DE3316359C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf dichte und isolie
rende Tanks für den Transport von Flüssiggas auf dem
Wasserwege, insbesondere für den Transport von flüssi
gem Erdgas mit hohem Methangehalt, nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
In den FR-PS 14 38 330, 21 05 710, 21 46 612 und
24 13 260 ist ein in die Tragkonstruktion eines Schif
fes integrierter dichter und isolierender Tank be
schrieben, der aus zwei aufeinanderfolgenden Abdich
tungsbarrieren besteht, von denen die erste mit dem
transportierten Flüssiggas in Berührung steht und die
zweite zwischen der ersten Barriere und der Tragkon
struktion des Schiffes angeordnet ist und beide Abdich
tungsbarrieren mit zwei wärmeisolierenden Lagen abwech
seln, die Isolierschichten genannt sind. Der Wasser
transport von Flüssiggas mit sehr niedriger Temperatur
erfolgt mit einer Verdampfungsrate pro Transporttag,
die man bei den bekannten Systemen auf einem aus ökono
mischer Sicht genügend niedrigen Niveau gehalten hat.
Es wird im allgemeinen eine Verdampfung von 0,18 Gew.%
pro Transporttag hingenommen. Das verdampfte Gas wird
in den Antriebsmaschinen des Transportschiffes benutzt.
Es zeigte sich jedoch, daß der Transportschiffantrieb
sich durch die Verbrennung eines hochwertigeren Treib
stoffes, z. B. eines Gases mit hohem Methangehalt, wirt
schaftlicher durchführen läßt. Deshalb wollte man die
Verdampfung der transportierten Flüssiggase soweit wie
möglich reduzieren, und zu diesem Zweck mußte die Wär
meisolation der betreffenden Tanks verbessert werden.
Es wurden bereits mehrere Konstruktionssysteme von
Tanks vorgeschlagen, bei denen die Isolation aus Kunst
stoffschaumplatten bestand (z. B. FR-PS 24 13 260). Der
Kunststoffschaum hat sehr gute Wärmeisoliereigenschaf
ten und durch geringfügige Vergrößerung der benutzten
Stärken lassen sich deshalb der Wärmeaustausch beim
Transport und damit die Verdampfungsverluste reduzie
ren. Einer der wesentlichen Nachteile des Einsatzes von
Kunststoffschäumen ist allerdings ihr sehr hoher Her
stellungspreis. Wenn man die Verwendung eines Kunst
stoffschaumes geringerer Dicke wirtschaftlich hinnehmen
kann, dürfte dagegen die Vergrößerung der eingesetzten
Schaumstoffmenge wegen des Herstellungspreises ein ern
stes Hindernis bilden. Man möchte daher auf die Iso
lierschichten zurückgreifen, die in den FR-PS
14 38 330, 21 05 710 und 21 46 612 beschrieben sind und
die aus parallelepipedischen Kästen bestehen, welche
mit einem Wärmeisoliermaterial gefüllt sind. Wenn man
aber die Dicke der Isolierkästen einer Isolierschicht
vergrößert, erhöht man leider die Knickanfälligkeit der
Kästenwände und der tragenden Stege beträchtlich, die
in den Kästen untergebracht sind und die senkrecht zu
den Abdichtungsbarrieren des Tanks verlaufen, um dem
von der in dem Tank enthaltenen Flüssigkeit ausgeübten
hydrostatischen Druck Widerstand zu leisten. Wenn man
die Knickfestigkeit der Kästen und ihrer inneren Trag
stege erhöhen möchte, muß man den Querschnitt der Stege
vergrößern, wodurch die zwischen dem Flüssiggas und der
Tragkonstruktion des Schiffes bestehenden Wärmebrücken
umso größer werden. Mit einer solchen Kastenkonstruk
tion ist es beinahe unmöglich, die Dicke der Isolier
schichten des Tanks zu steigern, wodurch sich eine Ein
schränkung der Wirksamkeit der Isolation ergibt. Wenn
man die Dicke der Kästen vergrößert, werden im übrigen
im Innern der Kästen durch Vergrößerung des Temperatur
gradienten zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wänden
Konvektionsgasströme erzeugt, die für die Erzielung
einer guten Wärmeisolierung sehr schädlich sind.
Ferner beschreibt DE-AS 12 93 054 einen Tank mit zwei
Isolierschichten mit jeweils einer Lage von Wärmeiso
lierelementen, die durch Zwischenwände in Fächer unter
teilt sind, welche mit geschäumtem Kunststoff gefüllt
sind. Der hohe Kunststoffschaumpreis steigert die Her
stellungskosten des Tanks beträchtlich.
Einen Tankaufbau mit einer Wärmedämmbeschichtung aus
Baueinheiten-Kästen, die aus Querträger, Dach- und Bo
denplatte bestehen, zeigt DE-OS 24 41 392. Die freien
Räume zwischen den Querträgern sind mit thermisch iso
lierendem Stoff gefüllt. Die vergrößerte Kastendicke
erhöht dabei die Knickanfälligkeit der Wärmedämmbe
schichtung.
Der Stand der Technik zeigt, daß bisher ausschließlich
durch Vergrößerung der Dicke der Isolierelemente von
zwei einlagigen Isolierschichten eine verbesserte Iso
lationswirkung zu erreichen versucht wurde. Bei Anord
nungen nach FR-OS 24 13 260 wird durch den hohen Preis
von Kunststoffschäumen dabei der Herstellungspreis des
Tanks beträchtlich erhöht. Wenn mit Isoliermaterial
gefüllte Kästen gemäß FR-PS 21 05 710 benutzt werden,
die gemäß DE-AS 12 93 054 durch Stege in Fächer unter
teilt sind und die preiswertere Aufbauten ermöglichen,
erhöht leider eine Vergrößerung der Kastendicke die
Knickanfälligkeit der Kastenwände und der inneren höl
zernen Stege, die einem hydrostatischen Druck der Flüs
sigkeit in dem Tank von etwa 2 bar ausgesetzt sind.
Eine mechanische Verstärkung der Kästen und ihrer inne
ren Stege ließe sich durch Vergrößerung des Querschnit
tes der Stege erreichen; damit allerdings werden Wärme
brücken zwischen der Tragkonstruktion des Schiffes und
der Ladung vergrößert. Solche zum Zwecke besserer
Isolationswirkung dicker gestalteten Isolierkästen
haben also keine verbesserte Isolationswirkung, weil
die Maßnahme zur Verringerung der Knickanfälligkeit die
Wärmebrücken an den Stegen vergrößert.
Es zeigt sich also, daß man bis zum Anmeldetag bei den
zur Realisierung der betreffenden Tanks vorgeschlagenen
Konstruktionen einen Kompromiß zwischen ausreichender
Stabilität und ungenügender Wärmeisolation oder hoher
Herstellungskosten hingenommen hat.
Die Erfindung hat die Aufgabe, einen dichten und wärme
isolierenden Tank hoher Stabilität zu schaffen, mit dem
sich die Verdampfungsverluste reduzieren lassen, ohne
daß der Herstellungspreis des Transportschiffes steigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Patentanspruches 1 gelöst.
Es wird die Dicke der zweiten Isolierschicht dadurch
erhöht, daß zwei übereinanderliegende Lagen von in Fä
cher unterteilten Kästen verwendet werden, die jeweils
dünn und damit stabil genug sind, um unter der Last der
Ladung nicht eingedrückt zu werden und deren Isolations
vermögen sich durch die Lagenverdoppelung addiert, so
daß die Isolierwirkung der zweiten Isolierschicht her
vorragend ist. Sie wird zusätzlich dadurch gesteigert,
daß ein Teil der Stege aus wärmeisolierendem Kunststoff
schaum hergestellt ist und daß die Befestigung der drei
Lagen von wärmeisolierenden Kästen an der Tragkonstruk
tion des Schiffes mit einem Mindesteinsatz an wärmelei
tenden Metallteilen erfolgen kann.
Die Höhe der tragenden Stege in den Kästen jeder Lage
der zweiten Isolierschicht ist klein, z. B. kleiner als
250 mm, so daß ihre Knickfestigkeit so gut ist, daß
senkrecht zu tragenden Stegen aus Sperrholz nicht-tra
gende Stege aus wäremisolierendem Kunststoffschaum ein
gesetzt werden können, die den Wärmeisoliereffekt noch
verbessern.
Die Befestigung der ersten Lage der zweiten Isolier
schicht erfolgt direkt an der Tragkonstruktion des
Schiffes, wobei die Halteorgane durch beide Lagen der
zweiten Isolierschicht hindurchragen. Die Befestigung
erlaubt die Verwendung größerer Kästen als bisher, mit
der Folge, daß weniger wärmeleitfähige metallische Be
festigungsteile benötigt werden und entsprechend die
Wärmeisoliereigenschaft der gesamten zweiten Isolier
schicht erhöht wird.
Es hat sich gezeigt, daß die kombinierten Merkmale des
Patentanspruches 1 bei einem in ein Schiff integrierten
Tank zu einer Reduzierung der Verdampfungsmenge um 0,18
Gew.% bis 0,12 Gew.% pro Tag führen. Dies bedeutet eine
beträchtliche Einsparung an Flüssiggas bei einer
Schiffsladung von mehreren tausend Tonnen.
Mechanisch erlaubt das
Vorhandensein von tragenden Stegen in den beiden Lagen
die genaue Eingrenzung der hydrostatischen und dynami
schen Drücke, die auf die Tankwände einwirken. Die Wär
meverluste sind beträchtlich reduziert, da sie im we
sentlichen nur in den Kreuzungszonen der Stege auftre
ten und die Dicke der Stege in bezug auf diejenige
früherer Konstruktionen nicht vergrößert worden ist.
Die Dicke der zweiten Isolierschicht kann damit ohne
mechanischen Nachteil verdoppelt werden. Außerdem ent
steht im Innern der Kästen kein Konvektionsstrom, weil
die beiden Lagen der zweiten Isolierschicht voneinander
abgetrennt sind. Der Herstellungspreis für ein System
mit einer erfindungsgemäßen zweiten Isolierschicht dop
pelter Dicke ist nicht wesentlich höher als für ein
System mit einer zweiten Isolierschicht gleichmäßiger
Dicke aus Kunststoffschaum. Die Erfindung erlaubt, ohne
merkliche Kostensteigerung eine beträchtliche Verbesse
rung der Isoliereigenschaften von in die Tragkonstruk
tion eines Schiffes integrierten dichten und wärmeiso
lierenden Tanks. Die Verdampfungsziffer läßt sich bei
flüssigem Erdgas mit hohem Methangehalt auf 0,12 Gew.%
pro Transporttag herabsetzen.
Die Halteorgane der ersten Lage der
zweiten Isolierschicht tragen je eine Verlängerung, die
die zweite Abdichtungsbarriere durchquert und ein Ver
ankerungsorgan bildet, das die Wärmeisolierelemente der
ersten Isolierschicht sichert. Die Verlängerungen der
Halteorgane der ersten Lage der zweiten Isolierschicht
sind durch eine Umfangsschweißung mit der zweiten Ab
dichtungsbarriere abgedichtet verbunden.
Vorteilhafterweise wirkt jedes Halteorgan einer der
Lagen der zweiten Isolierschicht mit vier Befestigungs
mitteln zusammen, die an den angrenzenden Ecken von
vier Wärmeisolierelementen der betreffenden Lage ange
ordnet sind. Die Befestigungsmittel für die Wärmeiso
lierelemente der zweiten Isolierschicht sind Klötzchen,
die im Bereich der Ecken als Erhebung auf den Wänden
der Kästen angebracht sind, zwischen denen sich Fugen
zonen befinden. Die Fugenzonen der Elemente der ersten
oder zweiten Isolierschicht verlaufen zueinander paral
lel und die Elemente einer gleichen Isolierlage berüh
ren sich entlang ihrer Ränder, die keine Fugenzonen
binden. Die Halteorgane für die Wärmeisolierelemente
der ersten Lage der zweiten Isolierschicht und die Ver
ankerungsorgane der Wärmeisolierelemente der ersten
Isolierschicht weisen verformbare Teile auf, die eine
elastische Festspannung gewährleisten.
Die Kästen der ersten Isolierschicht
weisen auf ihrer der zweiten Abdichtungsbarriere gegen
überliegenden Fläche gerade Rillen auf, die bei und in
einem tragenden Steg ausgebildet sind, um die Schweiß
flansche aufzunehmen, die über die zweite Abdichtungs
barriere vorstehen. Die Kästen der ersten Isolier
schicht und die Kästen der ersten Lage der zweiten Iso
lierschicht weisen in ihrer unter einer Abdichtungsbar
riere befindlichen Fläche Rillen auf, die senkrecht zu
den Fugenzonen verlaufen und jede Rille hat T-förmigen
Querschnitt und enthält einen Schweißflansch, auf des
sen beiden Seiten eine Planke mit aufgerichteten Rän
dern angeschweißt ist. Die Wärmeisolierelemente der
ersten und zweiten Isolierschicht bestehen aus Kästen,
die mit Spezialmaterial gefüllt sind, das gute Wärme
isoliereigenschaften besitzt.
Es kann in bekannter Weise vorgesehen sein, daß die
Kästen der zweiten Lage der zweiten Isolierschicht
durch ihnen zugeordnete Halteorgane auf Leisten abge
stützt sind, die über zwischengefügte Wülste aus poly
merisierbarem Harz auf der Tragkonstruktion des Schif
fes angebracht sind und die mittels diskontinuierlicher
Elemente eine definierte geometrische Oberfläche wie
derherstellen, die von zufälligen Abweichungen der
Tragkonstruktion in bezug auf ihre theoretische Ober
fläche unabhängig ist.
Es ist klar, daß die erste und zweite Abdichtungsbar
riere auf den darunterliegenden Isolierschichten
kontinuierlich abgestützt sein müssen. Deshalb dürfen
die Fugenzonen keine Zonen sein, in denen die die
Abdichtungsbarrieren bildenden Metallplanken nicht
abgestützt sind. Es ist vorgesehen, daß die Fugenzonen
zwischen den Elementen der Isolierschicht wegen der
vorhandenen Halte- und Verankerungsorgane nach Anziehen
der Befestigungen mit Isoliermaterial gefüllt und
hinter den die Abdichtungsbarrieren bildenden Blechen
durch Füllstücke verschlossen werden, die in oder bei
den Fugenzonen angeordnet sind.
Erfindungsgemäß durchquert jedes Halteorgan der ersten
Lage der zweiten Isolierschicht einen Kasten der zweiten
Lage in seiner Mittelzone, und es ist im Innern des
Kastens von einer Isolierbuchse umgeben, die zwischen
zwei tragenden Stegen des Kastens angeordnet ist. Wei
terhin ist vorgesehen, daß ein Halteorgan der ersten
Lage der zweiten Isolierschicht vorteilhafterweise aus
einer Stange besteht, deren Basis in eine Gewindehülse
eingeschraubt ist, die auf die Tragkonstruktion des
Schiffes aufgeschweißt ist, daß die Stange am Kopf ei
nen Bügel trägt, der von einer aufgeschraubten Mutter
gegen die Klötzchen der Kästen der ersten Lage der
zweiten Isolierschicht gedrückt wird, daß auf dem Ni
veau der zweiten Abdichtungsbarriere auf den Bügel eine
Platte aufgeschweißt ist, die eine Gewindebohrung auf
weist und daß eine aus einem Fußstüßck und einem Bolzen
bestehende Verlängerung in die Bohrung eingeschraubt
ist, die zweite Abdichtungsbarriere durchquert und an
dem Kopfende eine Platte trägt, die sich durch die Ver
schraubung des Bolzens auf den Klötzchen der Kästen der
ersten Isolierschicht abstützt.
Außerdem bezieht sich die Erfindung darauf, daß in ei
nem Transportschiff für Flüssiggas mit hohem Methange
halt mindestens ein derartiger Tank angeordnet ist.
Aus DE-Z: "Schiff & Hafen", Skandinavien-Ausgabe Okt.
1977, S. 891 ist ein Transportschiff für flüssiges Erd
gas bekannt, das mehrere Ladetanks aufweist, die aus
zwei Abdichtungsbarrieren bestehen, wobei der Aufbau
der einlagigen Isolationsschichten aus mit Perlit ge
füllten hohen Sperrholzkästen erfolgt, die in Fächer
unterteilt sind. Bei diesem Transportschiff sind die
Abdichtungsbarrieren der Ladetanks knickanfällig und es
ergeben sich die einleitend erläuterten Nachteile.
Zum besseren Verständnis des Gegenstandes der Erfindung
wird nachfolgend anhand eines illustrierenden und nicht
einschränkenden Beispieles eine in der Zeichnung darge
stellte Ausführungsform beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 die verschiedenen Bauelemente eines erfin
dungsgemäßen dichten und isolierenden Tanks im Schau
bild,
Fig. 2 einen Kasten der zweiten Lage der zweiten
Isolierschicht in Draufsicht, wobei ein Teil der Ober
fläche des Kastens entfernt ist,
Fig. 3 einen Kasten der ersten Lage der zweiten Iso
lierschicht in Draufsicht, wobei ein Teil der Oberflä
che des Kastens entfernt ist,
Fig. 4 einen Kasten der ersten Isolierschicht in
Draufsicht, wobei ein Teil der Oberfläche des Kastens
entfernt ist,
Fig. 5 als Einzelheit den Schnitt V-V gemäß Fig. 4,
Fig. 6 als Einzelheit eine perspektivische Ansicht
der Befestigung der Kästen der zweiten Lage der zweiten
Isolierschicht,
Fig. 7 als Einzelheit eine perspektivische Ansicht
der Befestigung der Kästen der ersten Lage der zweiten
Isolierschicht,
Fig. 8 als Einzelheit eine perspektivische Ansicht
der Befestigung der Kästen der ersten Isolierschicht
und
Fig. 9 einen senkrechten Schnitt durch die Tragkon
struktion des Schiffes an der Stelle eines Halteorgans
eines Kastens der ersten Lage der zweiten Isolier
schicht, wobei das Halteorgan mit einem Verankerungsor
gan eines Kastens der ersten Isolierschicht verlängert
ist.
Mit dem Bezugszeichen 1 ist die Tragkonstruktion des
Schiffes, d. h. der Doppelschiffskörper oder das Doppel
schott bezeichnet, der bzw. das die erfindungsgemäßen
Tankwände abstützt. Durch Herstellungstoleranzen hat
die Wand der Tragkonstruktion 1 lokale Verformungen,
die die Realisierung des erfindungsgemäßen Tankes be
hindern könnten. In bekannter Weise werden auf der Wand
1 Sperrholzleisten 2 angebracht, die auf Wülsten 3 aus
polymerisierbarem Harz liegen und es wird die Stellung
der Leisten 2 so eingerichtet, daß sie eine diskontinu
ierliche theoretisch unabhängige Oberfläche der mehr
oder weniger guten Gestaltung der Wand 1 bilden.
Auf den Leisten 2 werden die Elemente der zweiten Lage
der zweiten Isolierschicht angebracht. Diese Elemente
sind insgesamt mit 4 bezeichnet. Jedes Element 4 be
steht aus einem parallelepipedischen Sperrholzkasten
der Abmessung 1,2 m × 1,00 m. Im Innern enthält dieser
Kasten tragende Stege 5, die zu den Längsseiten des
Kastens parallel verlaufen. Die Stege 5 befinden sich
zwischen den beiden großen Flächen des Kastens, wobei
eine dieser großen Flächen auf den Leisten 2 liegt.
Zwischen den tragenden Stegen 5 sind nicht tragende
Stege 6 angeordnet, die ausschließlich die Relativposi
tion der Stege 5 zueinander sichern sollen. Die nicht
tragenden Stege 6 bestehen aus Kunststoffschaum. Jeder
Kasten 4 hat eine Dicke von 25 cm und enthält fünf
tragende Stege 5 und drei nicht tragende Stege 6. In
der Mittelzone jeder großen Fläche der Kästen 4 ist
eine kreisförmige Öffnung 7 ausgebildet. Bei dieser
Öffnung befindet sich eine Buchse 6a, die aus einem
Schaumstoffblock gebildet ist, der als nicht tragender
Steg zwischen zwei tragenden Stegen 5 dient. Durch die
Buchse 6a erstreckt sich eine zu den großen Flächen des
Kastens 4 senkrechte zylindrische Bohrung. Die auf den
Leisten 2 liegende große Fläche des Kastens 4 überragt
die Seitenwand des Kastens auf den beiden kleinen Sei
ten 8 dieser großen Fläche. In jeder Kastenecke sind
auf diesem überstehenden Teil Klötzchen 9 vorgesehen,
deren Dicke dem überstehenden Randteil entspricht. Die
se Klötzchen 9 dienen als Befestigungsmittel für den
Kasten 4.
Diese Befestigungsmittel 9 wirken mit Halteorganen zu
sammen, die mit der Tragkonstruktion 1 des Schiffes
verschweißte Bolzen 10 aufweisen, die mit einem Gewin
deende 10a versehen sind, mit dem eine Mutter 11 zusam
mengreift, die sich auf einer viereckigen Platte 12
abstützt. Bei Anordnung von vier Kästen 4 derart, daß
jeweils ihre eine Ecke neben dem Bolzen 10 liegt, wer
den die vier Klötzchen 9, die sich in der Nähe des Bol
zens 10 befinden, mit Hilfe der mit dem Bolzen verbun
denen Platte 12 gehalten. Das Festziehen der Mutter 11,
die die Platte 12 auf die vier Klötzchen 9 preßt, er
möglicht damit die Festlegung der vier Kästen 4 neben
dem betreffenden Bolzen 10. Es wird also ein Kasten 4
an jeder seiner vier Ecken durch eine Platte 12 gehal
ten. Die Kästen 4 stützen sich an ihrer zur Ausrichtung
der Bolzen 10 senkrechten Fläche aneinander ab, sind
jedoch in senkrechter Richtung durch eine Fugenzone
getrennt, in der sich die Klötzchen 9 und die Halteor
gane 10, 11, 12 befinden. Wenn alle Halteorgane ver
schraubt sind, werden die Fugenzonen mit Füllstücken 13
aus Kunststoffmaterial verschlossen, die Längsschlitze
aufweisen, die ihre Einfügung in die Fugenzonen mit
elastischer Spannkraft ermöglichen. Die von Füllstücken
13 freien Teile der Fugenzonen können mit Glaswolle
gefüllt werden. Die Füllstücke 13 weisen Längsrillen
13a auf, so daß Stickstoff durch die zweite Lage der
zweiten Isolierschicht zirkulieren kann.
Die zweite Isolierschicht enthält über der vorstehend
beschriebenen zweiten Lage eine erste Lage, die aus
Kästen 14 zusammengesetzt ist. Die Gruppe der Kästen 14
ruht unmittelbar auf der Gruppe der Kästen 4. Jeder
Kasten 14 besteht aus einem parallelepipedischen Sperr
holzkasten, der 20 cm dick ist und dessen große Flächen
gleiche Abmessungen wie diejenigen der Kästen 4 haben.
In jedem Kasten 14 befinden sich sieben tragende Stege
15, die zu den kleinen Seiten parallel verlaufen und
gleiche gegenseitige Abstände haben, sowie drei nicht
tragende Stege 16, die zu den Längsseiten parallel an
geordnet sind. Die tragenden Stege 15 sind Sperrholz
platten, die zwischen die beiden großen Flächen des
Kastens 14 eingefügt sind. Die nicht tragenden Stege 16
bestehen aus Kunststoffschaum und dienen demselben
Zweck wie die vorher beschriebenen Stege 6. Jeder Ka
sten 14 weist an seinen kleinen Seiten in jeder der
vier Ecken ein Klötzchen 17 auf, das über die Seiten
fläche des Kastens vorsteht. In der großen Fläche des
Kastens 14, die sich auf der Innenseite des Tanks,
d. h. auf der den Kästen gegenüberliegenden Seite befin
det, sind zwei zu den Kastenlängsseiten parallele Ril
len 18 ausgebildet. Diese Rillen 18 sind in die Dicke
der großen Flächen des Kastens eingearbeitet und sie
weisen T-förmigen Querschnitt auf. Innerhalb dieser
Rillen 18 werden Schweißflansche 19 angeordnet, die aus
einem Invarblechstreifen bestehen, der zur Erzielung
eines L-förmigen Querschnittes gebogen ist.
Die Halteorgane dieser ersten Lage der zweiten Isolier
schicht bestehen aus Stangen 20, deren Basis in eine
mit der Tragkonstruktion 1 des Schiffes verschweißte
Hülse 21 eingeschraubt ist. Die Hülsen 21 sind so ange
ordnet, daß sie den Öffnungen 7 der Kästen 4 exakt ge
genüberliegen. Die Stangen 20 durchqueren die Kästen 4
und ragen durch die Öffnungen 7 und die Bohrung der
Buchse 6a hindurch. Nach Anbringung der Stangen 20 wer
den sie mit einer die Bohrung 6a ausfüllenden Glaswol
lepackung umgeben. Nachdem die Stangen 20 unten in die
Hülsen 21 eingeschraubt worden sind, werden sie an ih
ren den Hülsen 21 gegenüberliegenden Enden mit einem
Bügel 22 versehen, dessen Ränder sich auf vier benach
barten Klötzchen 17 von vier Kästen 14 abstützen kön
nen, die um die gleiche Stange 20 gruppiert sind. Zum
Anpressen des Bügels 22 gegen die vier Klötzchen 17
dient eine Mutter 23, die mit dem entsprechenden Gewin
deende der Stange 20 zusammenwirkt, wobei zwischen die
Mutter 23 und den Bügel 22 eine Tellerfederscheibe 24
eingesetzt ist.
Nach Festspannen der Halteorgane 22 auf den Befesti
gungsorganen 17 wird zwischen die Schenkel des Bügels
22 eine Deckplatte 25 gesteckt, deren Höhe so einge
stellt wird, daß sie exakt in der Ebene der großen Flä
chen der Kästen 14 liegt. Die Deckplatte 25 hat in
ihrer Mitte eine Gewindebohrung 25a. In die Fugenzonen
zwischen den Stangen 20 werden Füllstücke 26 aus Kunst
stoff eingesetzt, die Längsschlitze aufweisen, so daß
sie durch elastische Zusammenpressung in die Fugenzonen
eingelagert werden und sich dort dann durch elastische
Festklemmung halten können. Die Füllstücke 26 weisen
Längsrillen 26a auf, die den gleichen Zweck haben wie
die Rillen 13a der Füllstücke 13. Die Teile der Fugen
zonen dieser ersten Lage, die nicht von den Füllstücken
aus Kunststoff-Isoliermaterial 26 eingenommen werden,
können zur Verbesserung der Isolation vorteilhafterwei
se mit Glaswolle ausgestopft werden.
Auf der zweiten Lage der zweiten Isolierschicht wird
die zweite Abdichtungsbarriere montiert, die aus Invar
blech-Planken 27 mit hochgerichteten Rändern besteht.
Diese Planken 27 sind zwischen zwei aufeinanderfolgen
den Schweißflanschen 19 angeordnet und ihre Breite be
trägt 50 cm. Die Schweißungen werden auf beiden Seiten
der Flansche 19 zur Gewährleistung der Dichtigkeit kon
tinuierlich angebracht. Die Flansche 19 halten die
zweite Abdichtungsbarriere auf den Kästen 14 fest. Die
Stützfläche der zweiten Abdichtungsbarriere setzt sich
aufgrund des Vorhandenseins der Füllstücke 26 und der
Deckplatten 25 selbst an den Fugenzonen zwischen den
Kästen 14 fort. Die Füllstücke 26 haben im Bereich der
Rillen 18 der Kästen 14 Einkerbungen 26b, die einen
freien Durchlaß der Schweißflansche 19 ermöglichen.
Wenn die zweite Abdichtungsbarriere auf diese Weise
errichtet worden ist, wird der Druck zwischen der Trag
konstruktion 1 und der zweiten Abdichtungsbarriere ge
senkt. Die Planken 27 haben sehr geringe Dicke (etwa
0,5 mm) und zeigen daher eine leichte Eindrückung an
der Stelle jeder Bohrung 25a in den Deckplatten 25. Es
werden nun die Planken 27 bei den Bohrungen 25a durch
bohrt und damit markiert und es wird in die so gebil
dete Öffnung ein Gewindefußstück 28 eingesetzt, das in
die Gewindebohrung 25a eingeschraubt wird, bis ein Um
fangsbund 28a des Gewindefußstückes 28 auf der entspre
chenden Planke 27 aufliegt. Dann wird um den Umfangs
bund 28a eine Schweißnaht gelegt, um die Dichtigkeit
der zweiten Abdichtungsbarriere wieder herzustellen und
es wird der Aufbau des Tanks durch Anbringung der er
sten Isolierschicht fortgesetzt.
Die erste Isolierschicht besteht aus Kästen 29, die
durch in den Fußstücken 28 befestigte Verankerungsorga
ne in Stellung gehalten werden.
Jeder Kasten 29 ist als rechteckiger parallelepipedi
scher Sperrholzkasten ausgebildet. Die Dicke des Ka
stens beträgt 20 cm. Die Abmessungen der großen Flächen
entsprechen denjenigen der Kästen 4 und 14. Im Innern
der Kästen 29 sind sieben tragende Stege 30 unterge
bracht, deren Relativstellung durch nicht tragende Ste
ge 31 aus Kunststoffschaum gesichert ist. Auf der Sei
tenfläche des Kastens, die den kleinen Seiten der gro
ßen Flächen entspricht, ist längs des dem Inneren des
Tanks zugekehrten Randes ein Klötzchen 32 angeordnet,
das sich über den gesamten Rand erstreckt und an seinen
beiden Enden Ausschnitte 33 aufweist. Die große Fläche
des Kastens 29, die dem Tankinneren zugewandt ist,
überragt oben das Klötzchen 32 unter Freilassung der
Ausschnitte 33. Diese Wand ist außerdem mit Rillen 34
versehen, die in die Dicke der Wand senkrecht zu den
Klötzchen 32 eingearbeitet sind. Die Rillen 34 haben
T-förmigen Querschnitt und entsprechen den Rillen 18.
Sie dienen zur Lagerung der den Schweißflanschen 19
gleichenden Schweißflanschen 35. Die große Fläche der
Kästen 29, die der die Rillen 34 aufweisenden Fläche
gegenüberliegt, ist ebenfalls mit Rillen 35 versehen,
die sich bei und in einem Steg 30 befinden und die zur
Aufnahme der Schweißflansche 19 und der aufgebogenen
Ränder der ihnen zugeordneten Planken 27 bestimmt sind.
Die Schweißflansche 19 stehen in bezug auf die Ebene
der zweiten Abdichtungsbarriere gegen das Tankinnere
vor und müssen deshalb in den Rillen 34 versenkt wer
den, damit die Kästen 29 gegen die zweite Abdichtungs
barriere zur Anlage kommen können.
Die Kästen 29 werden auf der zweiten Abdichtungsbarrie
re mit Hilfe von Verankerungsorganen gehalten, die aus
einem Bolzen 36 bestehen, der einen Kopf 38 und eine
viereckige Platte 37 aufweist, die sich auf vier Aus
schnitten 33 von vier Kästen 29 abstützt, die um das
gleiche Gewindefußstück 28 herumgruppiert sind. Der
Bolzen 36 wird in das Gewindefußstück 28 eingeschraubt
und es wird die viereckige Platte 37 in die Ausschnitte
33 eingelegt, wobei eine Tellerfederscheibe zwischen
die viereckige Platte 37 und den Bolzenkopf 38 einge
fügt wird. Auf diese Weise wird die aus dem Komplex der
Kästen 29 gebildete erste Isolierschicht auf der Trag
konstruktion 1 verankert.
Die Gesamtheit der beiden Lagen der zweiten Isolier
schicht wird durch die von der Tellerfederscheibe 24
erzeugte elastische Spannkraft gehalten und in gleicher
Weise dient zur Halterung der ersten Isolierschicht die
elastische Spannkraft der Tellerfederscheibe 39. So
wird die auf der beim Betrieb in der ersten und zweiten
Isolierschicht permanent aufrechterhaltenen Stickstoff
spülung beruhenden Trocknung des Kastenholzes hervorge
rufene Schwindung ausgeglichen.
An den Stellen der Verankerungsorgane 36, 37, 38, 39
wird ein viereckiger Klotz 40 angeordnet, der das Loch
zustopft, das an der Stelle der Ausschnitte 33 vorhan
den ist. Auf diese Weise haben die die Rillen 34 auf
weisenden großen Flächen der Kästen 29 durch Vermitt
lung der Klötze 40 eine kontinuierliche Oberfläche, auf
der die erste Abdichtungsbarriere des Tanks sich ab
stützen kann. Diese erste Abdichtungsbarriere besteht
aus Invarblech-Planken 41, die den vorstehend beschrie
benen Planken 27 entsprechen. Die Planken 41 sind mit
aufgerichteten Rändern auf beiden Seiten der Schweiß
flansche 35 angeschweißt, die in die Rillen 34 einge
setzt sind.
Die vorstehend im einzelnen beschriebenen Kästen 4, 14
und 29 sind mit einem besonders wärmeisolierenden Mate
rial, z. B. Perlite, gefüllt.
Die erläuterte Struktur bildet einen Tank, dessen Wär
meisoliereigenschaften außerordentlich bemerkenswert
sind. Man kann die Verdampfungsmenge von flüssigem Erd
gas mit hohem Methangehalt von 0,18 Gew.% pro Trans
porttag auf 0,12 Gew.% senken. Die Herstellungskosten
eines solchen Aufbaus sind im Vergleich zu Konstruktio
nen, die die sehr teueren Kunststoffschäume verwenden,
geringer. Durch das Weglassen einer Isolationslage aus
Schaumstoff wird der durch das Vorhandensein von zwei
Kastenlagen zur Bildung der zweiten Isolierschicht be
dingte Arbeitsmehraufwand kompensiert.
Claims (15)
1. In die Tragkonstruktion eines Schiffes inte
grierter dichter und isolierender Tank, bestehend
aus zwei aufeinanderfolgenden Abdichtungs
barrieren, von denen die erste mit dem Produkt im
Tank in Berührung steht und die zweite zwischen
der ersten Barriere und der Tragkonstruktion des
Schiffes angeordnet ist und beide Abdichtungs
barrieren mit zwei Wärmeisolierschichten ab
wechseln, wobei die erste und die zweite Abdich
tungsbarriere aus Metallplanken mit gegen das
Tankinnere gerichteten Rändern gebildet sind, die
aus Feinblechen mit geringem Dehnungskoeffizienten
bestehen und die an ihren aufgerichteten Rändern
Rand an Rand mit den beiden Flächen eines Schweiß
flansches verschweißt sind, der auf den Elementen
der darunterliegenden Isolierschicht mechanisch
gehalten ist, wobei die zweite Isolierschicht aus
mehreren im wesentlichen parallelepipedischen
Wärmeisolierelementen gebildet ist, die durch mit
der Tragkonstruktion verbundene Halteorgane an der
Tragkonstruktion des Schiffes befestigt sind,
wobei jedes Halteorgan mit Befestigungsmitteln am
Rand der Wärmeisolierelemente der zweiten Isolier
schicht zusammenwirkt und die Elemente voneinander
durch im wesentlichen gradlinige Fugenzonen
getrennt sind, in denen sich die Befestigungs
mittel befinden, wobei auch die erste Isolier
schicht aus mehreren Wärmeisolierelementen gebil
det ist, die durch mit der Tragkonstruktion des
Schiffes verbundene, die zweite Abdichtungs
barriere durchquerende Verankerungsorgane in
Anlage gegen die zweite Abdichtungsbarriere ge
halten sind und wobei die Dichtigkeit der zweiten
Abdichtungsbarriere durch Schweißungen aufrecht
erhalten wird, die die Verankerungsorgane mit den
Planken der zweiten Abdichtungsbarriere verbinden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Isolierschicht aus zwei übereinan
derliegenden Lagen von Wärmeisolierelementen
(4, 14) besteht, von denen die erste Lage genau
unter der zweiten Abdichtungsbarriere (27) liegt,
während die zweite Lage sich zwischen der ersten
Lage und der Tragkonstruktion (1) des Schiffes be
findet, daß jede der beiden Lagen der zweiten
Isolierschicht aus isolierenden Kästen (4, 14)
gebildet ist, die im Innern zueinander parallel
verlaufende tragende Stege (5, 15) aufweisen, daß
die Ausrichtungen der Stege der Kästen beider
Lagen miteinander einen Winkel von ungleich 0° einschließen, der
vorzugsweise etwa 90° beträgt, daß die
Kästen (4, 14, 29) der zweiten und der ersten Iso
lierschicht Wände und tragende Stege (5, 15, 30) aus
Sperrholz aufweisen, zwischen denen nicht tragende Stege (6, 16, 31)
angeordnet sind, daß die tragenden Stege eines
Kastens zu einer der Kastenseiten parallel ver
laufen, während die nicht tragenden Stege (6, 16,
31) senkrecht zu den tragenden Stegen angeordnet
und aus wärmeisolierendem Kunststoffschaum herge
stellt sind und daß die Halteorgane (20-24) der
ersten Lage der zweiten Isolierschicht die zweite
Lage der zweiten Isolierschicht durchqueren und an
der Tragkonstruktion (1) des Schiffes befestigt
sind und die Fugenzonen der Wärmeisolierelemente
(4, 14) der beiden Lagen der zweiten Isolierschicht
versetzt sind.
2. Tank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Halteorgane (20-24) der ersten Lage der zwei
ten Isolierschicht jeweils eine Verlängerung
(25, 28, 36) tragen, die die zweite Abdichtungs
barriere (27) durchquert und ein Verankerungsorgan
bildet, das die Wärmeisolierelemente (29) der
ersten Isolierschicht sichert.
3. Tank nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verlängerungen (25, 28, 36) der Halteorgane
(20-24) der ersten Lage der zweiten Isolierschicht
durch eine Umfangsschweißung mit der zweiten
Abdichtungsbarriere abgedichtet verbunden sind.
4. Tank nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn
zeichnet, daß jedes Halteorgan (12, 22) einer der
Lagen der zweiten Isolierschicht mit vier Befesti
gungsmitteln (9, 17) zusammenwirkt, die an den
angrenzenden Ecken von vier Wärmeisolierelementen
(4, 14) der betreffenden Lage angeordnet sind.
5. Tank nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Befestigungsmittel für die Wärmeisolierele
mente der zweiten Isolierschicht Klötzchen (9, 17)
sind, die im Bereich der Ecken als Erhebung auf
den Wänden der Kästen (4, 14) angebracht sind,
zwischen denen sich Fugenzonen befinden.
6. Tank nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Fugenzonen der Elemente (4, 14,
29) der ersten oder zweiten Isolierschicht zu
einander parallel verlaufen und daß die Elemente
einer gleichen Isolierlage sich entlang ihrer
Ränder, die keine Fugenzonen bilden, berühren.
7. Tank nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Halteorgane (20-24) für die
Wärmeisolierelemente (14) der ersten Lage der
zweiten Isolierschicht und die Verankerungsorgane
(36-39) der Wärmeisolierelemente (29) der ersten
Isolierschicht verformbare Teile (24, 39) auf
weisen, die eine elastische Festspannung gewähr
leisten.
8. Tank nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kästen (29) der ersten Isolier
schicht auf ihrer der zweiten Abdichtungsbarriere
gegenüberliegenden Fläche gerade Rillen (35) auf
weisen, die bei und in einem tragenden Steg (30)
ausgebildet sind, um die Schweißflansche (19) auf
zunehmen, die über die zweite Abdichtungsbarriere
(27) vorstehen.
9. Tank nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kästen (29) der ersten Isolier
schicht und die Kästen (14) der ersten Lage der
zweiten Isolierschicht in ihrer unter einer
Abdichtungsbarriere befindlichen Fläche Rillen (18
oder 34) aufweisen, die senkrecht zu den Fugen
zonen verlaufen und daß jede Rille T-förmigen
Querschnitt hat und einen Schweißflansch (19 oder
35) enthält, auf dessen beiden Seiten eine Planke
mit aufgerichteten Rändern (27 oder 41) ange
schweißt ist.
10. Tank nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wärmeisolierelemente (4, 14, 29)
der ersten und zweiten Isolierschicht aus Kästen
bestehen, die mit Spezialmaterial gefüllt sind,
das gute Wärmeisoliereigenschaften besitzt.
11. Tank nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kästen (4) der zweiten
Lage der zweiten Isolierschicht durch ihnen zuge
ordnete Halteorgane (10, 11, 12) auf Leisten (2)
abgestützt sind, die über zwischengefügte Wülste
(3) aus polymerisierbarem Harz auf der Trag
konstruktion (1) des Schiffes angebracht sind.
12. Tank nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fugenzonen zwischen den
Elementen (4, 14, 29) der Isolierschichten wegen der
vorhandenen Halte- und Verankerungsorgane (10-12,
20-24, 36-39) nach Anziehen der Befestigungen mit
Isoliermaterial gefüllt und hinter den die Abdich
tungesbarrieren bildenden Blechen (27, 41) durch
Füllstücke (13, 26, 40) verschlossen werden, die
in oder bei den Fugenzonen angeordnet sind.
13. Tank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
jedes Halteorgan eines Elementes (14) der ersten
Lage der zweiten Isolierschicht einen Kasten (4)
der zweiten Lage in seiner Mittelzone durchquert
und daß es im Inneren des Kastens (4) von einer
Isolierbuchse (6a) umgeben ist, die zwischen zwei
tragenden Stegen (5) des Kastens angeordnet ist.
14. Tank nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Halteorgan der ersten Lage der zweiten Iso
lierschicht aus einer Stange (20) besteht, deren
Basis in eine Gewindehülse (21) eingeschraubt ist,
die auf die Tragkonstruktion (1) des Schiffes
aufgeschweißt ist, daß die Stange (20) am Kopf
einen Bügel (22) trägt, der von einer aufge
schraubten Mutter (23) gegen die Klötzchen (17)
der Kästen (14) der ersten Lage der zweiten Iso
lierschicht gedrückt wird, daß auf dem Niveau der
zweiten Abdichtungsbarriere (27) auf den Bügel
(22) eine Deckplatte (25) angeschweißt ist, die
eine Gewindebohrung (25a) aufweist und daß eine
aus einem Fußstück (28) und einem Bolzen (36)
bestehende Verlängerung in die Bohrung (25a)
eingeschraubt ist, die zweite Abdichtungsbarriere
durchquert und an dem Kopf eine Platte (37) trägt,
die sich durch die Verschraubung des Bolzens (36)
auf den Klötzchen (32) der Kästen (29) der ersten
Isolierschicht abstützt.
15. Tank nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem Transportschiff für flüssiges Erdgas mit hohem
Methangehalt, mindestens ein derartiger Tank angeordnet ist.
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