NO131100B

NO131100B -

Info

Publication number: NO131100B
Application number: NO02195/72A
Authority: NO
Inventors: T Noma; O Nagao; I Okano
Original assignee: Hitachi Shipbuilding Eng Co
Priority date: 1971-09-11
Filing date: 1972-06-20
Publication date: 1974-12-23
Also published as: FR2152514A1; DK134828B; DK134828C; DE2244403C3; SE378900B; DE2244403A1; DE2244403B2; FR2152514B1; NO131100C; GB1354046A; US3862700A; JPS5313041B2; JPS4835416A

Description

Beholder for lagring av flytendegjort gass

ved lave temperaturer.

Foreliggende oppfinnelse angår en beholder for lagring av

lav temperaturs flytendegjort gass, omfattende en stiv ytre vegg og en lavtemperacfurbestandig væsketett indre vegg som er anordnet i avstand fra den ytre vegg og hvor det mellom den ytre og den indre vegg er anordnet et varmeisolerende material.

Sikkerhet og nedsetning av omkostningene er de fremste formål man bor ha i tankéne ved konstruksjon av en stor beholder for lagring av flytende gass ved meget lave temperaturer, idet det er nodvendig å sikre at gassen aldri lekker ut eller beholder-Jconstruksjonen aldri svikter selv ved en ytterst lav temperatur som f.eks. minus 162°C. For å oppnå dette er det imidlertid mindre onskelig å anvende vesentlige mengder av dyre metall-.sorter som en sikkerhet for god lavtemperatur-bestandighet. For dette formål er det fordelaktig å utfore bygningselementene for tankens innervegg av væsketett finer eller metallplater som biéholder sin styrke ved lave temperaturer, idet varmeisolerende material er anordnet mellom den indre og ytre vegg og en stotterkonstruksjon av tre understøtter innerveggen mot den ytre vegg, hvis stivhet er sikret ved "hjelp av vanlige stål-plater. I dette tilfelle bor naturligvis oppmerksomheten rettes mot beholderens innervegg i forbindelse med væsketrykket på denne og den utvidelse og sammentrekning som bevirkes ved foring av væske med lav temperatur inn og ut: av tanken. Dette vil si at når væsketett finer anvendes som konstruksjonsmaterial for beholderens innervegg, må denne finer ha tilstrekkelig tykkelse til å tåle væsketrykket selv om innerveggens skjoter og andre viktige deler er understottet ved hjélp av stottebjeiker. De termiske spenninger som oppstår i fineren oker proporsjonalt m med okningen av dens tykkelse, og som et resultat av dette fremkommer meget store påkjenninger ved innerveggens skjoter.

i

"Ved en struktur hvorved fineren er festet til tankens yttervegg, vilii skjotens plan spenningene på begge sider være utbalansert siden det foreligger like store spenninger i motsatte retninger. Skjoten ved hjornene i beholderen må imidlertid være av en kraftig konstruksjon, fordi den er påkjent bare på en side.

Det er imidlertid et problem at tykk finer er vanskelig å feste til tankveggen.

Det vil være innlysende ut fra det som er angitt ovenfor, at

det stilles to krav til den indre beholdervegg, nemlig væske-te tthet og trykkbestandighet.

For å lose det ovenfor angitte problem, oppnås væsketetthet for den indre vegg ved at den er oppbygd av et antall veggelementer og dessuten oppnås den onskede trykkbestandighet ved "hjelp av en særskilt trykkfast konstruksjon av innerveggen, i den hensikt å nedsette veggelementenes tykkelse, således at store temperatur-påkjenninger av veggelementene unngås under den ekstreme temperaturvariasjon som oppstår ved foring av flytendegjort gass ved lav temperatur inn og ut av beholderen. Vedkommende veggelementer kan således fikseres uten foldning av veggelementene eller anvendelse av ekspansjonsskjoter, mens veggelementene likevel er i stand til å motstå det innvendige væsketrykk.

Oppfinnelsen har således som særtrekk at den indre vegg på

kjent måte omfatter et antall rektangulære barriere-elementer hvis sidekanter er innbyrdes forbundet og festet til forbindelsesbjeiker som er anordnet i rutemonster tilsvarende form cg storrelse på barriere-elementene, at rektangulære kasselignende bæreblokker er anordnet i de ruter som avgrenses av forbindelsesbjeikene, idet bæreblokkene er adskilt fra forbindelsesbjeikene og er forbundet bare med den ytre vegg og idet hver bæreblokk består av en plan plate med utstrekning omtrent tilsvarende rutene i rutemonstret samt stegplater anordnet ved kantene av den plane plate, og at barriere-elementene med sine kantområder er fast forbundet med forbindelsesbjeikene og med forbindelseselementer som er fast forbundet med forbindelsesbjeikene og i beroring med men ikke forbundet med bæreblokkene.

Herved kan tanken utfores på meget enkel måte hvorved det

oppnås vesentlig omkostningsreduksjoner sammenlignet med konvensjonelle konstruksjoner, i hvilke de elementer som utgjor den indre vegg utsettes for store termiske påkjenninger og er foldet for å tillate utvidelse eller sammentrekning av innerveggen, og er utfort med såkalte ekspansjonsskjoter, i stedet for at skjotene er fast forbundet med stottebjelker. I beholder-konstruksjonen i henhold til foreliggende oppfinnelse, er det intet behov for å gjore veggelementene så tykke at de i seg selv kan motstå væsketrykket, siden nevnte elementer er understottet over nesten hele sin overflate ved hjelp av nevnte trykkopptagende avstandstykker. Av denne grunn anvendes således hensiktsmessig tynnare veggelementer i beholderens innervegg for å oppnå reduksjon av de termiske påkjenninger. Forovrig kan ikke den termiske utvidelse eller sammentrekning påvirke feste

av veggelementskjotene på stottet/pikene, fordi nevnte utvidelse eller sammentrekning ikke overfores til vedkommende veggelementer.

Ytterligere trekk og oppnådde virkninger ved foreliggende oppfinnelse vil bli bedre forstått på grunnlag av folgende beskrivelse av foretrukne utforelser under henvisning til de vedfoyde tegninger. Fig. 1 skjematisk viser et lengdesnitt gjennom beholderen som helhet, idet det for enkelthets skyld ikke er vist noen åpning for foring av flytendegjort gass ved lav temperatur inn i og ut av beholderen.

Fig. 2 er et forstorret utsnitt av nevnte lengdesnitt.

Fig. 3 til 6 er forstorrete lengdesnitt som viser forskjellige konstruksjonsdetaljer for veggelementskjotene. Fig. 7 er en planskisse av et veggelement av standardstørrelse. Fig. 8 og 9 viser forstorrete lengdesnittsdetaljer med punkt-feste av det standard-dimensjonerte veggelement i fig. 7.

I fig. 1 betegner henvisningstall 1 en ytre beholdervegg av normal stålplate, og som kan utgjores av ytterveggen for en transporttank f.eks. i lasterommet for et skip. Henvisningstallet 2 betegner en lavtemperatursikker og væsketett innervegg i beholderen, idet det er anordnet et tilstrekkelig stort mellom-rom for varmeisolasjon mellom nevnte innervegg og beholderens yttervegg 1. Varmeisolerende material er således innfort mellom innerveggen 2 og ytterveggen 1. Nevnte innervegg 2 utgjores av lavtemperatursikre og væsketette, sammenfoyde væskeelementer, som alle er flate, standard-dimensjonerte og har liten termisk utvidelseskoeffisient. "Et sådant væskeelement kan være utfort av væsketett finer 5, med minst et lag av væsketett material 4, som f.eks. plastimpregnert papir eller en lavtemperatur-sikker metallfilm, slik som antydet i fig. 3. Veggelementet kan imidlertid også, som angitt i fig. 4 og 5, utgjores av et material med liten Young's modul og stort plastisk område,

slik som aluminium eller kobber, eller eventuelt en lav-tempera tur -sikke r metallfilm 6 med liten termisk utvidelseskoeffisient, som f.eks. 36% nikkelstål. Alternativt kan

elementet også utgjøres av en lavtemperatursikker syntetisk plastplate 7, slik som angitt i fig. 6. Forbindelseselementene eller skjotene 9 for "vedkommende barriere- eller veggelementer 8 er fast forbundet med forbindelses- eller støttebjelker 10,

slik som antydet i fig. 3 til 6, "hvilket vil bli nærmere forklart i det folgende. Stottebjeikene 10 er sammensatt av flere stykker til finer med påforte fotter 10 som er fast forbundet med bjelkene 10 ved hjelp av vinkelstykker 11 til sammen-stillinger med T-formet tverrsnitt. Fottene 10 er også festet til tankens yttervegg 1 ved hjelp av vinkelstykker 13, slik som vi-st i fig. 2. Henvisnings tallet 14 betegner avstandsstykker med flate og trykkopptagende flater 15 for understotteIse og trykkaviastning av de.respektive veggelementer 8 over nesten hele deres overflater. Disse avstandsstykker er alle utformet av plater 16 som danner finerstykker og fot-plater 18, som er fast forbundet med yttersiden av de respektive plater ved hjelp av vinkelstykker 17. Avstandsstykkene 14 er plassert mellom hvert veggelement 8 og beholderens yttervegg 1, og deres respektive fotplater 18 er fast forbundet med ytterveggen 1 ved hjelp av vinkelstykker 19. De nevnte trykkopptagende avlastnings-flater 15 ligger bare an mot hvert veggelement 8 uten spesiell befestigelse, således at de nevnte avstandsstykker 14 fritt kan være gjenstand for termisk utvidelse eller sammen trekning.

Festet av veggelementskj6tene 9 på stottebjeikene 10 er utfort på folgende måte.

Som angitt ovenfor er det i fig. 3 vist anvendelse av væsketett finer 5 som material i veggelementene 8, idet firierlagene ovenfor det væsketette lag 4 er bortskåret ved motstående skjot-ender 20 over et visst område for frilegning av det væsketette lag. Et strimmelformet tildekningsmaterial 21 er festet til de begge frilagte sider av skjoten over det væsketette material 4a, ved hjelp av et lavtemperatur-klebemiddel 22, idet f inéravsnittet på begge sider av skjoten festet til stottebjeiken 10 ved hjelp av spikre eller treskruer 23, som er fort både gjennom det strimmelformete tildekningsmaterial 21 og de resterende lag av fineren 5. Videre er det strimmelformete tildekningsmaterial og den resterende del av de frilagte væsketette material 4a dekket med lavtemperatur-klebemiddel 24, således at væske f-ullstendig forhindres fra å lekke ut gjennom en sådan skjot 9.

Fig. 4 viser at en lavtemperatursikker metallfilm 6 som utgjor veggelementer 8, forbindes til stottebjeiken 10 ved to motstående skjot-ender ved hjelp av sveisning 25. Henvisningstallet 26 er en bakstrimmel som er lagt under skjoten 9

for filmen 6, mens 27 betegner ildfast material som f.eks. asbest, for å forhindre sveisevarmen fra å skade stotte-bj eiken 10. Filmen 6 er ved skjoten 9 festet til stottebjeiken 10 ved hjelp av treskruer 28 som er fort gjennom bakstrimmelen på begge sider av den sveisete skjot. For å forhindre væske fra å lekke ut, er disse skruer i sin tur fastsveiset til filmen 6, eller eventuelt festet til denne ved hjelp av klebemiddel 2 9, for tetning av eventuell klaring mellom skruene og filmen 6.

I fig. 5 er den lavtemperatur-sikre metallfilm 6 festet ved Ivjelp av klebemiddel 32 mot bakstrimmelen 31, som i sin tur er fastgjort til stottebjelken 10 ved hjelp av klebemiddel 30, idet det hele ytterligere er festet til stottebjelken 10 ved hjelp av treskruer 33. Hodene på disse skruer er tildekket med lavtemperatursikkert klebemiddel 34, som også bringes til å trenge inn mellom de motstående kanter av film-skjoten. Herved forhindres væske fra å lekke ut.

Fig. 6 viser at en syntetisk plastplate 7 anvendes som veggelement 8. Henvisningstallet 35 betegner et syntetisk tildekningsmaterial som er festet til stottebjelken 10 ved hjelp av klebemiddel 36. Ved skjoten er syntetiske plastplater 7 festet til det ovenfor angitte tildekningsmaterial 35 ved hjelp av klebemiddel 37, samt ytterligere forsynt med syntetisk dekk-material 38, som er fastgjort over skjoten 9 ved hjelp av klebemiddel 3 9.

Som det vil fremgå av det som er angitt ovenfor i forbindelse med fig. 3-6, kan en skjot 9 mellom veggelementer festet til stottebjelken 10 ved hensiktsmessige midler, alt etter art og kvalitet av vedkommende veggelement 8.

Hvert veggelement 8 ligger imidlertid bare an uten feste mot

den trykkopptagende flate 15 på avstandsstykket 14, således at dette avstandsstykket fritt kan termisk utvides og sammentrekkes. Særskilt når lavtemperatur-sikker metallfilm 6 anvendes som veggelement 8, utsettes filmen 6 langs beholderens side- eller topp-vegg for deformering i form av utbuktninger eller lignende, da filmen ofte er meget tynn.

I dette tilfelle kan, som vist i fig. 7 og 8, hver veggelement

8 være festet til avstandsstykket 14 bare i et enkelt punkt nær midtpunktet av den trykkopptagende flate på avstandsstykker 14, f.eks. ved hjelp av en treskrue. Ved 41 er klaringen mellom veggelementet 8 og omkretsen av skruehodet tettet ved hjelp av sveisning eller klebemiddel. Dette arrangement kan også benyttes når veggelementet utgjores av den tynne syntetiske plastplate 7. Fig. 9 viser det eneste punkt hvori den syntetiske plastplate 7 er fastgjort til avstandsstykket 14

ved hjelp av en treskrue. Med en syntetisk plastfilm 44 påfort over skruehodet 42 og den syntetiske plastplate 7 ved hjelp av klebemiddel 43, tettes nevnte klaring.

Ved feste av veggelementet 8 til avstandsstykket 14 bare ved midtpunktet av den trykkopptagende flate på avstandsstykket 14, kan som beskrevet ovenfor, en deformering av veggelementet forhindres, selv om dette er mykt og tynt. De plater 16 som utgjor avstandsstykket 14 kan forovrig ikke overfore sin utvidelse eller sammentrekning til veggelementet 8, siden vedkommende plater 16 vil utfore sin termiske utvidelse eller sammentrekning ut fra ovenfor nevnte midtpunkt hvori veggelementet er festet til avstandsstykket.

Som det vil være klart ut fra beskrivelsen ovenfor av en foretrukket utforelse, vil en beholder i henhold til oppfinnelsen være fri fra den ulempe at de termiske påkjenninger konsentreres ved veggelementskj6tenes feste til stottebjeikene, selv om det oppstår meget store temperaturvariasjoner på grunn av tilforsel og uttak av flytendegjort gass ved lav temperatur.

Dette oppnås fordi de termiske påkjenninger i veggelementet er små, samt fordi det ikke foreligger noen mulighet for at de termiske utvidelser og sammentrekninger av avstandsstykkene kan overfores til veggelementene. Fordi veggelementene er understøttet og avlastet ved hjelp av avstandsstykker, er de ikke utsatt for noen deformering. Veggelementene vil således være nesten fri for ulemper, samtidig som de er flate, tynne og av enkel konstruksjon og fast forbundet med sine støtte-bjelker ved skjotene, således at tilvirkningsomkostningene i vesentlig grad reduseres.

Claims

Beholder for lagringav lavtemperaturs flytendegjort gass, omfattende en stiv ytre vegg (1) og en lavtemperaturbestandig væsketett indre vegg (2) som er anordnet i avstand fra den ytre vegg (1) og hvor det mellom den ytre og den indre vegg er anordnet et varme isolerende material, karakterisert ved at den indre vegg (2) på kjent måte omfatter et antall rektangulære barriereelementer (8) hvis sidekanter er innbyrdes forbundet og festet til forbindelsesbjeiker (10) som er anordnet i rutemonster tilsvarende form og storrelse på barriere-elementene (8), at rektangulære kasselignende bæreblokker (16, 18) er anordnet i de ruter som avgrenses av forbindelsesbjeikene (10), idet bæreblokkene (16, 18) er adskilt fra forbindelsesbjeikene (10) og er forbundet bare med den ytre vegg (1) og idet hver bæreblokk består av en plan plate (16) med utstrekning omtrent tilsvarende rutene i rutemonstret samt stegplater (18) anordnet ved kantene av den plane plate og at barriere-elementene (8) med sine kantområder er fast forblindet med f orbindelses-bj eikene (10) og med forbindelseselementer (9) som er fast forbundet med forbindelsesbjeikene (10), og i beroring med men ikke forbundet med bæreblokkene (16, 18).