DE1551577A1 - Behaelter fuer verfluessigte Gase bei tiefen Temperaturen - Google Patents

Description

Neuanmeldung

Esso Research and Engineering Company

Besehreibung

Esso Research and Engineering Company Elizabeth, N.J. (V.St.A.)

Behälter für verflüssigte Gase bei tiefen Temperaturen.

Für diese Anmeldung wird die Priorität vom 18. Januar 1965 der USA-Patentanmeldung Serial No. 521,275 in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf Isolierte Behälter, die sich insbesondere für die Aufbewahrung von verflüssigten Gasen bei Atmosphärendruck; und Gefriertemperatur in einem Tankschiff eignen und die minimal aufwendig, Jedoch maximal sicher sind.

Beim Transportieren von verflüssigten Gasen bei tiefen Temperaturen und Atmosphärendruck, insbesondere beim Transport von verflüssigtem Methan-Gas bei -l6l,5°C in aus gewöhnli-009838/1644

. ehern Kohlenstoffstahl gebauten Tankschiffen, ist es von ganz besonderer Bedeutung, daß das verflüssigte Gas von direktem Kontakt mit der Schiffswand isoliert wird, da andernfalls Versprödung auftreten würde, was zur Folge hat, daß Risse in der Hauptschiffswand auftreten. Man hat versucht, diese Gefahr dadurch zu mindern, daß man einen eigenen voll ausgebildeten doppelwandigen Tank einbaut, der eine innere und eine äußere flüssigkeitsdichte Abdeckung hat, die jede so ausreichend unangreifbar gebaut sind, daß sie aus sich heraus der gesamten statischen und dynamischen Last der in dem Behälter enthaltenen Plüssigkeitsmenge zu widerstehen vermögen. Diese Konstruktion bietet ein maximales Ausmaß an Sicherheit, ist Jedoch auch maximal aufwendig, da praktisch zwei gleichwertige Tankausbildungen vorgesehen werden müssen, von denen die HuBere normalerweise gar nicht notwendig ist, es sei denn, daß in dem inneren Tank Risse oder Brüche entstehen.

Eine andere bekannte Möglichkeit besteht darin, daß man einen Kargo-Behälter mit einer einzigen Wandkonstruktion einsetzt. Dabei geht man von der Theorie aus, das Irgendein Leck, das in dem Kargo-Tank als solchem entstehen könnte, nur Infolge einer Sohiffskatastrophe, beispielsweise einer Kollision, auftreten könne, wobei mit großer Wahrscheinlichkeit die Hauptschiffswand zerstört wird, Zwar ist eine Holehe Konstruktion relativ wenig aufwendig, Jedoch geht dies iu Lasten der Sicherheit, «le sie bei einem doppelwandigen Tanlcsystem gewährleistet ist, Aulerden genügt eine solohe Kon-

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struktion nicht den Sicherheitsvorschriften aller Länder, und der Unternehmer setzt sich der erhöhten Gefahr aus, daß er gegen gesetzliche Vorschriften verstoßen kann»

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Behälter für verflüssigtes Gas, der sich besonders brauchbar in einem Tankschiff verwenden läßt und der im wesentlichen die gleiche Betriebssicherheit und doppelte Absicherung hat wie der zuvor erwähnte doppelwandige Tank, obwohl er so wenig aufwendig ist und so wirtschaftlich gefertigt werden kann wie ein einwandiger Tank» Der erfindungsgemäSe Behälter ist mit einer Hauptsperre oder Innenwand ausgerüstet, die so gebaut ist, daß die in dem Behälter enthaltene Flüssigkeit darin zurückgehalten wird. Im Abstand von diesem inneren Hauptbehälter und diesen umgebend ist eine diesen teilweise einkleidende zweite Wandung vorgesehen. Diese äußere oder zweite Sperrwandung hat eine beträchtlich geringere Dintce als die innere Hauptsperre des Tanks und besteht aus einem oberen Teil, das als Spritzflüssigkeitsblende bezeichnet wird, und einem unteren Teil, das Tropfmulde genannt wird. Diese zweite Wandung hat nicht, wie in den bisher bekannten Ausführungen, den Hauptzweck, die gesamte statische und dynamische Belastung der in dem inneren Tank enthaltenen Flüssigkeitsmenge aufzunehmen, wenn der innere Tank zeritört wird, sondern dient als ein Zwischenbehälter um die Innenwand, so daß kleine Mengen, die durchsickern, wenn Risse im Material infolge Ermüdungserscheinungen usw. auftreten, aufgefangen und aus dem Raum zwischen innerer und äußerer Wandung abgepumpt werden.können. Erfindungsgemäß wird demzufolge ein Behälter vorgesehen, der im 009838/16U

wesentlichen alle Sicherheitsmaßnahmen eines Doppelwand-Tanks hat, jedoch beinahe ebensowenig aufwendig ist wie ein einwandiger Tank, well nur eine geringe Menge von teuren Materialien, wie Aluminium und Edelstahl, für die äußere zweite Wandung benötigt werden, da diese nur in sehr geringer Dicke ausgeführt zu werden braucht, denn sie dient lediglich zum Ablenken und zur zeitweisen Aufnahme von durch die Hauptsperre hindurchsickernder Flüssigkeit. Wie bei den bekannten doppelwandigen Tanks kann die Isolation außen auf die Tankaußenwand aufgebracht-werden, so daß jede der Tankwände etwa die gleiche Temperatur aufweist und kein merklicher Temperaturgradient zwischen den Wänden auftritt. Wenn man die Isolation so anbringt, dann ist es nicht erforderlich, irgendwelche sorgfältig ausgearbeiteten Einrichtungen zum Expansionsausgleich zwischen den Inneren und äußeren Wänden anzubringen, wie dies erforderlich ist für den Fall, daß die Isolation zwischen den Wänden vorgesehen ist.

Erfindungsgemäß läßt sich demzufolge ein Kargo-Behälter schaffen, der doppelwandig isoliert, jedoch wenig aufwendig ist und bei dem die Hauptsperrwand des Kargo-Behälters mit einer zweiten Wandung teilweise umgeben ist, die aus einer Ablenkblende und einer zur zeitweisen Flüssigkeitsaufnahme geeigneten Mulde besteht, so daß durch die innere Wandung des Behälters hindurchsickernde Flüssigkeit gewisse Zeit aufgefangen werden kann, und wobei diese sekundäre Wandung eine solche Außenfläche aufweist, daß darauf eine äußere Isolierung aufgebracht werden kann, so daß ein isolierter Behälter für verflüssigtes Gas vorliegt, der doppelwandig ist und in 009838/1644

dem Zwischenraum zwischen den beiden Wandungen eine Einrichtung zur Entfernung von Sickerflüssigkeit, die aus dem Inneren des Behälters in diesen Zwischenraum gelangt, besitzt.

Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstands ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Behälter, wie er in ein. übliches Doppelwandtankschiff eingebaut sein kann,

Pig. 2 einen Teilschnitt nach 2-2 der Pig. 1, in Pfeilrichtung gesehen,

Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt eines Wand-Teilstücks der Pig. 1, mit Darstellung der Einrichtungen zur Entfernung der Flüssigkeit aus dem Raum zwischen den beiden Wandungen, und

Fig. 4 ein erfindungsgemäßer Behälter, wie er zwischen Backbord- und Steuerbord-Wänden des Tankschiffes und zwischen den ISngsschiff verlaufenden K»*tendaram-Wänden de« Kargo-Laderaums befestigt sein kann, von oben gesehen.

Der Schiffsrumpf 10, der schematisch im Schnitt gezeigt ist, besteht aus einer ttufteren Stahlhülle 12 und einer inneren Stahlwand 14, die mittels üblicher Oeripp-Platten 16 im Ab stand voneinander gehalten werden.Xn dem so ausgebildeten Lade-

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raum des Schiffsrumpfes befindet sich ein isolierter Kargo-Behälter, der insgesamt mit 18 bezeichnet ist und der an seinem Boden von einer Mehrzahl von Holzleisten 20 gestützt wird, die quer zur Längsachse des Schiffes (vgl. Pig. 1 und 2) verlaufen. Die Maserung der Leisten 20 ist vorteilhaft in vertikaler Richtung angeordnet, so daß maximale Druckfestigkeit erreicht wird.

Der isolierte Kargo-Behälter 18 besteht aus einer Innenwandung oder Hauptsperre 22, die von einer Mehrzahl von mit 24 bezeichneten inneren Versteifungsplatten gestützt wird. Die Versteifungsplatten verlaufen längs und quer am Umfang der Hauptsperre 22. Die Versteifungsplatten 24 haben zahlreiche Ausschnitte 26, die versteifte Umrandungen 28 aufweisen. In Längsrichtung entlang der Außenseite der Hauptsperre 22 erstreckt sich eine Mehrzahl von T-förmigen Stringern oder Abstandshalter 30. Der Fuß des ^MT" kann außen an die Hauptsperre 22 durch eine Mehrzahl von Schweißwulsten 38 (vergl. Fig. 3) verschwelet sein. Eine zweite Sperre oder,Außenwand des Kargo-Behälters ist am Kopf jede» ⁿTⁿ-Abstandhalters 30 fest angeechweißt. Die Außenwand des Behälters besteht aus einer unteren Tropfmulde 32, die eine geringere Wandstärke hat als die Dicke der Hauptaperre 22, jedooh eine -gruAere Stärke aufweist als die obere Spritzflüeeigkeitiblende 3*t der »weiten Sperre. Die Teile 32 und Ja sind beide mit den T-förmigen Abstandshaltern 30 fett verschweißt und bei 36 gegeneinander stumpf verschweißt. Bei einer Auaführungeform der

Erfindung wurde gefunden, daß eine Stärke von 4,762 mm für 009838/1644

die Spritzflüssigkeitsblende 34 ausreicht, um jede hydraulische Last beim höchsten Plüssigkeitsstand nach unten in den unteren Teil des Raumes zwischen äußerer und innerer Wandung abzulenken. Die Stärke der unteren Tropfmulde 32 wird bei dieser Ausführungsform so gewählt, daß sie 9,525 mm Wandstärke hat, und dementsprechend erheblich dünner ist als die Hauptsperre 22, jedoch ausreicht, um die hydraulische Belastung auszuhalten, die auftritt, wenn ein relativ schmales Lepk in der Hauptsperre 22 entsteht. Wie zuvor beschrieben, ist also die Hauptsperre die einzige Wandung, die so konstruiert ist, daß sie die normale dynamische und hydrostatische Belastung infolge der Flüssigkeit in dem Behälter aufnimmt.

Eine Isolierschicht 40 ist auf die Außenfläche der Außenwandteilstücke 32 und, 34 und aueh auf einen schmalen äußeren Teil der Hauptsperre 22 ofesn an dem Schaftstück 54 aufgebracht* Die Isolierung 40 besteht vorzugsweise aus Polyurethanschaum, der entweder aufgespritzt werden kann oder in Form einer Reihe von ineinandergreifenden Belagetücken auf dem Behälter befestigt werden kann. Ein Luftraum 42, der in der Größenordnung von etwa 90 cm breit sein kann, ist zwischen der Außenseite der Isolierung und der inneren Tankschiffwand 14 vorgesehen. Der Luftraum 42 ist ao ausreichend dimensioniert, daß man dadurch von Zeit zu Zeit das Innere der Isolierung inspizieren kann.

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Aus Pig. J5 kann man im einzelnen ersehen, daß jeder der Abstandhalter J50 eine Mehrzahl von öffnungen 44 aufweist, die vorzugsweise vertikal zueinander ausgerichtet sind und die Möglichkeit geben, daß eine Leitung 46 hindurchgeführt wird, deren unteres Ende in dem unteren Teil des Zwischenraums zwischen innerer und äußerer Wandung des Tanks endet. Die Leitung 46 steht mit einer Pumpe 48 in Verbindung, mit der jegliche SickerflUssigkeit, die aus dem Inneren des Behälters in den Zwischenraum zwischen innerer und äußerer Wandung gelangt, in einfacher Weise- entfernt werden kann.

Aus Pig. 1 ersieht man, daß der obere Teil des Rumpfes des Tankschiffes eine Reihe von äußeren Querrahmen 50 aufweist, die den nach oben erhöhten Schaftteil 54 des Schiffdecks überdecken. Da der Teil des Schiffrumpfes im Bereich des Schaftes nur einfache Dicke aufweist, ist er innen mit mehreren längsgerichteten T-fÖrmigen VerstelfungsstUcken 52 an den Deckplatten befestigt.

Aus Pig. 4 ist die Art ersichtlich, in der der gesamte isolierte Kargo-Behälter im Schiffsrumpf befestigt und angeordnet ist. Wie zuvor ausgeführt, wird die statische Belastung des isolierten Kargo-Behältere über hölzerne Stützlelsten am Boden des Tanks auf den Schiffsrumpf übertragen. Die Befestigung des erfindungsgemäßen isolierten Kargo-Behälters geschieht in der Weise, daß ein Minimum an Übertragung der üblichen Zerstörungseinflüsse oder des "Arbeitens" des Schiffes auf den Behälter als solchen übertragen wird, und

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• damit erreicht man, daß der Behälter möglichst geringen Verbiegungen unterliegt und relativ unbeeinflußt von den Kräften bleibt, die durch die infolge der Einwirkung der Wellen von außen auf das Schiff ausgeübten Kräfte auftreten. In der dargestellten Anordnung sind an den Backbord- und Steuerbord-Wänden ebenso wie an den Längsschiff-Wänden der Außenwandung des Kargo-Behälters 18 eine Mehrzahl von Vorsprüngen 58 vorgesehen, die fest an dem Behälter ansitzen. Jeder Vorsprung wirkt zusammen mit einem Paar Führungsschlitten 56 und ist zwischen diesen angeordnet. Die an Backbord und Steuerbord befindlichen Führungsschlitten 56 sind ihrerseits an der inneren Stahlwand I²I- des Rumpfes befestigt, während die Blöcke 56 längsschiffs an der üblichen Kastendamm-Schiffswand 60 fest ansitzen. Bei dieser Art Befestigung des Kargo-Behälters wird praktisch die gesamte Last der Ladung innerhalb des Behälters über die Tragleisten 20 auf den Schiffsrumpf übertragen. Es besteht gleitende Passung zwischen den Führungsschlitten 56 und den Vorsprüngen 58 um die vier vertikalen Seiten des Kargo-Behälters, und dies gestattet eine Helativ-Bewegung sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung zwischen dem Schiffsrumpf und den Behältern, ohne daß Spannungen von dem Behälter auf den Schiffsrumpf übertragen werden, trotzdem jedoch der Behälter so gesichert ist, daß er in dem Laderaum des Tankers nicht verrutscht·

Die Erfindung ist niehfc auf die spezielle im einzelnen be- ηηύ veranschaulicht© Ausfuhriffiosform beschränkt, umfaßt dss, ottaiüarten ailc^Hiote;^; is*-VIi

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Claims (3)

1. Neuanmeldung

   Esso Research and Engineering Company

   Patentansprüche

   Patentansprüche

   Behälter für verflüssigte Gase bei tiefen Temperaturen, insbesondere zur Verwendung in Tankschiffen, gekennzeichnet durch eine Hauptbehältersperre (22), die eine zum Halten des verflüssigten Gases ausreichende Festigkeit hat und innere Versteifungsplatten (24) aufweist, die sich quer durch diese Hauptbehältersperre (22) erstrecken und an deren Innenwandungen befestigt sind, einen gröleren zweiten Abspeurbehälter (32, 34), der im wesentlichen die gleiche Form hat wie der Hauptsperrbehälter (22) und diesen teilweise umgibt, wärmeleitende Abstandshalter (30), mit denen der zweite Behälter (32, 34) in bestimmtem Abstand um den Hauptsperrbehälter (22) gehalten und der Temperaturgradient zwischen diesen niedrig gehalten wird, wobei dieser zweite Behälter (32, 34) aus einer unteren Tropfmulde (32) mit einer vorbestimmten, jedoch gegenüber der Stärke des Hauptsperrbehälters (22) geringeren, allerdings zum Zurückhalten von geringen Mengen verflüssigten Gases, die durch ein Leck in

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   diesem Hauptsperrbehälter (22) austreten können, ausreichenden Dicke und einer oberen SpritzflUssigkeitsblende(j54) vorbestimmter Stärke, die niedriger ist als die Dicke der Tropfmulde (32) zum Ablenken von Flüssigkeit vom oberen

   Teil des Hauptsperrbehälters (22) in die Tropfmulde (52), besteht, eine Pumpe (48) zur Entfernung von verflüssigtem Gas aus dem Zwischenraum zwischen dem Hauptsperrbehälter (22) und der Tropfmulde (52), und eine Wärmeisolierschicht (4o), die außen auf die gesamte Außenseite des zweiten Behälters (32, 34) und auf nicht von diesem zweiten Behälter (32, 34) umschlossenen Teilen des Hauptsperrbehalters (22) aufgebracht ist.
2. 2. Behälter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Vorsprünge (58) an dem zweiten Behälter (32, 34) und Führungsschlitten (56) an dem SeMffsrumpf, die relativ gegeneinander beweglich sind.
3. 3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, im eingebauten Zustand in einem Tankschiff, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Holzleisten (20) zwischen dem Boden des Tankschiff laderaums und dem Boden des Behälters (l8), die die gesamte normale statische Last des Behälters und der Ladung an verflüssigtem Gas auf den Boden des Schiffsladeratuns zu Übertragen vermögen.

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