DE4433901A1 - Anlage und Verfahren zur Einspeisung eines Inertisierungsgases in einen Behälter - Google Patents
Anlage und Verfahren zur Einspeisung eines Inertisierungsgases in einen BehälterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zur Ein
speisung eines Inertisierungsgases in einen Behälter, insbe
sondere in einen Sicherheitsbehälter eines Kernkraftwerkes,
wobei das Innere des Behälters mit einem Lagerbehälter für
das Inertisierungsgas über eine durch ein Absperrventil ver
schließbare Speiseleitung verbunden ist.
In Kernkraftwerken können bei bestimmten schweren Störfällen,
bei denen aufgrund von Kernaufheizung und Zirkoniumoxidation
größere Mengen von Wasserstoffgas freigesetzt werden, explo
sive Gasgemische entstehen.
Zur Verhinderung der Bildung derartiger explosiver Gasgemi
sche im Sicherheitsbehälter von Kernkraftwerken werden die
verschiedensten Einrichtungen diskutiert. Hierzu gehören bei
spielsweise Einrichtungen, wie katalytische Rekombinatoren,
katalytisch und elektrisch betriebene Zündeinrichtungen, die
Kombination der beiden vorgenannten Einrichtungen, permanente
oder nachträgliche Inertisation und auch eine nachträgliche
Inertisation mit gleichzeitiger Druckentlastung des Sicher
heitsbehälters.
Zur Inertisation sind Verfahren bekannt, bei denen eine Flüs
siggaseinspeisung über verzweigte Düsensysteme mit nachträg
licher ungezielter Verdampfung im Sicherheitsbehälter oder
konventionelle Gaseinspeisesysteme mit integriert er Ölbren
ner- oder Gasbrenner-Verdampferanlage vorgeschlagen sind. An
dere Varianten zur Lösung des gleichen Problems basieren wie
derum auf der Flüssigeinspeisung, wobei jedoch wegen der feh
lenden Verdampfungsenergien in der Atmosphäre der Kernkraft
werke auch eine Einspeisung in einen Wassersumpf innerhalb
des Sicherheitsbehälters vorgesehen ist. Nachteilig ist bei
dieser Variante jedoch, daß je nach Störfallverlauf mögli
cherweise überhaupt kein Wassersumpf vorhanden ist und daß
durch die Inertgasfreisetzung im tiefgelegenen Bereich des
Sicherheitsbehälters eine starke Temperaturschichtung und ei
ne sich daraus ergebende schichtweise und dadurch ungünstige
Verteilung der Inertgase auftritt.
Diese bekannten Verfahren werden bislang wegen der ungünsti
gen Eigenschaften der Einspeisesysteme so negativ bewertet,
daß bisher eine Anwendung nicht ernsthaft in Betracht gezogen
worden ist. Dies zeigt auch sehr deutlich die Beschreibungs
einleitung der Deutschen Offenlegungsschrift 39 27 958. Ein
wesentlicher Nachteil der bekannten Lösungen liegt außerdem
in dem Erfordernis einer Vielzahl von aktiven Maßnahmen zu
ihrer Einleitung, weil das Versagen einer einzelnen aktiven
Maßnahme schon zu einem Versagen der Inertisierung als sol
cher führen würde.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anlage
und ein Verfahren zu dessen Nutzung zu schaffen, womit beim
Auftreten eines Störfalls eine schnelldurchführbare nachträg
liche Inertisierung oder Verdünnung der Atmosphäre im Sicher
heitsbehälter eines Kernkraftwerkes sicher durchführbar ist,
wobei der Einsatz von Flächenrekombinatoren und/oder Zünd
einrichtungen als Option erhalten bleiben soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Anlage der ein
gangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein verflüssigtes
Inertisierungsgas in dem Lagerbehälter unter einem Vielfachen
des atmosphärischen Druckes bei einer Temperatur über 0°C,
vorzugsweise bei 20° bis 30°C, vorgehalten ist, daß zur Iner
tisierung das Absperrventil geöffnet ist, das eine ebenfalls
in der Speiseleitung liegende Drosseleinrichtung eine Ver
dampfung des flüssigen Inertisierungsgases durch Druckabsen
kung steuert und daß eine Saugstrahlpumpe am Auslaß der
Speiseleitung das Inertisierungsgas mit Behälteratmosphäre
mischt und aufheizt.
Nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgese
hen, daß am Lagerbehälter sowohl nach innen als auch nach au
ßen Wärmeübertragungsrippen vorgesehen sind und daß als Iner
tisierungsgas Kohlendioxid eingesetzt ist, wobei der Druck im
Lagerbehälter zwischen 50 und 100 bar, vorzugsweise bei 65
bar, liegt.
Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung be
steht darin, daß je eine Durchführung einer Probenahmeleitung
durch die Behälterwand als Teil der Speiseleitung dient.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß das
Inertisierungsgas zusätzlich durch Beimengung eines energie
reichen Abgases aus einer Oxidationsreaktion von separat un
ter Druck gelagerten Brennstoffen aufgeheizt ist und daß zur
Oxidation der Brennstoffe eine Brenner- oder Katalysatorein
heit vorgesehen ist, wobei der Energieinhalt des energierei
chen Abgases ausreichend ist, um bei einer zusätzlichen Ein
speisung von flüssigem Inertisierungsgas dessen Verdampfung
zu gewährleisten.
Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage sind in
den Patentansprüchen 8 bis 11 angegeben.
Erfindungsgemäß dient ein Verfahren zur Einspeisung eines
Inertisierungsgases in einen Behälter, insbesondere in einen
Sicherheitsbehälter eines Kernkraftwerks unter Verwendung der
vorbeschriebenen Anlage, wonach das bei einer Temperatur über
0°C, vorzugsweise bei 20° bis 30°C, unter hohem Druck in
flüssigem Aggregatzustand vorgehaltene Inertisierungsgas
durch eine plötzliche Druckabsenkung adiabatisch verdampft
wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Verfahrens bestehen
darin, daß die Verdampfung in einem Lagerbehälter erfolgt
oder daß das noch flüssige Inertisierungsgas durch ein eben
falls inertisierend wirkendes Treibgas, beispielsweise Stick
stoff, in den Behälter gepreßt wird und daß eine die Verdamp
fung einleitende Entspannung erst innerhalb des zu inertisie
renden Behälters erfolgt und dort beispielsweise innerhalb
einer Speiseleitung erfolgt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah
rens ist es, das Inertisierungsgas durch Wärme aus dem Behäl
ter aufzuheizen und/oder mit einem energiereichen Abgas aus
einem Rekombinator oder einem anderen Oxidationsgerät zu mi
schen.
Eine andere zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht
darin, daß ein bei der plötzlichen adiabatischen Verdampfung
gebildeter, tiefgekühlter oder vereister Rest des Inertisie
rungsgases durch ein energiereiches Gas erwärmt wird und/oder
daß ein aus dem Rekombinator und/oder einer Oxidationseinheit
abströmendes energiereiches Abgas durch eine von einem Ther
mostatventil dosierte Eindüsung von flüssigem Inertisierungs
mittel gekühlt wird.
Die erfindungsgemäße Anlage und das erfindungsgemäße Verfah
ren sind sehr vorteilhaft, weil sie eine sehr schnelle Nachi
nertisierung von sehr großen Behältern, beispielsweise von
Sicherheitsbehältern von Kernkraftwerken, praktisch ohne den
Einsatz von aktiv arbeitenden Anlagenteilen ermöglichen, so
daß die Inertisierung auch dann erfolgt, wenn keinerlei
Fremdenergie zur Verfügung steht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand einer Zeich
nung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anlage mit einer Nachver
dampfung in einer Mischkammer.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Anlage mit einer Nachver
dampfung in einem Lagerbehälter.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Anlage mit Verdampfung und
Nachverdampfung innerhalb eines Sicherheitsbehälters eines
Kernkraftwerkes.
Einander entsprechende Bauteile sind in allen Figuren mit den
gleichen Bezugszeichen versehen.
Ein ausschnittsweise dargestellter Sicherheitsbehälter 1 um
hüllt, beispielsweise in einem Kernkraftwerk, einen nicht nä
her dargestellten Druckwasserreaktor nebst dessen Hilfs- und
Zusatzaggregaten. Eine Speiseleitung 2 für ein Inertisie
rungsmittel, beispielsweise Kohlendioxid oder Stickstoff,
durchsetzt die Wandung des Sicherheitsbehälters 1 in einer
Durchführung 3 und ist während des Normalbetriebes des
Druckwasserreaktors durch zwei hintereinander geschaltete
Gebäudeabsperrventile 4 verschlossen.
Die Speiseleitung 2 wird nach Öffnung eines Absperrventiles 6
aus einem Lagerbehälter 5 mit dem Inertisierungsmittel ge
speist, wobei das Absperrventil 6 bei den Anlagen gemäß den
Fig. 1 und 2 gleichzeitig als Drosseleinrichtung fungiert.
In dem innen und außen mit Wärmeübertragungsrippen versehenen
Lagerbehälter 5 ist das Inertisierungsmittel bei einem Druck
von 50 bis 100 bar, vorzugsweise bei 65 bar und einer Tempe
ratur über 0°C, vorzugsweise bei 20° bis 30°C, gespeichert.
Die Menge des Inertisierungsmittels reicht aus, um den Sauer
stoffgehalt in der Behälteratmosphäre deutlich unter 4 Volu
men-Prozent zu senken.
Bei einem wider Erwarten möglicherweise doch einmal auftre
tenden schweren Störfall, bei dem innerhalb des Sicherheits
behälters Wasserstoff freigesetzt wird, werden die Gebäudeab
sperrventile 4 und das Absperrventil 6 geöffnet. Der dadurch
hervorgerufene plötzliche Druckabfall im Lagerbehälter 5 ini
tiiert eine spontane adiabatische Verdampfung, d. h. eine Ver
dampfung ohne Energiezufuhr von außen. Diese Verdampfung wird
bei den Ausführungen gemäß den Fig. 1 und 2 durch mehr
oder weniger weites Öffnen des als Drosseleinrichtung genutz
ten Absperrventils 6 gesteuert. Dabei wird bei Verwendung von
Kohlendioxid als Inertisierungsmittel der Druck im Lagerbe
hälter 5 sukzessive bis auf etwa 11 bar gesenkt. Dabei sinkt
die Temperatur im flüssigen Kohlendioxid bis dicht über des
sen Erstarrungstemperatur, so daß das noch im Lagerbehälter 5
befindliche Kohlendioxid in jedem Fall flüssig bleibt.
Häufig ist es sogar zweckmäßig, den Druck bis auf etwa 5 bar
abzusenken, so daß der nicht verdampfte Teil des Kohlendi
oxides erstarrt und die dabei freigesetzte Energie mit zur
Verdampfung herangezogen ist. Dabei muß jedoch gewährleistet
sein, daß kein flüssiges oder erstarrtes Kohlendioxid in die
Speiseleitung 2 gelangt.
Das verdampfte Kohlendioxid strömt durch die Speiseleitung 2
in das Innere des Sicherheitsbehälters 1. Dabei sind die Aus
lässe 7 der Speiseleitung 2 so gestaltet, daß das Kohlendi
oxid mit der Atmosphäre im Sicherheitsbehälter 1 gut gemischt
und dabei erwärmt wird.
Um die Temperatur des Kohlendioxids schon in der Speiselei
tung 2 anzuheben, ist bei der Anlage gemäß Fig. 1 eine Misch
kammer 8 vorgesehen, in der dem kalten Kohlendioxid ein ener
giereiches Abgas aus einem Katalysator über eine Heißgaslei
tung 10 zumischbar ist. Anstelle eines Katalysators 9 ist
auch die Verwendung einer nicht dargestellten Brennkammer
möglich. Der Katalysator 9 wird gespeist mit einem Brenngas
über eine Brennstoffleitung 11 und mit einem Oxidationsge
misch aus Sauerstoff und Kohlendioxid aus einer Saugstrahl
pumpe 12.
Der Sauerstoff dient in der Saugstrahlpumpe 12 als Treibgas
und wird dieser über einer Treibgasleitung 13 zugeführt. Die
Saugstrahlpumpe 12 ist außerdem über eine Saugleitung 14 mit
dem Gasraum des Lagerbehälters 5 verbunden. Sowohl in der
Treibgasleitung 13 als auch in der Brennstoffleitung 11 ist
ein in Abhängigkeit vom Druck in der Speiseleitung 2 gesteu
ertes Steuerventil 15 vorgesehen.
Die Brennstoffleitung 11 ist an einen Vorratsbehälter 16 für
einen Brennstoff, beispielsweise Wasserstoff, Propan, Butan
oder Äthan, angeschlossen und die Treibgasleitung 13 wird aus
einer Gasflasche 17 mit Sauerstoff gespeist.
Ein von flüssigem Kohlendioxid bedeckter Boden des Lagerbe
hälters 5 ist über eine Flüssiggasleitung 18 über ein Ventil
19 mit der Mischkammer 8 verbunden. Das Ventil 19 wird wie
die Steuerventile 15 in Abhängigkeit vom Druck in der Speise
leitung 2 gesteuert.
Zur Inbetriebsetzung der Anlage gemäß Fig. 1 werden lediglich
die Gebäudeabsperrventile 4 und das Absperrventil 6 geöffnet.
Dadurch strömt, wie oben angegeben, Kohlendioxid in den In
nenraum des Sicherheitsbehälters 1. Sobald der Druck in der
Speiseleitung 2 auf einen vorgegebenen Wert abgefallen ist,
öffnen gleichzeitig die beiden Steuerventile 15. Der als
Treibgas dienende Sauerstoff aus der Treibgasleitung 13 saugt
in der Saugstrahlpumpe 12 über die Saugleitung 14 gasförmiges
Kohlendioxid aus dem Lagerbehälter 5 und verdünnt sich da
durch soweit, daß er nur noch katalytisch mit dem über die
Brennstoffleitung 11 zugeführten Brennstoff reagieren kann.
Dies geschieht im Katalysator 9. Das dadurch gebildete ener
giereiche Abgas aus dem Katalysator 9 strömt über die Heiß
gasleitung 10 in die Mischkammer 8 und mischt und erwärmt
dort das relativ kalte Kohlendioxid aus der Speiseleitung 2.
Beim weiteren Absinken des Druckes in der Speiseleitung 2
öffnet auch das Ventil 19 mit der Folge, daß nun über die
Flüssiggasleitung 18 flüssiges Kohlendioxid in die Mischkam
mer 8 eingesprüht wird. Durch entsprechende Einstellung der
Ventile 15 und 19 werden der Strom des energiereichen Abgases
aus dem Katalysator 9 und die Menge des flüssigen Kohlendi
oxides so gesteuert, daß ihr Gemisch zusammen mit dem aus der
Speiseleitung 2 in die Mischkammer 8 einströmenden gasförmi
gen Kohlendioxides eine Temperatur aufweist, die ohne unzu
lässige thermische Belastung irgendwelcher Anlagenteile in
den Sicherheitsbehälter 1 einspeisbar ist.
Bei der Anlage gemäß Fig. 2 ist auf eine Mischkammer 8 ver
zichtet und mündet die vom Katalysator 9 kommende Heißgaslei
tung 10 in eine Düsenharfe 20, die unmittelbar in dem Sumpf
des flüssigen Kohlendioxids in dem Lagerbehälter 5 angeordnet
ist. Dadurch wird die diesem Sumpf für die Verdampfung von
Kohlendioxid entzogene Wärme kompensiert. Die Temperatur des
Sumpfes in dem Lagerbehälter 5 bleibt annähernd konstant oder
steigt sogar leicht an, so daß die Einspeisung von Kohlendi
oxid in den Sicherheitsbehälter 1 wiederum ohne unzulässige
thermische Belastung irgendwelcher Anlagenteile erfolgt.
Der Lagerbehälter 5 und die Menge des in diesem vorgehaltenen
Kohlendioxids sowie der Druck im Lagerbehälter 5 sind bei den
Anlagen gemäß den Fig. 1 und 2 so bemessen, daß auch bei
einem Ausfall der katalytischen Erzeugung des energiereichen
Abgases der Sicherheitsbehälter 1 ausreichend inertisierbar
oder seine Atmosphäre verdünnbar ist.
Bei der Anlage gemäß Fig. 3 wird das Inertisierungsgas, bei
spielsweise wiederum Kohlendioxid, noch flüssig durch die
Speiseleitung 2 gepreßt. Dabei dient unter hohem Druck, bei
spielsweise mit mehr als 100 bar, in Treibgasbehältern 21
vorgehaltener Stickstoff als Treibgas. Das Treibgas steht
nach dem Öffnen eines Treibgasventils 25 über
Treibgasleitungen 24 an dem gelagerten flüssigen Kohlendioxid
und an Steuerzylindern der Gebäudeabsperrventile 4 an.
Nach dem Inbetriebsetzen dieser Anlage durch Öffnen der Ge
bäudeabsperrventile 4 und des Absperrventils 6 kann sich das
Kohlendioxid erst beim Passieren einer Drosseleinrichtung 22,
beispielsweise einer Drossel oder eines Drosselventils, ent
spannen und dabei teilweise verdampfen. Der dabei entstandene
Kohlendioxid-Naßdampf wird in einem Flüssigkeitsabscheider 23
in eine gasförmige und eine flüssige Phase getrennt.
Das gasförmige Kohlendioxid dient nach dem Passieren eines
federbelasteten Steuerventils 26 als Treibgas in einer Saug
strahlpumpe 27, die über eine Saugleitung 28 Gas aus der Be
hälteratmosphäre ansaugt und mit dem Kohlendioxid vermischt.
Dieses Gemisch erreicht durch eine Gemischleitung 29 eine
Mischkammer 30 und durchströmt in dieser zunächst einen Re
kombinator 31, in dem oxidierbare Gemischbestandteile mit aus
der Behälteratmosphäre mitgeschlepptem Sauerstoff oxidiert
werden und mit der dabei erzeugten Wärme das Gemisch aufhei
zen.
Beim Erreichen einer vorgegebenen Mindesttemperatur öffnet
ein Thermostatventil 32, so daß im Flüssigkeitsabscheider 23
gesammeltes flüssiges Kohlendioxid in die Mischkammer 30 ein
düst. Bei einem weiteren Anstieg der Temperatur in der Misch
kammer 30, beispielsweise infolge eines hohen Heizwertes des
aus der Behälteratmosphäre angesogenen Gases, öffnet ein
Thermostatventil 33, durch das unmittelbar aus der
Speiseleitung 2 kommendes flüssiges Kohlendioxid in die
Mischkammer 30 eindüst, dort verdampft und erwärmt wird,
bevor das in der Mischkammer gebildete Gasgemisch über eine
Inertgasleitung 34 in die Behälteratmosphäre im Inneren eines
Trümmerschutzzylinders 35 abströmt.
Claims (18)
1. Anlage zur Einspeisung eines Inertisierungsgases in einen
Behälter (1), insbesondere in einen Sicherheitsbehälter (1)
eines Kernkraftwerkes, wobei das Innere des Behälters (1) mit
einem Lagerbehälter (5) für das Inertisierungsgas über eine
durch ein Absperrventil (6) verschließbare Speiseleitung (2)
verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß ein verflüssigtes Inertisierungsgas in dem Lagerbehälter (5) unter einem Vielfachen des atmosphärischen Druckes bei einer Temperatur von 0°C, vorzugsweise bei 20° bis 30°C, vorgehalten ist,
- - daß zur Inertisierung das Absperrventil (6) geöffnet ist,
- - daß eine ebenfalls in der Speiseleitung (2) liegende Drosseleinrichtung (6, 22) eine Verdampfung des flüssigen Inertisierungsgases durch eine sukzessive Druckabsenkung, beispielsweise auf 5 bis 15 bar, steuert und
- - daß eine Auslaßöffnung (7, 27) der Speiseleitung (2) das Inertisierungsgas mit Behälteratmosphäre mischt und nacherwärmt.
2. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Lagerbehälter (5) sowohl nach innen als auch nach
außen Wärmeübertragungsrippen vorgesehen sind.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Inertisierungsgas Kohlendioxid eingesetzt ist und daß
der Druck im Lagerbehälter (5) zwischen 50 und 100 bar,
vorzugsweise bei 65 bar, liegt.
4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß je eine Durchführung (3) einer Probenahmeleitung durch
die Behälterwand (1) als Teil der Speiseleitung (2) dient.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Inertisierungsgas zusätzlich durch Beimengung (8)
eines energiereichen Abgases aus einer Oxidationsreaktion (9)
von separat unter Druck gelagerten Brennstoffen (16)
aufgeheizt ist (Fig. 1 und 2).
6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Oxidation der Brennstoffe eine Brenner- oder
Katalysatoreinheit (9) vorgesehen ist (Fig. 1 und 2).
7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Energieinhalt des energiereichen Abgas es ausreichend
ist, um bei einer zusätzlichen Einspeisung von flüssigem
Inertisierungsgas dessen Verdampfung zu gewährleisten.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das energiereiche Abgas in direkten thermischen Kontakt
mit dem flüssig gelagerten (5) Inertisierungsgas (20) geführt
ist (Fig. 2).
9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Inertisierungsgas sich erst innerhalb des
Sicherheitsbehälters entspannt und verdampft (Fig. 3).
10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Strom des energiereichen Abgases weiteres
flüssiges Inertisierungsmittel feinverteilt beigemengt ist
(Fig. 1 und 3).
11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das energiereiche Abgas durch Oxidation (31) von
Wasserstoff innerhalb des Behälters (1) erzeugt ist (Fig. 3).
12. Verfahren zur Einspeisung eines Inertisierungsgases in
einen Behälter (1), insbesondere in einen Sicherheitsbehälter
(1) eines Kernkraftwerkes unter Verwendung einer Anlage nach
einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das bei einer Temperatur über 0°C, vorzugsweise bei 20°
bis 30°C, unter hohem Druck in flüssigem Aggregatzustand
vorgehaltene Inertisierungsgas durch eine plötzliche
Druckabsenkung adiabatisch verdampft wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verdampfung in einem Lagerbehälter (5) erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das noch flüssige Inertisierungsgas durch ein ebenfalls
inertisierend wirkendes Treibgas, beispielsweise Stickstoff,
in den Behälter (1) gepreßt wird und daß eine die Verdampfung
einleitende Entspannung erst innerhalb des zu inertisierenden
Behälters (1) erfolgt und dort beispielsweise in einer
Drosseleinrichtung (22) erfolgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Inertisierungsgas durch Wärme aus dem Behälter (1)
aufgeheizt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Inertisierungsgas mit einem energiereichen Abgas aus
einem Oxidationsgerät (9) oder einem Rekombinator (31)
gemischt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein bei der plötzlichen adiabatischen Verdampfung
gebildeter tiefgekühlter Rest des Inertisierungsgases durch
ein energiereiches Abgas (28) erwärmt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein aus dem Rekombinator (31) oder dem Oxidationsgerät
(9) abströmendes energiereiches Abgas durch eine von einem
Thermostatventil (31, 33) dosierte Eindüsung von flüssigem
Inertisierungsgas gekühlt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4433901A DE4433901A1 (de) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Anlage und Verfahren zur Einspeisung eines Inertisierungsgases in einen Behälter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4433901A DE4433901A1 (de) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Anlage und Verfahren zur Einspeisung eines Inertisierungsgases in einen Behälter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4433901A1 true DE4433901A1 (de) | 1996-03-28 |
Family
ID=6528937
Family Applications (1)
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DE4433901A Withdrawn DE4433901A1 (de) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | Anlage und Verfahren zur Einspeisung eines Inertisierungsgases in einen Behälter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4433901A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999036922A1 (de) * | 1998-01-13 | 1999-07-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und anlage zur erzeugung eines inertisierungsgases zur einspeisung in einen behälter sowie kerntechnische anlage |
DE10249126A1 (de) * | 2002-10-22 | 2004-06-09 | Minimax Gmbh | Verfahren und Anlage zum Erzeugen einer sauerstoffarmen Atmosphäre |
CN107799187A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-03-13 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 一种利用安全壳惰化防止氢气风险的方法 |
CN113797871A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-17 | 四川科伦药业股份有限公司 | 一种易燃易爆液体输送系统及方法和应用 |
-
1994
- 1994-09-22 DE DE4433901A patent/DE4433901A1/de not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999036922A1 (de) * | 1998-01-13 | 1999-07-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und anlage zur erzeugung eines inertisierungsgases zur einspeisung in einen behälter sowie kerntechnische anlage |
DE10249126A1 (de) * | 2002-10-22 | 2004-06-09 | Minimax Gmbh | Verfahren und Anlage zum Erzeugen einer sauerstoffarmen Atmosphäre |
DE10249126B4 (de) * | 2002-10-22 | 2004-08-19 | Minimax Gmbh | Verfahren und Anlage zum Erzeugen einer sauerstoffarmen Atmosphäre |
CN107799187A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-03-13 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 一种利用安全壳惰化防止氢气风险的方法 |
CN113797871A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-17 | 四川科伦药业股份有限公司 | 一种易燃易爆液体输送系统及方法和应用 |
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