DE3121945A1 - Double-walled container for very low-temperature liquids - Google Patents

Double-walled container for very low-temperature liquids

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DE3121945A1 DE19813121945 DE3121945A DE3121945A1 DE 3121945 A1 DE3121945 A1 DE 3121945A1 DE 19813121945 DE19813121945 DE 19813121945 DE 3121945 A DE3121945 A DE 3121945A DE 3121945 A1 DE3121945 A1 DE 3121945A1
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Abstract

The invention discloses a manner of designing a double-walled container for very low-temperature liquids, primarily for liquefied gas, with an inner tank as primary storage container and an outer tank made of prestressed concrete as a secondary safety container, in particular the joint construction between base and wall of the outer container, with a joint plate which continuously bridges the joint and which is anchored with steel binding structures which are bent-off at an angle in several places, and with a turned-up edge of the container base plate enclosing the outside of the foot of the wall.

Description

Doppelwandiger Behälter für tiefkalte FlüssigkeitenDouble-walled container for cryogenic liquids

' Die Erfindung betrifft einen doppelwandigen Behälter für tiefkalte Flüssigkeiten, vornehmlich.für Flüssiggas, mit einem Innentank als primärem Lagerbehälter und einem Außentank aus Spannbeton als sekundärem Sicherheitsbehälter, einer zwischen beiden Behältern angeordneten ¥ärmedämmschicht sowie einer Fugenkonstruktion zwischen Wand und Sohle des Sicherheitsbehälters, bei der der Fugenbereich stetig durch ein an seinen Enden eingespanntes stählernes Fugenblech überbrückt ist.The invention relates to a double-walled container for cryogenic liquids, primarily for liquid gas, with an inner tank as the primary storage container and an external pre-stressed concrete tank as a secondary Safety container, an insulating layer arranged between the two containers and a joint construction between the wall and the bottom of the containment, where the joint area is continuously marked by an steel joint plate clamped at its ends is bridged.

•Behälter für tiefgekühlte Flüssigkeiten werden aus Sicherheitsgründen in der Regel zweischalig ausgeführt, wobei der innere Behälter, der der eigentlichen Lagerung dient, aus Stahl hergestellt ist, während ein aus Stahl oder Beton ausgeführter zweiter Tank den inneren als Sicherheitsbehälter umschließt und bei einem Leck des Innenbehitlters die auslaufende Flüssigkeit auffangen muß. Zwischen beiden Behältern, ist eine Kälteisolierung angeordnet. Der äußere Behälter muß, um seine Funktion erfüllen zu können, auch einen Katstrophenlastfall zerstörungsfrei aushalten.• Containers for frozen liquids are made from For safety reasons, as a rule, two-shell design, with the inner container, the actual storage is made of steel, while a second tank made of steel or concrete den inside as a safety container and catch the leaking liquid in the event of a leak in the inner container got to. Cold insulation is arranged between the two containers. The outer container must be to his To be able to fulfill a function, to withstand a disaster load case non-destructively.

Als äußere Schutzbehälter haben Betonbehälter gegenüber Stahlbehältern Vorteile. Sie geben vom Material her bereits eine größere Sicherheit gegen absichtliche oder unabsichtliche Beschädigungen von außen oder gegen Un-As an outer protective container, have concrete containers opposite Steel containers advantages. In terms of material, they already provide greater security against intentional or unintentional damage from the outside or against accidental

fälle» Die äußeren Betonbehälter wurden bisher fugenlos ausgebildet j, da die konstruktiven Probleme einer Fuge für derartige Behälter nicht befriedigend gelöst werden konnten.cases »The outer concrete containers were previously seamless trained j, since the structural problems of a joint could not be solved satisfactorily for such containers.

Die anteilige Ausführung des Behälters umgeht zwar die konstruktiven Probleme der Fuge,, muß dafür jedoch die Probleme in Kauf nehmen,, die eine starre Verbindung zwischen Bodenplatte und Wand bei einem spröden Werkstoff wie Beton mit sich bringt. Besonders hoheThe partial execution of the container bypasses the structural problems of the joint, but must for it accept the problems, the one rigid connection between the floor slab and the wall in the case of a brittle material such as concrete. Particularly high

^O Beanspruchungen entstehen aus dem Lastfall Temperatur. Um diese einigermaßen beherrschen zu können, müssen Sohle und Wand gleichmäßig abgekühlt werden, was bedeutet j daß im Leckagefall der Isolierungsraum über der Sohle des Behälters sich mit austretender Flüssigkeit ebenso füllen muß wie der übrige Zwischenraum zwischen beiden Behältern- Die dabei in den Sohlbereich eingedrungene Flüssigkeit läßt sich nachträglich für die Reparatur nur schwer entfernen, so daß^ O Stresses arise from the temperature load case. In order to be able to master this to some extent, the sole and wall must be cooled evenly, which means j that in the event of a leak, the insulation space above the bottom of the container is filled with escaping liquid must fill as well as the remaining space between the two containers - die in the sole area Penetrated liquid can only be removed with difficulty for the repair, so that

daß
die Gefahr besteht, durch explosionsartige Ausdehnung von Rückständen eingedrungener tiefkalter Flüssigkeit bei späterer Brwämmng der Behälter beschädigt wird. Außerdem führen bei einteiligen Behältern die hohen Temperaturbeanspruchungen im Einspannungsbereich der Wand in den Boden zu unwirtschaftlichen Dimensionen.that
there is a risk of the containers being damaged by the explosive expansion of residues from penetrating cryogenic liquids when the liquid is heated later. In addition, in the case of one-piece containers, the high temperature stresses in the clamping area of the wall in the floor lead to uneconomical dimensions.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Flüssigkeitstank mit einem Betonbehälter als Außenschale zu entwickeln.The object of the invention is to develop a liquid tank with a concrete container as the outer shell.

der voraussehbare Katastrophenfälle zerstörungsfrei überstellen kann, zwischen Wand und Boden eine Fuge aufweist und dadurch wirtschaftlich bemessen werden kann.the foreseeable catastrophes non-destructive can transfer, has a joint between the wall and the floor and can therefore be dimensioned economically.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der außenliegen- "The object is achieved in that the external "

de Stahlbetonbehälter im Fugenbereich folgende Merkmale aufweist:de reinforced concrete container in the joint area has the following features having:

. eine auf der Innenseite des Behälters angeordnete Fugenkonstruktion, bei der das die Fuge überbrückende Fugenblech durch Einbindekonstruktionen aus mehrfach winkelförmig abgekanteten Stahlelementen, z.B. Z-Profilen, im Beton des Behälters am oberen Rand in der Wand bzw. am unteren Rand in der Bodenplatte verankert ist,
und. a joint construction arranged on the inside of the container, in which the joint plate bridging the joint is anchored in the concrete of the container at the upper edge in the wall or at the lower edge in the floor slab by means of anchoring constructions made of steel elements bent at multiple angles, e.g. Z-profiles,
and

· . eine den Fuß der Wand außen umfassende Aufkantung auf der Behälterbodenplatte, die Bewegungen nach innen erlaubt, Bewegungen nach außen dagegen begrenzt daß weiterhin die Fugenkonstruktionen so bemessen sind-, daß sie·. an upstand on the container base plate encompassing the foot of the wall on the outside, the movements according to allowed inside, movements to the outside limited, however, that the joint constructions are still dimensioned in such a way - that they

. . bei planmäßigen äußeren Lasteinwirkungen nur Spannungen im zulässigen Bereich erhalten,. . in the case of planned external loads, only tensions received in the permissible range,

. im Katastrophenfall, beispielsweise einem Temperaturschock, der extreme Verschiebungen der Fugenränder verursacht, plastisch verformbar sind, indem das an den Flanschen der winkelförmig abgekanteten Elemente in der Richtung der Verschiebung angreifende Kräftepaar im Profilsteg Biegung erzeugt und sich in den Profilecken Fließgelenke ausbilden, die eine. in the event of a disaster, for example a temperature shock, the extreme shifting of the joint edges caused, are plastically deformable by being attached to the flanges of the angularly beveled elements forces acting in the direction of the displacement produced a bend in the profile web and themselves Form plastic hinges in the profile corners, the one

Streckung der EinbiHdekonstruktionen auf das erforderliche Maß zulassen,Extension of the one-piece construction to what is required Allow measure,

und so in beiden Fällen, nur Verankerungskräfte erzeugt werden, die sicher und serstörungsfrei in den Beton der Behälterteile eisileitbar sind.and so in both cases, only anchoring forces are generated that can be guided safely and without interference into the concrete of the container parts.

Durch die erfindungsgesaäße Lösung wird im Behälter im kritischen Übergangsbereich die Wand von der Sohle durch ©ine einfache Fugenkonstruktion getrennt. Es entstehen so in ihrer statischen Wirkung überschaubare und berechen bare TeUe9 denen eindeutige Funktionen zugewiesen, und die damit wirtschaftlich bemessen werden können.Due to the solution according to the invention, the wall is separated from the base in the container in the critical transition area by a simple joint construction. The result is a manageable and calculable TeU 9 in their static effect to which clear functions are assigned and which can thus be measured economically.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen., zwischen dem Innentank und der stählernen Fugenkonstruktion eine dichte Abschottung einzuziehen» Zweck dieser Abschottung ist es, bei einer Leckage des Innenbehälters zu verhindern, daß die tiefkalte Flüssigkeit in den Raum der Wärmeisolierung unterhalb des InnenbehElterbodensIn an embodiment of the invention it is proposed., Between to insert a tight seal into the inner tank and the steel joint construction »purpose of this seal is to prevent the cryogenic liquid from entering the space in the event of a leak in the inner container Thermal insulation below the bottom of the inner container

foß «Benfoss «Ben

kann, aus dem sie nur mit großem Aufwand und womöglich unter Zerstörung der Isolierschicht entfernt werden könn-. te.can, from which it can only be removed with great effort and possibly with destruction of the insulating layer. te.

Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Further refinements are described in the subclaims.

Ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Behälterausführung ist in den Fig. 1 bis 3 dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch eine zweischalige Tankanlage, Fig. 2 das Detail der erfindungsgemäßen Fugenkonstruktion undAn example of a container design according to the invention is shown in Figs. 1 shows a section through a two-shell tank system, 2 shows the detail of the joint construction according to the invention and

• — -Ö J- ...• - -Ö J- ...

Fig. 3 die Fugenkonstruktion im verformten Zustand nach einem Katastrophenfall.3 shows the joint construction in the deformed state after a disaster.

Die zweischalige zylindrische Tankanlage 1 baut sich auf aus dem inneren Flüssigkeitsbehälter 2 und dem ihn umgebenden äußeren Schutzbehälter 3· Der Raum zwischen beiden Behältern ist durch unterschiedlich aufgebautes Isoliermaterial 4 ausgefüllt. Am äußeren Sicherheitsbehälter 3 aus vorgespanntem Stahlbeton trennt die Fuge 5 den Wandteil 6 vom Bodenteil 7· Die Fuge wird auf der Innenseite von der stählernen Fugenkonstruktion 8 überbrückt.The double-shell cylindrical tank system 1 builds up on from the inner liquid container 2 and the outer protective container 3 surrounding it · The space between both containers is filled with insulating material 4 of different construction. On the outer security container 3 made of prestressed reinforced concrete separates the joint 5 Wall part 6 from bottom part 7 · The joint is on the inside bridged by the steel joint construction 8.

Sie besteht aus dem Fugenblech 9 sowie den Einbinderingen 10, 11, die in diesem Beispiel aus Z-Profilen • mit Ankereisen 13 hergestellt sind und das Fugenblech in der Wand 6 bzw. der Bodenplatte 7 des Sicherheitsbehälters einspannen. Der Raum hinter dem Fugenblech 9 ist mit plastisch verformbarem Material 14 gefüllt. In diesen Raum hinein können sich die Profile 12 im Katastrophenfall dehnen. Zwischen der Bodenplatte 15 des Innenbehalters 2 und der Fugenkonstruktion 8 spannt · sich die Abschottung 16. Sie besitzt an ihrem äußeren Rand einen im Winkel nach oben angeschweißten aufkan^ tungsartigen Ring 17, mit dem sie dicht am Fugenblech befestigt ist. Die Bodenplatte 7 des Außenbehälters 3 ist mit einer Aufkantung 18 versehen, die die Außenbehälterwand 6 konzentrisch umfaßt.It consists of the joint plate 9 and the binding rings 10, 11, which in this example are made of Z-profiles • Are made with anchor iron 13 and the joint plate in the wall 6 or the base plate 7 of the containment clamp. The space behind the joint plate 9 is filled with plastically deformable material 14. In Profiles 12 can move into this space in the event of a disaster stretch. Spans between the base plate 15 of the inner container 2 and the joint construction 8 the foreclosure 16. It has on its outer edge a aufkan ^ welded at an angle upwards tion-like ring 17, with which they are tightly to the metal seam is attached. The bottom plate 7 of the outer container 3 is provided with an upstand 18 which surrounds the outer container wall 6 concentrically.

Fig. 3 zeigt den Einbindering 10 der Fugenkonstruktion 8 in der Wand 6 des Sicherheitsbehälters 3 und gestrichelt die Position des oberen Teiles der stählernen Fugenkons trulcti on 8 nach einem Ka-feastrophenfall durch Kälteschock, der ein plötzliches starkes Schrumpfen des oberen von der tiefkalten Flüssigkeit berührten Teiles der Fugenkonstruktion zur Folge hat» Dabei wird deutlich^ wie sich die Z-Profile 129 indem ihre Stege 19 als Hebelarme wirken, durch Ausbildung von Fließgelenken 20 verformen.Fig. 3 shows the binding ring 10 of the joint construction 8 in the wall 6 of the containment 3 and dashed the position of the upper part of the steel joint con trulcti on 8 after a ka-feastrophenfall by cold shock, which a sudden strong shrinkage of the upper touched by the cryogenic liquid Part of the joint construction results in “It becomes clear how the Z-profiles 12 9, in that their webs 19 act as lever arms, are deformed by the formation of plastic hinges 20.

und die Schrumpfbewegung mitmachen können, ohne daß der Beton der Wand zu Bruch geht. Gleichzeitig wird auch die Wirkungsweise der Abschottung i6mit dem aufkantungsartigen Ring 17 erkennbar. Der Liner 21 aus dünnem kaltzähen Stahl ist durch Schweißdübel 22 im Beton vex-ankert, mit seinem unteren Rand mit dem Fugenblech 9 verschweißt und kann der Bewegung des Fugenblechs folgen. An seinem oberen Rand ist er dicht mit der Dichthaut 23 verbunden. Der Liner 21 verhindert ein Abreißen der Dichthaut des Außenbehälters im Fugexibereichoand be able to participate in the shrinking movement without the Concrete on the wall breaks. At the same time, the way in which the partition works is also increased with the upstand-like Ring 17 can be seen. The liner 21 made of thin cold-tough steel is vex-anchored in the concrete by welding dowels 22, welded with its lower edge to the joint plate 9 and can follow the movement of the joint plate. On his It is tightly connected to the sealing skin 23 at the upper edge. The liner 21 prevents the sealing skin of the Outer container in the fugexi area

Claims (2)

Wayss & Freytag 46"; "[■ . '. .'· .-·. ^ 3121945
Theodor-Heuss-AlIe^ ,1^O* ; ; :" - - -". °:
6OOO Frankfurt aof4O "* "»-""-" ■..' .;,Wayss & Freytag 46 ";" [■ . '. . '· .- ·. ^ 3121945
Theodor-Heuss-AlIe ^, 1 ^ O *; ; : "- - -". °:
6OOO Frankfurt a o f4O "*"»-""-" ■ .. '.;, Frankfurt a„M<» s 1.6.1981Frankfurt a "M <" s 1.6.1981 Doppelwandiger Bellälter für tiefkalte FlüssigkeitenDouble-walled bell container for cryogenic liquids Patentansprüche Patent claims [1 J Doppelwandiger Behälter für tiefkalte Flüssigkeiten^ vornehmlich für Flüssiggas,, mit einem Innentank als
primärem Lagerbehälter und einem Außentank aus Spannbeton als sekundärem Sicherheitsbehälter,, einer zwisehen beiden Behältern angeordneten ¥ärmedammschicht sowie einer Fugenkonstruktion zwischen ¥and und
Sohle des Sicherheitsbehälterss bei der der Fugenbereich stetig durch ein an seinen Enden eingespanntes stählernes Fugenblech überbrückt ist, dadurch[1 J Double-walled container for cryogenic liquids, primarily for liquid gas, with an inner tank as
primary storage container and an outer tank made of prestressed concrete as a secondary safety container, an insulating layer arranged between the two containers and a joint construction between and and
Sole of the containment s in which the joint region is bridged by a steadily clamped at its ends steely joint plate, characterized gekennzeichnet, daß der außenliegende · Stahlbetonbehälter (3) im Fugenbereich folgende Merkmale aufweist;characterized that the external Reinforced concrete container (3) has the following features in the joint area having; . eine auf der Innenseite des Behälters angeordnete
Fugenkonstruktion (4)9 bei der das die Fuge über-Ί5 brückende Fugenblech (9) durch Einbindekonstruktionen (lO, 11) aus mehrfach winkelförmig abgekanteten Stahlelementen (12), z.B. Z-Profilens im Beton des Behälters (3) am oberen Rand in der ¥and (6) bzw.,
am unteren Rand in der Bodenplatte (7) verankert ist und. one arranged on the inside of the container
Joint construction (4) 9 at which the over- the joint Ί 5 bridging joint plate (9) by Einbindekonstruktionen (lO, 11) of multiple angularly folded steel members (12), for example Z-profiles s in the concrete of the container (3) at the top in the ¥ and (6) or,
is anchored at the lower edge in the base plate (7) and . eine den Fuß der Wand (6) außen umfassende Aufkantung (18) auf der Behälterbodenplatte (7), die Bewegungen nach innen erlaubt, Bewegungen nach außen dagegen begrenzt0
daß' weiterhin die Fugenkonstruktionen (1O, 11) so be-. an upstand (18) encompassing the foot of the wall (6) on the outside of the container base plate (7), which allows inward movements, but limits outward movements 0
that the joint constructions (10, 11) continue to be : ■■;: . ·..;"· .-.·.; - 3127945: ■■ ;:. · ..; "· .-. · .; - 3127945 - 2 -"■ " " ■"■- 2 - "■" "■" ■ messen sind, daß siemeasure that they are . bei planmäßigen äußeren Lasteinwirkungen nur Spannungen im zulässigen Bereich, erhalten, . im Katastro.phenfall, beispielsweise einem Temperaturschock, der extreme Verschiebungen der Fugenränder verursacht, plastisch verformbar sind, indem das an den Flanschen der winkelförmig abgekanteten Elemente (12) in der Richtung der Verschiebung angreifende Kräftepaar im Profilsteg (19) Biegung erzeugt und sich in den Profilecken (20) Fließgelenke ausbilden, die eine Streckung der Einbindekonstruktionen auf das erforderliche Maß zulassen, und so in beiden Fällen nur Verankerungskräfte erzeugt werden, die sicher und zerstörungsfrei in den Beton der Behälterteile (6, 7) einleitbar sind.. in the case of planned external loads, only tensions in the permissible range, received,. in the event of a disaster, for example a temperature shock, which causes extreme displacements of the joint edges, are plastically deformable by the one acting on the flanges of the angularly beveled elements (12) in the direction of displacement Couple of forces in the profile web (19) generated bend and in the profile corners (20) plastic hinges train that an extension of the embedding structures allow to the required level, and thus only anchoring forces generated in both cases which can be introduced safely and non-destructively into the concrete of the container parts (6, 7). 2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Innentank (2) und der .Stahlfugenkonstruktion (8) eine dichte Abschottung (16) eingezogen ist.2. Container according to claim 1, characterized in that that between the inner tank (2) and the steel joint construction (8) a tight partition (16) has moved in. 3· Abschottung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie an ihrem äußeren Rande einen im Winkel zu ihr angeordneten aufkantungsartigen Ring (17) aufweist und daß sie mit dem freien Rand der Aufkantung mit dem Fugenblech (9) dicht verbunden ist.3 · partitioning according to claim 2, characterized in that at its outer edge has an upstand-like ring (17) arranged at an angle to it and that it is connected to the free edge the upstand is tightly connected to the joint plate (9). k. Behälter nach Ansprüchen 1 bis .3» dadurch gekennzeichnet, daß einzelne oder alle stan- k. Container according to claims 1 to .3 »characterized in that some or all of the lernen Elemente der Fugenkonstruktion (8)" und der Abschottung (16, 17) aus kaltzähem Stahl bestehen.learn elements of the joint construction (8) "and the partition (16, 17) are made of cold-tough steel. 5· Bellälter nach. Ansprüchen 1 bis ks dadurch gekennzeichnet;, daß der Übergang zwischen stählerner Fugenkonstruktion (8) nach Ae= spruch 1 und 2 und einer auf der Innenseite des5 · Bell older after. Claims 1 to k s characterized; that the transition between the steel joint construction (8) according to Ae = claims 1 and 2 and one on the inside of the (3)
Schutzbehälters angebrachten Dampfsperre (23) durch einen Stahlliner (21) von geringer Blechdicke aus kaltzähem Material gebildet wirdj, der einerseits in der Wand (6) starr verankert, andererseits mit der stählernen Fugenkonstruktion (8) verschweißt ist«.(3)
Protective container attached vapor barrier (23) is formed by a steel liner (21) of thin sheet metal made of cold-tough material, which on the one hand is rigidly anchored in the wall (6) and on the other hand is welded to the steel joint construction (8) «.
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