DE2821010A1

DE2821010A1 - Tank fuer fluessiggas und verfahren zu dessen fuellen

Info

Publication number: DE2821010A1
Application number: DE19782821010
Authority: DE
Inventors: Alan Lee Schuler
Original assignee: General Dynamics Corp
Current assignee: General Dynamics Corp
Priority date: 1977-05-13
Filing date: 1978-05-12
Publication date: 1978-11-16
Also published as: IT1102648B; NL7805212A; PT68010B; NO781663L; IT7849334A0; CA1078757A; FI781509A; FR2390669A1; JPS6225917B2; ES469773A1; DK207678A; GB1566232A; BE867073A; SE433257B; SE7805493L; US4129146A; NO145928B; NO145928C; JPS53144025A; FI66480B

Description

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Patentanwälte Dipl.-Ing. H.Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.WEICKMANN, Dipl.-Chem. B. Huber

SPRT - 8 MÜNCHEN 86, DEN , η ,^.

POSTFACH 860 820 .. *■* *" ^1Ια' MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

GENERAL DYNAMICS CORPORATION
Pierre Laclede Center
St. Louis, Missouri, USA

Tank für Flüssiggas und Verfahren zu dessen Füllen

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Die Erfindung betrifft einen Tank zum Unterbringen von verflüssigtem Gas und ein Verfahren zum Füllen des Tanks mit verflüssigtem Gas.

Allgemein bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Füllen von Tanks mit verflüssigten Gasen, die einen normalen Siedepunkt von etwa O⁰C oder darunter haben, und insbesondere betrifft die Erfindung Systeme zum Füllen von großen, geschlossenen Tanks mit kälteerzeugenden Flüssigkeiten.

Um natürliches Gas von den Erzeugungsbereichen der Welt zu den Verbraucherbereichen über einen Ozean zu transportieren, ist es allgemein üblich geworden, das Gas zu verflüssigen, um sein Volumen durch angemessene Erniedri- gung der Temperatur auf seinen normalen Siedepunkt beim atmosphärischen Druck stark herabzusetzen, was zum Ergebnis hat, daß der Transport in Schiffen oder Lastkänen ökonomisch wird. Verflüssigtes natürliches Gas, das nachstehend auch als LNG bezeichnet ist, umfaßt, obwohl es hauptsächlich Methan enthält, das einen Siedepunkt von etwa -l6l°C hat, geringere Mengen an anderen verflüssigten Gasen als Teil einer Mischung. Obwohl sich die vorliegende ökonomische Wichtigkeit auf den Transport von LNG konzentriert, sind die Betrachtungen, die sich auf die Handhabung und den Transport von großen Mengen von verflüssigten Gasen beziehen, in gleicher Weise auch auf solche verflüssigten Gase wie Ammoniak, Äthylen, Propan, Butan und Chlor anwendbar.

Es wird gegenwärtig erkannt, daß es ein Problem des Vermeidens eines thermischen Herumwälzens gibt, wenn große, geschlossene Tanks mit kälteerzeugender Flüssigkeit- gefüllt

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werden. Thermisches Herumwälzen ergibt sich aus einer Situation* in der sich die Dichte des verflüssigten Gases, das in den Tank gepumpt wird, genügend von-der Dichte des verflüssigten Gases, das bereits im Tank ist, unterscheidet, so daß es das natürliche Bestreben hat, einen gewissen Bewegungsverlauf innerhalb der Plüssigkeitsmasse hervorzurufen. Wenn die Flüssigkeit, die zugeführt wird, z.B. etwas wärmer ist, so daß ihre Dichte geringer als die Dichte der Flüssigkeitsmasse is:;, die sich bereits im Tank befindet, und wenn das Füllen vom Boden des Tanks her erfolgt, dann hat die leichtere Flüssigkeit das Bestreben, zur Oberfläche aufzusteigen, ohne daß" ein wesentliches Mischen auftritt, und infolge dessen besitzt sie das Potential, ein Bersten oder Ungleichgewicht der Flüssigkeitsmasse zu verursachen, die sonst allgemein innerhalb des Tanks in Ruhe war. Ein ähnliches Potential ergibt sieh, wenn !filtere Flüssigkeit zur oberen Oberfläche einer wärmeren Flüssigkeitsmasse zugeführt wird. In großen oder ge-' schlossenen Tanks haben verflüssigte Gase das Bestreben, Schichten zu bilden, so daß eine gesonderte Masseneinheit oder ein gesonderter Bereich von wärmerer Flüssigkeit unter der kühleren, dichteren Flüssigkeit eingefangen werden kann und infolge des höheren Umgebungsdrucks im unteren Teil des Tanks, der durch die Flüssigkeitssäule erzeugt wird, an dieser Stelle gehalten wird. Wenn eine solche wärmere Masseneinheit oder Schicht freigelassen wird, dann kann sie schnell zur Oberfläche aufsteigen, wobei die kältere, obere Schicht gleichzeitig in einer Weise herabsinkt, die mit einem Wirbel Ähnlichkeit hat und als thermisches Herumwälzen bezeichnet wird.

Dieses Phänomen des thermischen Herumwälzens ist unerwünscht, weil es von einer schnellen Entwicklung einer großen Menge an Dämpf begleitet ist, die, weil die Menge.in einer sehr

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kurzen Zeit erzeugt wird, praktisch nicht mittels einer Dampfrückgewinnungsanlage bewältigt werden kann. Um zu vermeiden, daß der Tank einem Druck ausgesetzt wird, der oberhalb desjenigen Druckes liegt, für den der Tank ausgelegt ist, da es sonst zu Rissen oder einem Bruch kommen kann, ist es erforderlich, den Druck schnell durch Ablassen in die Atmosphäre zu entspannen. Das führt nicht nur zu Verlusten des Produkts, sondern das kann auch zum Auftreten eines potentiellen Unfalls führen, beispielsweise wegen der brennbaren Natur von LNG oder dergleichen.

Es sind bereits Versuche unternommen worden, diese Schwierigkeit zu bewältigen, indem ein Ventilsystem vorgesehen worden ist, durch das zugeführte Flüssigkeit entweder an der obersten Stelle des Tanks oder am Boden des Tanks entladen werden kann. Nimmt man an, daß keine Ausrüstung verfügbar ist, mit der man die Bedingungen innerhalb des Tanks konstant überprüfen kann, muß die Bedienungsperson, je nach ihrer Ausbildung oder Erfahrung abschätzen, ob sie eine Oberflächen- oder Bodenfüllung zürn Herabsetzen der Möglichkeit von thermischem Herumwälzen innerhalb des Tanks anwenden will.

Die vorliegende Erfindung beseitigt das Erfordernis, entweder eine Annahme bzw. Abschätzung oder eine Kontrolle durchzuführen, weil sie das Potential für ein thermisches Herumwälzen innerhalb eines Tanks für verflüssigtes Gas unabhängig davon minimalisiert, ob die Dichte der Flüssigkeit, die sich bereits im Tank befindet, größer oder kleiner als die Dichte der Flüssigkeit ist, die zugeführt wird. Es wird eine Anordnung angewandt, durch welche die Flüssigkeit, die zugeführt wird, an die Bedinungen innerhalb des

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Tanksvor ihrem Mischen mit der Hauptmasse der Flüssigkeit akklimatisiert wird, infolgedessen wird ein relativ ruhiges Einfüllen des verflüssigten Gases in große, geschlossene Tanks bewirkt.

Verschiedene Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ins Einzelne gehenden Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiel:, einer cryogenischen Tankanordnung, das anhand der Figuren 1 bis 3 der Zeichnung näher erläutert wird; es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenaufrißansicht einer sphärischen Tankanordnung, in der verschiedene Merkmale, der Erfindung verwirklicht sind, wobei aus Anordnungsgründen Teile aus der Anordnung herausgebrochen sind;

Fig. 2 vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 1 gezeichten Tanks allgemein längs der Linie 2-2 der Fig. 1; und

Fig. 3 eine weiter vergrößerte Schnittansicht allgemein längs der Linie 3-3 der Fig. 2.

In den Figuren der Zeichnung ist ein großer, sphärischer Tank 11 von dem Typ dargestellt, der gemäß seiner Ausbildung Teil eines LNG Transportschiffs der allgemeinen Art sein kann, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 3,680,323 vom 1. August 1972 dargestellt ist. Ein solcher Tank kann z.B. einen Durchmesser von 36,576 m haben und so ausgelegt sein, daß er etwa 25.000 nr kälteerzeugender Flüssigkeit der Art wie es verflüssigtes natürliches Gas

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(LNG) ist, enthalten kann. Der Tank 11 ist so ausgebildet, daß er im Rumpf des Schiffes über einen umgebenden bzw. darum herumlaufenden Haltering oder Rand I3, der integral bzw. einstückig mit dem Tank ist, bei etwa seinem Äquator befestigt ist. Der Tank 11 umfaßt einen allgemein sphärischen MetallbehäL ter, der beispielsweise aus Aluminiumblech hergestellt ist, das in "seiner Dicke zwischen etwa 3*^925 cm und etwa 17*78 cm variieren kann. Dieser Behälter wird von einem allgemein zylindrischen Aufsatz überragt.

Der metallische Behälter und der Aufsatz sind mittels eines geeigneten Isolationsmaterials 16, beispielsweise mittels mehrerer Schichten aus Polyurethanschaum, thermisch isoliert. Bei dem dargestellten Tank ist die Wärmeisolierung' 16 auf der Außenseite der metallischen Wände angeordnet, jedoch ist es auch möglich, die thermische Isolierung innerhalb eines metallischen Tanks anzuordnen und eine flüssigkeits- und dampfdichte Membrane auf der inneren Oberfläche der Isolierung vorzusehen, um eine Leckage der zu befördernden Flüssigkeit in die Isolierung zu verhindern .

Eine LNG-Zuführungsleitung 17 durchsetzt die Tankwand in der Nähe des oberen Endes des Aufsatzes 15 und enthält ein Verbindungsstück I9 an ihrem äußeren Ende zum Zwecke der Verbindung mit dem Ladungsrohrleitungssystem an' Bord des Schiffs. Die-Zuführungsleitung besitzt eine 9O°-Biegung und geht weiter vertikal nach abwärts unter das Niveau des Aufsatzes, wo sie an einer Stelle endet, die etwa 17i3736 m über dem Äquator der Kugel bzw. des Behälters liegt. Vertikal innerhalb des Behälters befindet sich auf dessen Mittellinie ein großes, hohles Turm- oder Saug-

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bzw. Abzugsrohr 21, das einen Durchmesser von etwa 2,5908 m haben kann. Wie aus der Darstellung ersichtlich ist, erstreckt sich das untere Ende des Plüssigkeitsfüllrohrs etwa 0,30^-8 m unter das obere Ende des Abzugsrohrs 21, so daß das zugeführte LNG in das obere Ende des Abzugsrohrs entladen wird und infolgedessen vertikal nach abwärts durch die Länge des Abzugsrohrs strömen muß, bevor -es sich mit dem LNG mischen kann, das ich bereits in dem Tank 11 befindet.

Das obere Ende des Abzugsrohrs 21 is.t funktionell offen und befindet sich in Strömungsmittelverbindung mit dem flüssigkeitsfreien Raum innerhalb der obersten Stelle des Tanks 11; jedoch ist eine perforierte Trennungsplatte zu einem Zweck, der weiter unten näher erläutert wird, vorgesehen. Das untere Ende des Abzugsrohrs 21 wird in geeigneter Weise durch strukturelle Verbindungen (nicht dargestellt) mit dem Metallbehälter gehalten, und es erstreckt sich bis zu einem Abstand von etwa 2,1336 m vom Boden des Tanks. Vorzugsweise ist der übrige Teil der Rohrleitung innerhalb des Abzugsrohrs 21 angeordnet und wird vorzugsweise von letzterem getragen bzw. gehalten, so daß auf diese Weise der Bereich zwischen der äußeren Oberfläche des Abzugsrohrs und der inneren Oberfläche des sphärischen Tanks vollständig frei und zum Aufnehmen des LNG verfügbar ist.

Um das LNG aus dem Tank 11 abzuziehen, ist eine mittige Entladungsrohrleitung 25 koaxial innerhalb des Abzugsrohrs 21 oder an irgendeiner anderen geeigneten Stelle darin angeordnet. Am unteren Ende des Entladungsrohrs 25 ist eine untertauchbare Pumpe 27 befestigt, die von einem Elektromotor angetrieben wird. Zum Aufnehmen der thermischen Zusammenziehung der Rohrleitung, die auftritt,

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wenn die Temperatur von der Umgebungstemperatur auf cryogenische Temperaturen herabgesetzt wird, ist eine Gleitträgeranordnung 29 für die untertauchbare Pumpe in einer Basis vorgesehen, die in geeigneter Weise am Boden des sphärischen Behälters befestigt ist und vertikale Führungswege bzw. Führungen 31 umfaßt. Diese GIeitanordnung ermöglicht eine freie Bewegung der Pumpe 27 in vertikaler Richtung, wenn die Temperatur fällt und sich die Entladungsrohrleitung 25 thermisch zusammenzieht. Das obere Ende der Entladungsrohrleitung 25 weist eine 9O°-Bl^!3gung auf und geht durch die Wand des Aufsatzes 15 .nach außen zu einer Kupplung 32, welche eine Verbindung mit einem Schiffsladungs-Entladungsrohrleitungsnetz herstellt, das sich durch das Schiff erstreckt.

Außerdem ist innerhalb des Abzugsrohrs 21 eine erste Rohrleitungsanordnung 33 angeordnet, die eine Verbindung mit einer kleineren untergetauchten Pumpe 35 herstellt, welche von der Basis 29 getragen wird. Diese Rohrleitungsanordnung 33 kann einen Durchmesser von etwa 3>öl cm haben und besitzt eine Anzahl von Biegungen, so daß die inherente Flexibilität der Rohrleitung ausreicht, so daß sie die thermische Ausdehnung und Zusammenziehung aufnehmen kann. Diese Rohrleitungsanordnung 33 geht durch die Aufsatzwand nach außen und endet in einem Ventil 37, das mit einem Sprührohrleitungssystem (nicht dargestellt) verbunden ist. Zwei Kopfstücke 39 sind innerhalb des Abzugsrohrs 21 gehaltert, und sie tragen Sprühdüsen 4l, die auf der äußeren Oberfläche des Abzugsrohrs 21 an einer Stelle angeordnet sind, die sich etwa auf dem halben Weg zwischen dem Äquator und dem oberen Ende des Tanks befindet. Die Kopfstücke 39 sind mit einer zweiten Rohrleitungsanordnung 4-3 verbunden, die sich nach aufwärts durch die

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Aufsatzwand zu einem Ventil 45 erstreckt, das auch eine Verbindung mit dem Sprührohrleitungssystem des Schiffes herstellt. Demgemäß kann die kleine Pumpe 35 in jedem Tank dazu benutzt werden, LNG vom Boden dieses Tanks nach aufwärts durch die Rohrleitungsanordnung 33 und dann zurück nach abwärts und aus den Sprühdüsen 4l zu pumpen, damit eine schnellere Abkühlung dieses Tanks bewirkt wird, bevor er vollständig mit LI.\' gefüllt wird oder sie kann alternativ in gleicher Weise während der Ballastreise be- nutzt werden, um die gewünschte Niedrigtemperaturumgebung darin bzw. innerhalb des Tanks aufre_cht zu erhalten. Da jede Pumpe 35 durch das Sprührohrleitungssystem an die Rohrleitungsanordnungen 43 der anderen Tanks in dem Schiff angekoppelt ist, kann eine einzige Pumpe 35 dazu verwendet werden, LNG vom Boden eines Tanks in mehrere der relativ leeren Prachttanks während der Ballastreise zu sprühen.

Es sind außerdem Vorkehrungen in dem Schiffsladungs-Rohrleitungsnetz des Schiffes getroffen, damit man Dampf aus dem Tank zu der Einrichtung zurückführen kann, von der das LNG zugeführt wird, so daß der Dampf wieder verflüssigt werden kann. Demgemäß ist ein Dampfauslaß 49 vom Tank 11 vorgesehen, der durch die obere Oberfläche des Aufsatzes 15 hindurchgeht, an dem eine geeignete Kupplung 51 zur Verbindung mit dem Schiffsladungs-Rohrleitungsnetz des Schiffes befestigt ist. Das untere Ende des Dampfauslasses 49 mündet in der kurzen Querrohrleitung 53, die mit geeigneten kreisförmigen Platten an beiden Enden geschlossen ist und ein Muster von gebohrten Löchern 55 hat, das ihre gesamte Hälfte ausfüllt. Diese Querrohrleitungs-Einlaßkonstruktion minimalisiert die Menge von mitgerissenem LNG, die von dem Dampf mitgerissen werden kann, der aus dem Tank abgelassen wird, da die mitgerissene Flüssigkeit

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die Tendenz hat, Tropfen auf der perforierten Oberfläche zu bilden und nach abwärts in das Abzugsrohr 21 zu tropfen.

Aus Sicherheitsgründen ist eine weitere Aufsatzrohrleitung 59 vorgesehen, die durch eine obere Stelle der Seitenwand des Aufsatzes 15 hindurchgeht und mit einem Entspannungsventil 61 verbunden ist. Wie bereits früher angedeutet wurde, ist der Tank 11 nicht so ausgelegt, daß er bei den hohen Drücken betrieben werden kann, zu deren Erzeugung verflüssigte Gase natürlich beim Erwärmen fähig sind und das Entspannungs- bzw. Sicherheitsventil 6l wird so. eingestellt, daß es öffnet, wenn der Druck innerhalb des Tanks beispielsweise etwa 1,2 atm. absolut erreicht, so daß sichergestellt wird, daß der Tankdruck in der Nähe des atmosphärischen Drucks bleibt, und zwar sowohl während der Füll- " und Entladevorgänge als auch der Reise. Im Falle daß das Sicherheitsventil öffnet, wird der LNG Dampf, der austritt, durch einen Kanal (nicht dargestellt), nach aufwärts zum Mast des Schiffes abgeblasen, so daß er an einer Stelle in die Atmosphäre entladen wird, die gut über dem Hauptdeck des Schiffes liegt und an dieser Entladestelle in die Atmosphäre verteilt wird, ohne daß das Personal des Schiffes gefährdet wird. Natürlich wird normalerweise, wenn die Systeme des Schiffes in der vorgesehenen Art und Weise arbeiten, der Sicherheits- bzw. Entspannungsventildruck nicht erreicht.

Es sind Vorkehrungen getroffen, damit das LNG innerhalb der Tanks 11 bei etwa dem siedepunkt der Ladung im Gleichgewicht gehalten wird, und zwar unter Berücksichtigung der Tatsache, daß eine gewisse Wärmeeinströmung von der Umgebungsatmosphäre stattfindet. Beispielsweise kann eine Kühlanlage zum Ausgleichen der Wärmeeinströmung in dem Tank vorgesehen sein. Jedoch kann, wenn die Wärmeeinströ- -

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raung durch ein effektives Isolierungssystera auf einem Minimum gehalten 'wird, eine gewisse Verdampfung von LNG zugelassen werden, und der Dampfauslaß 49, die Kupplung 5I und das Schiffsladungs-Rohrleitungsnetz werden dazu benutzt, Dampf mit einer Rate bzw. Geschwindigkeit aus den Tanks abzuziehen, die ungefähr gleich derjenigen ist, mit der er durch Verdampfung erzeugt wird. Allgemein ist. das Dampfnetz mit der Saugseite vor. Einern oder mehreren Kompressoren verbunden, die so betrieben werden, daß der Dampfdruck innerhalb der Tanks auf einem Wert von etwa 1,126 atm. absolut gehalten wird, der unterhalb des Einstellwertes des Sicherheitsventils liegt. Das abgezogene natürliche Gas bzw. Naturgas wird entweder als Brennstoff in den Schiffsantriebs-Dampf- bzw. Plammenrohrkesseln verbrannt oder es kann durch eine Verflüssigungsanlage wieder verflüssigt werden,die in dem Schiff vorgesehen ist, so daß es schließlich wieder in die einzelnen Tanks zurückgeführt werden kann.

Da die LNG-Zuführungsrohrleitung VJ allgemein in der Nähe des oberen Endes des Abzugsrohrs 21 mündet, wird das eintretende LNG infolgedessen sofort den Druckbedingungen innerhalb des Tanks ausgesetzt, also zu einem Zeitpunkt, der gut vor seiner Mischung mit dem bereits im Tank vorhandenen LNG liegt. Infolgedessen dient der innere Bereich' des Abzugsrohrs 21 als eine Expansionskammer, in die das eintretende LNG entladen wird und in der es sich selbst dem Dampfdruck des flüssigkeitsfreien Raums des Prachttanks thermisch anpaßt. Darüber hinaus ist, insofern, als das eintretende LNG den gesamten Weg abwärts des Abzugsrohrs 21 strömen muß, bevor es in den Hauptteil des sphärischen Tanks eintreten kann, der sich auf der Außenseite des Abzugsrohrs befindet, und bevor es beginnen kann, sich mit

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dem LNG zu mischen, das bereits im Tank ist, genügend Zeit für das eintretende LNG vorhanden, damit dieses das thermische Gleichgewicht erreicht. Demgemäß kann, wenn das eintretende LNG ein wenig wärmer sein sollte, sofort eine Verdampfung stattfinden, und der erzeugte Dampf wandert in dem Abzugsrohr nach auswärts, wobei Ja das eintretende LNG, das sich über ihm befindet, abkühlt und dieser Dampf ist sofort zum Abziehen und Zurückführen zu der Küsteneinrichtung für die Wiederverflüssigung verfügbar. Wenn die Flüssigkeit langsam zum Boden des Abzugsrohrs 21 war.iert, dann verändert sich ihre Dichte allmählich und als Ergebnis dieser Verhältnisse hat sie im wesentlichen gleiche Dichte wie das LNG am Boden des Tanks, wenn sie am unteren Ende des Abzugsrohrs nach auswärts zu strömen beginnt, In-_ folgedessen wird die Möglichkeit eines thermischen Herumwälzens im wesentlichen ausgeschlossen, unterdessen findet ein relativ ruhiges oder bewegungsloses bzw. stilles Füllen statt, bei dem die eintretende Flüssigkeit am Boden oder in der Nähe des Bodens des Tanks bleibt und einfach die Flüssigkeit, die sich schon im Tank befindet, nach aufwärts verschiebt bzw. verdrängt.

Um dieses wünschenswerte Ziel zustar.dezubringen, sollte das eintretende LNG in eine Expansionskammer eintreten, die sich an einer Stelle innerhalb des oberen vertikalen Viertels des Tanks befindet, und vorzugsweise an eher Stelle, die innerhalb der oberen 10$ der Höhe des Tanks liegt. Demgemäß sollte sich, wenn ein Abzugsrohr 21 dazu verwendet wird, die Expansionskammeranordnung zur Verfügung zu stellen, dieses Abzugsrohr nach aufwärts zu einem Niveau erstrecken, das wenigstens etwa gleich der Entladungsstelle der Zufuhrungsrohrleitung 17 ist, welche Rohrleitung auf

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einem vertikalen Niveau innerhalb der oberen Hälfte des Tanks enden sollte, so daß Zeit für das Stattfinden der Ausdehnung und der thermischen Stabilisierung vorhanden ist, bevor die Mischung auftritt. Entsprechend sollte sich das Abzugsrohr 21 nach abwärts bis zu einem Abstand vom Boden des Tanks innerhalb des unteren Viertels der vertikalen Höhe des Tanks erstrecken und vorzugsweise bis zu einem Abstand vom Tankboden, de gleich oder nicht mehr als etwa der Höhe des Behälters ist.

In der dargestellten Anordnung hat die Zuführungsrohrleitung YJ einen im wesentlichen konstanten Innendurchmesser von etwa 35*56 cm, und entlädt in ein Abzugsrohr 21, das einen inneren Durchmesser von etwa 2,5908 m hat. Demgemäß beträgt der Bereich bzw. die Querschnittsfläche des Abzugsrohrs 21 mehr als das 50-Fache des Bereichs bzw. der Querschnittsfläche der Zuführungsrohrleitung 17, so daß keine Behinderungen auf das LNG bei dessen Entla-dung aus der Zuführungsrohrleitung vorhanden sind. Um das gewünschte Ziel zustande zu bringen, sollte die Fläche bzw Querschnittsfläche des Expansionskammerbereichs wenigstens etwa das 10-Fache der Fläche bzw. Querschnittsfläche der Zuführungsrohrleitung sein, und vorzugsweise mehr als das 20-Fache ihrer Fläche bzw. Querschnittsfläche.

Da sich das offene obere Ende des Abzugsrohrs 21 in Strömungsmittelverbindung mit dem Dampf in dem flüssigkeitsfreien Raum des Tanks 11 befindet, ist der fallende Strom von LNG den Druckbedingungen innerhalb des Tanks innig ausgesetzt. Zusätzlich erbringt die Tatsache, daß die LNG-Säule innerhalb des Abzugsrohrs eine gewisse endliche Zeit benötigt, um nach abwärts zum Boden zu wandern, wo sie nach auswärts in den Vorrat an LNG fließen kann, der sich

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bereits innerhalb des Tanks befindet, genügend Gelegenheit, daß ein thermischer Ausgleich stattfinden kann. Als Ergebnis dieser Verhältnisse ist die Dichte des-eint retenden LNG am Boden der Säule völlig eng der Dichte des LNG im Behälter bzw. Vorrat angepaßt, so daß unerwünschte Zirkulations- bzw. Umwälzverläufe nicht erzeugt werden. .Es ist vorgesehen, daß es einmal im Jahr erforderlich sein kann den Tank zu evakuieren bzw. zu entleeren, um eine physikalische bzw. physische Inspektion von innen durchführen zu können, und es ist weiter vorgeseher., daß alles LNG innerhalb des Tanks durch das Einführen von warmem natürlichem Gas verdampft werden kann, wobei dieses Einführen entweder durch die Füllrohrleitung 19 oder durch die Dampfleitung 51 und das Entfernen durch die andere dieser beiden Leitungen stattfinden kann. Damit der Weg zwischen diesen Rohrleitungen durch den Boden des Abzugsrohrs 21 nicht kurzgeschlossen wird, ist die perforierte Platte 23 vorgesehen, die eine Mehrzahl von Löchern hat, welche eine Gesamtfläche haben, die etwa gleich derjenigen einer öffnung von 15*24 cm Durchmesser ist.

Obwohl die Erfindung im Hinblick auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel erläutert worden ist, das in den Figuren der Zeichnung veranschaulicht ist, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es lassen sich die verschiedensten Abwandlungen vorsehen. Beispielsweise ist es möglich, daß man, anstatt das LNG frei in ein vertikales Rohr größeren Durchmessers zu entladen, die Zuführungsleitung nach abwärts verlängert und mit einer Expansionskammeranordnung ausrüstet, welche, obwohl sie fortfährt, das LNG physisch zu begrenzen bzw. einzuschließen, dieses den Druckbedingungen in dem Behälter aussetzt, wie es durch einen Balg>' eine

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Druckdose oder eine andere Art einer Druckkompensationseinrichtung und/oder die Verwendung einer Rohrleitungsanordnung an einer solchen Expansionskammer geschieht, welch letztere sich in Strömungsmittelverbindung mit dem flüssigkeitsfreien Raum des Tanks, befindet. Bei der Zufügung einer solchen Expansionskammeranordnung kann die Füllrohrleitung selbst dann bis zu einer Stelle verlängert werden, die in der Nähe äe.z Bodens des Tanks liegt, so daß nachfolgend auf eine Druckkompensation innerhalb des oberen Teils des Behälters eine thermische Stabilisierung als Ergebnis einer Wärmeübertragung durch die FUllrohrleitung selbst stattfinden kann, wenn die eintretende Flüssigkeit nach abwärts durch den Flüssigkeitsvorrat wandert, welcher sie in dem Behälter umgibt.

Auch gibt es, obwohl die Erläuterung auf die Verschiffung von LNG konzentriert worden ist, andere kälteerzeugende Flüssigkeiten, die in genügend großen Mengen verschifftwerden, indem sie verflüssigt und auf niedrigen Temperaturen gehalten werden, welche eine Behandlung in der vorliegenden Art und Weise rechtfertigen. Beispielsweise ist vorgesehen, daß die vorliegende Art einer Füllanordnung in speziell vorteilhafter Weise für die Verschiffung von verflüssigten Gasen verwendet werden kann, die einen normalen Siedepunkt haben, der etwa gleich demjenigen von" Ammoniak oder niedriger ist, welche im Rahmen der vorliegenden Anmeldung allgemein als kälteerzeugende Flüssigkeiten betrachtet werden. Darüber hinaus sei darauf hingewiesen, daß die Bezugnahme auf große, geschlossene Tanks bedeuten soll, daß diese Tanks in der Lage sind, wenigstens 5.000 nr Flüssigkeit aufzunehmen.

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Claims

Patentansprüche

UA Tank zum Unterbringen von verflüssigtem Gas, der einen stromungsmitteldichten Körper aufweist, welcher einen Flüssigkeitsspeicherbehälter begrenzt, sowie eine thermische Isolationseinrichtunr. die mit dem Körper verbunden ist, und eine thermische Barriere zwischen dem Niedrigtemperaturmilieu innerhalb des Behälters und der Umgebung bildet, gekennzeichnet durch eine an einer Stelle innerhalb der oberen Hälfte des Behälters (11) endende Plüssigkeitszuführungsleitung (17) in dem Behälter (11); ein Abzugsrohr (21) innerhalb des Behälters (11), das- sich allgemein vertikal von einer Stelle innerhalb des oberen Viertels desselben zu einer Stelle innerhalb des unteren .Viertels desselben erstreckt; wobei die Zuführungsleitungsentladung so angeordnet ist, daß das zugeführte flüssige.-Gas innerhalb der Grenzen des Abzugsrohrs (21) entladen wird; und wobei ferner das obere Ende des Abzugsrohrs (21) in Strömungsmittelverbindung mit dem flüssigkeitsfreien Raum des Behälters (11) ist.
2. Tank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dampfleitung (49) vorgesehen ist, die sich durch den stromungsmitteldichten Körper erstreckt und in Verbindung mit dem flüssigkeitsfreien Raum des Behälters (11) steht.
3. Tank nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfleitung (49) ein horizontales Eintrittsrohr (53) hat, das eine nicht perforierte obere Hälfte besitzt sowie eine Mehrzahl von Löchern (55)» deren Durchmesser .nicht größer als etwa 1,27 cm ist, in seiner unteren Hälfte.

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4. Tank nach.Anspruch 1, 2 oder 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Abzugsrohrs..(21) wenigstens etwa das 10-Fache der Querschnittsfläche der Zuführungs- leitung (17) an der Entladungsstelle ist.
5· Tank nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsstel'.e auf einer Höhe innerhalb der oberen 10$ der vertikalen Höhe des Behälters (11) ist.
6. Tank nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Abzugsrohrs (21) vom Boden des Behälters (11) in einem Abstand von etwa 10$ der vertikalen Höhe des Behälters (11) oder weniger angeordnet ist.
7. Tank nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Flüssigkeitsentladungsrohrleitung (25) nach aufwärts durch das Abzugsrohr (21) erstreckt und an einer oberen Stelle aus dem Behälter (11) austritt, wobei die Entladungsrohrleitung (25) an ihrem unteren Ende mit einer untergetauchten Pumpe (27) verbunden ist.
8. Verfahren zum Füllen eines Tanks, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7* mit verflüssigtem Gas, bei dem das verflüssigte Gas einem isolierten Speicherbehälter zugeführt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

Man setzt das verflüssigte Gas den Druckbedingungen des Kessels in einer Expahsionskammer an einer Stelle innerhalb der oberen Hälfte des Behälters aus; und

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man führt dieses ausgesetzte verflüssigte Gas vertikal nach abwärts innerhalb eines beschränkten Bereichs zu einer Stelle innerhalb des unteren Viertels des Behälters, bevor es der ausgesetzten Flüssigkeit ermöglicht wird, sich mit der Flüssigkeit zu mischen, die außerhalb des beschränkten Bereichs in dem Behälter vorhanden ■ist.
9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf aus dem flüssigkeitsfreien Raum des Behälters entfernt wird, während das verflüssigte Gas zugeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das verflüssigte Gas einen Siedepunkt von etwa -16O°C oder darunter bei einer Atmosphäre hat, und daß ein absoluter Druck von nicht mehr als etwa 1.2 atm. während des Füllvorgangs in dem Behälter aufrechterhalten wird.

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