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Kavernenpumpe

Die Kavernenpumpe ist eine Sonderbauart der Tanklagerpumpen. Als Kavernen dienen Salzlagerstätten, alte Bergwerke, geleerte Öl- und Gaslagerstätten, Porenspeicher und herausgesprengte Felskavernen. Je nach Kavernentyp kommen entweder oberirdische mehrstufigeHochdruckpumpen oder auch Unterwassermotorpumpen in Sonderbauart zum Einsatz.

Zur Gewährleistung der Dichtheit einer Felskaverne wird ein Wassermantel um diese Kaverne gelegt. Der Druck im Wasser muss dabei etwas größer sein als der Dampfdruck des gespeicherten Mediums. Dies ermöglicht den Einsatz von Ölkavernen in Tiefen um die 60 m; für die Lagerung von Propan und Butan ca. 140 m. Für den Betrieb von Kavernenanlagen werden meist Unterwassermotorpumpen verwendet, die auch als Tanklager-U-Pumpen bezeichnet werden. Das "U" steht für den Unterflüssigkeitsmotor. siehe Abb. 1 Kavernenpumpe


Kavernenanlage Abb. 1 Kavernenpumpe: Kavernenanlage

Die verwendeten Unterflüssigkeitspumpen für LPG-Kavernen (Propan und Butan) werden nicht mit Druckausgleichsmembranen ausgeführt, da sonst das LPG in den Motorraum diffundieren würde. Die Motoren werden daher druckfest bis 25 bar ausgeführt und von einem oberirdischen Wassertank mit statischem Druck beaufschlagt.Selbst in den Verbindungskabeln ist eine Diffusion des LPGs möglich. Da Kabelschutzrohre bei diesen Tiefen unpraktisch sind, werden die Leitungen mit einer Außenarmierung ausgeführt, um das Platzen beim Wiederausbau zu verhindern. Der Einsatzbereich eines Unterflüssigkeitsmotors der Kavernenpumpe ist durch die Umgebungstemperatur und die mögliche Kühlung festgelegt. siehe Abb. 2 Kavernenpumpe


Kavernenpumpe: Kühlung der Unterflüssigkeitsmotoren mit a) Kühlmantel; b) Zulauftopf Abb. 2 Kavernenpumpe: Kühlung der Unterflüssigkeitsmotoren mit a) Kühlmantel; b) Zulauftopf

Kühlungen eines Unterflüssigkeitsmotors 

  • mithilfe eines Kühlmantels (Vorbeileitung des Fördermediums am Motor, um Motorverlustwärme abzuführen) siehe Abb. 2a Kavernenpumpe
  • mit umgebendem Leckwasser (zur strengen Trennung von Öl und Wasser ist ein Zulauftopf notwendig) siehe Abb. 2b Kavernenpumpe
  • Durchlaufkühlung (Verbindung des Motors z. B. über das Kabelschutzrohr mit einem Kühlkreislauf) 

In den Kavernen werden sowohl Produkt- als auch Leckwasserpumpen eingesetzt. 

Produktpumpe 

Die Produktpumpe dient der Produktentnahme aus der Kaverne. Bei der Auslegung von Pumpe und Motor sind Dichte und Viskosität des Produktes zu berücksichtigen. Für eine wirtschaftliche Förderung von schweren, hochviskosen Heizölen ist die Viskosität niedrig zu halten, was durch eine Erwärmung bspw. des Heizöls auf 60 bis 95 °C erreicht wird. Die Motoren der Produktpumpen haben einen Anschlussflansch für ein Sicherheitsventil. 

Leckwasserpumpe 

Vom umliegenden Felsstein dringt stets eine gewisse Leckwassermenge in die Kaverne ein. Das Wasser sammelt sich wegen der größeren Dichte gegenüber dem Produkt unten an und darf einen zulässigen Höchststand nicht übersteigen. Die Leckwasserpumpen halten den Wasserstand annähernd konstant und müssen oft aus seewasserbeständigem Material wie Bronze- oder Chromnickelstählen ausgeführt werden, weil die Kavernen oft in der Nähe des Meeres liegen und das eintretende Leckwasser häufig Seewasser ist (siehe auch Seewasserpumpe).