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Main Title: Dynamische Simulation thermisch initiierter Domino-Effekte
Translated Title: Dynamic Simulation of thermally Initiated Domino Effects
Author(s): Acikalin, Hatice Aydan
Advisor(s): Steinbach, Jörg
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Domino-Effekt-Unfälle sind komplexe Phänomene mit einem hohen Zerstörungspotential. Obwohl die Folgen eines Unfalles mit Domino-Effekten sehr schwerwiegend sein können, wie es Unfälle in der Vergangenheit beweisen, hat dieses Phänomen bislang nur wenig Beachtung gefunden. Dies liegt im wesentlichen darin begründet, daß die Modellierung von Domino-Effekten eine hohe Komplexität aufweist. Um ihre Auswirkungen abzuschätzen, müssen deterministische Modelle in Verbindung mit probabilistischen Modellen an-gewendet werden. Die Schwierigkeit bei der deterministischen Modellierung besteht u.a. darin, daß neue Ereignisse sich gleichzeitig entwickeln und zeitlich veränderlicher Natur sind. Zum Anderen kommt es zum simultanen Auftreten von Wärme- und Stofftransportvorgängen und komplexen Spannungsmustern in thermisch und/oder mechanisch beaufschlagten Anlagenteilen. Die Schwierigkeiten bei der Anwendung probabilistischer Modelle liegt insbesondere darin, daß die zur Durchführung probabilistischer Analysen erforderlichen Ausgangsdaten oft nicht vorhanden sind. Die Abschätzung der Auswirkungen eines Domino-Effektes erfordert damit eine umfassende Betrachtung zeitlich vorüberge-hender thermischer und mechanischer Wechselwirkung zwischen der die Störfallauswir-kung produzierenden Anlage und dem durch die Störfallauswirkung betroffenen Anlage. Durch die Richtlinie 96/82/EG DES RATES zur Beherrschung der Gefahren bei schweren Unfällen mit gefährlichen Stoffen vom 9. Dezember 1996 - kurz Seveso II-Richtlinie genannt - werden die Mitgliedsstaaten in Artikel 8 Domino-Effekt verpflichtet, dafür zu sorgen, daß die zuständige Behörde, anhand der vom Betreiber übermittelten Angaben festlegt, "bei welchen Betrieben oder Gruppen von Betrieben aufgrund ihres Standorts und ihrer Nähe sowie ihrer Verzeichnisse gefährlicher Stoffe eine erhöhte Wahrscheinlichkeit oder Möglichkeit schwerer Unfälle bestehen kann oder diese Unfälle folgenschwerer sein können". Spätestens seit der Umsetzung der Seveso-II Richtlinie in nationales Recht durch die Zwölfte Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Störfall-Verordnung - 12. BImSchV) am 03. Mai. 2000 müssen sich Behörden wie auch Betreiber, deren Betriebe in den Geltungsbereich dieser Richtlinie fallen, mit der Problematik von Domino-Effekten auseinandersetzen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird ein erster Schritt zur Objektivierung derzeit üblicher Methoden zur Behandlung von Domino-Effekten durch Entwicklung einer Vorgehensweise zur Abschätzung der Risiken von Domino-Effekten gemacht. Es werden einleitende Gefährdungsarten identifiziert und empfohlene mathematische Modelle zur Abschätzung dieser Gefährdungsarten aufgezeigt. Da die Untersuchung von entsprechenden Unfällen in der Vergangenheit zeigt, daß die Aufnahme thermischer Energie potentielle Auslöser von Domino-Effekten ist, stellt die Modellierung dieser thermisch initiierter den Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit dar. Es wird ein Berechnungsverfahren entwickelt, das die Erwärmung eines horizontalen, zylindrischen Behälters durch eine Unterfeuerung oder durch Strahlung infolge eines Lachenbrandes in der Umgebung instationär simulieren kann. Die durch die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) durchgeführten Berstversuche mit Druckbehältern und einem Eisenbahnkesselwagen (EKW) werden nachgerechnet. Mit dem Berechnungsverfahren werden schließlich ausgewählte Einflußfaktoren für den Wärmeeintrag in Behälter untersucht und die Bedingungen im Behälter zum Zeitpunkt des Berstens ermittelt. Die Auswirkungen durch ein mögliches Behälterbersten werden dargestellt. Durch die gewonnenen Ergebnisse kann gezeigt werden, daß die Auswirkungen der Explosionsdruckwelle aus dem Behälterbersten auf den Nahbereich beschränkt bleiben und primär bei der Abschätzung von internen Domino-Effekten zu betrachten sind. Die Effekte durch Trümmerflug hingegen können aufgrund der Flugweite auch im Fernbereich wirksam werden.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-6590
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1055
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-758
Exam Date: 31-Jan-2003
Issue Date: 1-Apr-2003
Date Available: 1-Apr-2003
DDC Class: 660 Chemische Verfahrenstechnik
Subject(s): Auswirkungsbetrachtung
BLEVE
Domino-Effekt
Modellierung
Simulation
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