mini|Horton-Sphere in Alberta, Kanada Eine Horton-Sphere (eingetragener Markenname Hortonsphere) ist ein kugelförmiger Druckbehälter für die Lagerung von Gasen, verflüssigten Gasen oder flüchtigen Flüssigkeiten. Horton-Spheres, die zur Lagerung von Gas genutzt werden, bezeichnet man auch als Kugelgasbehälter.
Geschichte
Die Entwicklung der Horton-Sphere ist eng verbunden mit der Chicago Bridge & Iron Company (CB&I). Der Name Horton-Sphere verweist auf den Gründer der CB&I: Horace Ebenezer Horton. Bereits zu Lebzeiten des Firmengründers wandte sich die CB&I der Herstellung von Flüssigkeitsspeichern zu. Nach dem Tod von Horace E. Horton im Jahr 1912 übernahm sein Sohn George Terry Horton die Führung. Unter George T. Horton gewann das Betätigungsfeld Öl- und Gasindustrie weiter an Bedeutung für die Firma. 1923 baute CB&I einen ersten kugelförmigen Tank für eine Raffinerie in Port Arthur (Texas) – die erste Horton-Sphere. George T. Horton erhielt ein Patent für die Konstruktion der Kugeltanks und CB&I ließ sich 1924 den Markennamen Hortonsphere schützen. Frühe Horton-Spheres bestanden aus Schmiedeeisen- oder Stahlplatten, die miteinander vernietet wurden. Seit den 1940er Jahren werden Horton-Spheres geschweißt.
Konstruktion Für den Zusammenbau der Kugelhülle werden flache Stahlplatten in Form gepresst und nach bestimmten Mustern angeordnet. Um einen kugelförmigen Behälter zu konstruieren, braucht man die Abwicklung der Kugeloberfläche. Die häufigste Methode heute ist die Abwicklung mit Radial- und Scheibenschnitten. Dabei setzt man die Kugel aus trapezförmigen Segmenten zusammen. Die älteren kugelförmige Druckbehälter haben Abwicklungen wie Volleybälle oder Fußbälle vor 1970.Erst ab 1970 wurde mit dem Fußball Telstar Durlast der Ikosaederstumpf für Fußbälle populär. Auch Mischformen beider Kugelabwicklungen kommen zur Anwendung. Da komplette Kugeltanks zu groß für den Transport am Stück sind, werden die vorgebogenen Platten erst auf der Baustelle zusammengefügt.
Von der ersten Installation 1923 bis etwa 1940 wurden die Platten hauptsächlich vernietet. 1945 richtete CB&I eine eigene Abteilung für das Schweißen vor Ort auf Baustellen ein. Jede Horton-Sphere braucht eine Stützkonstruktion, weil eine Kugel allein nicht standsicher ist und weil die Armaturen am untersten Punkt an den Tank anschließen. George T. Horton patentierte eine Konstruktion, bei dem die Beinstützen so verschweißt sind, dass sie die thermische Ausdehnung der Kugel mitmachen können, ohne dass die Schweißnähte reißen. Das Patent wurde ihm 1947 posthum zuerkannt.
Wenn die Temperatur der Lagerung nur eine geringe Rolle spielt, werden Horton-Spheres einwandig ausgeführt. Bei der Lagerung mit tiefen Temperaturen kommen doppelwandige Konstruktionen zum Einsatz. Dann wird aus dem Zwischenraum zwischen innerer und äußerer Stahlhülle so viel Luft wie möglich entfernt, da ein Vakuum sehr gut isoliert. Der luftleere Zwischenraum zwischen beiden Hüllen wird mit einem isolierenden Material gefüllt. Früher hat man dazu Perlit verwendet. Heute nutzt man als Füllstoff hauptsächlich Hohlglaskügelchen oder Microballons als Glas.
Nutzung Die häufigste Anwendung ist die Lagerung von Gasen und Flüssigkeiten bei Umgebungstemperatur oder geringer Kühlung. Zu den gelagerten Produkten gehören Ammoniak, Benzin, Naphtha, Propan, Butan, Ethan, Butadien, Propen und Vinylchlorid. Für extrem niedrige Temperaturen (unter −100 °C bis −150 °C) werden doppelwandige, isolierte Kugeltanks verwendet. Typische Produkte, die so gelagert werden, sind Flüssigerdgas, Methan, Ethen, Wasserstoff und Sauerstoff. In Raffinerien und petrochemischen Anlagen werden sie zur Speicherung von Vorprodukten und Endprodukten wie Butadien oder Propylen genutzt. In der Luft- und Raumfahrt dienen sie zur Treibstofflagerung oder als Vakuumkammern.
Eine besondere Bedeutung hat der Bautyp Horton-Sphere für die Kernenergie. Der Ursprung der typischen Kuppelbauten von AKW-Sicherheitsbehältern sind die Horton-Spheres der frühen Reaktoren. Dazu zählen das Kernkraftwerk Yankee Rowe in Franklin County (Massachusetts), der D1G Reactor des Kesselring Atomic Power Labratory in West Milton, Saratoga County (New York) sowie die Nuklearanlage Dounreay in Schottland. Weitere frühe Kernkraftwerke mit einer Horton-Sphere als Containment sind Big Rock Point, in Charlevoix (Michigan), Dresden in Morris (Illinois) und Indian Point in Buchanan (New York).
Horton-Sphere als Reaktorsicherheitsbehälter
Weblinks
Einzelnachweise
Kategorie:Erdgaswirtschaft Kategorie:Brenngastechnik Kategorie:Druckbehälter