DE1254657B

DE1254657B - Waermeisolierter Behaelter zur Lagerung tiefsiedender verfluessigter Gase bei Atmosphaerendruck

Info

Publication number: DE1254657B
Application number: DEE30331A
Authority: DE
Inventors: Charles D Forman; Augustus B Small
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1964-11-16
Filing date: 1965-10-22
Publication date: 1967-11-23
Also published as: SE318897B; JPS5130293B1; NL6514811A; GB1103907A; ES319644A1; US3341049A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F17c

DeutscheKl.: 17g-4

Nummer: 1 254 657

Aktenzeichen: E 30331 1 a/17 g

Anmeldetag: 22. Oktober 1965

Auslegetag: 23. November 1967

Die Erfindung betrifft neue und verbesserte wärmeisolierte Behälter zur Lagerung und zum Verschiffen von tiefsiedenden verflüssigten Gasen, wie Methan, bei Atmosphärendruck, die ausreichende Festigkeit und hinreichendes Ausgleichsvermögen für Ausdehnung und Kontraktion haben, wie es erforderlich ist, damit solche Behälter die ungewöhnlich großen Temperaturgefälle zwischen der warmen Außenseite und der durch die Ladung gekühlten Innenseite auszuhalten vermögen.

Es ist bereits bekannt, in Behältern, die zur Aufbewahrung und zum Transport von verflüssigten Erdgasen dienen, Primär- und Sekundärabsperrungen vorzusehen. Dies hat zwar den Vorteil, daß eine gute Isolierung erreicht wird, da jedoch Primär- und Sekundärabsperrung bei diesen bekannten Behälterausbildungen in vergleichsweise starrer Verbindung miteinander stehen, besteht die Gefahr, daß jede Beschädigung, insbesondere Zerstörung einer der beiden Absperrungen, vorzugsweise der Primärabsperrung, ao sich notwendigerweise auch auf die Sekundärabsperrung auswirkt und daß sich die Bewegungen und Verziehungen in einer der Absperrungen entsprechend auf die andere Absperrung übertragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beheben und wärmeisolierte Behälter zur Lagerung und zum Verschiffen von tiefsiedenden verflüssigten Gasen, wie verflüssigtem Erdgas, bei Atmosphärendruck sicherer als bisher zu bauen und dabei so zu konstruieren, daß Beschädigungen einer der Absperrungen sich nicht auf die andere Absperrung auszuwirken vermögen.

Dies wird erreicht mittels des erfindungsgemäßen wärmeisolierten Behälters zur Lagerung tiefsiedender verflüssigter Gase, wie Methan, bei Atmospärendruck, der eine erste zusammenhängende Sperrschicht aufweist, welche an einer zweiten Sperrschicht angebracht ist, die ihrerseits an einem äußeren starren Gehäuse befestigt ist und aus Ende an Ende und Seite an Seite angeordneten raumbeständigen Isolierplatten besteht, die an ihren Stoßstellen über Füllstücke dicht miteinander verbunden sind, und der dadurch gekennzeichnet ist, daß die erste Sperrschicht aus Dreifachplatten gebildet ist, die aus um ihren Umfang laufenden U-förmigen Rahmen bestehen, an deren als Außen- und Innenflansche ausgebildeten Schenkeln äußere bzw. innere Schichten aus Folienmaterial befestigt sind, die in an sich bekannter Weise durch honigwabenartige Zwischenstücke in Abstand voneinander gehalten sind, und der weiter dadurch gekennzeichnet ist, daß die Innenflansche der Rahmen durch biegsame Bälge mitein-Wärmeisolierter Behälter zur Lagerung
tiefsiedender verflüssigter Gase bei
Atmosphärendruck

Anmelder:

Esso Research and Engineering Company,
Elizabeth, N. J. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. K. Th. Hegel, Patentanwalt,
Hamburg 52, Giesestr. 8

Als Erfinder benannt:

Charles D. Forman, Elizabeth, N. J.;

Augustus Β. Small, Westfield, Ν. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 16. November 1964
(411397)

einander verbunden sind, während die Außenflansche der Rahmen mit Hilfe von an den Füllstücken der zweiten Sperrschicht angebrachten Befestigungsmitteln und mit diesen zusammenwirkenden Unterlegplatten derart an die zweite Sperrschicht angedrückt sind, daß sich die erste Sperrschicht gegenüber der zweiten frei und unabhängig bewegen kann.

Im Gegensatz zu den bekannten Konstruktionen solcher wärmeisolierten Behälter erreicht man mit der erfindungsgemäßen Konstruktion den Vorteil, daß zwei flüssigkeitsdichte Absperrungen vorhanden sind und diese durch Einschließen oder »Umkleiden« einen geschlossenen Behälter, wie beispielsweise einen Ladebehälter eines Schiffes mit einer Sekundärabsperrung aus vorfabrizierten Isolierplatten bilden.

VorteUhaft sieht man beim erfindungsgemäßen Behälter öffnungen an den gegenüberliegenden Teilen der Rahmen und an den Zwischenstücken vor, und zwar in der Weise, daß die öffnungen in den Zwischenstücken mit den öffnungen in den Rahmen in Verbindung stehen und zusammen mit diesen ein Kanalnetz in den Dreifachplatten bilden, an welches ein Gasdetektor angeschlossen ist. Weiterhin können zweckmäßig die Befestigungsmittel aus einer in einer in dem Füllstück der zweiten Sperrschicht vorgesehenen Nut angeordneten Befestigungsplatte, einem sich

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von der Platte nach innen durch die Oberfläche der zweiten Sperrschicht und zwischen den benachbarten Rahmen hindurch erstreckenden Schraubenbolzen und einer auf dem Schraubenbolzen sitzenden Mutter bestehen, welche die Unterlegplatte auf den Außenflanschen der gegenüberliegenden Rahmen festklemmt.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene lose Verbindung zwischen den beiden Absperrungen erreicht man, daß die Primärabsperrung beweglich ist, während die Sekundärabsperrung unbeweglich ist. Diese erfindungsgemäße Ausbildungsart erlaubt eine freie und gegenüber der Sekundärabsperrung unabhängige Verschiebung der Primärabsperrung, so daß Dimensionsänderungen der Primärabsperrung, beispielsweise infolge der sehr tiefen Temperaturen des Ladegutes, aufgefangen werden können, ohne daß sich diese auf die die Sekundärabsperrung bildende Sperrschicht übertragen.

Durch diese erfindungsgemäße Konstruktion erreicht man eine wesentlich höhere Sicherheit, als dies bisher möglich war, denn die flexible und praktisch unabhängige Anordnung der inneren Primärabsperrung gegenüber der Sekundärabsperrung macht es unmöglich, daß ein Bruch oder eine Beschädigung in einer der Absperrungen sich auf die andere Absperrung auswirkt; es bleibt in jedem Fall, also auch bei Beschädigung einer der Absperrungen, die andere Absperrung sicher intakt.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnittt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen wärmeisolierten Behälters im Laderaum eines Schiffes,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt nach 2-2 der Fig. 1, vergrößert.

F i g. 1 zeigt das erfindungsgemäße Isoliersystem, ein System, bei dem die erste Sperrschicht unmittelbar von der zweiten Sperrschicht getragen wird, in einer bevorzugten Ausführungsform im Laderaum eines doppelwandigen Tankschiffes 10. Das Isoliersystem besteht aus einer flüssigkeitsdichten zweiten Sperrschicht in Form einer ununterbrochenen Isolierschicht 11 aus Platten, die Ende an Ende und Seite an Seite vom inneren Schiffskörper 12 getragen werden, und einer über der zweiten Sperrschicht 11 angeordneten und unmittelbar, aber unabhängig von dieser getragenen flüssigkeitsdichten ersten Sperrschicht 13.

Wie F i g. 2 zeigt, kommt die ununterbrochene, raumbeständige zweite Sperrschicht dadurch zustande, daß die stufenförmig ausgebildeten Isolierplatten 14 durch aus einem Stück mit ihnen bestehende, sich von ihren Unterseiten in Umfangsrichtung nach außen erstreckende Flansche 16 mittels der Mutter 15 und des Bolzens 15' am inneren Schiffskörper 12 befestigt sind. Die einzelnen Platten sind etwa 1,5 · 7,5 m groß, symmetrisch geformt (Fig. 2 zeigt die gegenüberliegenden Enden zweier Platten) und enthalten mit Polyurethanschaum 18 gefüllte, durch Glasfasern verstärkte Polyesterhüllen 17. Die Zwischenräume 19 zwischen den gegenüberliegenden Flächen 20 je zweier aneinander angrenzender Platten 14 sind durch entsprechend geformte, stufenförmig ausgebildete Füllstücke 21 ausgefüllt, die ebenso wie die Platten 14 aus mit Polyurethanschaum gefüllten, mit Glasfasern verstärkten Polyesterhüllen bestehen und dementsprechend raumbeständig sind.

Die von den Ende an Ende und Seite an Seite angeordneten Isolierplatten und Füllstücken gebildete zweite Sperrschicht 11 ist dadurch zusammenhängend und flüssigkeitsdicht ausgestaltet, daß die Füllstücke 21 mit den einander gegenüberliegenden, stufenförmig ausgebildeten Flächen 20 benachbarter Isolier^ platten mittels eines abdichtenden Klebstoffs 22 verklebt sind. Diese zweite Sperrschicht 11 ist raumbeständig und zieht sich nicht zusammen, wenn sie den äußerst tiefen Temperaturen verflüssigter Gase (im Fall von flüssigem Methan z. B. — 160° C) ausgesetzt wird.

Erfindungsgemäß besteht die gegen die Ladung aus verflüssigten Gasen widerstandsfähige erste Sperrschicht aus einer Mehrzahl von Dreifachplatten 24, deren rechteckige Form von je einem längs des Plattenumfanges verlaufenden Aluminiumrahmen 25 begrenzt wird, der vorteilhaft aus U-förmigen, stranggepreßten Aluminiumschienen hergestellt ist. Wie F i g. 2 zeigt, besitzen die Dreifachplatten 24 innere und äußere Schichten 26 bzw. 27 aus Metall- oder Kunststoffolie, die mit den Rahmen 25 verschweißt oder anderweitig verbunden sind und durch gegen die Ladung widerstandsfähige, honigwabenartige Zwischenstücke 28 voneinander auf bestimmten Abständen von etwa 1,27 cm gehalten werden. Die honigwabenartigen Zwischenstücke 28 bestehen aus mit Glasfasern verstärktem Polyesterharz, mit Phenolharz getränktem Papier, Aluminium oder ähnlichem Werkstoff und tragen zur Festigkeit und auch zum Isoliervermögen der Dreifachplatten 24 bei, indem sie in den Platten einen toten Raum 29 schaffen. Zweckmäßig besitzen die Innen- und die Außenschichten 26 bzw. 27 und der Rahmen 25 ähnliche Wärmeausdehnungskoeffizienten. Aluminiumfolie von 0,63 mm Dicke ist ein sehr geeigneter Werkstoff für die ersten Sperrschichten 26, 27, wenn ein Aluminiumrahmen verwendet wird.

Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung werden die die erste Sperrschicht bildenden Dreifachplatten 24 unabhängig und nachgiebig von der zweiten Isolierschicht getragen. Zu diesem Zweck begrenzt jedes der Füllstücke 21 der raumbeständigen Isolierschicht 11 eine in der Form eines umgekehrten T ausgebildete offene Nut 23. Durch leichtes Festklemmen der unteren Flansche 30 zwischen einer in Längsrichtung verlaufenden, frei beweglich in der Nut 23 angeordneten Befestigungsplatte 31 aus Aluminium oder rostfreiem Stahl und der Fläche 1Γ der zweiten Sperrschicht werden die Platten 24 der ersten Sperrschicht von der zweiten Sperrschicht mit genügender Bewegungsfreiheit getragen, um gegen die letztere unabhängig verschiebbar zu sein.

Die Mutter 32 ist auf dem Schraubenbolzen 33, der von der Befestigungsplatte 31 aus nach innen durch die öffnung 34 in der Oberfläche 11' der zweiten Sperrschicht vorspringt, mittels der Unterlegplatte 35 leicht angezogen, welche letztere sich über die Ränder des Zwischenraumes 36 zwischen den Seiten der Außenflansche 30 einander gegenüberliegender Rahmen 25 hinaus erstreckt. Wenn die einander benachbarten Dreifachplatten sich durch Kälte zusammenziehen, vergrößert sich der Zwischenraum 36. Daher muß die Unterlegplatte 35 breit genug sein, um den Zwischenraum 36 zu überbrücken und unter allen Temperaturbedingungen bei den entsprechenden Spaltweiten ein lockeres Festklemmen zu gewährleisten. Vorteilhaft sind die die erste Sperrschicht bil-

Claims

denden Dreifachplatten an keiner anderen Stelle als an der Umfangsverbindung durch die Bolzen 33 an die Platten der zweiten Sperrschicht gebunden. Der ununterbrochene Zusammenhang der Platten der ersten Sperrschicht kommt erfindungsgemäß dadurch zustande, daß die einander gegenüberliegenden Innenflansche 37 benachbarter Rahmen 25 durch einen biegsamen Balg 38 aus ähnlichem Aluminiumblech wie die Innen- und Außenschichten 26 bzw. 27 der Dreifachplatten verbunden sind. Der Balg 38 ist mit den benachbarten Dreifachplatten verbunden und außerdem in den darin vorgesehenen Nuten 25' befestigt. Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung besitzt jedes der honigwabenartigen Zwischenstücke 28 eine Reihe von Öffnungen 41, die mit Öffnungen 42 in den einander gegenüberliegenden Teilen 46 der Rahmen 25 in Verbindung stehen. Auf diese Weise verläuft innerhalb einer jeden Dreifachplatte 24 ein ununterbrochener Kanal, der in unmittelbarer Verbindung mit den entsprechenden Kanälen in benachbarten Dreifachplatten steht und erfindungsgemäß zusammen mit diesen ein Netz zur Entdeckung von Undichtigkeiten bildet. Mit diesem Netz ist durch das Rohr 45 und die Öffnung 44 in der Schicht 26 aus Aluminiumfolie der ersten Sperrschicht unmittelbar ein Gasdetektor 43 verbunden, der ein etwaiges Auftreten von aus der Ladung stammenden Gasen sofort anzeigt. Die Schrumpfung der ersten Sperrschicht 13 wird 3<> erfindungsgemäß durch die Balgverbindungen der Dreifachplatten und die lockere oder biegsame Befestigung der Dreifachplatten an der zweiten Sperrschicht ermöglicht. Bei Einwirkung der tiefen Temperaturen des Frachtgutes kann sich jede der Dreifachplatten 24 frei und unabhängig von der raumbeständigen zweiten Sperrschicht zusammenziehen, wobei der Zwischenraum 36 zwischen benachbarten Rahmen 25 sich vergrößert. Durch die Bälge 38 wird der ununterbrochene Zusammenhang der ersten Sperrschicht gewahrt, da die Bälge eine genügende Übergröße besitzen, um die benachbarten Platten auch dann noch zu überbrücken, wenn sich der Abstand der Platten durch Kontraktion vergrößert und auch die Bälge selbst sich infolge der tiefen Temperatur zusammenziehen. Die Unterlegplatte 35, die lang genug ist, um eine lose klemmende Berührung mit den benachbarten Rahmenflanschen 30 aufrechtzuerhalten, sorgt für die unabhängige Abstützung der Dreifachplatten durch die zweite Sperrschicht und gestattet dabei eine Verschiebung der Dreifachplatten gegenüber den Platten der zweiten Sperrschicht. Durch die unabhängige Befestigung der ersten an der zweiten Sperrschicht wird eine hochgradige Sicherheit gegen Versagen erreicht, da ein Versagen der zweiten Sperrschicht nicht zu einem entsprechenden Versagen der ersten Sperrschicht führt und auch ein Versagen der ersten Sperrschicht nicht zu einem Versagen der zweiten Sperrschicht führt. Diese hochgradige Sicherheit wird noch weiter durch das Netz zur Anzeige von Undichtigkeiten erhöht, welches sich in den Platten der ersten Sperrschicht befindet und eine unmittelbare Warnung gibt, wenn Gas durch die erste Sperrschicht hindurchleckt. Das neue Isoliersystem kann in äußerst wirksamer Weise gebaut werden. Während die zweite Isolier schicht fortschreitend aufgebaut wird, können die Dreifachplatten der ersten Isolierschicht über den Platten der zweiten Isolierschicht angeordnet und mit einem Minimum an Arbeitskraft an ihnen befestigt werden. Der geschlossene isolierte Behälter gemäß der Erfindung ist daher äußerst zuverlässig und fehlersicher. Patentansprüche:

1. Wärmeisolierter Behälter zur Lagerung tiefsiedender verflüssigter Gase, wie Methan, bei Atmosphärendruck mit einer ersten zusammenhängenden Sperrschicht, welche an einer zweiten Sperrschicht angebracht ist, die ihrerseits an einem äußeren starren Gehäuse befestigt ist und aus Ende an Ende und Seite an Seite angeordneten raumbeständigen Isolierplatten besteht, die an ihren Stoßstellen über Füllstücke dicht miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Sperrschicht (13) aus Dreifachplatten (24) gebildet ist, die aus um ihren Umfang laufenden U-förmigen Rahmen (25) bestehen, an deren als Außen- (30) und Innenflansche (37) ausgebildeten Schenkeln äußere bzw. innere Schichten (27; 26) aus Folienmaterial befestigt sind, die in an sich bekannter Weise durch honigwabenartige Zwischenstücke (28) in Abstand voneinander gehalten sind, und daß die Innenflansche (37) der Rahmen (25) durch biegsame Bälge (38) miteinander verbunden sind, während die Außenflansche (30) der Rahmen (25) mit Hilfe von an den Füllstücken (21) der zweiten Sperrschicht (11) angebrachten Befestigungsmitteln (31, 32, 33) und mit diesen zusammenwirkenden Unterlegplatten (35) derart an die zweite Sperrschicht (11) angedrückt sind, daß sich die erste Sperrschicht (13) gegenüber der zweiten (11) frei und unabhängig bewegen kann.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen (25) an den gegenüberliegenden Teilen (46) öffnungen (42) und die Zwischenstücke (28) in an sich bekannter Weise Öffnungen (41) aufweisen, die mit den öffnungen (42) in den Rahmen (25) in Verbindung stehen und zusammen mit diesen ein Kanalnetz in den Dreifachplatten (24) bilden, an welches ein Gasdetektor (43) angeschlossen ist.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel aus einer in dem Füllstück (21) der zweiten Sperrschicht (11) vorgesehenen Nut (23) angeordneten Befestigungsplatte (31), einem sich von der Platte (31) nach innen durch die Oberfläche (11') der zweiten Sperrschicht (11) und zwischen den benachbarten Rahmen (25) hindurch erstreckenden Schraubenbolzen (33) und einer auf dem Schraubenbolzen sitzenden Mutter (32) bestehen, welche die Unterlegplatte (35) auf den Außenflanschen (30) der gegenüberliegenden Rahmen (25) festklemmt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1162 473;
USA.-Patentschriften Nr. 2 983 401, 3 099 362.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 689/164 11.67 ® BundesdruckereiBerlin