DE1931749C3

DE1931749C3 - Zylindrischer Tank zur Aufnahme tiefsiedender verflüssigter Gase

Info

Publication number: DE1931749C3
Application number: DE1931749A
Authority: DE
Inventors: Jean Saint-Cloud Hauts De Seine Alleaume (Frankreich)
Original assignee: TECHNIGAZ PARIS
Current assignee: TECHNIGAZ PARIS
Priority date: 1968-07-11
Filing date: 1969-06-23
Publication date: 1973-10-11
Also published as: DE1931749A1; DE1931749B2; FR1586392A; NL6909964A; GB1272312A; JPS5021687B1; NO131002C; ES389298A1; NO131002B; US3562977A; SE354336B; ES369231A1

Description

Erhöhung der Wirtschaftlichkeit einstückig aus- ehern bzw. schwach legiertem Stahl. Der Innenbehälgebildet, von einfacher geometrischer Form und ter ist so auch bei den sehr tiefen Temperaturen vervon möglichst homogener Beschaffenheit sein; flüssigter Gase beständig. Der Zwischenmantel kann 3. wie der Außenmantel sollen der Innenbehälter billiger hergestellt werden, da er von den Tieftempe- und die wärmeisolierende Schicht den gesamten 5 ramren im Tankinnenraum bereits durch die wärme-Tankinnenraum unter Möglichkeit thermischer isolierende Schicht getrennt ist. Andererseits wird Verformungen vollständig umgeben, wobei zweckmäßig auch für den Zwischenmantel ein ' 4. die vollständig abgeschlossene wärmeisolierende schwach legierter Stahl verwendet, wenn der ein ho-Schicht derart mit dem Tankinnenraum in Ver- hes Temperaturgefälle bedingende Außenmantel aus bindung zu halten ist, daß die Verbindung ohne io armiertem Beton eine recht dicke Betonwand ist oder die Gefahr einer Funktionsstörung stets wirk- wegen tiefer Außentemperaturen im Winter auch bei sam ist dünneren Betonwänden sehr niedrige Temperaturen Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- auch am Zwischenmantel zu erwarten sind, löst, daß der Außenmantel in an sich bekannter Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann der In-Weise aus armiertem Beton besteht und das Dach 15 nenbehälter mit in die Membranbleche eingearbeiteaus kegelstumpfförmigen Teilen des Außenmantels, ten Dehnfalten versehen sein. Solche Dehnfalten erder wärmeisolierenden Schicht und des Innenbehäi- möglichen es den Wänden des Innenbehalters bei ters gebildet ist, wobei zur Verbindung des Gasrau- Temperaturänderungen, wie sie beim Befüllen oder mes de;. Innenbehalters mit der wärmeisolierenden Entleeren des Tanks auftreten, thermische Dehnbe-Schicht wenigstens ein Rohr dient und die Innen- 20 wcgungen durchzuführen, ohne daß sich in den fläche des aus armiertem Beton bestehenden Außen- Membranblechen innere Spannungen aufbauen, die mantels vollständig von einem Zwischenmantel aus zu Materialermüdungen oder einer Undichtigkeit des Stahlblech überdeckt ist. !nnenbehälters führen könnten. Die Dehnfalteii wer-Da also das Dach des Tanks den gleichen Aufbau den vorzugsweise so ausgebildet, daß sie zum .^Iank' wie der übrige Teil und eine einfache kegelige Form 25 innenraum vorstehen und ein Netz aus zwei sicn aufv\e>t, die in einer Ebene abwickelbar ist, wird ei- senkrecht schneidenden untereinander parallelen nerscit> die Konstruktion, d. h. die Ausführung des Dehnfaltenscharen bilden.

Außenmantels aus armiertem Beton und insbeson- Als Material für die wärmeisolierende Schicht ist dere die Errichtung ihrer Schalung erheblich verein- Perlit besonders geeignet. Bei Perlit handelt es sicn facht, andererseits für eine ausgezeichnete Wärme- 30 um einen losen, körnigen WärmeisolierstoH,aer isolation auch im Bereich des Dachs gesorgt, so daß leicht zwischen den Innenbehälter und den Z-wikein Scliwimmdeckel zwischen dem in der flüssigen schenmantel eingebracht werden kann und bei ausge-Phase befindlichen Gas und dem Gasraum im Tank- zeichneten wärmeisolierenden Eigenschaften einem iniunraum verwendet werden muli Der die Innen- Druckausgleich zwischen Innenbehälter und wa; >iefläche des Außenmantels vollständig überdeckende 35 isolierender Schicht nicht im Wege steht. Zwischenmantd aus Stahlblech stellt eine zweite wir- In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise kungsvolle und billige Dichtungssperre dar. Diese veranschaulicht, und zwar zeigt die einzige rigur bietet außerdem den Vorteil, daß sie beim Herstellen einen Vertikul-.chnitt durch einen stationären lamc des Außenmantels aus armiertem Beton gleichzeitig zur Speicherung verflüssigten ^Erdgases -» einem die Rolle der inneren Schaltung zu übernehmen ver- 40 über dem Atmosphärendruck liegenden Dna κ. mag, was die Konstruktion des Tanks weiter verein- Hin Beispiel für ein Gas. das bei einer von aer facht und verbilligt. Eine zweite Dichtungssperre Umgebungstemperatur stark abweichenden sehr nieastellt der auf Grund der Dachkonstruktion vollstän- rigen Temperatur verflüssigt gespeiuien ^w""^c" dig geschlossene Innenbehälter dar, der also in die- kann, ist Methan. Auch fur andere Konienwassersem Falle vollständig dicht ist. Um den Innenbehäi- 45 stoffe ist diese Lagerungstechnik gut geeignet, ter dennoch aus elastischen Membranblechen ausbil- Der selbsttragende Außenmantel 1 ist bei kleinen den zu können, muß wieder die wärmeisolierende Gefäßen Eisenbeton, bei großen Gefäßen aus_ vorge-Schicht auf eine einen Druckausgleich ermöglichende spanntem Beton oder auch aus einer Kombination Weise mit dem Tankinnenraum verbunden sein. Das von beiden gefertigt. Die Verwendung von Beton ist geschieht wirkungsvoll durch die Verwendung wenig- 50 besonders bei großen Behaltern, die ein hassungsverftens eines Rohres, das die Wandung des Innenbe- mögen von über 10 000 m» ^aufwei^_n ^vom _A X'" hälters durchsetzt, und zwar dort, wo im Innenbehäi- schaftlichen Standpunkt sehr interessant. Uer A ter der Gasraum liegt. Eine solche Verbindung ist mantel hat im allgemeinen ^ει"^"^¹⁶"^Β° baulich äußerst einfach und überdies ständig funk- Seilenwände in Form eines Zvlinde ^s 2 tionswirksam. Da das Rohr im Innenbehälter in den 55 Achse. Das Dach ist kegelstumpfformg ausgebildet Gasraum mündet, besteht keine Gefahr des Eindrin- und schließt an d.e Seitenwand ^unmi«^elba^ⁿ gens von flüssigem Gas in die wärmeisolierende In den Außenmantel 1 ist ein Innenbehälter2 einSchicht oder umgekehrt von Teilchen der wärmeiso- gestellt, der aus elastischen Membranblechen besteht, lierenden Schicht in den Tankinnenraum. Auch kann die beispielsweise aus dünnem rostfreiem Stah bestcdas in den Gasraum mündende Rohr nicht irgendwie 60 hen. Der Innenbehälter weist v,°™{P^we'*· ™^er Abverlegt und dadurch funktionsuntüchtig gemacht stand parallelverlautende Dehn ^n auf ^d'e zum werden. Zuverlässig ist damit dafür gesorgt, daß der Tankmncnraum mn vorstehen «nfl vonden en w t

her vom gleichen Druck beauf- 65

Zweckmäßig besteht der Innenbehälter aus rost- ters 2 aufzunehmen. Die den Innenbehäi freiem Stahl und der Zwischenmantel aus gewöhnli- den Membranbleche sind so von inneren

1 if

Spannungen frei, was zu einer höheren Lebensdauer und längeren Dichtheit des geschlossenen Innenbehälters führt.

Zwischen Innenbehälter 2 und der Innenseite des Außenmantels 1 ist eine wärmeisolierende Schicht 3 vorgesehen. Sie besteht aus einem Wärmeisolierstoff niedrigen spezifischen Gewichts und begrenzter Druckfestigkeit. Insbesondere ist Perlit als Wärmeisolierstoff geeignet, der neben den guten wärmeisolierenden Eigenschaften leicht und billig ist. Die wärmeisolierende Schicht 3 umgibt den Innenbehälter 2 ringsum. Dadurch ist überall für eine gute Wärmeisolierung gesorgt.

Die Innenfläche des aus armiertem Beton bestehenden Außenmantels 1 ist vollständig von einem Zwischenmantel 4 aus Stahlblech bedeckt. Der Außenmantel 1 aus Beton würde an sich Gase durchlassen. Deren Entweichen ist aber unerwünscht und könnte auch zu einer Korrosion der Eisenarmierung im Beton führen. Der die Innenfläche des Außenmantels vollständig bedeckende geschlossene Zwirchenmantel 4 stellt eine Dichtungssperre dar, die den unerwünschten Gasaustritt sicher verhindert. Gleichzeitig kann der Zwischenmantel 4 bei der Herstellung des Tanks als Innenverschalung für den aus armiertem Beton gefertigten Außenmantel 1 dienen und so die Herstellung vereinfachen. Da der Zwischenmantel 4 auf der Innenfläche des Außenmantels 1 und damit außerhalb der wärmeisolierenden Schicht 3 liegt, wird er nicht den gleichen tiefen Temperaturen ausgesetzt wie der Innenbehälter 2. Der Zwischenmantel 4 kann deshalb aus gewöhnlichem Stahl bestehen. 1st jedoch die den Außenmantel 1 bildende Betonwand dick und führt zu einem hohen thermischen Gefälle oder sind andererseits den Zwischenmantel 4 erreichende tiefe Außentemperaturen im Winter zu erwarten, so wird der Zwischenmantel 4 vorzugsweise aus einem schwach legierten Stahlblech gefertigt.

Der Innenbehälter 2 ist mit verflüssigtem Erdgas 5 gefüllt. Im Innenbehälter 2 bildet sich dabei über dem verflüssigten Erdgas 5 ein Gasraum 6 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels aus. Da das verflüssigte Erdgas S bei einem über dem Atmosphätendruck liegenden Druck gespeichert wird, die den Innenbehälter 2 bildenden Membranbleche und die wärmeisolierende

ίο Schicht 3 aber nur eine begrenzte Druckbelastbarkeit haben, muß der Tankinnenraum im Innenbehälter 2 mit'dem von der wärmeisolierenden Schicht 3 eingenommenen Raum ständig in Verbindung stehen. Dadurch wird erreicht, daß der im Inneren des Innenbehälters 2 herrschende Druck auch in der wärmeisolierenden Schicht 3 herrscht und die den Innenbehälter 2 bildenden Membranbleche so von beiden Seiten vom gleichen Druck beaufschlagt werden. Hierfür ist nun wenigstens ein den Gasraum 6 des Innenbehälters 2 mit der wärmeisolierenden Schicht 3 verbindendes Rohr 7 vorgesehen, das den dichten Innenbehälter 2 durchsetzt und beispielsweise an seinen beiden Enden offen ist. Da das Rohr 7 im Gasraum 6 des Innenbehälters 2 mündet, wird verflüssigtes Erd-

gas 5 nicht in die wärmeisolierende Schicht 3 eindringen. Der Druck wird in die wärmeisolierende Schicht 3 vielmehr durch das Gas übertragen, das die aus lockerem Material bestehende wärmeisolierende Schicht 3 überall hin sofort durchdringen kann und

so für einen guten Druckausgleich sorgt. Die den Innenbehälter 2 bildenden Membranbleche müssen se keinem Druckgefälle standhalten. Der Druck auf ihren beiden Seiten ist vielmehr der gleiche. Andererseits wird der im Innenbehälter 2 herrschende Druck über den Zwischenmantel 4 wirkungsvoll auf den au: armiertem Beton bestehenden Außenmantel 1 übertragen und von diesem aufgenommen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

hälters in ständiger Verbindung. Dadurch muß der Patentansprüche: Innenbehälter nicht einer besonderen Drtickbela- stung gewachsen sein, und es isi aus gleichen Grun-

1. Zylindrischer Tank zur Aufnahme tiefsie- den auch nicht erforderlich daß die wärmeisoliedender verflüssigter Gase bei einem über dem At- 5 rende Schicht an den Seiten des Behalters Kräfte aulmosphärendruck liegenden Druck mit einem star- zunehmen in der Lage ist Dafür genügt der_ starr* ren, selbsttragenden Außenmantel, einer auf des- selbsttragende Außenmantel, der aus Metall besteht sen Innenseite angebrachten wärmeisolierenden Der starre, selbsttragende Außenmantel aus Metall Schicht, auf welcher sich seinerseits ein aus ist aber relativ kostspielig und muß überdies durch Membranblechen gebildeter, elastischer Innenbe- xo aufwendige Maßnahmen vor korrodierenden tintlushälter abstützt, und mit einem diese Bauteile sen der Witterung oder aggressiver Medien von überdeckenden Dach, wobei die wärmeisolie- außen geschützt werden. Auch das sphärische Dach rende Schicht mit dem Gasraum des Innenbehäl- in Form einer Kugelkalotte stellt eine aufwendige ters in ständiger Verbindung steht, dadurch Konstruktion dar und ist überdies nicht isoliert. Desgekennzeichnet, daß der Außenmantel (1) *5 halb liegt auch der obere Rand des Innenbehalters in an sich bekannter Weise aus armiertem Beton frei und ist so beweglich. Das erschwert die Konbesteht und das Dach aus kegelstumpfförmigen struktion und birgt das Risiko in sich, daß die den Teilen des Außenmantels (1), der wärmeisolie- Innenbehälter bildenden Membranbleche nicht voU renden Schicht (3) und des Innenbehalters (2) ge- ständig an der wärmeisolierenden Schicht abgestut/i bildet ist, wobei zur Verbindung des Gasraumes *o sind. Das kann wieder zu Überbeanspruchungen der (6) des Innenbehalters (2) mit der wärmeisolie- elastischen Viembratifläche und zu deren Zerstörung renden Schicht (3) wenigstens ein Rohr (7) dient führen. Eine weitere Belastung der den Innenbehäl und die Innenfläche des aus armiertem Beton be- ter bildenden Membranbleche entsteht dadurch, daH stehenden Außenmantels (1) vollständig von diese ohne Dehnfalten glattilächig ausgebildet sind, einem Zwischenmantel (4) aus Stahlblech über- as so daß therm;sche Dehn- und Schrumpfbewegungen deckt ist. nicht stattfinden können, sondern zu inneren Wärme-

2. Tank nach Anspruch 1, dadurch gekenn- spannungen in den den Innenbehälter aufbauenden zeichnet, daß der Innenbehälter (2) in an sich be- Membranhlechen führen. Das Dach des bekannten kannter Weise aus rostfreiem Stahl und der Zwi- Tanks isi nicht wärmeisoliert. Es muß deshalb cm schenmantel (4) aus gewöhnlichem bzw. schwach 30 wärmeisolierender Schwimmdeckel vorgesehen sein, legiertem Stahl besteht der gelegentlich zu Funktionsstörungen beim Füllen

3. Tank nach Anspruch I oder 2, dadurch ge- und Entleeren des Tanks führt. Um solche Funkkennzeichnet, daß der Innenbehälter (2) in an tionsstörungen hintanzuhalten, muß der Schwimm sich bekannter Weise mit in die Membranbleche deckel einen deutlich kleineren Durchmesser als der eingearbeiteten Dehnfalten versehen ist. 35 Innenbehälter haben, was wiederum die Isolatiom-

4. Tank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- wirkung vermindert und zu Wärmeverlusten über das kennzeichnet, daß die wärmeisolierende Schicht nicht wärmeisolierte, metallische Dach führt. Der (3) in an sich bekannter Weise aus Perlit besteht. Schwimmdeckel könnte außerdem einen Druckausgleich zwischen dem Gasraum des Innenbehälters

40 und dem von der wärmeisolierenden Schicht auf der

-Außenseite des Innenbehälters eingenommenen

Raum verhindern oder doch erschweren. Es werden deshalb in den Seitenwänden des Innenbehälters öff-

Die Erfindung bezieht sich auf einen zylindrischen nungen für den Gasaustausch vorgesehen. Diese öff-

Tank zur Aufnahme tiefsiedender verflüssigter Gase 45 nungen führen aber zu einem Eindringen der Füll-

bei einem über dem Atmosphärendruck liegenden flüssigkeit auch in die wärmeisolierende Schicht, was

Druck mit einem starren, selbsttragenden Außen- unerwünscht ist und eine vollständige Reinigung des

mantel, einer auf dessen Innenseite angebrachten Tanks unmöglich macht. Auch kann das verflüssigte

wärmeisolierenden Schicht, auf welcher sich seiner- Gas durch Teilchen des körnigen Wärmeisolierstoffes

seits ein aus Membranblechen gebildeter, elastischer 50 verschmutzt werden, die durch die öffnung in das

Innenbehälter abstützt, und mit einem diese Bauteile Innere des Innenbehalters einfallen. Überdies stellen

überdeckenden Dach, wobei die wärmeisolierende auch die öffnungen in den Seitenwänden des Innen-

Schicht mit dem Gasraum des Innenbehälters in behälters einen Gasaustausch noch nicht sicher, da

ständiger Verbindung steht. sie unter Umständen vom Schwimmdeckel weitge-

Em bekannter Behälter dieser Art besteht aus 55 hend abgedeckt sind. Ein unvollständiger Gasaus-

einem vorzugsweise zylindrischen Außenmantel, der tausch führt aber zu Druckbelastungen der elasti-

oben mit einem Dach in Form einer sphärischen sehen Membranflächen, denen diese nicht gewachsen

Kuppel abgedeckt ist. In den Außenmantel ist ein zy- sind. Das stellt eine weitere Funktionsunsicherheit

lindrischer, oben offener Innenbehälter eingestellt. dar.

Zwischen die Innenseite des Außenmantels und den 60 Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Tank Innenbehälter ist eine wärmeisolierende Schicht ein- der eingangs genannten bekannten Bauart so auszugebracht, die beispielsweise aus einem losen, körni- gestalten, daß er den folgenden Anforderungen bzw. gen Wärmeisolierstoff, wie Perlit besteht. Da der In- Bedingungen genügt: .

nenbehälter oben offen ist, werden die ihn bildenden 1. Sein Auöenmantel soll auf Grundseiner eigenen elastischen Membranbleche vom Druck des im Tank 65 Beschaffenheit gegenüber Witterungs- und Korenthaltenen verflüssigten Gases auf beiden Seiten be- rosionseinflüssen unempfindlich sein;
aufschlagt: Die wärmeisolierende Schicht steht näm- 2. sein Außenmantel soll zur Vereinfachung und lieh auf diese Weise mit dem Gasraum des Innenbe- Verbilligung der Konstruktion und damit zur