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WO2017190849A1 - Transportbehälter - Google Patents

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Publication number
WO2017190849A1
WO2017190849A1 PCT/EP2017/025110 EP2017025110W WO2017190849A1 WO 2017190849 A1 WO2017190849 A1 WO 2017190849A1 EP 2017025110 W EP2017025110 W EP 2017025110W WO 2017190849 A1 WO2017190849 A1 WO 2017190849A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
container
thermal shield
inner container
coolant
transport container
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
PCT/EP2017/025110
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinz Posselt
Marko PARKKONEN
Hans-Einar FORSBERG
Anders Gronlund
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.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
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 Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to ES17721530T priority Critical patent/ES2910106T3/es
Priority to US16/098,497 priority patent/US10711945B2/en
Priority to PL17721530T priority patent/PL3452750T3/pl
Priority to JP2018557934A priority patent/JP6949049B2/ja
Priority to EP17721530.8A priority patent/EP3452750B1/de
Publication of WO2017190849A1 publication Critical patent/WO2017190849A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F17C2227/0369—Localisation of heat exchange in or on a vessel
    • F17C2227/0376—Localisation of heat exchange in or on a vessel in wall contact
    • F17C2227/0381—Localisation of heat exchange in or on a vessel in wall contact integrated in the wall
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    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/01—Purifying the fluid
    • F17C2265/015—Purifying the fluid by separating
    • F17C2265/017—Purifying the fluid by separating different phases of a same fluid
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    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage

Definitions

  • the invention relates to a transport container for helium.
  • Helium is extracted together with natural gas.
  • transport of large quantities of helium is meaningful only in liquid or supercritical form, that is, at a temperature of about 4.2 to 6 K and under a pressure of 1 to 6 bar.
  • To transport the liquid or supercritical helium transport containers are used, which are to avoid too rapid pressure increase of helium, consuming thermal insulation.
  • Such transport containers can be cooled, for example, with the aid of liquid nitrogen.
  • a cooled with the liquid nitrogen thermal shield is provided.
  • the thermal shield shields an inner container of the transport container.
  • the liquid or cryogenic helium is added.
  • the holding time for the liquid or cryogenic helium is in such transport containers 35 to 40 days, that is, after this time, the pressure in the inner container on the
  • the thermal insulation of the transport container consists of a high vacuum multilayer insulation.
  • EP 1 673 745 B1 describes such a transport container for liquid helium.
  • the transport container comprises an inner container in which the liquid helium is accommodated, a thermal shield which partially covers the inner container, a coolant container in which a cryogenic liquid for cooling the thermal shield is accommodated, and an outer container in which the
  • Inner container, the thermal shield and the coolant tank are arranged.
  • the object of the present invention is to provide an improved transport container available.
  • Transport container comprises an inner container for receiving the helium, a coolant container for receiving a cryogenic liquid, an outer container, in which the inner container and the coolant container are accommodated, and a thermal shield which can be actively cooled with the aid of the cryogenic liquid, wherein the thermal shield comprises a tubular base portion, in which the inner container is accommodated, and a front portion terminating the base portion
  • the inner container may also be referred to as a helium container or inner tank.
  • the transport container may also be referred to as a helium transport container.
  • the helium can be referred to as liquid or cryogenic helium.
  • the helium is in particular also a cryogenic liquid.
  • the transport container is particularly adapted to the helium in cryogenic or liquid
  • thermodynamics the critical point is a thermodynamic state of a substance characterized by equalizing the densities of the liquid and gaseous phases. The differences between the two states of aggregation cease to exist at this point. In a phase diagram, the point represents the upper end of the vapor pressure curve.
  • the helium is filled into the inner container in liquid or cryogenic form. In the inner container then form a liquid zone with liquid helium and a gas zone with gaseous helium. After filling into the inner container, the helium therefore has two phases with different states of aggregation, namely liquid and gaseous. That is, in the inner container there is a phase boundary between the liquid helium and the gaseous helium.
  • the cryogenic liquid or cryogen is preferably liquid nitrogen.
  • the cryogenic liquid may also be referred to as a coolant.
  • the cryogenic liquid may alternatively be, for example, liquid hydrogen or liquid oxygen.
  • the thermal shield thus has a temperature which corresponds approximately or exactly to the boiling point of the cryogenic liquid.
  • the boiling point of the cryogenic liquid is preferably higher than the boiling point of the liquid helium.
  • the thermal shield is particularly within the
  • Outer container arranged.
  • the inner container and in particular the insulation element on the outside has a temperature which corresponds approximately or exactly to the temperature of the helium stored in the inner container.
  • the temperature of the helium is, depending on whether the helium is in liquid or supercritical form 4.2 to 6 K.
  • the lid portion of the thermal shield closes the
  • the base portion of the thermal shield may have a circular or approximately circular cross-section.
  • the outer container, the inner container, the coolant container and the thermal shield can be constructed rotationally symmetrical to a common symmetry or central axis.
  • the inner container and the outer container are preferably made of stainless steel.
  • the inner container preferably has a tubular
  • the inner container is fluid-tight.
  • the outer container preferably also has a tubular base portion, which is closed on both sides of the lid portions on the front side.
  • the base portion of the inner container and / or the base portion of the outer container may have a circular or an approximately circular cross-section.
  • the thermal shield is provided, it is ensured that the inner container is surrounded only by surfaces having a boiling point of the cryogenic liquid (boiling point nitrogen at 1 .3 bara: 79.5 K) corresponding temperature. This results in between the thermal shield (79.5 K) and the inner container (temperature of helium at 1 bara to 6 bara: 4.2 K to 6 K) in
  • cryogenic liquid in particular a helium hold time of at least 45 days and the supply of cryogenic liquid is sufficient for at least 40 days.
  • the thermal shield is arranged in an evacuated intermediate space provided between the inner container and the outer container.
  • the inner container preferably comprises an additional insulation element with a multilayer insulation layer and a metallically bright copper layer facing the shield.
  • the insulating layer preferably comprises a plurality of alternately arranged layers of perforated and embossed aluminum foil as a reflector and glass paper as a spacer between the aluminum foils.
  • the insulation layer can be 10-ply.
  • the layers of aluminum foil and glass paper are applied gap-free on the inner container, that is, pressed.
  • the insulation layer is a so-called MLI (multilayer insulation) or can be referred to as MLI.
  • the insulating element preferably also has a boiling point of helium at least approximately or exactly corresponding temperature. Between the thermal shield and the outer container, a further multilayer insulation layer, in particular also an MLI, can be arranged, which separates the space between the
  • thermal shield and the outer container fills and thus the outside of the thermal shield and the outer container contacted on the inside.
  • Layers of aluminum foil and glass paper, glass fiber or glass lattice fabric of the insulating layer are in this case deviating from the above-described insulation element of the inner container preferably fluffy introduced into the intermediate space. Fluffy means, that the layers of aluminum foil and glass paper, glass fiber or glass mesh fabric are not pressed, so that can be smoothly evacuated by the embossing and perforation of the aluminum foil, the insulating layer and thus the gap. Also, an undesirable mechanical-thermal contact between the
  • the thermal shield has two
  • Lid sections which complete the base section on both sides of the front side.
  • the lid sections are preferably curved.
  • the lid sections are preferably curved.
  • the thermal shield is supported neither on the inner container nor on the outer container.
  • the thermal shield comprises a support ring, which is suspended on the outer container via support rods, in particular tension rods.
  • the inner container is preferably also suspended from the support ring via further support rods, in particular likewise tie rods.
  • the thermal shield is fluid-permeable.
  • the thermal shield is liquid and gas permeable.
  • the thermal shield for example, breakthroughs, perforations or holes have.
  • the space provided between the inner container and the outer container can be evacuated.
  • the thermal shield is made of a
  • the thermal shield is made of a high purity aluminum material. This results in particularly good heat transfer and
  • the thermal shield for actively cooling thereof has at least one cooling line in which the cryogenic liquid can be received.
  • the cryogenic liquid does not circulate in the cooling line, but is in it.
  • the cryogenic liquid in the cooling line boils, thereby ensuring optimum cooling of the thermal shield.
  • the cooling line may be materially connected to the thermal shield or formed arrangementin Irish with the thermal shield.
  • the coolant container is in fluid communication with the at least one cooling line, so that the cryogenic liquid from the
  • Coolant tank flows into the at least one cooling line when the cryogenic liquid in the at least one cooling line partially evaporated. So that even with a reduced level of the cryogenic liquid in the coolant container, the cryogenic liquid completely wets the cooling line, a corresponding overpressure of 200 to 300 mbar is maintained in the coolant tank according to the applied hydrostatic pressure.
  • gas bubbles form in the cryogenic liquid, which can be passed through an oblique arrangement of the cooling line to a highest point of the same.
  • the at least one cooling line is provided on the base portion and / or on the lid portion of the thermal shield and / or the base portion is integrally connected to the lid portion.
  • cooling lines or at least sections of the cooling lines are provided on both cover sections. Because of that
  • the cooling of the lid portion can be carried out by heat conduction.
  • the connection partners are held together by atomic or molecular forces.
  • Cohesive connections are non-detachable connections that can only be separated by destroying the connection means.
  • the at least one cooling line has a pitch relative to a horizontal.
  • the cooling line is inclined with respect to the horizontal.
  • the horizontal is arranged perpendicular to a direction of gravity.
  • the cooling pipe and, more particularly, oblique portions of the cooling pipe include a predetermined angle with the horizontal.
  • the sections with the horizontal enclose an angle greater than 3 °.
  • the angle can be 3 to 15 ° or even more.
  • the angle can also be exactly 3 °.
  • the cooling line may also have sections extending in the direction of gravity.
  • the transport container further comprises a phase separator for separating a gaseous phase of the cryogenic liquid from a liquid phase of the cryogenic liquid, wherein the at least one cooling line is arranged so that it has a positive slope in the direction of the phase separator.
  • phase separator preferably includes a float having a float coupled to a valve body.
  • the valve body is lifted off a valve seat and the gaseous phase of the cryogenic liquid is blown off.
  • the liquid phase flows into the phase separator, whereby the float floats again and the valve body is pressed onto the valve seat.
  • phase separator ensures that only evaporated, cryogenic nitrogen is released into the environment.
  • the transport container further comprises a plurality, in particular six, cooling lines.
  • the number of cooling lines is arbitrary.
  • the cover portion of the thermal shield completely shields the coolant container from the inner container.
  • the coolant container is arranged in an axial direction of the inner container next to the inner container.
  • the thermal shield encloses the
  • the expert will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic shape of the transport container.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of an embodiment of a
  • FIG. 2 shows a further schematic sectional view of the transport container according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a further schematic sectional view of the transport container according to FIG. 1;
  • FIG. Fig. 4 shows a schematic sectional view of an embodiment of a
  • FIG. 5 shows the detailed view V according to FIG. 4;
  • FIG. 6 shows a schematic rear view of the phase separator according to FIG. 4;
  • FIG. 7 shows a schematic partial sectional view of the phase separator according to FIG. 4.
  • Fig. 1 shows a highly simplified schematic sectional view of a
  • FIGS. 2 and 3 show further schematic sectional views of the transport container 1. Reference will be made to FIGS. 1 to 3 at the same time.
  • the transport container 1 can also be referred to as a helium transport container.
  • the transport container 1 can also be used for other cryogenic liquids.
  • the transport container 1 comprises an outer container 2.
  • the outer container 2 is made of stainless steel, for example.
  • the outer container 2 may have a length of for example 10 m.
  • the outer container 2 comprises a tubular or cylindrical base portion 3 which is closed on both sides in each case by means of a cover section 4, 5, in particular by means of a first cover section 4 and a second cover section 5.
  • the base portion 3 may have a circular or approximately circular geometry in cross section.
  • the lid sections 4, 5 are curved.
  • the cover sections 4, 5 are arched in opposite directions, so that both cover sections 4, 5 are curved outwardly with respect to the base section 3.
  • the outer container 2 is fluid-tight, in particular gas-tight.
  • the outer container 2 has a symmetry or central axis Mi, to which the
  • Outer container 2 is constructed rotationally symmetrical.
  • the transport container 1 further comprises an inner container 6 for receiving the liquid helium He.
  • the inner container 6 is also made of stainless steel, for example. In the inner container 6, as long as the helium He in the
  • Two-phase region is to be provided, a gas zone 7 with vaporized helium He and a liquid zone 8 with liquid helium He.
  • the inner container 6 is fluid-tight, in particular gas-tight, and may be a blow-off valve for controlled
  • the inner container 6, like the outer container 2 comprises a tubular or cylindrical base portion 9, the front side of both sides
  • Cover portions 10, 1 in particular a first lid portion 10 and a second lid portion 1 1, is closed.
  • the base portion 9 can in
  • Cross section have a circular or approximately circular geometry.
  • the inner container 6 is, like the outer container 2, rotationally symmetrical to the central axis Mi formed. A between the inner container 6 and the
  • the inner container 6 may further comprise an insulating element, not shown in FIGS. 1 to 3.
  • the insulating element has a highly reflective copper layer, for example a copper foil or a copper-vapor-deposited aluminum foil, and a multilayer insulating layer arranged between the inner vessel 6 and the copper layer.
  • the insulating layer comprises a plurality of alternately arranged layers of perforated and embossed aluminum foil as a reflector and glass paper as a spacer between the aluminum foils.
  • the insulation layer can be 10-ply be.
  • the layers of aluminum foil and glass paper are gap-free on the
  • Inner container 6 applied, that is, pressed.
  • the insulation layer is a so-called MLI.
  • the inner container 6 and also the insulating element have on the outside approximately to the boiling point of the helium He corresponding temperature.
  • the transport container 1 further comprises a cooling system 13 (FIGS. 2, 3) with a coolant container 14.
  • a cryogenic liquid, such as liquid nitrogen N 2 is accommodated in the coolant container 14.
  • the coolant reservoir 14 comprises a tubular or cylindrical base section 15, which can be constructed rotationally symmetrical to the central axis Mi.
  • the base portion 15 may have a circular or approximately circular geometry in cross section.
  • the base portion 15 is frontally closed by a cover portion 16, 17.
  • Cover portions 16, 17 may be curved. In particular, the lid portions 16, 17 are curved in the same direction.
  • the coolant reservoir 14 may also have a different structure.
  • a gas zone 18 with vaporized nitrogen N 2 and a liquid zone 19 may be provided with liquid nitrogen N 2 .
  • Axial direction A of the inner container 6 is the coolant tank 14 adjacent to the
  • Inner container 6 is arranged. Between the inner container 6, in particular the lid portion 1 1 of the inner container 6, and the coolant container 14,
  • the lid portion 16 of the coolant tank 14 is a
  • Gap 20 is provided, which may be part of the gap 12. That is, the gap 20 is also evacuated.
  • the transport container 1 further comprises a cooling plate 13 associated thermal shield 21.
  • the thermal shield 21 is in the between the
  • the thermal shield 21 is actively cooled or actively cooled with the aid of liquid nitrogen N2. Active cooling in the present case is to be understood as meaning that the liquid nitrogen N 2 for passing the thermal shield 21 is passed through it or passed along it.
  • the thermal shield 21 is hereby cooled to a temperature which corresponds approximately to the boiling point of the nitrogen N 2 .
  • the thermal shield 21 comprises a cylindrical or tubular base section 22, which is closed on both sides by a cover section 23, 24 which terminates this end face. Both the base portion 22 and the lid portions 23, 24 are actively cooled by means of the nitrogen N2.
  • the base portion 22 may in
  • the thermal shield 21 is preferably also rotationally symmetrical to the
  • a first cover portion 23 of the thermal shield 21 is between the inner container 6, in particular the lid portion 1 1 of the
  • the thermal shield 21 is self-supporting. That is, the thermal shield 21 is supported neither on the inner container 6 still on the outer container 2.
  • a support ring may be provided on the thermal shield 21, which is suspended by means of support rods, in particular tension rods, on the outer container 2.
  • the inner container 6 can be suspended on the support ring via further support rods, in particular tension rods.
  • the heat input through the mechanical support rods is partially realized by the support ring.
  • the support ring has pockets that allow the greatest possible thermal length of the support rods.
  • Coolant tank 14 has bushings for the mechanical support rods.
  • a further multi-layer insulation layer in particular an MLI, can be arranged, which the
  • Aluminum foil and glass paper, glass fiber or glass mesh fabric are not pressed, so that the insulation layer and thus the gap 12 can be evacuated trouble-free by the embossing and perforation of the aluminum foil.
  • the thermal-mechanical contact between the reflector layers is minimized, the temperature gradient of the reflector layers is approximately in accordance with the pure
  • the thermal shield 21 is fluid-permeable. That is, a gap 25 between the inner container 6 and the thermal shield 21 is in fluid communication with the gap 12. In this way, the gaps 12, 25 can be evacuated simultaneously. In the thermal shield 21 holes, openings or the like may be provided to allow evacuation of the spaces 12, 25.
  • the thermal shield 21 is preferably of a high purity
  • the thermal shield 21 is arranged circumferentially spaced from the copper layer of the insulating element of the inner container 6 and does not touch them. The incidence of heat is mainly due to radiation and is thereby reduced to the physically possible minimum.
  • a gap width of a gap provided between the copper layer and the thermal shield 21 may be 10 mm. As a result, heat can be transmitted from the inner container 6 to the thermal shield 21 only by radiation and residual gas line.
  • the first lid portion 23 of the thermal shield 21 shields the
  • Coolant tank 14 completely against the inner container 6 from. That is, as seen from the inner container 6 to the coolant tank 14 is the
  • Coolant tank 14 is completely covered by the first lid portion 23 of the thermal shield 21.
  • the thermal shield 21 encloses the
  • the thermal shield 21 for actively cooling comprises at least one cooling line 26.
  • a plurality of such cooling lines 26, for example six such cooling lines 26, are provided.
  • the cooling line 26 may comprise two vertical sections 27, 28 extending in the direction of gravity g and two inclined sections 29, 30.
  • the vertical portions 27, 28 may be provided on the lid portions 23, 24 of the thermal shield 21.
  • the cooling line 26 is in fluid communication with the coolant reservoir 14 via a connecting line 31, so that the liquid nitrogen N 2 is forced from the coolant reservoir 14 into the cooling line 26.
  • the connecting line 31 opens into a distributor 32, from which the section 27 and the section 30 branch off.
  • the section 29 and the section 28 meet at a collector 33, from which a connecting line 34 leads to a phase separator 35 arranged outside the outer container 2.
  • the phase separator 35 is configured to separate gaseous nitrogen N2 from liquid nitrogen N2.
  • the gaseous nitrogen N2 can be blown out of the cooling system 13 via the phase separator 35.
  • the cooling pipe 26 or the cooling pipes 26 are provided both on the base portion 22 and on the lid portions 23, 24 of the thermal shield 21.
  • lid portions 23 and 24 are material fit with the
  • the cooling line 26 and in particular the oblique sections 29, 30 of the cooling line 26 have a pitch relative to a horizontal H, which is arranged perpendicular to the direction of gravity g.
  • the sections 29, 30 with the horizontal H an angle ⁇ of greater than 3 °.
  • the angle ⁇ can be 3 to 15 ° or even more.
  • the angle ⁇ can also be exactly 3 °.
  • the phase separator 35 comprises a housing 36 with a tubular base section 37, which is closed on both sides on the front side with cover sections 38, 39 on the front side.
  • Housed in the housing 36 is an inner housing 40 with a tubular base portion 41 which is closed on both sides by cover portions 42, 43 the front side.
  • Between the housing 36 and the inner housing 40 is an evacuated
  • Isolation space 44 is provided.
  • the insulation space 44 may be provided, for example, with an MLI or filled with perlite or glass microspheres.
  • a partially likewise vacuum-insulated connecting line 45 is in fluid communication with the connecting line 34.
  • the phase separator 35 further comprises a blow-off line 46, via which gaseous nitrogen N2 is discharged.
  • the connection line 45 is in fluid communication with an interior 47 provided in the inner housing 40.
  • the Connecting line 45 is rotated with respect to the blow-off 46 by an angle ß.
  • the angle ß can be 45 to 90 °.
  • a float 48 In the interior 47, a float 48 is provided.
  • the float 48 comprises a floating body 49 provided with a gas-tight metallic sheath, the interior of which is filled with a plastic foam.
  • the floating body 49 is fixedly connected to a counterweight 51 via an axle 50.
  • a valve body 52 On the axis 50, a valve body 52 is fixed, which is arranged linearly displaceable in a valve seat 53.
  • the axis 50 is rotatably supported in the inner housing 40 on a rotation axis 54.
  • phase separator 35 ensures that only evaporated, cryogenic nitrogen N2 is released into the environment.
  • the phase separator 35 is in particular a cryogenic valve controlled by the float 48.
  • phase separator 35 A special feature of the phase separator 35 is the counterweight 51 of the horizontally mounted floating body 49, which prevents inadvertent lifting of the valve body 52 of the valve seat 53 during accelerations.
  • the phase separator 35 further comprises a valve 55 for generating a vacuum in the insulation space 44.
  • a baffle plate 56 may be arranged, which is intended to reduce a surge of the liquid nitrogen N2. Furthermore, as shown in FIGS. 2 and 3, on the coolant tank 14 a
  • Abblasventil 57 arranged to hold by blowing off the gaseous nitrogen N2 the set pressure in the coolant tank 14.
  • the thermal shield 21 Before filling the inner container 6 with the liquid helium He, the thermal shield 21 is first of all at least approximately or completely up to the boiling point (1.3 bara, 79.5 K) of the liquid nitrogen with the aid of cryogenic nitrogen initially liquid and later liquid nitrogen N2 N2 cooled. The inner container 6 is not actively cooled. Upon cooling of the thermal shield 21, the still remaining in the gap 12 vacuum residual gas on the thermal shield 21st frozen out. As a result, when filling the inner container 6 with the liquid helium He, it is possible to prevent the residual vacuum gas from being frozen on the outside of the inner container 6, thus contaminating the metallically bright surface of the copper layer of the insulating element of the inner container 6. As soon as the thermal shield 21 and the coolant reservoir 14 are completely cooled and the coolant reservoir 14 is again completely filled with nitrogen N 2, the inner reservoir 6 is filled with the liquid helium He.
  • the transport container 1 can now be transported to transport the helium He
  • the thermal shield 21 is continuously cooled by means of the liquid nitrogen N2.
  • the liquid nitrogen N2 is consumed and boiling in the cooling lines 26. Gas bubbles are formed by the in the
  • Cooling system 13 with respect to the direction of gravity g at the highest arranged phase separator 35 supplied. As a result, the fluid level drops in the
  • the thermal shield 21 is also arranged between the coolant reservoir 14 and the inner reservoir 6, it is possible reliably to ensure that the inner reservoir 6 is adequately cooled even with a sinking level or liquid level of nitrogen N 2 in the coolant reservoir 14. Characterized in that the inner container 6 is completely surrounded by the thermal shield 21, it is ensured that the inner container 6 is surrounded only by surfaces corresponding to the boiling point (1, 3 bara, 79.5 K) of nitrogen N 2 Have temperature. As a result, between the thermal shield 21 (79.5 K) and the inner container 6 (4.2 - 6 K), only a small temperature difference.
  • the holding time for the liquid helium He can be significantly extended compared to known transport containers.
  • Heat from the inner container 6 to the thermal shield 21 is transmitted only by radiation and residual gas line.
  • the transport container 1 has a helium holding time of at least 45 days, and the supply of liquid nitrogen N 2 is sufficient for at least 40 days.

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Abstract

Ein Transportbehälter (1) für Helium (He), mit einem Innenbehälter (6) zum Aufnehmen des Heliums (He), einem Kühlmittelbehälter (14) zum Aufnehmen einer kryogenen Flüssigkeit (N2), einem Außenbehälter (2), in dem der Innenbehälter (6) und der Kühlmittelbehälter (14) aufgenommen sind, und einem thermischen Schild (21), der mit Hilfe der kryogenen Flüssigkeit (N2) aktiv kühlbar ist, wobei der thermische Schild (21) einen rohrförmigen Basisabschnitt (22), in dem der Innenbehälter (6) aufgenommen ist, und einen den Basisabschnitt (22) stirnseitig abschließenden Deckelabschnitt (23, 24) aufweist, der zwischen dem Innenbehälter (6) und dem Kühlmittelbehälter (14) angeordnet ist, und wobei zwischen dem Innenbehälter (6) und dem Kühlmittelbehälter (14) ein Zwischenraum (20) vorgesehen ist, in dem der Deckelabschnitt (23, 24) des thermischen Schilds (21) angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Transportbehälter
Die Erfindung betrifft einen Transportbehälter für Helium. Helium wird zusammen mit Erdgas gefördert. Ein Transport großer Mengen Helium ist aus ökonomischen Gründen nur in flüssiger beziehungsweise überkritischer Form, das heißt, bei einer Temperatur von etwa 4,2 bis 6 K und unter einem Druck von 1 bis 6 bar sinnvoll. Zum Transport des flüssigen beziehungsweise überkritischen Heliums werden Transportbehälter eingesetzt, die, um einen zu schnellen Druckanstieg des Heliums zu vermeiden, aufwendig thermisch isoliert werden. Derartige Transportbehälter können beispielsweise mit Hilfe von flüssigem Stickstoff gekühlt werden. Hierbei wird ein mit dem flüssigen Stickstoff gekühlter thermischer Schild vorgesehen. Der thermische Schild schirmt einen Innenbehälter des Transportbehälters ab. In dem Innenbehälter ist das flüssige beziehungsweise tiefkalte Helium aufgenommen. Die Haltezeit für das flüssige beziehungsweise tiefkalte Helium beträgt bei derartigen Transportbehältern 35 bis 40 Tage, das heißt, nach dieser Zeit ist der Druck im Innenbehälter auf den
Maximalwert von 6 bar gestiegen. Der Vorrat an flüssigem Stickstoff reicht für etwa 35 Tage aus. Die thermische Dämmung des Transportbehälters besteht aus einer Hoch- Vakuum-Vielschichtisolierung.
Die EP 1 673 745 B1 beschreibt einen derartigen Transportbehälter für flüssiges Helium. Der Transportbehälter umfasst einen Innenbehälter, in dem das flüssige Helium aufgenommen ist, einen thermischen Schild, der den Innenbehälter teilweise abdeckt, einen Kühlmittelbehälter, in dem eine kryogene Flüssigkeit zum Kühlen des thermischen Schilds aufgenommen ist, und einen Außenbehälter, in dem der
Innenbehälter, der thermische Schild und der Kühlmittelbehälter angeordnet sind.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen verbesserten Transportbehälter zur Verfügung zu stellen.
Demgemäß wird ein Transportbehälter für Helium vorgeschlagen. Der
Transportbehälter umfasst einen Innenbehälter zum Aufnehmen des Heliums, einen Kühlmittelbehälter zum Aufnehmen einer kryogenen Flüssigkeit, einen Außenbehälter, in dem der Innenbehälter und der Kühlmittelbehälter aufgenommen sind, und einen thermischen Schild, der mit Hilfe der kryogenen Flüssigkeit aktiv kühlbar ist, wobei der thermische Schild einen rohrförmigen Basisabschnitt, in dem der Innenbehälter aufgenommen ist, und einen den Basisabschnitt stirnseitig abschließenden
Deckelabschnitt aufweist, der zwischen dem Innenbehälter und dem Kühlmittelbehälter angeordnet ist, und wobei zwischen dem Innenbehälter und dem Kühlmittelbehälter ein Zwischenraum vorgesehen ist, in dem der Deckelabschnitt des thermischen Schilds angeordnet ist. Der Innenbehälter kann auch als Heliumbehälter oder Innentank bezeichnet werden. Der Transportbehälter kann auch als Helium-Transportbehälter bezeichnet werden. Das Helium kann als flüssiges oder tiefkaltes Helium bezeichnet werden. Das Helium ist insbesondere ebenfalls eine kryogene Flüssigkeit. Der Transportbehälter ist insbesondere dazu eingerichtet, das Helium in tiefkalter oder flüssiger
beziehungsweise in überkritischer Form zu transportieren. In der Thermodynamik ist der kritische Punkt ein thermodynamischer Zustand eines Stoffes, der sich durch Angleichen der Dichten von flüssiger und Gasphase kennzeichnet. Die Unterschiede zwischen beiden Aggregatzuständen hören an diesem Punkt auf zu existieren. In einem Phasendiagramm stellt der Punkt das obere Ende der Dampfdruckkurve dar. Das Helium wird in flüssiger beziehungsweise tiefkalter Form in den Innenbehälter eingefüllt. In dem Innenbehälter bilden sich dann eine Flüssigkeitszone mit flüssigem Helium und eine Gaszone mit gasförmigem Helium. Das Helium weist also nach dem Einfüllen in den Innenbehälter zwei Phasen mit unterschiedlichen Aggregatzuständen, nämlich flüssig und gasförmig, auf. Das heißt, in dem Innenbehälter befindet sich eine Phasengrenze zwischen dem flüssigen Helium und dem gasförmigen Helium. Nach einer gewissen Zeit, das heißt, wenn der Druck in dem Innenbehälter steigt, wird das sich in dem Innenbehälter befindende Helium einphasig. Die Phasengrenze existiert dann nicht mehr und das Helium ist überkritisch. Die kryogene Flüssigkeit oder das Kryogen ist vorzugsweise flüssiger Stickstoff. Die kryogene Flüssigkeit kann auch als Kühlmittel bezeichnet werden. Die kryogene Flüssigkeit kann alternativ beispielsweise auch flüssiger Wasserstoff oder flüssiger Sauerstoff sein. Darunter, dass der thermische Schild aktiv kühlbar oder aktiv gekühlt ist, ist zu verstehen, dass der thermische Schild von der kryogenen Flüssigkeit zumindest partiell durchströmt oder umströmt wird, um diesen zu kühlen. Insbesondere ist der thermische Schild nur in einem Betriebszustand, das heißt, dann wenn der Innenbehälter mit Helium gefüllt ist, aktiv gekühlt. Wenn die kryogene Flüssigkeit verbraucht ist, kann der thermische Schild auch ungekühlt sein. Bei dem aktiven Kühlen des thermischen Schilds kann die kryogene Flüssigkeit sieden und
verdampfen. Der thermische Schild weist hierdurch eine Temperatur auf, die annähernd oder genau dem Siedepunkt der kryogenen Flüssigkeit entspricht. Der Siedepunkt der kryogenen Flüssigkeit ist vorzugsweise höher als der Siedepunkt des flüssigen Heliums. Der thermische Schild ist insbesondere innerhalb des
Außenbehälters angeordnet.
Vorzugsweise weist der Innenbehälter und insbesondere das Isolationselement außenseitig eine Temperatur auf, die annähernd oder genau der Temperatur des in dem Innenbehälter gespeicherten Heliums entspricht. Die Temperatur des Heliums beträgt, je nachdem ob das Helium in flüssiger oder überkritischer Form vorliegt 4,2 bis 6 K. Vorzugsweise schließt der Deckelabschnitt des thermischen Schilds den
Basisabschnitt stirnseitig vollständig ab. Der Basisabschnitt des thermischen Schilds kann einen kreisrunden oder einen annähernd kreisrunden Querschnitt aufweisen. Der Außenbehälter, der Innenbehälter, der Kühlmittelbehälter und der thermische Schild können rotationssymmetrisch zu einer gemeinsamen Symmetrie- oder Mittelachse aufgebaut sein. Der Innenbehälter und der Außenbehälter sind vorzugsweise aus Edelstahl gefertigt. Der Innenbehälter weist vorzugsweise einen rohrförmigen
Basisabschnitt auf, der beidseitig mit gewölbten Deckelabschnitten verschlossen ist. Der Innenbehälter ist fluiddicht. Der Außenbehälter weist vorzugsweise ebenfalls einen rohrförmigen Basisabschnitt auf, der stirnseitig beidseits von Deckelabschnitten verschlossen ist. Der Basisabschnitt des Innenbehälters und/oder der Basisabschnitt des Außenbehälters können einen kreisrunden oder einen annähernd kreisrunden Querschnitt aufweisen.
Dadurch, dass der thermische Schild vorgesehen ist, ist gewährleistet, dass der Innenbehälter nur von Flächen umgeben ist, die eine dem Siedepunkt der kryogenen Flüssigkeit (Siedepunkt Stickstoff bei 1 .3 bara: 79.5 K) entsprechende Temperatur aufweisen. Hierdurch besteht zwischen dem thermischen Schild (79.5 K) und dem Innenbehälter (Temperatur des Helium bei 1 bara bis 6 bara: 4,2 K bis 6 K) im
Vergleich zur Umgebung des Außenbehälters nur eine geringe Temperaturdifferenz. Hierdurch kann die Haltezeit für das flüssige Helium im Vergleich zu bekannten Transportbehältern deutlich verlängert werden. Wärme von den Oberflächen des Innenbehälters zu dem thermischen Schild wird dabei nur durch Strahlung und Restgasleitung übertragen. Das heißt, die Oberfläche des thermischen Schilds kontaktiert den Innenbehälter nicht. Dadurch, dass der Deckelabschnitt des thermischen Schilds zwischen dem Innenbehälter und dem Kühlmittelbehälter angeordnet ist, ist auch bei einem sinkenden Flüssigkeitsstand der kryogenen Flüssigkeit in dem Kühlmittelbehälter stets gewährleistet, dass der Innenbehälter auch in Richtung des Kühlmittelbehälters von Flächen, die die Siedetemperatur des flüssigen Stickstoffs aufweisen, umgeben ist. Der Transportbehälter weist
insbesondere eine Helium-Haltezeit von mindestens 45 Tagen auf und der Vorrat der kryogenen Flüssigkeit reicht für mindestens 40 Tage aus.
Gemäß einer Ausführungsform ist der thermische Schild in einem zwischen dem Innenbehälter und dem Außenbehälter vorgesehenen evakuierten Zwischenraum angeordnet.
Dadurch, dass der Zwischenraum evakuiert ist, kann die thermische Isolation des Innenbehälters verbessert werden. Vorzugsweise umfasst der Innenbehälter ein zusätzliches Isolationselement mit einer mehrlagigen Isolationsschicht und einer dem Schirm zugewandten metallisch blanken Kupferschicht. Die Isolationsschicht umfasst vorzugsweise mehrere abwechselnd angeordnete Schichten aus perforierter und geprägter Aluminiumfolie als Reflektor und Glaspapier als Abstandshalter zwischen den Aluminiumfolien. Die Isolationsschicht kann 10-lagig sein. Die Schichten aus Aluminiumfolie und Glaspapier sind spaltfrei auf dem Innenbehälter aufgebracht, das heißt, gepresst. Die Isolationsschicht ist eine sogenannte MLI (engl.: multilayer insulation) beziehungsweise kann als MLI bezeichnet werden. Das Isolationselement weist vorzugsweise ebenfalls eine dem Siedepunkt von Helium zumindest annähernd oder genau entsprechende Temperatur auf. Zwischen dem thermischen Schild und dem Außenbehälter kann eine weitere mehrlagige Isolationsschicht, insbesondere ebenfalls eine MLI, angeordnet sein, die den Zwischenraum zwischen dem
thermischen Schild und dem Außenbehälter ausfüllt und somit den thermischen Schild außenseitig und den Außenbehälter innenseitig kontaktiert. Lagen aus Aluminiumfolie und Glaspapier, Glasseide oder Glasgittergewebe der Isolationsschicht sind hierbei abweichend von dem zuvor beschriebenen Isolationselement des Innenbehälters vorzugsweise flauschig in den Zwischenraum eingebracht. Flauschig heißt hierbei, dass die Lagen aus Aluminiumfolie und Glaspapier, Glasseide oder Glasgittergewebe nicht gepresst sind, so dass durch die Prägung und Perforierung der Aluminiumfolie die Isolationsschicht und damit der Zwischenraum störungsfrei evakuiert werden kann. Auch wird ein unerwünschter mechanisch-thermischer Kontakt zwischen den
Aluminiumfolienlagen reduziert. Dieser Kontakt könnte den sich durch
Strahlungsaustausch einstellenden Temperaturgradient der Aluminiumfolienlagen stören.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der thermische Schild zwei
Deckelabschnitte auf, die den Basisabschnitt beidseitig stirnseitig abschließen.
Die Deckelabschnitte sind vorzugsweise gewölbt. Insbesondere sind die
Deckelabschnitte bezüglich des Basisabschnitts jeweils nach außen gewölbt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform stützt sich der thermische Schild weder auf dem Innenbehälter noch auf dem Außenbehälter auf.
Dadurch, dass der thermische Schild weder auf dem Innenbehälter noch auf dem Außenbehälter abgestützt ist, kann eine bessere thermische Isolation erreicht werden. Insbesondere kann hierdurch der Wärmeeintrag in den Innenbehälter durch
Wärmeleitung reduziert werden. Vorzugsweise umfasst der thermische Schild einen Tragring, der über Abstützungsstäbe, insbesondere Zugstäbe, an dem Außenbehälter aufgehängt ist. Der Innenbehälter ist vorzugsweise über weitere Abstützungsstäbe, insbesondere ebenfalls Zugstäbe, ebenfalls an dem Tragring abgehängt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der thermische Schild fluiddurchlässig.
Das heißt, der thermische Schild ist flüssigkeits- und gasdurchlässig. Hierzu kann der thermische Schild beispielsweise Durchbrüche, Lochungen oder Bohrungen aufweisen. Hierdurch kann der zwischen dem Innenbehälter und dem Außenbehälter vorgesehene Zwischenraum evakuiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der thermische Schild aus einem
Aluminiumwerkstoff gefertigt. Insbesondere ist der thermische Schild aus einem hochreinen Aluminiumwerkstoff gefertigt. Hierdurch ergeben sich besonders gute Wärmetransport- und
Wärmereflexionseigenschaften. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der thermische Schild zum aktiven Kühlen desselben zumindest eine Kühlleitung auf, in der die kryogene Flüssigkeit aufnehmbar ist.
Vorzugsweise zirkuliert die kryogene Flüssigkeit nicht in der Kühlleitung, sondern steht in dieser. Zum Kühlen des thermischen Schildes siedet die kryogene Flüssigkeit in der Kühlleitung, wodurch eine optimale Kühlung des thermischen Schilds gewährleistet ist. Die Kühlleitung kann mit dem thermischen Schild stoffschlüssig verbunden sein oder materialeinstückig mit dem thermischen Schild ausgebildet sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Kühlmittelbehälter in Fluidverbindung mit der zumindest einen Kühlleitung, so dass die kryogene Flüssigkeit von dem
Kühlmittelbehälter in die zumindest eine Kühlleitung nachströmt, wenn die kryogene Flüssigkeit in der zumindest einen Kühlleitung teilweise verdampft. Damit auch bei einem reduzierten Füllstand der kryogenen Flüssigkeit in dem Kühlmittelbehälter die kryogene Flüssigkeit die Kühlleitung vollständig benetzt, wird in dem Kühlmittelbehälter entsprechend des aufzubringenden hydrostatischen Drucks ein entsprechender Überdruck von 200 bis 300 mbar gehalten.
Insbesondere bilden sich in der kryogenen Flüssigkeit Gasblasen, die durch eine schräge Anordnung der Kühlleitung zu einem höchsten Punkt derselben geleitet werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die zumindest eine Kühlleitung an dem Basisabschnitt und/oder an dem Deckelabschnitt des thermischen Schilds vorgesehen und/oder der Basisabschnitt ist stoffschlüssig mit dem Deckelabschnitt verbunden.
Insbesondere sind an beiden Deckelabschnitten derartige Kühlleitungen oder zumindest Abschnitte der Kühlleitungen vorgesehen. Dadurch, dass der
Deckelabschnitt stoffschlüssig mit dem Basisabschnitt verbunden ist, kann die Kühlung des Deckelabschnitts durch Wärmeleitung erfolgen. Bei stoffschlüssigen Verbindungen werden die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten. Stoffschlüssige Verbindungen sind nicht lösbare Verbindungen, die sich nur durch Zerstörung der Verbindungsmittel trennen lassen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die zumindest eine Kühlleitung gegenüber einer Horizontalen eine Steigung auf.
Das heißt, die Kühlleitung ist gegenüber der Horizontalen geneigt. Die Horizontale ist senkrecht zu einer Schwerkraftrichtung angeordnet. Beispielsweise schließt die Kühlleitung und insbesondere schließen schräge Abschnitte der Kühlleitung mit der Horizontalen einen vorbestimmten Winkel ein. Insbesondere schließen die Abschnitte mit der Horizontalen einen Winkel von größer als 3° ein. Der Winkel kann 3 bis 15° oder auch mehr betragen. Insbesondere kann der Winkel auch genau 3° betragen. Die Kühlleitung kann auch in Schwerkraftrichtung verlaufende Abschnitte aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Transportbehälter ferner einen Phasenseparator zum Trennen einer gasförmigen Phase der kryogenen Flüssigkeit von einer flüssigen Phase der kryogenen Flüssigkeit, wobei die zumindest eine Kühlleitung so angeordnet ist, dass diese in Richtung des Phasenseparators eine positive Steigung aufweist.
Unter einer positiven Steigung ist zu verstehen, dass die Kühlleitung in Richtung des Phasenseparators ansteigt. Hierdurch sammelt sich die gasförmige Phase in Form von Gasblasen in dem Phasenseparator. Der Phasenseparator umfasst vorzugsweise einen Schwimmer mit einem Schwimmkörper, der mit einem Ventilkörper gekoppelt ist. Sobald der Flüssigkeitsstand der flüssigen Phase in dem Phasenseparator durch das Einleiten der Gasblasen absinkt, wird der Ventilkörper von einem Ventilsitz abgehoben und die gasförmige Phase der kryogenen Flüssigkeit wird abgeblasen. Hierdurch strömt die flüssige Phase in den Phasenseparator nach, wodurch der Schwimmkörper wieder aufschwimmt und der Ventilkörper auf den Ventilsitz gedrückt wird.
Insbesondere sorgt der Phasenseparator dafür, dass nur verdampfter, tiefkalter Stickstoff an die Umgebung abgegeben wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Transportbehälter ferner eine Vielzahl, insbesondere sechs, Kühlleitungen. Die Anzahl der Kühlleitungen ist beliebig.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform schirmt der Deckelabschnitt des thermischen Schilds den Kühlmittelbehälter vollständig gegenüber dem Innenbehälter ab.
Hierunter ist zu verstehen, dass bei einer Blickrichtung von dem Innenbehälter in Richtung des Kühlmittelbehälters der Kühlmittelbehälter vollständig von dem
Deckelabschnitt des thermischen Schirms abgedeckt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Kühlmittelbehälter in einer Axialrichtung des Innenbehälters neben dem Innenbehälter angeordnet.
Vorzugsweise ist zwischen dem Innenbehälter und dem Kühlmittelbehälter ein
Zwischenraum vorgesehen, in dem der Deckelabschnitt des thermischen Schirms angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umschließt der thermische Schild den
Innenbehälter vollständig.
Hierdurch ist gewährleistet, dass der Innenbehälter vollständig von Flächen umgeben ist, die eine der Siedetemperatur der kryogenen Flüssigkeit entsprechende Temperatur aufweisen. Weitere mögliche Implementierungen des Transportbehälters umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der
Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform des Transportbehälters hinzufügen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Transportbehälters sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele des Transportbehälters. Im Weiteren wird der Transportbehälter anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines
Transportbehälters;
Fig. 2 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht des Transportbehälters gemäß Fig. 1 ;
Fig. 3 zeigt eine weitere schematische Schnittansicht des Transportbehälters gemäß Fig. 1 ; Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines
Phasenseparators für den Transportbehälter gemäß Fig. 1 ;
Fig. 5 zeigt die Detailansicht V gemäß Fig. 4; Fig. 6 zeigt eine schematische Rückansicht des Phasenseparators gemäß Fig. 4; und
Fig. 7 zeigt eine schematische Teilschnittansicht des Phasenseparators gemäß Fig. 4.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben
Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
Die Fig. 1 zeigt eine stark vereinfachte schematische Schnittansicht einer
Ausführungsform eines Transportbehälters 1 für flüssiges Helium He. Die Fig. 2 und 3 zeigen weitere schematische Schnittansichten des Transportbehälters 1. Im Folgenden wird auf die Fig. 1 bis 3 gleichzeitig Bezug genommen.
Der Transportbehälter 1 kann auch als Helium-Transportbehälter bezeichnet werden. Der Transportbehälter 1 kann auch für andere kryogene Flüssigkeiten eingesetzt werden. Beispiele für kryogene Flüssigkeiten, oder kurz Kryogene, sind das zuvor erwähnte flüssige Helium He (Siedepunkt bei 1 bara: 4,222 K = -268,928 °C), flüssiger Wasserstoff H2 (Siedepunkt bei 1 bara: 20,268 K = -252,882 °C), flüssiger Stickstoff N2 (Siedepunkt bei 1 bara: 77,35 K = -195,80 °C) oder flüssiger Sauerstoff O2 (Siedepunkt bei 1 bara: 90,18 K = -182,97 °C). Der Transportbehälter 1 umfasst einen Außenbehälter 2. Der Außenbehälter 2 ist beispielsweise aus Edelstahl gefertigt. Der Außenbehälter 2 kann eine Länge von beispielsweise 10 m aufweisen. Der Außenbehälter 2 umfasst einen rohr- oder zylinderförmigen Basisabschnitt 3, der stirnseitig beidseits jeweils mit Hilfe eines Deckelabschnitts 4, 5, insbesondere mit Hilfe eines ersten Deckelabschnitts 4 und eines zweiten Deckelabschnitts 5, verschlossen ist. Der Basisabschnitt 3 kann im Querschnitt eine kreisrunde oder annähernd kreisrunde Geometrie aufweisen. Die Deckelabschnitte 4, 5 sind gewölbt. Die Deckelabschnitte 4, 5 sind gegensinnig gewölbt, so dass beide Deckelabschnitte 4, 5 bezüglich des Basisabschnitts 3 nach außen gewölbt sind. Der Außenbehälter 2 ist fluiddicht, insbesondere gasdicht. Der Außenbehälter 2 weist eine Symmetrie- oder Mittelachse Mi auf, zu der der
Außenbehälter 2 rotationssymmetrisch aufgebaut ist.
Der Transportbehälter 1 umfasst weiterhin einen Innenbehälter 6 zum Aufnehmen des flüssigen Heliums He. Der Innenbehälter 6 ist beispielsweise ebenfalls aus Edelstahl gefertigt. In dem Innenbehälter 6 können, solange sich das Helium He im
Zweiphasengebiet befindet, eine Gaszone 7 mit verdampftem Helium He und eine Flüssigkeitszone 8 mit flüssigem Helium He vorgesehen sein. Der Innenbehälter 6 ist fluiddicht, insbesondere gasdicht, und kann ein Abblasventil zum gesteuerten
Druckabbau umfassen. Der Innenbehälter 6 umfasst wie der Außenbehälter 2 einen rohr- oder zylinderförmigen Basisabschnitt 9, der beidseitig stirnseitig von
Deckelabschnitten 10, 1 1 , insbesondere einem ersten Deckelabschnitt 10 und einem zweiten Deckelabschnitt 1 1 , verschlossen ist. Der Basisabschnitt 9 kann im
Querschnitt eine kreisrunde oder annähernd kreisrunde Geometrie aufweisen.
Der Innenbehälter 6 ist, wie der Außenbehälter 2, rotationssymmetrisch zu der Mittelachse Mi ausgebildet. Ein zwischen dem Innenbehälter 6 und dem
Außenbehälter 2 vorgesehener Zwischenraum 12 ist evakuiert. Der Innenbehälter 6 kann weiterhin ein in den Fig. 1 bis 3 nicht gezeigtes Isolationselement aufweisen. Das Isolationselement weist außenseitig eine hochreflektierende Kupferschicht, beispielsweise eine Kupferfolie oder eine mit Kupfer bedampfte Aluminiumfolie, und eine zwischen dem Innenbehälter 6 und der Kupferschicht angeordnete mehrlagige Isolationsschicht auf. Die Isolationsschicht umfasst mehrere abwechselnd angeordnete Schichten aus perforierter und geprägter Aluminiumfolie als Reflektor und Glaspapier als Abstandshalter zwischen den Aluminiumfolien. Die Isolationsschicht kann 10-lagig sein. Die Schichten aus Aluminiumfolie und Glaspapier sind spaltfrei auf dem
Innenbehälter 6 aufgebracht, das heißt, gepresst. Die Isolationsschicht ist eine sogenannte MLI. Der Innenbehälter 6 und auch das Isolationselement weisen außenseitig etwa eine dem Siedepunkt des Heliums He entsprechende Temperatur auf.
Der Transportbehälter 1 umfasst weiterhin ein Kühlsystem 13 (Fig. 2, 3) mit einem Kühlmittelbehälter 14. In dem Kühlmittelbehälter 14 ist eine kryogene Flüssigkeit, wie beispielsweise flüssiger Stickstoff N2, aufgenommen. Der Kühlmittelbehälter 14 umfasst einen rohr- oder zylinderförmigen Basisabschnitt 15, der rotationssymmetrisch zu der Mittelachse Mi aufgebaut sein kann. Der Basisabschnitt 15 kann im Querschnitt eine kreisrunde oder annähernd kreisrunde Geometrie aufweisen. Der Basisabschnitt 15 ist stirnseitig jeweils durch einen Deckelabschnitt 16, 17 verschlossen. Die
Deckelabschnitte 16, 17 können gewölbt sein. Insbesondere sind die Deckelabschnitte 16, 17 in die gleiche Richtung gewölbt. Der Kühlmittelbehälter 14 kann auch einen abweichenden Aufbau haben.
In dem Kühlmittelbehälter 14 kann eine Gaszone 18 mit verdampftem Stickstoff N2 und eine Flüssigkeitszone 19 mit flüssigem Stickstoff N2 vorgesehen sein. In einer
Axialrichtung A des Innenbehälters 6 ist der Kühlmittelbehälter 14 neben dem
Innenbehälter 6 angeordnet. Zwischen dem Innenbehälter 6, insbesondere dem Deckelabschnitt 1 1 des Innenbehälters 6, und dem Kühlmittelbehälter 14,
insbesondere dem Deckelabschnitt 16 des Kühlmittelbehälters 14, ist ein
Zwischenraum 20 vorgesehen, der Teil des Zwischenraums 12 sein kann. Das heißt, der Zwischenraum 20 ist ebenfalls evakuiert.
Der Transportbehälter 1 umfasst weiterhin einen dem Kühlsystem 13 zugeordneten thermischen Schild 21. Der thermische Schild 21 ist in dem zwischen dem
Innenbehälter 6 und dem Außenbehälter 2 vorgesehenen evakuierten Zwischenraum 12 angeordnet. Der thermische Schild 21 ist mit Hilfe des flüssigen Stickstoffs N2 aktiv kühlbar oder aktiv gekühlt. Unter einer aktiven Kühlung ist vorliegend zu verstehen, dass der flüssige Stickstoff N2 zur Kühlung des thermischen Schilds 21 durch diesen hindurchgeleitet oder an diesem entlanggeleitet wird. Der thermische Schild 21 wird hierbei auf eine Temperatur abgekühlt, die etwa dem Siedepunkt des Stickstoffs N2 entspricht. Der thermische Schild 21 umfasst einen zylinder- oder rohrförmigen Basisabschnitt 22, der beidseitig von einem diesen stirnseitig abschließenden Deckelabschnitt 23, 24 abgeschlossen ist. Sowohl der Basisabschnitt 22 als auch die Deckelabschnitte 23, 24 sind mit Hilfe des Stickstoffs N2 aktiv gekühlt. Der Basisabschnitt 22 kann im
Querschnitt eine kreisrunde oder annähernd kreisrunde Geometrie aufweisen. Der thermische Schild 21 ist vorzugsweise ebenfalls rotationssymmetrisch zu der
Mittelachse Mi aufgebaut. Ein erster Deckelabschnitt 23 des thermischen Schilds 21 ist zwischen dem Innenbehälter 6, insbesondere dem Deckelabschnitt 1 1 des
Innenbehälters 6, und dem Kühlmittelbehälter 14, insbesondere dem Deckelabschnitt 16 des Kühlmittelbehälters 14, angeordnet. Ein zweiter Deckelabschnitt 24 des thermischen Schilds 21 ist dem Kühlmittelbehälter 14 abgewandt. Der thermische Schild 21 ist dabei selbsttragend. Das heißt, der thermische Schild 21 stützt sich weder auf dem Innenbehälter 6 noch auf dem Außenbehälter 2 ab. Hierzu kann an dem thermischen Schild 21 ein Tragring vorgesehen sein, der über Abstützungsstäbe, insbesondere Zugstäbe, an dem Außenbehälter 2 abgehängt ist. Weiterhin kann der Innenbehälter 6 über weitere Abstützungsstäbe, insbesondere Zugstäbe, an dem Tragring abgehängt sein. Der Wärmeeinfall durch die mechanischen Abstützungsstäbe wird teilweise durch den Tragring realisiert. Der Tragring besitzt Taschen, die eine größtmögliche thermische Länge der Abstützungsstäbe ermöglicht. Der
Kühlmittelbehälter 14 besitzt Durchführungen für die mechanischen Abstützungsstäbe.
Zwischen dem thermischen Schild 21 und dem Außenbehälter 2 kann eine weitere mehrlagige Isolationsschicht, insbesondere eine MLI, angeordnet sein, die den
Zwischenraum 12 völlig ausfüllt und somit den thermischen Schild 21 außenseitig und den Außenbehälter 2 innenseitig kontaktiert. Lagen aus Aluminiumfolie und Glaspapier, Glasseide oder Glasgittergewebe der Isolationsschicht sind hierbei abweichend von dem zuvor beschriebenen Isolationselement des Innenbehälters 6 flauschig in den Zwischenraum 12 eingebracht. Flauschig heißt hierbei, dass die Lagen aus
Aluminiumfolie und Glaspapier, Glasseide oder Glasgittergewebe nicht gepresst sind, so dass durch die Prägung und Perforierung der Aluminiumfolie die Isolationsschicht und damit der Zwischenraum 12 störungsfrei evakuiert werden kann. Da dadurch der thermisch-mechanische Kontakt zwischen den Reflektorlagen minimiert wird, stellt sich der Temperaturgradient der Reflektorlagen annähernd gemäß dem reinen
Strahlungsaustausch ein, wodurch der Wärmetransport minimiert wird. Der thermische Schild 21 ist fluiddurchlässig. Das heißt, ein Zwischenraum 25 zwischen dem Innenbehälter 6 und dem thermischen Schild 21 ist in Fluidverbindung mit dem Zwischenraum 12. Hierdurch können die Zwischenräume 12, 25 gleichzeitig evakuiert werden. In dem thermischen Schild 21 können Bohrungen, Durchbrüche oder dergleichen vorgesehen sein, um ein Evakuieren der Zwischenräume 12, 25 zu ermöglichen. Der thermische Schild 21 ist vorzugsweise aus einem hochreinen
Aluminiumwerkstoff gefertigt. Der thermische Schild 21 ist umlaufend beabstandet von der Kupferschicht des Isolationselements des Innenbehälters 6 angeordnet und berührt diese nicht. Der Wärmeeinfall erfolgt dadurch hauptsächlich durch Strahlung und wird dadurch auf das physikalisch mögliche Minimum reduziert. Eine Spaltbreite eines zwischen der Kupferschicht und dem thermischen Schilds 21 vorgesehenen Spalts kann 10 mm betragen. Hierdurch kann Wärme von dem Innenbehälter 6 zu dem thermischen Schild 21 nur durch Strahlung und Restgasleitung übertragen werden.
Der erste Deckelabschnitt 23 des thermischen Schirms 21 schirmt den
Kühlmittelbehälter 14 vollständig gegenüber dem Innenbehälter 6 ab. Das heißt, mit Blickrichtung von dem Innenbehälter 6 auf den Kühlmittelbehälter 14 ist der
Kühlmittelbehälter 14 vollständig von dem ersten Deckelabschnitt 23 des thermischen Schirms 21 abgedeckt. Insbesondere umschließt der thermische Schild 21 den
Innenbehälter 6 vollständig. Das heißt, der Innenbehälter 6 ist vollständig innerhalb des thermischen Schilds 21 angeordnet, wobei der thermische Schild 21 , wie zuvor schon erwähnt, nicht fluiddicht ist. Wie die Fig. 2 und 3 weiterhin zeigen, umfasst der thermische Schild 21 zum aktiven Kühlen desselben zumindest eine Kühlleitung 26. Vorzugsweise sind mehrere derartige Kühlleitungen 26, beispielsweise sechs derartige Kühlleitungen 26, vorgesehen. Die Kühlleitung 26 kann zwei in Schwerkraftrichtung g verlaufende senkrechte Abschnitte 27, 28 sowie zwei schräge Abschnitte 29, 30 umfassen. Die senkrechten Abschnitte 27, 28 können an den Deckelabschnitten 23, 24 des thermischen Schilds 21 vorgesehen sein.
Die Kühlleitung 26 ist über eine Anschlussleitung 31 mit dem Kühlmittelbehälter 14 in Fluidverbindung, so dass der flüssige Stickstoff N2 von dem Kühlmittelbehälter 14 in die Kühlleitung 26 gedrückt wird. Die Anschlussleitung 31 mündet in einen Verteiler 32, von dem der Abschnitt 27 und der Abschnitt 30 abzweigen. Der Abschnitt 29 und der Abschnitt 28 treffen sich an einem Sammler 33, von dem eine Anschlussleitung 34 zu einem außerhalb des Außenbehälters 2 angeordneten Phasenseparator 35 führt. Der Phasenseparator 35 ist dazu eingerichtet, gasförmigen Stickstoff N2 von flüssigem Stickstoff N2 zu trennen. Über den Phasenseparator 35 kann der gasförmige Stickstoff N2 aus dem Kühlsystem 13 abgeblasen werden.
Die Kühlleitung 26 oder die Kühlleitungen 26 sind sowohl an dem Basisabschnitt 22 als auch an den Deckelabschnitten 23, 24 des thermischen Schilds 21 vorgesehen.
Alternativ sind die Deckelabschnitte 23 und 24 materialschlüssig mit dem
Basisabschnitt 22 verbunden. Beispielsweise sind die Deckelabschnitte 23, 24 mit dem Basisabschnitt 22 verschweißt. Wenn, dass die Deckelabschnitte 23, 24
materialschlüssig, das heißt, stoffschlüssig mit dem Basisabschnitt 22 verbunden sind, kann die Kühlung der Deckelabschnitte 23, 24 durch Wärmeleitung erfolgen. Die Kühlleitung 26 und insbesondere die schrägen Abschnitte 29, 30 der Kühlleitung 26 weisen gegenüber einer Horizontalen H, die senkrecht zu der Schwerkraftrichtung g angeordnet ist, eine Steigung auf. Insbesondere schließen die Abschnitte 29, 30 mit der Horizontalen H einen Winkel α von größer als 3° ein. Der Winkel α kann 3 bis 15° oder auch mehr betragen. Insbesondere kann der Winkel α auch genau 3° betragen. Insbesondere weisen die Abschnitte 29, 30 in Richtung des Phasenseparators 35 eine positive Steigung auf.
Eine Ausführungsform des Phasenseparators 35 ist in den Fig. 4 bis 7 gezeigt. Der Phasenseparator 35 umfasst ein Gehäuse 36 mit einem rohrförmigen Basisabschnitt 37, der stirnseitig beidseits stirnseitig mit Deckelabschnitten 38, 39 verschlossen ist. In dem Gehäuse 36 aufgenommen ist ein Innengehäuse 40 mit einem rohrförmigen Basisabschnitt 41 , der beidseits durch Deckelabschnitte 42, 43 stirnseitig verschlossen ist. Zwischen dem Gehäuse 36 und dem Innengehäuse 40 ist ein evakuierter
Isolationsraum 44 vorgesehen. Der Isolationsraum 44 kann beispielsweise mit einer MLI versehen sein oder mit Perlit beziehungsweise Mikroglaskugeln gefüllt sein. Eine teilweise ebenfalls vakuumgedämmte Anschlussleitung 45 ist in Fluidverbindung mit der Anschlussleitung 34. Der Phasenseparator 35 umfasst weiterhin eine Abblasleitung 46, über die gasförmiger Stickstoff N2 abgeführt wird. Die Anschlussleitung 45 ist mit einem in dem Innengehäuse 40 vorgesehenen Innenraum 47 in Fluidverbindung. Die Anschlussleitung 45 ist bezüglich der Abblasleitung 46 um einen Winkel ß verdreht. Der Winkel ß kann 45 bis 90° betragen.
In dem Innenraum 47 ist ein Schwimmer 48 vorgesehen. Der Schwimmer 48 umfasst einen mit einer gasdichten metallischen Ummantelung versehenen Schwimmkörper 49, dessen Inneres von einem Kunststoffschaum ausgefüllt ist. Der Schwimmkörper 49 ist über eine Achse 50 fest mit einem Gegengewicht 51 verbunden. An der Achse 50 ist ein Ventilkörper 52 befestigt, der in einem Ventilsitz 53 linear verschieblich angeordnet ist. Die Achse 50 ist an einer Drehachse 54 drehbar in dem Innengehäuse 40 gelagert. Das heißt, bei einem sinkenden Flüssigkeitsstand des flüssigen Stickstoffs N2 in dem Innenraum 47 sinkt der Schwimmkörper 49 ab, wodurch sich die Achse 50 um die Drehachse 54 dreht, wodurch wiederum der Ventilkörper 52 von dem Ventilsitz 53 abgehoben wird, um den gasförmigen Stickstoff N2 über die Abblasleitung 46 abzublasen. Der Phasenseparator 35 sorgt dafür, dass nur verdampfter, tiefkalter Stickstoff N2 an die Umgebung abgegeben wird. Der Phasenseparator 35 ist insbesondere ein durch den Schwimmer 48 geregeltes kryogenes Ventil. Die
Besonderheit des Phasenseparators 35 ist das Gegengewicht 51 des horizontal gelagerten Schwimmkörpers 49, das bei Beschleunigungen ein unbeabsichtigtes Abheben des Ventilkörpers 52 von dem Ventilsitz 53 verhindert.
Der Phasenseparator 35 umfasst weiterhin ein Ventil 55 zum Erzeugen eines Vakuums in dem Isolationsraum 44. In dem Innengehäuse 40 kann ein Prallblech 56 angeordnet sein, das eine Schwallbewegung des flüssigen Stickstoffs N2 reduzieren soll. Weiterhin ist, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, an dem Kühlmittelbehälter 14 ein
Abblasventil 57 angeordnet, um durch Abblasen des gasförmigen Stickstoffs N2 den eingestellten Überdruck in dem Kühlmittelbehälter 14 zu halten.
Die Funktionsweise des Transportbehälters 1 wird im Folgenden erläutert. Vor dem Befüllen des Innenbehälters 6 mit dem flüssigen Helium He wird zunächst der thermische Schild 21 mit Hilfe von tiefkaltem anfangs gasförmigen und später flüssigen Stickstoff N2 zumindest annähernd oder ganz bis auf den Siedepunkt (1 ,3 bara, 79,5 K) des flüssigen Stickstoffs N2 abgekühlt. Der Innenbehälter 6 wird dabei noch nicht aktiv gekühlt. Bei dem Abkühlen des thermischen Schilds 21 wird das sich noch in dem Zwischenraum 12 befindende Vakuum-Restgas an dem thermischen Schild 21 ausgefroren. Hierdurch kann bei einem Befüllen des Innenbehälters 6 mit dem flüssigen Helium He verhindert werden, dass das Vakuum-Restgas außenseitig auf dem Innenbehälter 6 ausgefroren wird und somit die metallisch blanke Oberfläche der Kupferschicht des Isolationselements des Innenbehälters 6 verunreinigt. Sobald der thermische Schild 21 und der Kühlmittelbehälter 14 vollständig abgekühlt sind und der Kühlmittelbehälter 14 wieder vollständig mit Stickstoff N2 aufgefüllt ist, wird der Innenbehälter 6 mit dem flüssigen Helium He befüllt.
Der Transportbehälter 1 kann zum Transportieren des Heliums He nun auf ein
Transportfahrzeug, wie beispielsweise einen Lastkraftwagen oder ein Schiff, verbracht werden. Hierbei wird der thermische Schild 21 kontinuierlich mit Hilfe des flüssigen Stickstoffs N2 gekühlt. Der flüssige Stickstoff N2 wird dabei verbraucht und siedet in den Kühlleitungen 26. Dabei entstehende Gasblasen werden durch den in dem
Kühlsystem 13 bezüglich der Schwerkraftrichtung g am höchsten angeordneten Phasenseparator 35 zugeführt. Hierdurch sinkt der Flüssigkeitsstand in dem
Innenraum 47 des Phasenseparators 35 ab, wodurch auch der Schwimmkörper 49 absinkt und sich die Achse 50 um die Drehachse 54 dreht, wodurch der Ventilkörper 52 von dem Ventilsitz 53 abgehoben wird. Hierdurch wird der gasförmige Stickstoff N2 über die Abblasleitung 46 abgeblasen. Sobald der gasförmige Stickstoff N2 aus dem Kühlsystem 13 entfernt ist, strömt flüssiger Stickstoff N2 in den Phasenseparator 35 nach, wodurch der Schwimmkörper 49 wieder aufschwimmt und der Ventilkörper 52 auf den Ventilsitz 53 gepresst wird. Das Öffnen und Schließen des Phasenseparators 35 erfolgt dabei im Hertzbereich. Durch die Massenträgheit des Gegengewichts 51 kann verhindert werden, dass der Schwimmkörper 49 beim Transport, beispielsweise durch Vibrationen, ungewollt beschleunigt wird, wodurch sich der Ventilkörper 52 von dem Ventilsitz 53 abheben könnte. Hierdurch kann ein unerwünschter Verlust von Stickstoff N2 verhindert werden. Dadurch, dass der thermische Schild 21 auch zwischen dem Kühlmittelbehälter 14 und dem Innenbehälter 6 angeordnet ist, kann auch bei einem sinkenden Füllstand beziehungsweise Flüssigkeitsstand an Stickstoff N2 in dem Kühlmittelbehälter 14 zuverlässig gewährleistet werden, dass der Innenbehälter 6 ausreichend gekühlt wird. Dadurch, dass der Innenbehälter 6 von dem thermischen Schild 21 vollständig umgeben ist, ist gewährleistet, dass der Innenbehälter 6 nur von Flächen umgeben ist, die eine dem Siedepunkt (1 ,3 bara, 79,5 K) von Stickstoff N2 entsprechende Temperatur aufweisen. Hierdurch besteht zwischen dem thermischen Schild 21 (79,5 K) und dem Innenbehälter 6 (4,2 - 6 K) nur eine geringe Temperaturdifferenz.
Hierdurch kann die Haltezeit für das flüssige Helium He im Vergleich zu bekannten Transportbehältern deutlich verlängert werden. Wärme von dem Innenbehälter 6 zu dem thermischen Schild 21 wird dabei nur durch Strahlung und Restgasleitung übertragen. Der Transportbehälter 1 weist insbesondere eine Helium-Haltezeit von mindestens 45 Tagen auf und der Vorrat an flüssigem Stickstoff N2 reicht für mindestens 40 Tage aus. Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
Verwendete Bezugszeichen
1 Transportbehälter
2 Außenbehälter
3 Basisabschnitt
4 Deckelabschnitt
5 Deckelabschnitt
6 Innenbehälter
7 Gaszone
8 Flüssigkeitszone
9 Basisabschnitt
10 Deckelabschnitt
1 1 Deckelabschnitt
12 Zwischenraum
13 Kühlsystem
14 Kühlmittelbehälter
15 Basisabschnitt
16 Deckelabschnitt
17 Deckelabschnitt
18 Gaszone
19 Flüssigkeitszone
20 Zwischenraum
21 Schild
22 Basisabschnitt
23 Deckelabschnitt
24 Deckelabschnitt
25 Zwischenraum
26 Kühlleitung
27 Abschnitt
28 Abschnitt
29 Abschnitt
30 Abschnitt
31 Anschlussleitung
32 Verteiler
33 Sammler
34 Anschlussleiter 35 Phasenseparator
36 Gehäuse
37 Basisabschnitt
38 Deckelabschnitt 39 Deckelabschnitt
40 Innengehäuse
41 Basisabschnitt
42 Deckelabschnitt
43 Deckelabschnitt 44 Isolationsraum
45 Anschlussleitung
46 Abblasleitung
47 Innenraum
48 Schwimmer 49 Schwimmkörper
50 Achse
51 Gegengewicht
52 Ventilkörper
53 Ventilsitz
54 Drehachse
55 Ventil
56 Prallblech
57 Abblasventil A Axialrichtung g Schwerkraftrichtung
H Horizontale
He Helium
H2 Wasserstoff
Länge
Mi Mittelachse
N2 Stickstoff
O2 Sauerstoff α Winkel
ß Winkel

Claims

Patentansprüche
1. Transportbehälter (1 ) für Helium (He), mit einem Innenbehälter (6) zum
Aufnehmen des Heliums (He), einem Kühlmittelbehälter (14) zum Aufnehmen einer kryogenen Flüssigkeit (N2), einem Außenbehälter (2), in dem der
Innenbehälter (6) und der Kühlmittelbehälter (14) aufgenommen sind, und einem thermischen Schild (21 ), der mit Hilfe der kryogenen Flüssigkeit (N2) aktiv kühlbar ist, wobei der thermische Schild (21 ) einen rohrförmigen Basisabschnitt (22), in dem der Innenbehälter (6) aufgenommen ist, und einen den Basisabschnitt (22) stirnseitig abschließenden Deckelabschnitt (23, 24) aufweist, der zwischen dem Innenbehälter (6) und dem Kühlmittelbehälter (14) angeordnet ist, und wobei zwischen dem Innenbehälter (6) und dem Kühlmittelbehälter (14) ein
Zwischenraum (20) vorgesehen ist, in dem der Deckelabschnitt (23, 24) des thermischen Schilds (21 ) angeordnet ist. 2. Transportbehälter nach Anspruch 1 , wobei der thermische Schild (21 ) in einem zwischen dem Innenbehälter (6) und dem Außenbehälter (2) vorgesehenen evakuierten Zwischenraum (12) angeordnet ist.
3. Transportbehälter nach Anspruch 1 oder 2, wobei der thermische Schild (21 ) zwei Deckelabschnitte (23, 24) aufweist, die den Basisabschnitt (22) beidseitig stirnseitig abschließen.
4. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 - 3, wobei sich der thermische Schild (21 ) weder auf dem Innenbehälter (6) noch auf dem Außenbehälter (2) abstützt.
5. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 - 4, wobei der thermische Schild (21 ) fluiddurchlässig ist. 6. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 - 5, wobei der thermische Schild (21 ) aus einem Alu mini umwerkstoff gefertigt ist.
7. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 - 6, wobei der thermische Schild (21 ) zum aktiven Kühlen desselben zumindest eine Kühlleitung (26) aufweist, in der die kryogene Flüssigkeit (N2) aufnehmbar ist.
Transportbehälter nach Anspruch 7, wobei der Kühlmittelbehälter (14) in
Fluidverbindung mit der zumindest einen Kühlleitung (26) ist, so dass die kryogene Flüssigkeit (N2) von dem Kühlmittelbehälter (14) in die zumindest eine Kühlleitung (26) nachströmt, wenn die kryogene Flüssigkeit (N2) in der zumindest einen Kühlleitung (26) teilweise verdampft.
Transportbehälter nach Anspruch 7 oder 8, wobei die zumindest eine Kühlleitung (26) an dem Basisabschnitt (22) und/oder an dem Deckelabschnitt (23, 24) des thermischen Schilds vorgesehen ist und/oder wobei der Basisabschnitt (22) stoffschlüssig mit dem Deckelabschnitt (23, 24) verbunden ist.
Transportbehälter nach einem der Ansprüche 7 - 9, wobei die zumindest eine Kühlleitung (26) gegenüber einer Horizontalen (H) eine Steigung aufweist.
Transportbehälter nach Anspruch 10, ferner umfassend einen Phasenseparator (35) zum Trennen einer gasförmigen Phase der kryogenen Flüssigkeit (N2) von einer flüssigen Phase der kryogenen Flüssigkeit (N2), wobei die zumindest eine Kühlleitung (26) so angeordnet ist, dass diese in Richtung des Phasenseparators (35) eine positive Steigung aufweist.
Transportbehälter nach einem der Ansprüche 7 - 1 1 , ferner umfassend eine Vielzahl, insbesondere sechs, Kühlleitungen (26).
Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 - 12, wobei der Deckelabschnitt (23, 24) des thermischen Schilds (21 ) den Kühlmittelbehälter (14) vollständig gegenüber dem Innenbehälter (6) abschirmt.
14. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 - 13, wobei der Kühlmittelbehälter (14) in einer Axialrichtung (A) des Innenbehälters (6) neben dem Innenbehälter (6) angeordnet ist.
15. Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 - 14, wobei der thermische Schild (21 ) den Innenbehälter (6) vollständig umschließt.
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