DE1951370A1 - Storage container for liquid gases at low temperature - Google Patents
Storage container for liquid gases at low temperatureInfo
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Abstract
Description
1951370 Andrejewski & Honke Patentanwälte1951370 Andrejewski & Honke patent attorneys
__ ,,_o .. Diplom-Ingenieur__ ,, _ o .. Graduate engineer
Essen, den 9· Oktober 1969 Kettwiger Straße 36 ( th )Essen, October 9, 1969 Kettwiger Strasse 36 (th)
PatentanmeldungPatent application
BRIDGESTONE LIQUEFIED GAS COMPANY LIMITED No. 2, 1-Chome, Kyobashi, Chüo-Ku,
Tokyo / - Japan - . BRIDGESTONE LIQUEFIED GAS COMPANY LIMITED No. 2, 1-Chome, Kyobashi, Chüo-Ku,
Tokyo / - Japan -.
Lagerbehälter für bei niedriger Temperatur flüssige Gase.Storage containers for gases that are liquid at low temperatures.
Gegenstand der Erfindung ist ein Lagerbehälter für bei niedriger Temperatur flüssige Gase, wie Methan und Ä'than, bestehend aus einem starren, flüssigkeits- und gasdichten AußenbehMlter mit druckfester wärmedämmender Innenbeschichtung und einem darin angeordneten, lediglich eine Boden- und eine Seitenwandung aufweisenden undurchlässigen flexiblen Innenbehälter.The invention relates to a storage container for at low Temperature liquid gases, such as methane and ethane, consisting of a rigid, liquid and gas-tight external container with pressure-resistant heat-insulating inner coating and one in it arranged, only having a bottom and a side wall impermeable flexible inner container.
Der Innenbehälter eines derartigen Lagerbehälters unterliegt infolge des Temperaturwechels, der Ausdehnung durch den Flüssigkeitsdruck bezw. der Deformierung durch das Gewicht der Flüssigkeit vielfachen Expansionen und Kontraktionen, sodaß sich beiThe inner container of such a storage container is subject to BEZW due to the temperature change, the expansion by the liquid pressure. the deformation caused by the weight of the liquid multiple expansions and contractions, so that with
009821/1482009821/1482
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Patentanwälte Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger StraßePatent attorneys Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger Strasse
einem herkömmlichen Lagerbehälter der eingangs genannten Art stets das Problem erhebt, auf welche Weise der Innenbehälter möglichst zweckmäßig im Außenbehälter abgestüzt werden kann, ohne seine Beweglichkeit einzuengen.a conventional storage container of the type mentioned always raises the problem of how the inner container can be supported as expediently as possible in the outer container without restricting its mobility.
Während bisher meist vollkommen geschlossene Innenbehälter aus einer relativ dünnen Folie verwendet wurden, gehen neuere Überlegungen von einem flexiblen Innenbehälter aus, welcher nur aus einer gewellten Seitenwandung und einer Bodenwandung besteht und bei welchem die Oberkante der Seitenwandung beweglich abgestützt ist. ' While so far mostly completely closed inner containers a relatively thin film were used, more recent considerations from a flexible inner container, which only from a corrugated side wall and a bottom wall and in which the upper edge of the side wall is movably supported. '
Ausgehend von derartigen Lagerbehältern geht die Aufgabe der Erfindung dahin, einen Lagerbehälter für bei niedriger Temperatur verflüssigte Gase zu schaffen, welche trotz einfacher Konstruktion eine hohe Festigkeit besitzt und unbedingt betriebssicher ist, wobei der Flüssigkeitsdruck innerhalb des Innenbehälters durch die Wandung des Außenbehälters, die wärmedämmende Innenbeschichtung und die Wandung des Innenbehälters aufgefangen werden kann, sodaß sich keine zerstörenden Spannungen im Innenbehälter entfalten können.Starting from such storage containers, the object of the invention is to provide a storage container for at low temperature to create liquefied gases, which despite being easier Construction has a high strength and is absolutely reliable, with the fluid pressure inside the inner container can be absorbed by the wall of the outer container, the heat-insulating inner coating and the wall of the inner container, so that there are no destructive stresses can unfold in the inner container.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung for, daß die Verbindungskanten zwischen der Seitenwandung und der Bodenwandung des Innenbehälters abgerundet sind und die Oberkante der im oberen Teil einwärts gebogenen Seitenwandung nahe dem Rande der Decke des Außenbehälters an deren Innenseite befestigt ist, und daß der Raum zwischen dem Innen- und dem Außenbehälter mit dem Gasraum innerhalb des Innenbehälters durch die wärmedämmende Innenschicht der Außenbehälterdecke hindurch in Verbindung steht.To solve this problem, the invention proposes that the Connecting edges between the side wall and the bottom wall of the inner container are rounded and the top edge the inwardly curved side wall near the upper part Edge of the ceiling of the outer container attached to the inside is, and that the space between the inner and the outer container with the gas space within the inner container through the heat-insulating inner layer of the outer container ceiling communicates through it.
Außerdem ist vorgesehen, daß die gesamten in den Innenbehälter hineinführenden Rohrleitungen wie die Flüssigkeitsleitung, die Abgasleitung usw. durch einen gasdichten Anschlußflansch oder dergl. in der Decke des Außenbehälters hindurchgeführt und fest mit diesem verbunden sind«It is also provided that the entire in the inner container pipelines leading into it, such as the liquid line, the exhaust gas line, etc. through a gas-tight connection flange or Like. Passed through and firmly in the ceiling of the outer container are connected to this "
Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird praktisch jede komplizierte Verformung infolge Temperaturschwankungen und infolge des Flüssigkeitsdruckes in angemessener Weise ermöglicht als Resultat einer ausgeglichenen Verformung des gesamten flexiblen Innenbehälters und infolge der teilweisen Expansionsund Kontraktionsbewegung an einem einwärts gebogenen Teil im oberen Endbereich der Seitenwandung des Innenbehälters und im Bereich der abgerundeten Uhterkante« Auf diese Weise wird jegliche Beschädigung oder Zerstörung des Innenbehälters einwandfrei verhindert.This inventive training is practically every allows complicated deformation due to temperature fluctuations and due to the fluid pressure in an appropriate manner as a result of a balanced deformation of the entire flexible inner container and as a result of the partial expansion and Contraction movement on an inwardly curved part in the upper end area of the side wall of the inner container and in the Area of the rounded upper edge «In this way, any damage to or destruction of the inner container is flawless prevented.
Da der Zwischenraum zwischen dem Innenbehälter und dem Außenbehälter mit dem Gasraum innerhalb des Innenbehälters durch einen Teil der wärmedämmenden Innenschicht an der Innenseite der Decke des Außenbehälters in Verbindung steht, wird ein auf den Innenbehälter einwirkender Innendruck abgeschwächt und der Zwischenraum zwischen dem Innenbehälter und dem Außeribehälter auf jeden Fall trocken gehalten.Since the space between the inner container and the outer container with the gas space inside the inner container through a part of the insulating inner layer is connected to the inside of the ceiling of the outer container, becomes an on the inner container acting on the internal pressure is weakened and the space between the inner container and the outer container definitely kept dry.
Da außerdem die gesamten Rohrleitungen, welche in den Innenbehälter hineinführen, gasdicht in einem Anschlußflansch oder dergl. an der Decke des Außenbehälters befestigt sind, ergeben sich auch keine Schwierigkeiten mehr bei dem bisher immer wieder auftretenden Problem der Durchführung dieser Rohrleitungen durchThere is also all of the pipelines that go into the inner container lead into it, gas-tight in a connection flange or The like. Are attached to the ceiling of the outer container, there are no more difficulties with the so far again and again occurring problem of the implementation of these pipelines through
ORfGiNAL INSPECTEO 00982 1 /U 82ORfGiNAL INSPECTEO 00982 1 / U 82
V v ' 195137CV v '195137C
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die dünne Wandung des flexiblen Innenbehälters, wobei immer wieder Festigkeitsprobleme auftraten· Selbst wenn bei der erfindungsgemäßen Ausbildung an den Durchgangs stellen der Rohrleitungen durch den Anschlußflansch hindurch Beschädigungen auftreten sollten, so besteht trotzdem keine Gefahr* daß die Flüssigkeit aus dem Innenbehälter auslaufen kann, da die Schadenstelle sich oberhalb des FlUssigkeitsspiegels befindet.the thin wall of the flexible inner container, whereby strength problems occurred again and again · Even if with the Training according to the invention on the passage make the pipelines Should damage occur through the connection flange, there is still no risk * that the Liquid can leak from the inner container because the damaged area is above the liquid level.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der einen Schnitt durch einen Teil eines derartigen Behälters darstellenden Zeichnung im einzelnen erläutert. A preferred embodiment of the invention is described below explained in detail with reference to the drawing showing a section through a part of such a container.
Wie die Figur zeigt, ist bei diesem Ausführungsbeispiel auf einem Fundament 1 ein Außenbehälter 2 aufgebaut, welcher aus einer flüssigkeitsdichten Stahlkonstruktion mit einer Bodenwandung 2', einer Seitenwandung 2" und einer Decke 2111 besteht. Auf der Bödenwandung 2! dieses Außenbehälters ist eine wärmedämmende Schicht 3' in druckfester Ausführung aus Perlit-Beton aufgebracht, während wärmedämmende Schichten 3" und 3"1 in ebenfalls druckfester Ausführung, die aus Polyurethanhartschaum bestehen, an der Innenseite der Seitenwandungen 2" und unter der Decke 2IM des Außenbehälters angebracht sind. Andererseits läßt sich auch für die wärmedämmende Innenbeschichtung J5" der Seitenwandungen 2" Perlit-Beton verwenden.As the figure shows, in this embodiment, on a base 1, an outer reservoir 2 constructed which consists of a liquid-tight steel structure with a bottom wall 2 ', a side wall 2 "and a ceiling 2 111. To Bödenwandung 2 as this outer container is a heat-insulating Layer 3 'applied in a pressure-resistant version made of perlite concrete, while heat-insulating layers 3 "and 3" 1 in a pressure-resistant version, which are made of rigid polyurethane foam, are attached to the inside of the side walls 2 "and under the ceiling 2 IM of the outer container. On the other hand, 2 "perlite concrete can also be used for the heat-insulating inner coating J5" of the side walls.
Vorzugsweise wird für den Boden 2' und den in der Figur mit C angegebenen Bereich zwischen den Seitenwandungen und der Decke des Außenbehälters eine Stahlqualität wie beruhigter ^Stahl verwendet, welcher vergleichsweise ausgezeichnete EigenschaftenPreferably, for the bottom 2 'and the area indicated by C in the figure between the side walls and the ceiling the outer container uses a steel quality such as killed ^ steel, which comparatively excellent properties
00982 1 /U 8200982 1 / U 82
195137C S 195137C S
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bei tiefen Temperaturen aufweist, während für die übrigen Wandbereiche des Außenbehälters normaler Stahl oder zugfester Stahl verwendet wird.at low temperatures, while for the rest Wall areas of the outer container normal steel or tensile steel is used.
An der Innenseite der wärmedämmenden Innenschicht 31, 3" des Außenbehälters 2 ist ein flexibler und beispielsweise gewellter Innenbehälter 4 in undurchlässiger Ausbildung aus rostfreiem Stahl mit einer Wandstärke von 3 mm eingesetzt. Dieser Innenbehälter 4 besitzt lediglich eine Bodenwandung 4! und Selten« wandungen 4", ist also oben offen, wobei an der Verbindungskante zwischen der Bodenwandung und dieser Seitenwandung eine abgerundete Kante 4a ausgebildet ist. Das obere Ende 4b der Seitenwandung 4" ist einwärts gebogen, während die Oberkante 4c innerhalb des Randbereiches der Decke 2"' des Außenbehälters befestigt ist. Selbstverständlich kann hier eine wärmedämmende Schicht eingelegt werden, doch muß zwischen dem Teil 4b und den wärme dämmenden Schichten 3" und 3'" ein Zwischenraum 5 frei bleiben, sodaß eine Verformung dieses Bereiches 4b möglich ist. Die wärme dämmende Innenbeschichtung 3HI der Decke des Außenbehälters ist derart ausgebildet, daß wenigstens ein Teil derselben gasdurchlässig ist, sodaß jeder der Zwischenräume 5 und 6 zwischen dem Außenbehälter 2 und dem Innenbehälter 4 mit einem Gasraum 7 Innerhalb des Innenbehälters 4 in Verbindung steht. Außerdem sind die gesamten Rohrleitungen, wie beispielsweise eine Flüssigkeitsleitung 8 und eine Abgasleitung 8f und andere, welche in den Innenbehälter 4 hineinführen, in einem Anschlußflansch oder dergl. an der Decke des Außenbehälters befestigt, sodaß keinerlei Rohrdurchführungen in der Wandung des Innenbehälters 4 vorgesehen zu werden brauchen.On the inside of the heat-insulating inner layer 3 1, 3 "of the outer container 2, a more flexible and, for example, corrugated inner container 4 is inserted in impermeable formation of stainless steel having a wall thickness of 3 mm. The inner container 4 has only a bottom wall 4! And rare" walls 4 ", is therefore open at the top, a rounded edge 4a being formed on the connecting edge between the bottom wall and this side wall. The upper end 4b of the side wall 4 "is bent inwards, while the upper edge 4c is fastened within the edge region of the ceiling 2"'of the outer container. Of course, a heat-insulating layer can be inserted here, but a gap 5 must remain free between the part 4b and the heat-insulating layers 3 "and 3 '" so that this area 4b can be deformed. The heat-insulating inner coating 3 HI of the ceiling of the outer container is designed in such a way that at least part of it is gas-permeable, so that each of the spaces 5 and 6 between the outer container 2 and the inner container 4 is in communication with a gas space 7 within the inner container 4. In addition, all the pipelines, such as a liquid line 8 and an exhaust line 8 f and others, which lead into the inner container 4, are fastened in a connecting flange or the like on the ceiling of the outer container, so that no pipe penetrations are provided in the wall of the inner container 4 will need.
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V/enn das bei niedriger Temperatur verflüssigte Gas in den Innenbehälter durch die Flüssigkeitsleitung 8 eingepumpt wird3 wird im Innenbehälter 4 befindliches Gas durch die Abgasleitung 8? abgeblasen, während sich der Innenbehälter 4 infolge der starken Abkühlung durch die kalte Flüssigkeit allmählich zusammenzieht. Hierbei wird die Wandung 4" nach innen gezogen, sodaß der Bereich 4b fast geradlinig verläuft und entsprechend tiefer in die Seitenwandung 4" übergeht, während gleichzeitig die abgerundete Unterkante 4a sich unter Umständen etwas anhebt. V/enn nun der Flüssigkeitsspiegel 9 des verflüssigten Gases innerhalb des Innenbehälters 4 steigt, wird durch den zunehmenden Innendruck der Innenbehälter 4 gedehnt, wobei die bisher gewellte Seitenwandung 4" gedehnt wird und das gleiche durch den Flüssigkeitsdruck bei der lockeren und schlaffen Bodenwandung 41 erfolgt, wobei die Seitenwandung 4" sich über die abgerundete Unterkante 4a nach oben zieht-. Hierbei verformt sich jedoch der Bereich 4b zunehmend zu der in der Figur dargestellten Krümmung und absorbiert zusammen mit der Teilbewegung-an der abgerundeten Unterkante 4a die Verformung des Innenbehälters 4. If the gas that is liquefied at a low temperature is pumped into the inner container through the liquid line 8 3 is gas located in the inner container 4 through the exhaust gas line 8 ? blown off, while the inner container 4 gradually contracts as a result of the strong cooling by the cold liquid. Here, the wall 4 ″ is drawn inward so that the area 4b runs almost in a straight line and merges correspondingly deeper into the side wall 4 ″, while at the same time the rounded lower edge 4a may rise somewhat. If the liquid level 9 of the liquefied gas inside the inner container 4 rises, the inner container 4 is stretched by the increasing internal pressure, the previously corrugated side wall 4 ″ being stretched and the same being done by the liquid pressure in the loose and slack bottom wall 4 1 , wherein the side wall 4 ″ pulls upwards over the rounded lower edge 4a. Here, however, the region 4b increasingly deforms to the curvature shown in the figure and, together with the partial movement, absorbs the deformation of the inner container 4 at the rounded lower edge 4a.
Selbst wenn beispielsweise der Fall eintreten sollte, daß bei einem Erdbeben oder dergl. die dadurch entstehende Wellenbewegung im Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Innenbehälters 4 mit Macht gegen den Bereich 4b schlägt, so vermag dieser Bereich infolge seiner besonderen Formgebung diese Beanspruchungen ohne weiteres aufzufangen. Da die Zwischenräume 5 und 6 zwischen dem Innenbehälter und dem Außenbehälter mit dem Gasraum 7 innerhalb des Innenbehälters 4 in Verbindung stehen, ist der Gasdruck auf die Seitenwandung 4" des Innenbehälters 4 von innen und von außen hei* einwandfrei ausgeglichen* sodaß sich keinerlei Schwierigkeiten bei a Ine" r-Verformung'des Bereiches 4b ergeben.Even if, for example, the case should occur that in the event of an earthquake or the like, the resulting wave movement in the liquid level inside the inner container 4 strikes with force against the area 4b, this area can easily absorb these stresses due to its special shape. Since the spaces 5 and 6 between the inner container and the outer container are in communication with the gas space 7 within the inner container 4, the gas pressure on the side wall 4 ″ of the inner container 4 is perfectly balanced from the inside and outside, so that no difficulties arise a Ine "r deformation 'of the area 4b result.
BADBATH
195137C195137C
Da außerdem bei dem erfindungsgemäßen Lagerbehälter die gesamten Rohrleitungen wie die Flüssigkeitsleitung 8 und die Abgasleitung 81 usw., die in den Innenbehälter 4 hineinführen, an einem Anschlußflansch befestigt sind, der in der Decke des Außenbehälters sitzt, kann keinerlei Beschädigung des Innenbehälters eintreten, und auch kein verflüssigtes Gas auslaufen, falls die Durchgangsstelle dieser Rohrleitungen 8 und 81 durch die Behälterwandung aus irgendeinem Grunde beschädigt werden sollte, da sich eine derartige Schadenstelle stets über dem Flüssigkeitsspiegel befindet und selbst bei voller Tankfüllung auch niemals mit dem Flüssigkeitsspiegel in Berührung kommt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines Lagerbehälters der eingangs genannten Art ergibt sich daher eine unbedingt sichere dauerhafte Lagermöglichkeit für bei tiefen Temperaturen verflüssigte Gase.In addition, since in the storage container according to the invention, all of the pipelines such as the liquid line 8 and the exhaust line 8 1 , etc., which lead into the inner container 4, are attached to a connecting flange that sits in the ceiling of the outer container, no damage to the inner container can occur, and Also, no liquefied gas should leak if the passage point of these pipes 8 and 8 1 should be damaged by the container wall for any reason, since such a damage point is always above the liquid level and never comes into contact with the liquid level even when the tank is full. The inventive design of a storage container of the type mentioned at the outset therefore results in an absolutely safe permanent storage facility for gases liquefied at low temperatures.
Wenn sich auch das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel als besonders vorteilhaft .erwiesen hat, so sind naturgemäß im Rahmen der jedem Fachmann bekannten Möglichkeiten die verschiedensten Abwandlungen denkbar. Wenn beispielsweise davon die Rede war, daß wenigstens ein Teil der wärmedämmenden Innenbeschichtung yn ,der Decke 2m des Außenbehälters 2 derart ausgebildet wird, daß sie gasdurchlässige Eigenschaften aufweist, so lässt sich stattdessen diese Innenbeschichtung auch im Ganzen aus gasundurchlässigem Material herstellen, während einige Durchbrüche oder dergl. an irgendeiner geeigneten Stelle für eine Verbindung zwischen den Zwischenräumen zwischen dem Innen- und dem Außenbehälter und dem Innenraum des Innenbehälters sorgen können.Even if the embodiment described above has proven to be particularly advantageous, the most varied of modifications are of course conceivable within the scope of the possibilities known to any person skilled in the art. If, for example, it was mentioned that at least part of the heat-insulating inner coating y n , of the ceiling 2 m of the outer container 2 is designed in such a way that it has gas-permeable properties, this inner coating can instead be produced entirely from gas-impermeable material, while some Breakthroughs or the like. Can provide a connection between the spaces between the inner and outer containers and the interior of the inner container at any suitable point.
Ansprüche: 0 0 9 8 2 1 / U 8 2 QBiGfNAL INSPECTED Claims: 0 0 9 8 2 1 / U 8 2 QBiGfNAL INSPECTED
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