DE1133651B - Vorrichtung zur Abstuetzung von Transporttanks in einem Tankschiff - Google Patents

Vorrichtung zur Abstuetzung von Transporttanks in einem Tankschiff

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DE1133651B
DE1133651B DEC16611A DEC0016611A DE1133651B DE 1133651 B DE1133651 B DE 1133651B DE C16611 A DEC16611 A DE C16611A DE C0016611 A DEC0016611 A DE C0016611A DE 1133651 B DE1133651 B DE 1133651B
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abstützung von Transporttanks für den Massentransport von Methan oder ähnlichen, normalerweise gasförmigen Substanzen in flüssigem Zustand bei niedriger Temperatur in einem Tankschiff.
Bei großen Tankschiffen, beispielsweise von einem Eigengewicht in der Größenordnung von 16 000 Tonnen, mit einer Anzahl großer isolierter Methanbehälter, die sich alle praktisch über die ganze Breite des Schiffes erstrecken, erfordert die große Abmessung der Behälter, daß sie in dem Schiff derart gelagert sind, daß sie sich bei starkem Seegang nicht verschieben, daß jedoch die Lagervorrichtung dabei so konstruiert sein muß, daß sie eine Ausdehnung und Zusammenziehung der Behälter infolge von Temperaturschwankungen sowohl in radialer als auch in axialer Richtung ermöglicht. Diese Ausdehnungs- und Zusammenziehungsbewegungen ergeben sich aus den verhältnismäßig großen Temperaturunterschieden, die sich zwischen normaler Temperatur und derjenigen flüssigen Methans von etwa —164° C bewegen und denen die Tanks unterworfen sind und hängen von dem Metall ab, aus dem die Behälter hergestellt sind. Eine Aluminium-Magnesium-Legierung ist beispielsweise für diesen Zweck sehr zufriedenstellend, da ihre mechanischen Eigenschaften durch die Temperatur des flüssigen Methans nicht ungünstig beeinflußt werden und sie auch ohne Schwierigkeiten geschweißt werden kann.
Es sind bereits Vorrichtungen zur Abstützung von Transporttanks für den Massentransport von Methan oder ähnlichen, normalerweise gasförmigen Substanzen in flüssigem Zustand bei niedriger Temperatur in einem Tankschiff vorgeschlagen worden, die aus einer unten oder unten und oben angeordneten Zapfen- und Lagerverbindung bestehen, die die seitliche Verschiebung verhindert, aber die seitliche Ausdehnung und Zusammenziehung der einzelnen Behälter zuläßt.
Es ist auch bereits bekannt, axiale Ausdehnungsund Zusammenziehungsmöglichkeiten für die Behälter in Form von Dehnungsfalten vorzusehen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, Vorrichtungen zu schaffen, deren Anwendung die Ausdehnungs- bzw. Zusammenziehungsbewegungen, insbesondere in der horizontalen Ebene, sowohl des Tankbodens als auch der Zapfen über das bekannte Ausmaß hinaus ermöglichen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einer derartigen Abstützvorrichtung erfindungsgemäß darin, daß der Boden der Behälter von unten her durch Ausdehnungs- und Zusammenziehungsbewegungen in Vorrichtung zur Abstützung
von Transporttanks in einem Tankschiff
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:
lt. Großbritannien vom 5. April 1957 (Nr. 11127)
John Frederick Leathard,
Worting, Basingstoke, Hampshire (Großbritannien), ist als Erfinder genannt worden
der Ebene des Bodens zulassende Traglager abgestützt ist und daß die Lagerverbindungen für die Zapfen eine Ausdehnung bzw. Zusammenziehung derselben zulassen, ohne daß eine horizontale Bewegung zwischen Zapfen und Schiffskörper möglieh ist.
Die Traglager bestehen zweckmäßig aus einer Anzahl Rollen, die mit ihren Achsen senkrecht zu einer Anzahl von der senkrechten Behälterachse ausgehenden Radiallinien angeordnet sind.
Die Rollen bestehen vorzugsweise aus einem tragfähigen, wärmeisolierenden Material, z. B. aus einem harzgebundenen Schichtmaterial.
Im allgemeinen sind die Rollen auf Aluminiumlagerböcken angeordnet, die ihrerseits auf Stahllagerflächen auf dem Innenboden des Schiffes befestigt sind, wobei Kissen aus tragfähigem, gegen Wärme und Elektrizität isolierendem Material zwischen den Lagern und den Stahllagerflächen angeordnet sind.
Zwischen dem Schiffsinnenboden und jedem Behälter können auch Verankerungsketten zur Verhinderung einer Behälteraufwärtsbewegung vorgesehen sein.
Der obere Zapfen ist vorzugsweise gegenüber seiner Lagerung axial beweglich.
Das Lager für den Oberzapfen ist bei einer Ausführungsform in einem an den den zylindrischen Zapfen umgebenden Schiffsverbänden befestigten Lager-
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ring enthalten und weist zwei konzentrische Ringe aus tragfähigem, wärmeisolierendem Material in dem Ringraum zwischen dem Zapfen und dem Lagerring auf, wobei ein Isolierring in Berührung mit dem Lagerring steht und ihm gegenüber gegen axiale Bewegung gehindert ist, während der andere Isolierring in ähnlicher Weise an dem Zapfen gehalten ist und beide Isolierringe einander berührende und aufeinander gleitende kegelmantelförmige Lagerflächen aufweisen, deren Kegelwinkel unter Berücksichtigung des Verhältnisses zwischen der senkrechten Ausdehnung des Behälters und der radialen Ausdehnung des Zapfens so gewählt sind, daß die Lagerflächen während der Wärmebewegung des Behälters stets in Berührung bleiben.
Zweckmäßig enthält das untere oder jedes Zapfenlager um den Zapfen herum zwischen diesem und dem Lagerring hohle, biegsame, mit einem gasförmigen oder flüssigen unter Druck stehenden Medium gefüllte Kissen.
Es ist im allgemeinen eine Vorrichtung zur Änderung der Druckflüssigkeitsmenge in den Kissen vorgesehen.
Das untere Zapfenlager oder jedes Zapfenlager ist
Das Schiff ist als Turmdecker gebaut, d. h. daß es über dem Hauptdeck 24 ein schmaleres Turmdeck 25 hat. Die Hauptbehälter 18 bis 23 erstrecken sich so weit möglich nach oben durch das Hauptdeck 24 bis unter das Turmdeck 25 und sind in ihrem Querschnitt dem zur Verfügung stehenden Schiffsquerschnitt weitgehendst angepaßt. Jeder der sechs Behälter endet oben in einem schmalen Hals 27, über dem ein Pumpenraum 32 angeordnet ist.
Infolge des kreisförmigen Querschnittes der Hauptbehälter 18 bis 23 verbleiben beträchtliche Räume unter Deck frei. Diese Räume werden dadurch nutzbar gemacht, daß in ihnen zusätzliche kleinere Tanks 33 mit geringem Fassungsraum angeordnet sind.
Fig. 3 zeigt nun die Anordnung eines der Hauptbehälter im Laderaum. Wie weiter im einzelnen beschrieben werden wird, ruht der Behälterboden 90 derart auf Rollen 108, daß eine seitliche Ausdehnung und Zusammenziehung stattfinden kann. Er ist gleichzeitig mittels oben und unten angeordneter Zapf en 92, 101 gegen seitliche Verschiebung gesichert. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, weist der Behälter-
boden 90 im Inneren radial angeordnete Versteifungen
in einem an den Schiffsverbänden befestigten, den zy- 25 auf, unter denen die Traglager angreifen,
lindrischen Zapfen umgebenden Lagerring enthalten Der Behälter ist von einer Isolierung vollständig und weist zwei konzentrische Ringe aus tragfähigem, umgeben. Es besteht jedoch an den Seiten und oben wärmeisolierendem Material in dem Ringraum zwi- ein Spielraum zwischen dem Behälter und den Schiffsschen dem Zapfen und dem Lagerring auf, von denen verbänden, um die Ausdehnung und Zusammender eine Isolierring den Zapfen und der andere den 30 Ziehung des Behälters zu ermöglichen.
Lagerring berührt, wobei getrennte Metallausklei- Die bereits erwähnten Traglager unter den Bedungen für die beiden Isolierringe vorgesehen und die hältern bestehen aus einer Anzahl Rollen 108 auf an Druckflüssigkeitskissen zwischen diesen Auskleidun- dem Schiffsrumpf befestigten Lagerböcken 109, die in gen angeordnet sind. Abständen längs einer Anzahl Linien, die sich von
Wenigtens der den Zapfen berührende Isolierring 35 der Behälterachse radial nach außen erstrecken, d. h.
kann segmentartig mit Lücken zwischen den Segmen- längs der Linien der Versteifungen 91 des Behälterten ausgebildet sein, um die radiale Wärmeausdehnung
und Zusammenziehung des Zapfens zuzulassen.
Die Erfindung ist zum klareren Verständnis, bei-
bodens, angeordnet sind.
Die Lagerböcke 109 bestehen aus Aluminium und sind durch Bolzen durch Stahllagerflächen 129 auf
spielsweise an einem Methantanker, im einzelnen an 40 dem Innenboden 130 des Schiffes befestigt, wobei
Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 den Aufriß eines Tankschiffes für den Methantransport,
Fig. 2 die Anordnung der Methanbehälter in den Laderäumen im Grundriß,
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen der Hauptbehälter und dessen Lagerung,
Fig. 4 eine Draufsicht auf den Behälterboden,
Fig. 5 einen Schnitt durch die untere Behälterlagerung (Traglager und Zapfenlager),
Fig. 6 einen Schnitt durch die obere Behälterlagerung (Zapfenlager) und
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform des in Fig. 6 dargestellten oberen Zapfenlagers.
Kissen 131 aus einem zähen, lasttragenden, gegen Wärme und Elektrizität isolierenden Material zwischen den Lagerböcken 109 und den Lagerflächen 129 eingebaut sind.
Die Rollenachsen liegen senkrecht zu den vorerwähnten radialen Linien, so daß die radiale Bewegung des Behälterbodens auf Grund von Ausdehnung und Zusammenziehung in keiner Weise behindert wird. Jede Rolle ist verhältnismäßig kurz und hat ungefähr die gleichen Abmessungen im Durchmesser und in der Länge. Die Rollen sind vorzugsweise aus mit einem durch Harz gebundenen Schichtmaterial hergestellt, das in der Lage ist, die Last zu tragen und gleichzeitig als Wärmeschranke zwischen dem Tank
Nach Fig. 1 und 2 ist der die Last tragende Teil 55 und dem Schiffsrumpf zu dienen. Wie in Fig. 5 darge-
des Tankerrumpfes 10 in sechs Laderäume 11 bis 16 stellt ist, sind die Rollen 108 mit Achsen versehen, die durch eine Reihe von Querschotten 17 unterteilt. In
den Laderäumen 11 bis 16 ist je einer der sechs
Hauptbehälter 18 bis 23 angeordnet. Diese Hauptin Löchern gelagert sind, die sich in Ansätzen 110 an den Lagerböcken 109 befinden. Diese Löcher sind länglich, um die größtmögliche Bewegung der Rollen
behälter weisen im allgemeinen senkrechte Haupt- 60 zu ermöglichen, die bei der Ausdehnung und Zusamachsen und im wesentlichen zylindrische Form auf. menziehung des Behälters vorkommt.
Im allgemeinen erstrecken sie sich in ihrem breitesten Das Gewicht des Behälters und seines Inhalts hält
Teil über die ganze Breite des Schiffes, wobei ent- den Behälterboden normalerweise in Berührung mit sprechend der jeweiligen Schiffsbreite die Behälter 19 den Rollen, doch ist eine nach aufwärts gerichtete und 23 einen etwas geringeren Durchmesser als die 65 Bewegung des Behälters möglich, wenn das Schiff in Behälter 20, 21 und 22 haben und der vorderste Be- schwerer See sich hebt oder die Kofferdämme bei hälter 18 einen erheblich geringeren Durchmesser als gewissen Nptzuständen geflutet werden. Eine solche jene aufweist. · Bewegung wird durch nicht dargestellte Veranke-
rungsketten verhindert, die den Behälterboden mit dem darunterliegenden Teil des Schiffsrumpfes verbinden. Diese Ketten sind dicht bei den Rollenlagern derart angeordnet, daß sie gegenüber der Senkrechten einen geringen Winkel bilden, so daß sie radiale Bewegungen des Behälters infolge thermischer Ausdehnung und Zusammenziehung ermöglichen, ohne die Neigung zu haben, den Behälter zu verdrehen. Für diesen Zweck werden deshalb Ketten gewählt, weil die Berührungsfläche zwischen den Kettengliedern klein ist und daher keine wesentliche Wärmeleitung von den Schiffsverbänden zum Behälter stattfindet, so daß örtlich kalte Stellen der Schiffsverbände wirksam werden können.
Um eine seitliche Verschiebung des Behälters zu verhindern, sind die Mittelzapfen 101, 92 an den oberen und unteren Enden des Behälters in oberen und unteren Lagern 111 und 112 (Fig. 5 und 6), die mit den Schiffsverbänden starr verbunden sind, angeordnet. Der untere Zapfen 92, der eine hohle zylindrische Form hat, ragt in einen Stahlring 113, der an der Bodenkonstruktion des Schiffes starr befestigt ist (Fig. 5). Zwischen dem Zapfen 92 und dem Lagerring 113 ist ein Ringraum vorgesehen, in welchem zwei konzentrische kanalförmige Ringe 114, «5 115, die aus einem geeigneten Material hergestellt sind, angeordnet sind, wobei jeder Ring in Wirklichkeit aus einer Anzahl getrennter Segmente besteht, zwischen denen Lücken vorhanden sind. In den Kanälen zwischen diesen beiden konzentrischen Ringen ist eine Anzahl biegsamer Kissen 118 aus Gummi oder plastischem Material angeordnet, die zwischen segmentförmigen Auskleidungsteilen 116, 117 aus gepreßtem Aluminium liegen und mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt sind, die bei mäßig niedriger Temperatur nicht gefriert. Es ist die Aufgabe dieser Kissen, den Zapfen 92 fest in seiner Stellung zu halten und gleichzeitig radiale Ausdehnung und Zusammenziehung des Zapfens zuzulassen. Um die einzelnen Kissen gegeneinanderzulagern und ihre Ausdehnung in Umfangsrichtung zu begrenzen, sind Rippen 119 in den Lücken zwischen den Segmenten der Ringe 114, 115 angeordnet.
Die hydraulische Flüssigkeit wird jedem Kissen 118 durch Zweigleitungen zugeführt, die mit einer nicht dargestellten, in dem das Stahlringlager umgebenden Raum angeordneten kreisförmigen Hauptleitung verbunden sind. Der in der Hauptleitung erforderliche Druck wird durch ein hydraulisches Zusatzgerät im Zusammenwirken mit einer Pumpe erzielt. Wenn das Schiff im Hafen zum Löschen eintrifft, wird der Druck in der Hauptleitung so ermäßigt, daß beim Löschen der Methanfracht eine Wärmeausdehnung des Zapfens 92 gegen die Elastizität der Kissen 118 stattfinden kann. Nachdem die Löschung des Methans beendet ist und das Schiff die Ballastfahrt beginnt, endet die Ausdehnung der Zapfen, weshalb mehr Flüssigkeit in die Kissen gepumpt und unter einem vorbestimmten Druck gehalten werden muß, damit eine seitliche Bewegung des Zapfens auf Grund der Schiffsbewegung wieder verhindert wird. Bei Eintreffen des Schiffes in dem Verladehafen wird der Behälter mit Methan gefüllt, und es tritt ein Zusammenziehen des Zapfens ein. Daher wird Zusätzliche hydraulische Flüssigkeit in die Kissen gepumpt und unter dem erforderlichen Druck gehalten, so daß eine seitliche Bewegung des Behälters auf See wieder verhindert wird. Die Tatsache, daß der Innenring 115 Segmentform hat, gibt ihm die Möglichkeit, der Wärmebewegung des Zapfens zu folgen.
Das Innere des unteren Zapfens 92 bildet einen Saugbrunnen für den Behälter, in den das Saugrohr vorzugsweise einer Turbinenpumpe geführt ist.
Der Zapfen 101 am Oberteil des Behälters (Fig. 6) hat im allgemeinen die gleiche Konstruktion wie der Bodenzapfen und ist in ähnlicher Weise in einem Stahlring 120 mit konzentrischen Ringen 121, 122 aus dem dafür geeigneten Material, Aluminium-Auskleideteilen 123, 124 und einer Anzahl hydraulischer Kissen 125 gelagert. Der Innenring 122 ist an dem Zapfen 101 nicht befestigt, da sowohl auf senkrechte als auch auf seitliche Bewegung Rücksicht genommen werden muß. Der Außenring 121 ist in Form eines Kanals mit breiten Flanschen 126 vorgesehen und unterstützt den Innenring, der aus Segmenten besteht. Der Außenring wird durch Ansätze 127 gehalten.
Das Innere des oberen Zapfens 101 stellt in Wirklichkeit den vorher in Verbindung mit Fig. 1 erwähnten engen Tankhals 27 dar. Der Behälter ist im allgemeinen bis in diesen Hals hinein aufgefüllt, dessen Teil oberhalb der Flüssigkeit eine Verdampfungskammer für das Methan bildet. Er dient auch als Unterstützung für die Pumpe zum Löschen des Methans und die zugeordneten Rohre. Der Oberteil des Zapfens ist mit einem abnehmbaren gasdichten und flüssigkeitsdichten Deckel 128 versehen, um bei Bedarf einen Zugang zum Behälter zu haben.
Fig. 7 zeigt eine abgewandelte Lagerung für den Oberzapfen 101, bei der die hydraulischen Kissen fortgelassen sind. Bei dieser Anordnung sind konzentrische Ringe 132, 133 vorgesehen, von denen der eine auf dem Stahlring 120 durch Stützen 127 und der andere auf dem Zapfen 101 durch Stützen 134 gehalten wird. Die beiden Ringe 132, 133 haben zueinander passende konische Lagerflächen 135. Wenn die Kegelwinkel richtig in bezug auf das Verhältnis zwischen der senkrechten Ausdehnung des Behälters und der diametralen Ausdehnung des Zapfens gewählt sind, bleiben die Lagerflächen bei Wärmebewegung des Behälters in enger Berührung.
Mittels des oben beschriebenen Abstützsystems für die Behälter werden diese in den Laderäumen in ihrer Stellung sicher gehalten, können sich jedoch infolge der Temperaturänderungen frei ausdehnen bzw. zusammenziehen.

Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Vorrichtung zur Abstützung von Transporttanks für den Massentransport von Methan oder ähnlichen, normalerweise gasförmigen Substanzen in flüssigem Zustand bei niedriger Temperatur in einem Tankschiff, bestehend aus einer unten oder unten und oben angeordneten Zapfen- und Lagerverbindung, die die seitliche Verschiebung verhindert, aber die seitliche Ausdehnung und Zusammenziehung der einzelnen Behälter zuläßt, da durch gekennzeichnet, daß der Boden (90) der Behälter (18 bis 23) von unten her durch Ausdehnungs- und Zusammenziehungsbewegungen in der Ebene des Bodens zulassende Traglager (108) abgestützt ist und daß die Lagerverbindungen (111,112,132,133) für die Zapfen (92,101) eine Ausdehnung bzw. Zusammenziehung derselben zulassen, ohne daß eine horizontale Bewegung
zwischen Zapfen und Schiffskörper (113, 120) möglich ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Traglager aus einer Anzahl Rollen (108) bestehen, die mit ihren Achsen senkrecht zu einer Anzahl von der senkrechten Behälterachse ausgehenden Radiallinien angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (108) aus einem tragfähigen, wärmeisolierenden Material,
z. B. aus einem harzgebundenen Schichtmaterial, bestehen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (108) auf Aluminiumlagerböcken (109) angeordnet sind, die ihrerseits auf Stahllagerflächen (129) auf dem Innenboden (130) des Schiffes befestigt sind, wobei Kissen (131) aus tragfähigem, gegen Wärme und Elektrizität isolierendem Material zwischen den Lagern und den Stahllagerflächen angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schiffsinnenboden und jedem Behälter Verankerungsketten zur Verhinderung einer Behälteraufwärtsbewegung vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Zapfen (101) gegenüber seiner Lagerung axial beweglieh ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager für den Oberzapfen (101) in einem an den den zylindrischen Zapfen umgebenden Schiffsverbänden befestigten Lagerring (120) enthalten ist und zwei konzentrische Ringe (132, 133) aus tragfähigem, wärmeisolierendem Material in dem Ringraum zwischen dem Zapfen und dem Lagerring aufweist, wobei ein Isolierring (132) in Berührung mit dem Lagerring (120) steht und ihm gegenüber gegen axiale Bewegung gehindert ist, während der andere Isolierring (133) in ähnlicher Weise an dem Zapfen (101) gehalten ist und beide Isolierringe einander berührende und aufeinander gleitende kegelmantelförmige Lagerflächen (135) aufweisen, deren Kegelwinkel unter Berücksichtigung des Verhältnisses zwischen der senkrechten Ausdehnung des Behälters und der radialen Ausdehnung des Zapfens so gewählt sind, daß die Lagerflächen während der Wärmebewegung des Behälters stets in Berührung bleiben.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere oder jedes Zapfenlager (111, 112) um den Zapfen (92, 101) herum zwischen diesem und dem Lagerring (13, 120) hohle, biegsame, mit einem gasförmigen oder flüssigen unter Druck stehenden Medium gefüllte Kissen (118, 125) enthält.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Änderung der Druckflüssigkeitsmenge in den Kissen (118, 125).
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Zapfenlager oder jedes Zapfenlager in einem an den Schiffsverbänden befestigten zylindrischen Zapfen (92, 101) umgebenden Lagerring (113, 120) enthalten ist und zwei konzentrische Ringe (114, 115, 121, 122) aus tragfähigem, wärmeisolierenden Material in dem Ringraum zwischen dem Zapfen und dem Lagerring aufweist, von denen der eine Isolierring (115, 122) den Zapfen (92, 101) und der andere den Lagerring (113, 120) berührt, wobei getrennte Metallauskleidungen (116, 117, 123, 124) für die beiden Isolierringe vorgesehen und die Druckflüssigkeitskissen (118, 125) zwischen diesen Auskleidungen angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der den Zapfen (92, 101) berührende Isolierring (122, 115) segmentartig mit Lücken zwischen den Segmenten ausgebildet ist, um die radiale Wärmeausdehnung und Zusammenziehung des Zapfens zuzulassen.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1029254,1034499; Aus sum, »Druckgefäße«, 1955, S. 288.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
© 209 620/30 7.62
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