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Anlage 8 TRB 610, Bestimmung der erforderlichen Wassermenge ...
Anlage 8 TRB 610
Technische Regeln zur Druckbehälterverordnung Druckbehälter Aufstellung von Druckbehältern zum Lagern von Gasen (TRB 610)
Bundesrecht

Anhangteil

Titel: Technische Regeln zur Druckbehälterverordnung Druckbehälter Aufstellung von Druckbehältern zum Lagern von Gasen (TRB 610)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: TRB 610
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Technische Regel

Anlage 8 TRB 610 – Bestimmung der erforderlichen Wassermenge für eine Wasserberieselung oder Wasserbeflutung für ungestörte Oberflächen nach Abschnitt 3.2.3.3.5 (1)

Die Diagramme

Diagramm 1a:Ermittlung der Berieselungsstromdichte
 
Diagramm 1b: Ermittlung der Beflutungsstromdichte
 
Diagramm 2a: Ermittlung der Berieselungsdichte
 
Diagramm 2b: Ermittlung der Beflutungsdichte
 
Diagramm 3:Ermittlung der absorbierten Wärmestromdichte abs
 

wurden nach folgenden Beziehungen ermittelt:

A Unterfeuerung (Full engulfment)

Die erforderlichen Berieselungs-/Beflutungsstromdichten sind in Abhängigkeit vom Behältervolumen für Kugelbehälter und stehende bzw. liegende zylindrische Behälter in den Diagrammen 1a und 1b dargestellt; die dazugehörigen Berieselungs-/Beflutungsdichten ergeben sich aus den Diagrammen 2a und 2b.

Die Diagramme wurden nach folgenden Beziehungen ermittelt:

=K1 abs + K2 F U/A
mit
K1 = 1/cp ( 2 - 1) + r         (1a)
K2 = min r K1
min = 292 kg / (m h)
bzw.
= A/U         (1b)

B Unterfeuerung

Bei der Unterfeuerung erfolgt die Erwärmung eines Behälters durch eine Flamme unterhalb des Behälters im Gegensatz zu dem full engulfment, bei dem der gesamte Behälter in Flammen eingehüllt ist.

Von dem von einer Flamme abgegebenen Wärmestrom F gelangt nur der Anteil abs auf die Behälteroberfläche und wird dort von dem Kühlwasser absorbiert. Es gilt:
abs = BF > F         (2)
mit BF Einstrahlzeit (geometrische Größe).

Die Berechnung der erforderlichen Kühlwassermassenströme mit Hilfe der Einstrahlzahl und unter entsprechender Anwendung des Rechenganges für full engulfment ist sehr aufwendig, im Einzelfall jedoch möglich.

Im folgenden werden für zwei Sonderfälle vereinfachte Berechnungsmöglichkeiten vorgestellt:

  1. 1.

    Behälter befindet sich teilweise, d. h. bis zu einer bestimmten Höhe in Flammen:

    Dann ist K1 in den Gleichungen (1a) und (1b) zu ersetzen durch K1? wobei gilt:

    K1? = K1 A?/A

    mit A? Anteil der Behälteroberfläche A, der in Flammen steht.

  2. 2.

    Behälter befindet sich oberhalb einer Flamme:

    Der Lösungsweg ist analog dem für den Nachbarschaftsbrand anzuwenden: (Modell: Flamme = Kreisscheibe).

C Nachbarschaftsbrand

Wie bei der Unterfeuerung gelangt auch beim Nachbarschaftsbrand nur ein Teil des von einer Flamme abgegebenen Wärmestromes auf die Behälteroberfläche, Gleichung (2) findet ebenso Anwendung.

Mit Hilfe folgenden Modells (Flamme = Kreisscheibe) kann die größte, auf der Behälteroberfläche absorbierte Wärmestromdichte abs berechnet werden:

abs = F/(1 + a2/AF)        (3)
mit
a    Abstand Flamme-Behälter
AF  Flammengröße.

Die auf der Behälteroberfläche auftreffende Wärmestromdichte ist im Diagramm 3 über der Entfernung aufgetragen; man erkennt beispielsweise bei einer Flammengröße von 10 m2, dass sich abs, von 100 kW/m2 (Abstand 0) schon in einer Entfernung von 5 m auf 11 kW/m2 verringert.

Setzt man den so errechneten Wert in die Gleichungen (1a) und (1b) ein, so sind bzw. bekannt.

Berieselung:

Kühlung eines Behälters mit Wasser. Das Wasser wird gleichmäßig mit Hilfe eines Düsensystems auf die zu kühlende Oberfläche aufgebracht.

Beflutung:

Kühlung eines Behälters mit Wasser. Das Wasser wird zentral über einen im oberen Behälterbereich angeordneten Zahnkranz aufgebracht. Das überlaufende Wasser läuft als gleichmäßiger Wasserfilm an der Behälteroberfläche ab.

Berieselungs- (Beflutungs-) stromdichte

Berieselungs-(Beflutungs-)stromdichte :

Wassermassenstrom zur Berieselung (Beflutung) bezogen auf den größten horizontalen Behälterumfang,
in kg/(m h).

Unterfeuerung

Brandereignis, bei dem in der Behältertasse angesammelte Flüssigkeit abbrennt.

Full engulfment:

Unterfeuerung, bei der der unterfeuerte Behälter vollständig in Flammen eingehüllt ist.

Nachbarschaftsbrand:

Brandereignis außerhalb der Behältertasse.

Wärmestromdichte F:

Von einer Flamme abgegebener Wärmestrom, bezogen auf die Flammenoberfläche,
in kW/m2.

Wärmestromdichte abs

Der Anteil des von der Flamme abgegebenen Wärmestromes, der von der Behälteroberfläche bzw. von dem Kühlwasser, das an seiner Oberfläche abläuft, absorbiert wird, bezogen auf die Behälteroberfläche,
in kW/m2.

Es bedeuten:
 A=Behälteroberfläche
 AF=Flammengröße
 a=Abstand Flamme-Behälter
 cp=spezifische Wärmekapazität von Wasser
 F=Faktor; (1 für Beflutung, 2 für Berieselung)
 =Berieselungs- /Beflutungsdichte [kg (m-1 h-1)]
 
=Verdampfungsenthalpie von Wasser
  BF=Einstrahlzahl (geometrische Größe)
  1=Kühlwassertemperatur = 20 C
  2=Siedetemperatur von Wasser = 100 C
 m=Berieselungs-/Beflutungsstromdichte [kg (m-2 h-1)]
  abs=absorbierter Wärmestrom
  F=abgegebener Wärmestrom der Flamme
  abs=absorbierte Wärmedichte
  F=Wärmestromdichte der Flamme; z.B. für Dieselkraftstoff 100 kW m-2
 U=größter horizontaler Behälterumfang
(1) Red. Anm.:
Außer Kraft am 1. Januar 2013 durch die Bek. vom 17. Oktober 2012 (GMBl S. 902)