert Liter).
  • Die drei Tanks 2.3, 2.4, 2.5 sind gegenseitig mit Füllstandsausgleichsleitungen 24.1, 24.2 verbunden. Eine oberhalb des Niveaus der Füllstandsausgleichsleitungen 24.1, 24.2 in den Tank 2.5 mündende Belüftungsleitung 25 ist als Kondensator für die austretenden Dämpfe ausgestaltet (Rippenrohr etc.) und mündet mit einer Kondensatabflussleitung 26 im Sammelbehälter 19 einerseits und frei andererseits.
  • Ein konkreter Aufbau einer Füllstation ist in Fig. 7a, b dargestellt. Der Sammelbehälter 19 ist vorzugsweise quaderförmig. Die Ansaugleitung 18 ragt von oben in den Sammelbehälter 19 hinein und erstreckt sich bis kurz über dem Boden.
  • Dadurch kann der Sammelbehälter 19 im wesentlichen vollständig leergepumpt werden. Das Dreiwegventil 21 ist der Pumpe 23 vorgeschaltet, welche oben auf dem Sammelbehälter 19 befestigt ist. Der Leitungsabschnitt 15.4, der vom Hauptleitungsabschnitt 15.1 abzweigt, dringt ebenfalls von oben in den Sammelbehälter 19 ein und ist über das Ventil 22 verschliessbar.
  • Der Sammelbehälter 19 steht auf dem Boden. Die Befülleitung 15 steigt aussen an den Tanks hoch, um sie von oben zu befüllen. Dies hat den Vorteil, dass das Befüllen nicht unter Druck geschehen muss wie beim Befüllen des Tanks von unten. Allerdings verbleibt nach dem Befüllen in der aufsteigenden Befülleitung 15 eine Flüssigkeitssäule, deren Abfliessen nach aussen verhindert werden muss. Dies wird nun mit der erfindungsgemässen vollautomatischen Befüllstation erreicht. Vollautomatisch bedeutet dabei, dass die Pumpe 23 und die Ventile 21 bzw. 22 durch eine elektronische Steuerung und nicht von Hand betätigt werden.
  • Das Befüllen läuft wie folgt ab:
    Das Tankfahrzeug, welches das heisse Bitumen anliefert, wird an die Einfülleitung 17 angeschlossen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Dreiwegventil so gestellt, dass die Ansaugleitung 18 an die Pumpe 23 angeschlossen ist. Das Ventil 22 ist zudem offen.
  • Wird nun ein Startknopf gedrückt, dann wird geprüft, ob der zu befüllende Tank nicht schon voll ist. Falls nein, wird das Ventil 22 geschlossen und die Pumpe 23 eingeschaltet. Der Sammelbehälter 19 wird entleert (sofern das darin befindliche Bitumen nicht erkaltet und damit erstarrt ist). Nach einer vorbestimmten Zeit wird das Ventil 21 zum Verbinden der Einfülleitung 17 mit der Pumpe 23 automatisch umgeschaltet. Das angelieferte Bitumen wird aus dem Tankfahrzeug in den entsprechenden Lagertank befördert.
  • Ist das Tankfahrzeug leergepumpt, dann wird ein Stoppknopf gedrückt. Das Dreiwegventil wird wieder auf die Ansaugleitung 18 umgeschaltet, wobei die Pumpe 23 weiterhin läuft. Nach einer vorbestimmten Pumpdauer wird das Ventil 22 geöffnet, so dass sich der Inhalt der zum Tank hochsteigenden Leitung 15 in den Sammelbehälter 19 entleeren kann. Dann wird die Pumpe 23 abgeschaltet und der Anfangszustand ist wieder erreicht.
  • Im Prinzip wird auf diese Weise der Sammelbehälter sowohl vor als auch nach dem Befüllen des Tanks entleert. Zur Erhöhung der Sicherheit kann im Sammelbehälter ein Füllstandssennsor vorgesehen sein, der die Heizung 20 (vgl. Fig. 3) einstellt, sobald der Pegel im Sammelbehälter 19 eine gewisse Höhe erreicht. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass beim nächsten Befüllen der Tankanlage das Bitumen im Sammelbehälter 19 erhitzt und damit flüssig ist und vollständig abgepumpt werden kann.
  • Auf das Ventil 22 und die Leitung 15.4 kann im Prinzip verzichtet werden. Zum Entleeren der Steigleitung 15.1 wird dann einfach die Pumpe 23 rückwärts laufen gelassen, wenn das Ventil 21 auf die Ansaugleitung 18 geschaltet ist.
  • In den Fig. 4a-c ist ein konkreter Aufbau einer Bitumentankanlage mit zwei Tanks 2.1, 2.2 gezeigt. Wie bereits mehrfach erwähnt, sind die Tanks vollständig von Isolationsmaterial 3.1 umgeben. Sie sind über Luken 30.1, 30.2 begehbar. Ausserhalb der Isolation, aber möglichst nahe an der Aussenhülle 1.1, ist die automatische Füllstation 29 (mit dem Sammelbehälter 19) vorgesehen. Innerhalb der Aussenhülle 1.1 im Isolationsmaterial 3.1 sind zwei Steigleitungen 27.1, 27.2 vorgesehen, welche oben in die Tanks 2.1, 2.2 münden. Sie sind mittels eines Umschalthahns 28 wahlweise mit dem Ausgang der Pumpe der Befüllstation 29 verbindbar. Der Umschalthahn 28 befindet sich vorzugsweise auf Mannshöhe, um gut bedient (falls manuell betätigbar) und unterhalten werden zu können. Ebenfalls wird dadurch der ausserhalb der Isolation liegende Teil der Befülleitung denkbar kurz gehalten.
  • Die Belüftungsleitung 25 soll als Kondensator wirken und ist deshalb möglichst kurz innerhalb der Isolation und möglichst lang ausserhalb der Isolation. Sie soll möglichst viel Wärme an die umgebende Luft abgeben können und ist deshalb vorzugsweise als Rippenrohr ausgestaltet.
  • In den Fig. 4b und c ist ferner eine Füllstandsausgleichsleitung 31 dargestellt. Es handelt sich um eine relativ kurze Verbindung der beiden Tanks 2.1, 2.2 im obersten Bereich (aber unterhalb der Mündung der Tankbelüftung).
  • Ferner ist ein Teil des Ring-Stichleitungssystems dargestellt. Es weist vier, in den unteren Teil der Tanks 2.1, 2.2 mündende Leitungen 32.1, ..., 32.4, daran anschliessend vier Ventile 45.1, ..., 45.4 und zwei etwa bis auf halbe Höhe des Tanks 2.1 aufsteigende Leitungen 32.5, 32.6 auf. Alle gezeigten Leitungsteile befinden sich innerhalb der erfindungsgemässen Isolation. Die Leitungen 32.5, 32.6 sind deshalb auf die erwähnte Höhe geführt, weil sich die Bitumenwaage der Mischstation auf dieser Höhe befindet und weil dadurch die Ring-Stichleitung auf grösstmöglicher Länge innerhalb der Isolation geführt ist.
  • In der Leitung 32.6 ist ferner eine Pumpe 46 der Ringleitung eingeschaltet. Die Pumpe 46 befindet sich ebenfalls auf Mannshöhe an einem gut zugänglichen Ort.
  • Die Ventile 45.1, ..., 45.4 und die Pumpe 46 sind in kleinen Kästen angeordnet, die frei von Isolationsmaterial sind. Die Kästen sind mit einem entfernbaren Deckel nach aussen abgeschlossen, so dass die darin untergebrachten Ventile und Pumpen für Revisionszwecke zugänglich sind.
  • Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele. Insbesondere ist zu beachten, dass das erfindungsgemässe Isolationsprinzip, die elektrisch direkt beheizten Metallrohre, die kombinierte Ring-Stichleitung, die Kombination von Dauer- und Boosterheizung und die automatische Füllstation grundsätzlich voneinander unabhängig (d. h. als eigenständige Merkmale einer Tankanlage) anwendbar sind. Schliesslich beschränkt sich die Erfindung nicht auf Tankanlagen zum Speichern von Bitumen, sondern erstreckt sich auf das Speichern von flüssigen Medien bei erhöhter Temperatur ganz allgemein.
  • Die Beheizung von Bitumentankanlagen mit elektrischer Energie stellt einen gewaltigen technischen Fortschritt dar, dessen Nutzen für den Anwender sofort greifbar ist. Neben einer bedeutenden Energieersparnis kann auch ein sicherer und sauberer Betrieb gewährleistet werden. Durch die Erfindung wird das Potential dieser Technologie erstmals in vollem Umfang zur Anwendung gebracht.
  • Bezugszeichenliste
  • 1, 1.1, ..., 1.3
    Aussenhülle
    2, 2.1, ..., 2.9
    Tank
    2.11, 2.31
    Boden
    2.12
    Decke
    2.13
    Mantelwand
    3, 3.1, ..., 3.3
    Isolationsmaterial
    4
    Dach
    5
    Dachraum
    6
    Leiter
    7.1, 7.2, 7.3
    Wandringheizung
    8.1, 8.2, 8.3
    Registerheizung
    9.1, 9.2, 9.3
    Durchbruchheizung
    10.1, 10.2, 10.3, 10.4
    Transformator
    11
    Ring-Stichleitung
    11.1, 11.2
    Leitungsabschnitt
    11.3
    Bypassleitung
    11.11, ..., 11.23
    Anstich
    12.1, ...., 12.10
    Ventil
    13
    Bitumenwaage
    14.1, 14.2
    Pumpe
    15, 15.1, ...., 15.4
    Befülleitung
    16.1, 16.2
    Ventil
    17
    Einfülleitung
    18
    Ansaugleitung
    19
    Sammelbehälter
    20
    Heizung
    21
    Dreiwegventil
    22
    Ventil
    23
    Pumpe
    24.1, 24.2
    Füllstandsausgleichsleitung
    25
    Belüftungsleitung
    26
    Kondensatabflussleitung
    27.1, 27.2
    Steigleitung
    28
    Umschalthahn
    29
    Füllstation
    30.1, 30.2
    Luke
    31
    Füllstandsausgleichsleitung
    32, 32.1, ...., 32.6
    Leitung
    33.1, ...., 33.3
    Edelstahlband
    34.1, ...., 34.4
    Stützkonstruktion
    35
    Wanddurchbruch
    36.1, 36.2
    Rohr
    37.1, 37.2
    Flansch
    38.1, 38.2
    Bohrung
    39
    Isolationsring
    40.1, 40.2
    Isolierhülse
    41
    Schraube
    42
    Mutter
    43
    Lasche
    44
    Stromkabel
    45.1, ...., 45.4
    Ventil
    46
    Pumpe

Claims (33)

  1. Tankanlage zum Speichern eines bei erhöhter Temperatur zu lagernden Mediums, insbesondere Bitumen, mit mindestens einem Tank und einer elektrischen Heizung zum Aufheizen und/oder Warmhalten des im Tank befindlichen Mediums bzw. Bitumens, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Tank (2; 2.1, 2.2) von einer selbsttragenden Aussenhülle (1; 1.1) umgeben ist und ein Raumvolumen zwischen Aussenhülle (1; 1.1) und Tank (2; 2.1, 2.2) ganzvolumig mit einem granulatförmigen Isolationsmaterial (3; 3.1) gefüllt ist.
  2. Tankanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, vorzugsweise zylindrische Tanks (2.1, 2.2; 2.4, 2.5, 2.6) vorgesehen sind, die in einer gemeinsamen, im wesentlichen quaderförmigen Aussenhülle (1.1; 1.2) in abstrahlungsminimierender Anordnung untergebracht sind.
  3. Tankanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke der Isolation derart auf eine Wärmeleitzahl des Isolationsmaterials (3; 3.1; 3.2) abgestimmt ist, dass die Abstrahlung im Durchschnitt weniger als 20 W/m², insbesondere nicht mehr als 15 W/m² beträgt.
  4. Tankanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenhülle (1; 1.1; 1.2) durch tragfähige Isolationsplatten gebildet ist.
  5. Tankanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmaterial (3; 3.1; 3.2) ein hydrophobiertes Pulver ist.
  6. Tankanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmaterial (3; 3.1; 3.2) ein Bläh- resp. Puffperlit oder ein Vermiculit ist.
  7. Tankanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Tank (2.1) in seiner ganzen Höhe im Isolationsmaterial (3.1) eingetaucht ist und dass die Aussenhülle (1.1) derart ausgestaltet ist, dass oberhalb des Isolationsmaterials (3.1) ein wettergeschützter Freiraum (5) gebildet ist, um den mindestens einen Tank (2.1) begehbar zu halten.
  8. Tankanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Befüll- und Entleerungsleitungen (27.1, 27.2 resp. 32.1, ..., 32.6) soweit als möglich im granulatförmigen Isolationsmaterial (3.1) innerhalb der Aussenhülle (1.1) geführt sind und dass ein ausserhalb der Aussenhülle (1.1) geführter Teil der genannten Leitungen mit einer begleitenden Isolation versehen ist, derart, dass die genannten Leitungen auf ihrer ganzen Länge mit etwa demselben effektiven Isolationswert isoliert sind.
  9. Tankanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Aussenhülle (1.1) in den Befüll- resp. Entleerungsleitungen (32.1, ..., 32.6) vorhandene Ventile (45.1, ..., 45.4) Pumpen (46) und dgl. jeweils in von aussen zugänglichen, granulatfreien Aussparungen angeordnet sind.
  10. Tankanlage zum Speichern eines bei erhöhter Temperatur zu lagernden Mediums, insbesondere Bitumen, mit mindestens einem Tank (2.3, 2.4, 2.5) und mit einem Leitungssystem (11.1, 11.2, 11.3) zum Entnehmen des Mediums, insbesondere Bitumens, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem (11.1, 11.2, 11.3) elektrisch direkt beheizbare Metallrohre umfasst.
  11. Tankanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallrohre aus Edelstahl bestehen.
  12. Tankanlage nach Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem (11.1, 11.2, 11.3) derart von einer Stromquelle (10.4) mit Strom versorgt wird, dass die Heizleistung weniger als 1 kW/m insbesondere ungefähr 0,5 kW/m beträgt.
  13. Tankanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anschliessen des Leitungssystems (11.1, 11.2, 11.3) an eine Stromquelle (10.4) und/oder zum Ueberbrücken von elektrisch ansteuerbaren Ventilen (12.3, ..., 12.10) und dergleichen zweiseitig elektrisch isolierte (40.1, 40.2) Flanschverbindungen (36.1, 37.1, 36.2, 37.2) vorgesehen sind.
  14. Tankanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Stromquelle ein Transformator (10.4) mit mehreren Spannungsabgriffen vorgesehen ist.
  15. Tankanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem (11.1, 11.2, 11.3) als Ring-Stichleitung mit mindestens zwei Pumpen (14.1, 14.2) ausgestaltet ist.
  16. Tankanlage zum Speichern eines bei erhöhter Temperatur zu lagernden Mediums, insbesondere Bitumen, mit mindestens einem Tank und mit einer elektrischen Heizung zum Aufheizen und/oder Warmhalten des im Tank befindlichen Mediums, dadurch gekennzeichnet, dass neben einer ersten Heizung als Booster zum Aufheizen eine separat ansteuerbare zweite Heizung zum Warmhalten vorgesehen ist, wobei der Leistungsbereich der zweiten Heizung mindestens fünfmal kleiner als derjenige der ersten ist, und dass eine Steuerung vorgesehen ist, um neben der Ist-Temperatur des Mediums auch diejenige der Heizoberflächen zu überwachen und zu steuern.
  17. Tankanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung so ausgebildet ist, dass im Sinn einer Kaskadenregelung die Ist-Temperatur des Mediums durch vorzugsweise feinstufiges Dosieren der Heizleistung stets möglichst nahe einer vorgegebenen Soll-Temperatur bleibt und die Ist-Temperatur der Heizoberfläche in jedem Fall eine vorgegebene Maximaltemperatur nicht überschreitet.
  18. Tankanlage nach Ansprüchen 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste der Heizungen eine Wandring- und die zweite eine Bodenheizung ist.
  19. Tankanlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandringheizung durch eine Vielzahl von aussen aufgebrachten flachen, ringsegmentförmigen Heizstäben gebildet ist.
  20. Tankanlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizstäbe einen gegenseitigen Abstand von 10-30 cm, insbesondere von ca. 20 cm haben, um eine Leistung von höchstens 2,4 kW/m² abgeben zu können.
  21. Tankanlage nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizstäbe schaltungsmässig zu separat betätigbaren Heizbereichen zusammengefasst sind, um ein füllstandsabhängiges Heizen zu ermöglichen.
  22. Tankanlage nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aussenwand des Tanks Verankerungselemente, insbesondere Zapfen vorgesehen sind, und dass die Heizstäbe mit an den Zapfen angreifenden Federn auf die Aussenwand aufgespannt sind.
  23. Tankanlage nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Heizung eine im Inneren des Tanks angeordnete Registerheizung (8.1) aus massiven Edelstahlbändern (33.1, 33.2, 33.3) ist, die durch eine Niederspannungshochstromquelle (10.1) mit Strom beaufschlagbar sind.
  24. Tankanlage nach einem der Ansprüche 16, 17 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Durchbruchheizung (9.1) vorgesehen ist, welche als vertikal im Tank (2.3) angeordnetes, direkt beheiztes Rohr oder als vertikal an der Aussenwand des Tanks angebrachter Heizstab ausgebildet ist.
  25. Tankanlage nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung einer Oberflächentemperatur der im Tank angeordneten Heizung ein in das Tankinnere hineinragendes, am inneren Ende abgeschlossenes Rohr mit gleicher Oberfläche und gleichem Querschnitt wie die genannte Heizung vorgesehen ist, dass im Inneren des Rohrs ein Temperatursensor zur Messung der Oberflächentemperatur der Rohrinnenseite vorgesehen ist und dass das Rohr in Serie mit der Heizung geschaltet ist, um vom Heizstrom durchflossen zu werden.
  26. Tankanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung über eine Impulsgruppenschaltung leistungskontrolliert ist.
  27. Tankanlage zum Speichern eines flüssigen Mediums, insbesondere Bitumen, mit mindestens einem Tank (2.3, 2.4, 2.5) und mit einer Füllstation, mit welcher der mindestens eine Tank (2.3, 2.4, 2.5) mit dem auf Tankfahrzeugen angelieferten und zu speichernden flüssigen Medium von oben gefüllt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sammelbehälter (19) eine in den Sammelbehälter (19) entleerbare, oben in den Tank (2.3, 2.4, 2.5) mündende Steigleitung (15), eine an das Tankfahrzeug anschliessbare, in die Steigleitung (15) mündende Einfüllleitung (17), eine Pumpe (23) zum Befördern des Mediums und eine Ansaugleitung (18) zum Ansaugen des im Sammelbehälter (19) befindlichen Mediums vorgesehen sind, wobei eine automatische Füllstationssteuerung dafür sorgt, dass eine nach dem Befüllen des Tanks (2.3; 2.4; 2.5) in der Steigleitung (15) befindliche Flüssigkeitssäule in den Sammelbehälter (19) entleert wird und zu Beginn des nächstmaligen Befüllens des Tanks (2.3; 2.4; 2.5) der Inhalt des Sammelbehälters (19) in den Tank (2.3; 2.4; 2.5) befördert wird.
  28. Tankanlage nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass Einfüll- und Ansaugleitung (17 bzw. 18) über ein Dreiwegventil (21) umschaltbar der Pumpe (23) vorgeschaltet sind und dass die über ein Ventil (22) in den Sammelbehälter (19) entleerbare Steigleitung (15) der Pumpe (23) nachgeschaltet ist.
  29. Tankanlage nach einem der Ansprüche 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gaspendelleitung (25) des Tanks (2.5) in den Sammelbehälter (19) mündet, wobei die Gaspendelleitung (25) vorzugsweise als Rippenrohr ausgestaltet ist, um zugleich als Kondensator für Dämpfe zu dienen, welche als Kondensat im Sammelbehälter (19) aufgefangen werden.
  30. Tankanlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Tanks (2.3, 2.4, 2.5) vorgesehen sind, die oben mit Füllstandsausgleichsleitungen (24.1, 24.2) gegenseitig verbunden sind, wobei die Füllstandsausgleichsleitungen (24.1, 24.2) geringfügig unterhalb der Mündungen der Tankbelüftungen (25) angeordnet sind.
  31. Verfahren zum Betreiben einer Füllstation einer Tankanlage nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass
    a) als erstes der Inhalt des Sammelbehälters (19) in den Tank (25) gepumpt wird,
    b) dann nach einer vorbestimmten Zeit das Dreiwegventil (21) von der Ansaugleitung (18) auf die Einfülleitung (17) umgeschaltet wird und der Inhalt des Tankfahrzeugs in den Tank (2.3; 2.4; 2.5) gepumpt wird,
    c) wenn das Tankfahrzeug leer ist, von der Einfülleitung (17) erneut auf die Ansaugleitung (18) umgeschaltet wird und
    d) nach einer vorbestimmten Pumpdauer die Flüssigkeitssäule in der Steigleitung (15) in den Sammelbehälter (19) entleert wird.
  32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entleerung der Steigleitung die Pumpe rückwärts laufengelassen wird.
  33. Verfahren nach Ansprüchen 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (19) geheizt (20) wird, wenn er voll ist, damit er automatisch entleert werden kann, wenn die Tankanlage erneut befüllt wird.
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