DE1092338B

DE1092338B - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Behaeltern fuer den Transport von Methan oder aehnlichen, ueblicherweise gasfoermigen Stoffen in fluessigem Zustand auf Schiffen

Info

Publication number: DE1092338B
Application number: DEC16613A
Authority: DE
Inventors: Robert Henry Brown
Original assignee: WM Cory and Son Ltd
Current assignee: WM Cory and Son Ltd
Priority date: 1957-04-05
Filing date: 1958-04-05
Publication date: 1960-11-03
Also published as: GB892041A; FR1205334A; US3021809A; FR1205329A; BE566496A

Description

DEUTSCHES

Bekannt sind Tankschiffe mit mehreren Behältern zum Transport von verflüssigten Gasen bei niedriger Temperatur oder unter Druck. Die Erfindung bezieht sich auf ein solches Tankschiff, das insbesondere für den Transport von Methan unter niedriger Temperatur bei angenähert Atmosphärendruck bestimmt ist. Da der Siedepunkt von Methan bei etwa -162⁰C liegt, tritt eine erhebliche Verdampfung des flüssig zugeführten Methans ein, wenn es in die auf die Umgebungstemperatur erwärmten Behälter eingebracht wird. Durch die Erfindung soll die Erwärmung der Behälter in dem Zeitraum zwischen der Entladung einer Frachtladung und dem Laden der nächsten in einfacher Weise verhindert werden, wobei gleichzeitig der Zutritt von Luft in die Behälter unterbunden wird. Dazu wird erfindungsgemäß flüssiges Methan aus einem oder mehreren Nebenbehältern in den oder die leeren Frachtbehälter in einer kleinen Menge eingeführt und möglichst gleichmäßig über einen wesentlichen Teil der inneren Behälterfläche verteilt, wobei die Menge ausreichen soll, um den oder die Frachtbehälter auf einer niedrigen Temperatur zu halten und in diesen Behältern eine Methanatmosphäre zu gewährleisten, die den Zutritt von Luft ausschließt.

Benutzt man zur Ausübung des vorstehend genannten Verfahrens ein Tankschiff mit einer größeren Zahl von Hauptfrachtbehältern zur Aufnahme von flüssigem Methan, so sollen erfindungsgemäß zusätzliche Nebenbehälter für eine verhältnismäßig kleine Reservemenge von flüssigem Methan vorgesehen sein, das kein Teil der zu entladenden Fracht ist, wobei die Hauptbehälter durch eine oder mehrere Sprühvorrichtungen in jedem Tank und durch Leitungen zwischen den Sprühvorrichtungen und den Nebenbehältern ergänzt sind. Das bei der Einführung von flüssigem Methan aus den Nebenbehältern in die Hauptbehälter verdampfende Methan wird abgesaugt und über eine bei Flüssiggastankschiffen bekannte Verflüssigungsanlage in flüssiger Form wieder den Nebenbehältern zugeführt.

Bei der Anordnung nach der Erfindung können die Frachtbehälter sich nicht auf die atmosphärische Temperatur erwärmen, wenn die Fracht entladen wird, sondern werden bei einer niedrigen Temperatur gehalten, die nur wenig über der üblichen Temperatur der Ladung liegt, und zwar während der ganzen Zeit, bis die nächste Frachtladung geladen wird. Auf diesem Wege wird eine merkliche Methanverdampfung vermieden, wenn eine neue Frachtladung geladen wird; auch Spannungen in dem Behältermaterial werden auf ein Mindestmaß verringert. Die Gefahr, daß gasförmiges Methan in den Behälter eine explosive Mischung mit Luft bildet, ist vollkommen beseitigt, da Luft nicht in die Behälter eintreten kann.

Verfahren und Vorrichtung

zur Behandlung von Behältern

für den Transport von Methan oder

ähnlichen, üblicherweise gasförmigen

Stoffen in flüssigem Zustand auf Schiffen

Anmelder:
Wm. Cory & Son Limited, London

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Meissner, Berlin-Grunewald, und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2, Tal 71,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 5. April 1957

Robert Henry Brown, Worting, Hampshire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Die vorstehend genannten und die weiteren Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung deutlich, die ein Ausführungsbeispiel einer Gesaltung in Übereinstimmung mit der Erfindung gibt, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. In diesen zeigt

Fig. 1 eine Ansicht eines Tankschiffes für den Transport von Methan,

Fig. 2 eine Aufsicht, die die Anordnung der Methanbehälter im Laderaum des Schiffes darstellt, und

Fig. 3 und 3 a im Schema das Rohrleitungssystem und andere Anlagen, die mit den Behältern verbunden sind.

Nach Fig. 1 und 2 ist der Lastraum des Schiffsrumpfes 10 in sechs getrennte Hauptladeräume 11 bis 16 durch eine Reihe von Querschotten 17 geteilt. In jedem der Hauptladeräume 11 bis 16 sind in geringem Abstand voneinander längs der Mittellinie zwischen Vorder- und Hinterschiff sechs Hauptfrachtbehälter 18 bis 23 angeordnet. Diese sind in ihrem wesentlichen Teil zylindrisch mit vertikaler Hauptachse und erstrecken sich mit ihrem weitesten Teil über die ganze Breite des Schiffes. Hierbei haben die Behälter 19 und 23 einen etwas geringeren Durchmesser als die Behälter 20,21 und 22, während der am weitesten vorn liegende Behälter 18 einen um einen merklichen Teil kleineren Durchmesser hat.

009 630/59

Das Schiff hat ein Hauptdeck in der Ebene 24 und ein höher liegendes Turmdeck in der Ebene 25. Jeder der Hauptbehälter 18 bis 23 erstreckt sich nach oben durch das Hauptdeck in die Ebene 24; mit Ausnahme des Behälters 20 haben die Teile der Behälter, die über das Hauptdeck herausragen, einen so großen Durchmesser, wie er bequem innerhalb der Turmkonstruktion 26 angeordnet werden kann. Zu diesem Zweck haben die Behälter 19, 21, 22 und 23 eingezogene Oberteile 28, 29, 30 und 31, während der vorderste Behälter 18 bereits verhältnismäßig schmal ist und nicht mehr eingezogen zu werden braucht. Jeder der sechs Behälter endet in seinem oberen Ende in einem engen Hals 27, auf den ein Haus 32 für eine Motorpumpe aufgebaut ist. Bei den fünf Behältern 18, 19, 21, 22, 23 reicht der enge Hals 27 nach oben durch das Turmdeck, während das Haus 32 auf diesem Deck angeordnet ist. Demgegenüber ist der Behälter 20 aus Gründen, die hier nicht erörtert zu werden brauchen, nicht so hoch wie die anderen fünf Behälter lind endet mit seinem Hals 27 gerade über der Hauptdeckebene 24, wobei sein Haus 32 für die Motorpumpe auf dem Hauptdeck innerhalb der Turmkonstruktion angeordnet ist.

Entsprechend des kreisförmigen Querschnittes der Hauptbehälter 18 bis 23 entsteht ein bemerkenswerter Zwischenraum unter den Decks zwischen einem Behälter und dem nächsten an den gegenüberliegenden Seiten des Schiffes. Bei den Behältern 19 bis 23 werden diese Zwischenräume zur Anordnung von acht zusätzlichen Behältern 33 von wesentlich kleinerem Inhalt benutzt. Diese Behälter 33 sind zylindrisch mit einer im wesentlichen aufrechten Hauptachse und sind ganz unter der Hauptdeckebene 24 angeordnet.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Anordnung der Schotten zwischen den Hauptbehältern 19 bis 23 derart, daß jeder Nebenbehälter 33 seinen eigenen wasserdichten Schiffsraum 34 hat, wobei sich jede der Schottenwände 17 in zwei divergierende Zweige 35 teilt, um einen Nebentank zu umschließen.

Fig. 3 und 3 a zeigen die Anlage der Rohrleitung und der untergeordneten Ausrüstung, die mit den Frachtbehältern verbunden ist. Das Rohrsystem sieht zwei Methan-Lade- und Entladestationen 36 für das Schiff vor, die mit von Hand betätigten Ventilen 38 an eine Hauptringleitung 37 angeschlossen sind. Von der Hauptringleitung 37 führen sechs Zweigleitungen 39 zu jedem der Hauptbehälter 18 bis 23 und weitere acht Zweigleitungen 40 zu jedem der Nebenbehälter 33, wobei jede der Zweigleitungen 39 und 40 ein von Hand betätigtes Ventil 41 enthält. Jeder der Behälter hat seine eigene besondere Entleerungspumpe zusammen mit einer Aushilfspumpe 42 von ähnlicher Kapazität sowie Sprüheinheiten 43 zu seiner Füllung. Die Pumpen saugen aus den Behältern und entleeren in die Zweigleitungen 39, 40 über handbetätigte Rückschlagventile 44, während die Sprüheinheiten 43 dazu benutzt werden, flüssiges Methan vom Ufer durch die Zweigleitung in die Behälter über andere handbetätigte Rückschlagventile 45 zu laden.

Zusätzlich zu den Füll- und Entleerungsleitungen hat jeder Behälter ein Mengenkontrollventil 46, um das Niveau zu bestimmen, bis zu dem der Tank gefüllt ist. Bei den Haupttanks 18 bis 23 wird die Mengenkontrolle durch gesonderte Zweigleitungen 47 verwirklicht, die zu der Hauptringleitung 37 führen. Dagegen sind bei den kleinen Nebenbehältern 33 die Mengenkontrollventile 46 mit den Leitungen verbunden, die die Sprüheinrichtungen 43 versorgen. Es ist Vorsorge getroffen zum Trennen der Hauptfrachtbehälter in zwei Gruppen mittels dreier von Hand betätigter Ventile 48 in der Hauptringleitung 37, von denen eines zwischen den Verbindungszweigleitungen 39 zu den Behältern 20 und 21 liegt und die anderen zwei außerhalb der Verbindungen für die Zweigleitungen 39 der Endbehälter 18 und 23. Es sind auch handbetätigte Ventile 49 in der Mengenkontroll-Leitung 47 der Hauptbehälter vorgesehen.

Zur Ableitung von gasförmigem Methan aus dem Kopf jedes Frachtbehälters sind Gasleitungen vorgesehen, die zu einer Verflüssigungsanlage führen. Von dieser wird das Methan nach der Wiederverflüssigung zu der Flüssigkeitsseite des Systems geführt. So ist dort eine Gasleitung 50 für jeden der Hauptbehälter 18 bis 23 und eine Gasleitung 51 für jeden der Nebenbehälter 33 vorgesehen. Alle diese Gasleitungen münden in eine gemeinsame Gashauptleitung 52, wobei jede Gasleitung 50,51 ein automatisches Rückschlagventil 53 enthält. Die Hauptverflüssigungsanlage 54, zu der die Hauptgasleitung 52 führt, enthält eine doppelte Einrichtung 55, von denen jede aus einer Kühleinrichtung und einer Umlaufpumpe besteht. Die Hauptverflüssigungsanlage 54 führt zu der Flüssigkeitsleitung 56, die zu der Hauptringleitung 37 zurückkehrt. Die entsprechenden Ströme durch die Doppelanlage werden durch vier von Hand betätigte Rückschlagventile 57 gesteuert.

Zusätzlich zu der Hauptverflüssigungsanlage 54 ist eine zweite Anlage 58 vorgesehen, die eine weitere Kühleinrichtung und eine Umlaufpumpe enthält. Diese Anlage ist weiter nach dem hinteren Ende des Schiffes in der Nähe der Besatzungsräume angeordnet. Diese Anlage 58 hat Gas- und Flüssigkeitshauptleitungen, die entsprechend über Rückschlagventile 59 und 60 angeschlossen sind.

Zum Entlüften der Flüssigkeitsleitungen von dem sich dort bildenden Methangas sind Verbindungsleitungen 61 zwischen den Flüssigkeitsleituiigen und den Gasleitungen vorgesehen, von denen jede mit einem Rückschlagventil 62 versehen ist, das sich automatisch öffnet, wenn sich dort zu entlüftendes Gas befindet. Im Notfall, der entsteht, wenn mehr Methangas sich bildet, als mit Sicherheit in der Verflüssigungsanlage behandelt werden kann, kann eine Entlüftung in die Atmosphäre durch sechs Paare von Mastentlüftungen 69 durchgeführt werden, von denen je ein Paar einander gegenüberliegend an den Hauptfrachtbehältern 18 bis 23 angeordnet ist. Zwölf Zweigleitungen 70, zwei einander gegenüberliegend an den Hauptlasttanks, erstrecken sich von der Gashauptleitung 52 gesondert zu den zwölf Mastentlüftungen 69, wobei jede ein automatisches Rückschlagventil 71 enthält. Wenn das Schiff in einem Hafen ist oder unter ähnlichen Umständen, kann jeder Überschuß an Methangas in zwei Fackeln verbrannt werden, von denen die eine an der Spitze des Vormastes 64 und die andere am Hauptmast 65 angeordnet ist. Verbindungen von der Hauptgasleitung 52 zu den Fackeln 63 sind durch Zweigleitungen 66,67 gegeben, die mit von Hand betätigten Rückschlagventilen 68 ausgerüstet sind.

Zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Rohrleitungsanlage sind die besonderen Schiffsräume 11 bis 16 und 34 mit Gasentleerungsleitungen 72 versehen, die durch Leitungen 73 über automatische Rückschlagventile 74 mit den Mastentlüftungen 69 verbunden sind.

Wie vorstehend angegeben, wird die Beladung in die Hauptfrachtbehälter 18 bis 23 und die Nebenbehälter 33 mit Sprüheinrichtungen 43 durchgeführt,

deren Ausfluß öffnungen möglichst gleichmäßig verteilt über eine wesentliche Fläche des Bodens des leeren Tanks angeordnet sind. Zusätzlich arbeiten diese Sprüheinrichtungen zu allen Zeiten, wenn die Tanks zwischen den Beladungen leer sind. Mit anderen Worten, das Sprühen wird begonnen, wenn die Entladung der Fracht beendet ist, und wird während der Rückreise des Schiffes fortgesetzt unmittelbar bis zur Beladung mit einer neuen Fracht. Die Menge der Versprühung während der Zeit, in der der Behälter leer ist, ist indessen merklich niedriger als während des Beladens.

Das kontinuierliche Versprühen von flüssigem Methan in die Behälter, wenn diese leer sind, hält diese bei einer Temperatur, die nicht merklich über der normalen Beladungstemperatur liegt, und stellt so sicher, daß unter keinen Umständen Luft in die Behälter eintritt. So enthalten die Behälter, wenn sie beladen sind, eine große Menge von flüssigem Methan und eine sehr kleine Menge von gasförmigem Methan über dem Flüssigkeitsspiegel. Wenn die Behälter leer sind, enthalten sie tatsächlich kaltes gasförmiges Methan und eine kleine Menge flüssiges Methan, das in sie eingesprüht wurde und das sich im Zustand der Verdampfung befindet. Während des Entladens der Methanfracht steht die Verflüssigungsanlage still oder meist still, so daß kaltes Methangas den Raum in jedem Behälter über dem absinkenden Flüssigkeitsspiegel ausfüllen kann.

W^Tenn die Fracht entladen ist, bleibt eine verhältnismäßig kleine Reservemenge von flüssigem Methan in dem Schiff, die das Besprühen der leeren Behälter bewirkt. Diese Reservemenge wird in einem oder mehreren der kleinen Nebenbehälter gespeichert. Das gasförmige Methan, das im Überschuß in den leeren Behältern entsteht, wird für die Wiederverflüssigung zu der Verflüssigungsanlage abgesaugt, während das flüssige Methan zu den Reservebehältern zurückkehrt. Es sei bemerkt, daß neben der Reserveflüssigkeit in dem oder den Nebenbehältern das gasförmige Methan in den leeren Frachtbehältern auch einen Teil des Methans darstellt, das für Kühlungszwecke an Bord verbleibt.

Verschiedene Änderungen der vorstehend beschriebenen besonderen Gestaltung sind möglich, ohne daß der Umfang der Erfindung verlassen wird. So sind an Stelle der verschiedenen vorstehend genannten Ventile, z. B. der Handventile, der automatischen Rückschlagventile usw., andere Ventilanordnungen möglich. Die Anlage kann auch für eine vollständig automatische Regelung passend gestaltet werden, z. B. von dem Lastverteilungsraum auf der Brücke.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung von Behältern für den Transport von Methan oder ähnlichen, üblicherweise gasförmigen Stoffen in flüssigem Zustand bei niedriger Temperatur auf Schiffen während des Zeitraumes zwischen der Entladung einer Frachtladung und dem Laden der nächsten, dadurch gekennzeichnet, daß flüssiges Methan aus einem oder mehreren Nebenbehältern in den oder die leeren Frachtbehälter in einer kleinen Menge eingeführt und möglichst gleichmäßig über einen wesentlichen Teil der inneren Behälterfläche verteilt wird, wobei die Menge ausreichen soll, um den oder die Frachtbehälter auf einer niedrigen Temperatur zu halten und in diesen Behältern eine Methanatmosphäre zu gewährleisten, die den Zutritt von Luft ausschließt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei einem Tankschiff mit einer größeren Zahl von Hauptfrachtbehältern zur Aufnahme von flüssigem Methan, gekennzeichnet durch zusätzliche Nebenbehälter für eine verhältnismäßig kleine Reservemenge von flüssigem Methan, das kein Teil der zu entladenden Fracht ist, sowie durch eine oder mehrere Sprüheinrichtungen in jedem Hauptbehälter und durch Leitungen zwischen den Sprüheinrichtungen und den Nebenbehältern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Sprüheinrichtungen, die an oder in der Nähe der Decke des Behälters angeordnet sind und mit ihrer Ausströmöffnung möglichst gleichmäßig verteilt auf einen wesentlichen Teil der inneren Behälterfläche oder in Richtung auf den Boden des Behälters gerichtet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen und Steuereinrichtungen für die Sprühmenge die gleichen sind wie für das Füllen der Behälter mit der flüssigen Methanfracht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine bei Flüssiggastankschiffen bekannte Verflüssigungsanlage und Verbindungsleitungen, durch die überschüssiges gasförmiges Methan aus den leeren Frachtbehältern abgesaugt, wieder verflüssigt und zu den Nebenbehältern zurückgeführt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5 bei einem Tankschiff, dessen Frachtbehälter eine größere Zahl von Hauptbehältern bilden, die in geringem Abstand voneinander längs der von vorn nach hinten verlaufenden Mittellinie des Schiffes angeordnet sind und einen kreisförmigen Querschnitt haben, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hauptbehälter in bekannter Weise über die ganze Breite des Schiffes erstrecken und daß die kleineren Nebenbehälter in den Zwischenräumen zwischen den Hauptbehältern an den Seiten des Schiffes vorgesehen sind und als Lagermöglichkeit für das flüssige Methan dienen, das zur Behandlung der Haupt- und Frachtbehälter während der Leerfahrt benötigt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 870 508.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen