DE1277059B

DE1277059B - Einrichtung zum Ausgleich von statischer Kraengung und/oder Bug- und Hecklastigkeit auf einem Fluessiggasschiff

Info

Publication number: DE1277059B
Application number: DEP32515A
Authority: DE
Inventors: Leonard Price Meade
Original assignee: Phillips Petroleum Co
Current assignee: Phillips Petroleum Co
Priority date: 1962-09-04
Filing date: 1963-09-03
Publication date: 1968-09-05
Also published as: BE636894A; NL296865A; FR1372723A; GB992364A; US3114344A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4S09TWL· PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B 63b

Deutsche Kl.: 65a2-30

P 12 77 059.1-22 (P 32515)

3. September 1963

5. September 1968

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Ausgleich von statischer Krängung und/oder Bug- und Hecklastigkeit auf einem Flüssiggasschiff. Es ist auf Tankschiffen allgemein bekannt, auftretende Lästigkeiten durch Umpumpen von Ladungsflüssigkeit in die entsprechenden Tanks auszugleichen. Ist die Ladungsflüssigkeit ein verflüssigtes Gas, das im Normzustand als Gas vorliegt, dann treten bei Wärmeeinwirkung auf die Tanks, z. B. durch Sonneneinstrahlung, hohe Druckänderungen in den Tanks auf, da das darin enthaltene verflüssigte Gas verdampft.

Um eine auf Grund des Dichteunterschiedes zwischen Dampf und Flüssigkeit auftretende Lästigkeit zu vermeiden, wird in bekannter Weise (USA.-Patentschrift 2 724 357) ein zentraler Gasraum vorgesehen, dessen Enden flüssigkeitsgefüllt sind, damit die Flüssigkeit nicht etwa zu einem Ende und das Gas zum anderen Ende strömt. Die beim Beladen in einen derartigen Tank eingebrachte Masse bleibt bis zum Entladen in dem gleichen Tank. Dies hat den Nachteil, daß der Tank den auftretenden Druck durch das verdampfende Gas aufnehmen muß, was zu einer aufwendigen und schweren Bauweise, die zudem teuer ist, führt und die Nutzlastaufnahmefähigkeit des Schiffes verringert.

Es ist bekannt, den Druck in einem Tank mit verflüssigtem Gas dadurch zu verringern, daß eine Kühlung vorgesehen wird. Eine derartige Rückkühlung wird z. B. in bekannter Weise (Marine Engineering/Log, August 1961, S. 61, 62) beim Entladen von flüssigem Methan verwendet, wobei der abgeschiedene Dampf nach einem Kälteprozeß verflüssigt und dem gleichen Ladetank zugeführt wird. Die Kühlung kann auch auf See durchgeführt werden, indem aus einem Tank abgezogener Dampf in bekannter Weise nach einem Kälteprozeß, d. h. Komprimieren, Kondensieren, Drosseln, rückgekühlt wird (USA.-Patentschrift 2 550 886) und dem gleichen Tank als Flüssigkeit zugeführt wird. Die Rückkühlung kann auch durch Wärmeabgabe des Dampfes an ein Kühlmedium in dessen Verdampferteil eines äußeren, geschlossenen Kreislaufes erfolgen, wobei der verflüssigte Dampf wiederum in den gleichen Tank zurückgeführt wird (USA.-Patentschrift 2 959 928, britische Patentschrift 895 663).

Bei derartigen Anordnungen wird zwar der Druck im Tank gering gehalten, es ist jedoch ein hoher Energieaufwand für die Rückkühlung nötig, der wiederum zu höheren Kosten führt. Ein Ausgleich von Lästigkeit bei derartigen Anordnungen kann nur durch Umpumpen vorgenommen werden.

Einrichtung zum Ausgleich von statischer
Krängung und/oder Bug- und
Hecklastigkeit auf einem Flüssiggasschiff

Anmelder:

Phillips Petroleum Company,
Bartlesville, OkIa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. F. Zumstein, Dr. E. Assmann

und Dr. R. Koenigsberger, Patentanwälte,

8000 München 2, Bräuhausstr. 4

Als Erfinder benannt:
Leonard Price Meade,
Bartlesville, OkIa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 4. September 1962
(221 049)

Wird nun ein Flüssiggasschiff, dessen Ladetanks durch Druckausgleichsleitungen miteinander in Verbindung stehen, auf geradem Kurs einseitig von der Sonne beschienen, so bewirkt die einseitige Wärmeeinstrahlung ein stärkeres Verdampfen des verflüssigten Gases auf der dieser Bestrahlung ausgesetzten Seite. Der Dampf strömt durch die Ausgleichsleitungen in die auf der kühleren Schiffsseite gelegenen Tanks und kondensiert dort zum Teil. Durch die Möglichkeit des Druckausgleiches können die Tanks für einen geringeren Druck ausgelegt werden, und das Kühlsystem kann weniger aufwendig ausgeführt werden. Jedoch treten durch die Flüssigkeitsansammlung auf der kühlen Schiffsseite statische Krängungen bzw. Bug- oder Hecklastigkeit auf, die durch Umpumpen des flüssigen Gases beseitigt werden müssen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die Rückführung der rückgekühlten Flüssiggasmengen auf einem Flüssiggasschiff so einzurichten, daß dadurch einer eventuellen statischen Krängung bzw. einer Bug- oder Hecklastigkeit oder gleichzeitig der Krängung und der Bug- bzw. Hecklastigkeit des Schiffes entgegengearbeitet werden kann.

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Dies wird dadurch erreicht, daß oberhalb der einen Teil der darin befindlichen Flüssigkeit. Der Ladetanks ein sich quer- und/oder längsschiffs er- Flüssigkeitsniveautank 31 besitzt einen durch das streckender Verteilungsbehälter für die rückver- Strömungsregelventil 32 geregelten Auslaß, welches flüssigten, in den Ladetanks verdampften Gasmengen seinerseits durch den Schwimmer 33 betätigt wird, angeordnet ist, dessen Enden mit dem auf der je- 5 Dieser bewegt das Strömungsregelventil 32, um den weils quer- und/oder längsschiffs gegenüberliegenden Auslaß zu öffnen, wenn die in dem Flüssigkeits-Schiffsseite angeordneten Ladetank durch geneigte niveautank befindliche Flüssigkeit über einen vorRohrleitungen verbunden sind. gegebenen Stand ansteigt, und schließt den Auslaß,

Vorteilhafterweise sind in den Dampfräumen der wenn die Flüssigkeit unter den vorgegebenen Stand Ladetanks Venturirohre angeordnet, in welche die io fällt. Bei richtiger Kühlung durch den Kondensator

Leitungen aus dem Verteilungsbehälter axial 23 ist der Flüssigkeitsniveautank 31 bald geflutet,

münden. das Strömungsregelventil 32 öffnet, und die Flüssig-

Besonders zweckmäßig ist es, einen Flüssigkeits- keit und/oder der Dampf strömen durch das niveautank in der Zuleitung zum Verteilungsbehälter, Strömungsregelventil 32 und die Leitung 34 in einen ein Strömungsregelventil in dieser Leitung stromab 15 Verteilungsbehälter 36, der sich in seiner größeren von dem Flüssigkeitsniveautank und einen Schwim- Abmessung querschiffs erstreckt und parallel zur mer in dem Flüssigkeitsniveautank vorzusehen, der Schiffsbreite angeordnet ist und oberhalb der Ladebei steigender Flüssigkeit das Strömungsregelventil tanks 8 und 11 liegt. Die Neigung des Flüssigkeitsöffnet und es bei sinkender Flüssigkeit schließt. niveaus 37 im Flüssigkeitsniveautank 36 hängt vom

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in der 20 Ausmaß der Krängung bzw. Schlagseite des Schiffes Zeichnung dargestellt und werden im folgenden ab, wobei sich im vorliegenden Fall das Flüssigkeitsnäher beschrieben. niveau so erstreckt, daß sich auf der Backbordseite

Fig. 1 zeigt schematisch ein statisch krängendes des Verteilungsbehälters 36 mehr Flüssigkeit beSchiff mit einem sich längsschiffs erstreckenden findet. Die Backbordseite des Verteilungsbehälters 36 Backbord- und Steuerbordtank im Querschnitt mit 25 ist über eine geneigte Rohrleitung 38 mit dem Ladeder erfindungsgemäßen Einrichtung zum Ausgleich tank 11 auf der Steuerbordseite verbunden, während der Krängung; die Steuerbordseite des Verteilungsbehälters 36 in

Fig. 2 zeigt schematisch ein Schiff mit einem sich ähnlicher Weise mit dem Ladetank8 über eine ge-

querschiffs erstreckenden Bug- und Heckladetank im neigte Rohrleitung 39 verbunden ist. Wie gezeigt,

Längsschnitt durch die Schiffsmitte mit der erfin- 30 wird der Hauptteil der Flüssigkeit mit dem Niveau

dungsgemäßen Einrichtung zum Ausgleich der Bug- 37 durch die geneigte Rohrleitung 38 in den Lade-

und Hecklastigkeit; ' tank 11 abgezogen, und nur ein kleinerer Teil oder

Fig. 3 zeigt schematisch ein Schiff mit je zwei lediglich etwas Dampf strömt durch die geneigte längsschiffs hintereinander angeordneten Steuerbord- Rohrleitung 39 in den Ladetank 8 auf der Backbord- und Backbordladetanks in der Draufsicht mit der 35 seite. Dies hat zur Folge, daß sich im Ladetank 11 erfindungsgemäßen Einrichtung zum Ausgleich einer Flüssigkeit sammelt und so die Höhe der Flüssigkeit statischen Krängung und/oder Bug- oder Hecklastig- 12 steigt, so daß diese sich dem Niveau der Flüssigkeit, keit 9 im Ladetank 8 nähert. Es verdampft auch

Fig. 1 zeigt ein Tankschiff 6 im Schnitt, bei Flüssigkeit9 im Ladetank8 in den Dampfraum 13 welchem man in Bugrichtung schaut, das im Wasser 7 40 und wird zum Kompressor 21 abgeführt,
nach backbord krängt, da der Backbordladetank 8 Wenn Dampf aus dem Dampfraum 13 des Lademehr Flüssigkeit 9 als der Steuerbordladetank 11 tanks 11 abgezogen wird, wird gleichzeitig etwas Flüssigkeit 12 enthält. Die gezeigte Flüssigkeitsver- Dampf aus dem Dampfraum 41 des Ladetanks 11 teilung kann darauf beruhen, daß die Wärme- durch die Leitung 42, das Ventil 43 und das Ventil einstrahlung von der Sonne mehr auf den Ladetank 45 44 in den Dampfraum 46 im Sammeltank 18 geführt, 11 als auf den Ladetank 8 gerichtet ist, während das aus welchem er durch die Leitung 19 zum Kom-Schiff auf einem festgelegten Kurs fährt und die er- pressor 21 hin abgezogen wird. Da die Leitungen 17 findungsgemäße Einrichtung noch nicht in Betrieb ist. und 44 durch den Dampf raum 46 in Verbindung

Der Niveauausgleich wird erreicht, indem Dampf stehen, wird der Druck in den Dampfräumen 13 und

aus dem Dampfraum 13 des Ladetanks 8 über die 50 41 ausgegüchen. Da die Ventile 47, 48,49,51 und

Leitung 14, das Ventil 16, die Leitung 17, den 52 während dieses Vorganges zur Flüssigkeits-

Sammeltank 18 und Dampf aus dem Dampfraum 41 verteilung für die Krängungsverminderung ge-

des Ladetanks 11 durch die Leitung 42, das Ventil schlossen sind, werden die Leitungen 17 und 44 mit

43, die Leitung 44, den Sammeltank 18 in den Korn- der Leitung 19 verbunden, und der Sammeltank 18

pressor 21 über die Leitung 19 durch dessen Saug- 55 wird lediglich zu einem Teil der Leitung 19, d. h., er

wirkung geführt wird. Der Kompressor 21 kompri- ist unnötig, wenn er nicht für die Be- und Entladung

miert den Dampf und drückt ihn durch die Leitung ebenso wie das Ventil 53, dessen Stellung während

22 in den Kondensator 23, der durch irgendein ver- des Lastigkeitsausgleiches unwesentlich ist, benötigt

fügbares Kühlfluid 24, z. B. Luft oder Wasser 7, ge- würde.

kühlt wird, das durch den Kondensator 23 mit einer 60 Fig. 2 zeigt ein Schiff 6, das nur einen vorderen Pumpe gefördert wird. Ein Teil des komprimierten Ladetank 80 und einen hinteren LBdBtBUkS(K beDampfes aus der Leitung 22 kondensiert, Kondensat sitzt. Der Verteilungsbehälter 36 ist entsprechend und Rest-Dampf strömen durch das Ventil 26, wobei der Schiffsachse ausgerichtet, um die Bug- oder die flüssige Phase durch die Leitung 27 und die Hecklastigkeit auszugleichen. Der Dampf strömt von dampfförmige Phase durch die Leitung 28 in die 65 den Ladetanks 80 und 80' in die Leitungen 82 und Kammer 29 des Flüssigkeitsniveautanks 31 strömt. 82' und über die Leitung 83 in den Kompressor 21, Da der Druck steigt und die Temperatur sinkt, kon- wo er verdichtet wird, um dann in einem Kondendensiert der Dampf in der Kammer 29 und bildet sator 23 zu kondensieren, von wo aus die Flüssigkeit

Claims

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und/oder der Dampf über ein Ventil 32 und die und der Pumpe 63 befindlichen Flüssigkeitsdruckes Leitung 34 in den Verteilungsbehälter 36 zurück- läuft die Pumpe 63 voll Flüssigkeit und läßt keine geführt werden. Die Flüssigkeit in dem weiter unten Dampfbildung in der Flüssigkeit aufkommen, unliegenden Teil des Verteilungsbehälters 36 fließt zu abhängig von dem Spiegel der Flüssigkeit 9 im Ladedem Ladetank 80 oder 80' über die geneigte Rohr- 5 tank 8 und der Flüssigkeit 12 im Ladetank 11. Die leitung 81 oder 81' zurück, je nachdem, welcher Pumpe 63 wird vorteilhafterweise oberhalb des Ladetank augenblicklich der höher liegende ist. Ob- Bodens der Ladetanks 8 und 11 angeordnet, weil dawohl es in den anderen Figuren nicht gezeigt ist, durch die Ladetanks so niedrig wie möglich im Schiff wird eine Leitung 82' üblicherweise mit einem Über- angeordnet werden können, was zu größerer Stabilidruckventil 84 versehen, das an einer dafür ge- ίο tat und größerem Widerstand gegen auftretend© eigneten Stelle eine Verbindung zur Atmosphäre hat. Lästigkeiten führt. Es wird jedoch auch dann voll ge-Der Dampf kann jedoch auch durch das Drossel- fördert, wenn die Pumpe sogar über den Ladetanks 8 ventil 85 und die Brennstoffansaugleitung 86 für eine und 11 angeordnet wird.

Brennkraftmaschine 87 mit Abgasleitung 88 abge- Während des Abfüllens pumpt die Pumpe 63

zogen werden. Der Motor 87 kann z. B. die Schiffs- 15 Flüssigkeit vom Boden des Sammeltanks 18 ab, und

schraube 89 treiben. der Kompressor 21 entfernt den Dampf 18 über die

Nach F i g. 3 hat das Schiff 6 vier Ladetanks 8,11, Leitung 19. Da dieser Dampf nicht in der Leitung

8', 11', die an Bug und Heck, Backbord und Steuer- 22 kondensieren soll, ist das Ventil 26 geschlossen

bord angeordnet sind. Der Verteilungsbehälter 36 hat und das Ventil 48 offen, wodurch der Kondensator

dabei quadratischen Querschnitt, und die Flüssigkeit 20 23 und das Strömungsregelventil 32 durch die zu

läuft von der untersten Ecke des Verteilungsbehälters dem Verteilungsbehälter 36 führende Leitung 66 um-

36 in den höchstgelegenen Frachttank durch die je- gangen werden. Da in den Verteilungsbehälter 36

weilige geneigte Rohrleitung 38, 39, 38' oder 39'. Um nur Dampf eintritt, wird die Flüssigkeit 37 schnell

die Darstellung zu vereinfachen, wurden die den in durch die Leitung 38 in den Ladetank 11 abgezogen,

F i g. 3 gezeigten entsprechenden Vorrichtungen zur 25 und Dampf vom Kompressor 21 strömt dann durch

Beseitigung des Dampfes von den Ladetanks 8,11, beide geneigten Rohrleitungen 38 und 39 in die

8', 1Γ und die den Dampf verdichten, kondensieren beiden Ladetanks 8 und 11. Der erhaltene höhere

und die Flüssigkeit einem Verteilungsbehälter 36 zu- Druck in den Dampfräumen 13 und 41 gegenüber

führen, nicht eingezeichnet. dem Druck im Dampfraum 46 drückt die Flüssig-

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen 30 keit 9 und 12 in den Leitungen 67 und 68 hinauf und insbesondere darin, daß sich die durch Wärme- in den Sammeltank 18 über das Ventil 53, sobald einstrahlung auf eine Schiffsseite ergebende Flüssig- dieses Ventil offen ist. Hierdurch wird der geeignete keitsverlagerung zu der kühleren Schiffsseite hin, da Abstand für das Flüssigkeitsniveau oberhalb der die Tanks durch in die Dampfräume mündende Pumpe 63 aufrechterhalten und die Verdampfung Rohre untereinander verbunden sind, automatisch 35 der Flüssigkeit in der Pumpe 63 oder in den Abausgeglichen wird. Da in den Ladetanks kaum führungsleitungen 54 und 56 vermieden.
Druckänderungen auftreten, können diese für ge- Beim Beladen des Schiffes sind die Ventile 58 und ringere Festigkeiten ausgelegt werden. Weiterhin ist 59 geschlossen, und die Beladungsleitung 69 wird an die an das System angeschlossene Kühleinrichtung ein Fördersystem angeschlossen. Die Ventile 57, 47, nicht besonders aufwendig und verbraucht wenig 40 49 und 51 sind geöffnet, und die Flüssigkeit strömt Energie. Durch die Verwendung von Venturidüsen, durch die Schwerkraft oder durch Druck in die anschließend an die geneigten Rohrleitungen, durch Ladetanks 8 und 9 über die Ladeleitung 69 und die welche die rückgekühlte Flüssigkeit bzw. der Dampf Leitungen 67 und 68. Während des Ladens sollen in die Ladetanks zurückströmt, wird eine wesentlich die Ventile 16,43 und 26 offen und das Ventil 48 höhere Kühlleistung erzielt. Durch die Verwendung 45 geschlossen sein. Der Kompressor 21 wird so bedes über einen Schwimmer arbeitenden Strömungs- trieben, daß der Dampf in den Dampfräumen 13 und regelventils wird eine Steuerung der Kühlung unter 41 der Ladetanks 8 und 11 durch die Leitungen 14, Umgehung des Druckes verwirklicht. 17, 42, 44 und 19 abgeführt, im Kompressor 21

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung zum komprimiert, im Kondensator 23 kondensiert und als Ausgleich von statischen Krängungen bzw. der Bug- 50 Flüssigkeit durch die Leitungen 27,28 und 34 über oder Hecklastigkeit darf jedoch der Be- und Ent- den Verteilungsbehälter 36 und die geneigten Rohrladungsvorgang des Schiffes nicht erschwert oder leitungen 38 und 39 zurückgeführt wird. Nach Belangsamer durchführbar sein. Um zu zeigen, daß dies endigung des Füllens wird das Ventil 57 geschlossen nicht der Fall ist, soll an Hand der F i g. 1 der Be- und die Leitung 69 von der Versorgung getrennt,
und Entladungsvorgang des mit der erfindungs- 55

gemäßen Ausgleichvorrichtung für Lästigkeiten ver- Patentansprüche:
sehenen Schiffes beschrieben werden.

Beim Entladen sind die Ventile 16, 43, 26, 47 und _t 1. Einrichtung zum Ausgleich von statischer 57 geschlossen und die Ventile 48, 49, 51, 52, 58 und * Krängung und/oder Bug- und Hecklastigkeit auf 59 geöffnet. Das Ventil53 wird durch eine Flüssig- 60 einem Flüssiggasschiff, dadurch gekennkeitsniveauregelung 61 geöffnet, sobald das Flüssig- zeichnet, daß oberhalb der Ladetanks (8, 11, keitsniveau 62 im Sammeltank 18 unter einen vor- 8', 11', 80, 80') ein sich quer- und/oder längsbestimmten Stand fällt, und geschlossen, sobald das schiffs erstreckender Verteilungsbehälter (36) für Niveau über diesen Stand steigt. Die Entladung kann die rückverflüssigten, in den Ladetanks (8, 11, 8' über die Leitungen 54 und 56 erfolgen. Zum Ent- 65 11', 80, 80') verdampften Gasmengen angeordnet laden wird eine Pumpe 63, vorzugsweise eine Kreisel- ist, dessen Enden mit dem auf der jeweils querpumpe, verwendet. Wegen des in der Leitung 64 und und/oder längsschiffs gegenüberliegenden Schiffsim Sammeltank 18 zwischen der Flüssigkeitshöhe 62 seite angeordneten Ladetank (8, 11, 8', 11', 80,

80') durch geneigte Rohrleitungen (38, 39, 38', 39', 81, 81') verbunden sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Dampfräumen (13, 41) der Ladetanks (8, 11, 8'₅ 11', 80, 80') Venturirohre (72, 73) angeordnet sind, in welche die Leitungen aus dem Verteilungsbehälter (36) axial münden.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Flüssigkeitsniveautank (31) in der Zuleitung zum Verteilungsbehälter (36), durch ein Strömungsregelventil (32) in dieser Leitung stromab von dem Flüssigkeitsniveautank (31) und durch einen Schwimmer (33) in dem Flüssigkeitsniveautank (31), der bei steigender Flüssigkeit das Strömungsregelventil (32) öffnet und es bei sinkender Flüssigkeit schließt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Britische Patentschrift Nr. 895 663;
USA.-Patentschriften Nr. 2 550 886, 2 724 357,
2959928;
Marine Engineering/Log, August 1961, S. 61/62.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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