DE2016442C3 - Lagertank für tief siedende verflüssigte Gase - Google Patents

Description

Dte Erfindung betrifft einen Lagertank für tiefsiedende verflüssigte Gase mit einem mit Isoliermaterial gefüllten Doppelmantel mit einer Innen- und Außenwand und mit einem inneren und äußeren Boden, von denen der innere Boden auf unter gegenseitigem Abstand angeordneten und auf dem äußeren Boden aufstehenden Stützen abgestützt und in sich gewellt ist.

Bei solchen Lagertanks ist der Raum zwischen der Innen- und der Außenwand des Mantels und zwischen den beiden Böden mit einem Wärmeisoliermaterial gefüllt. Bekannt ist ein solcher Lagertank, bei dem der innere Boden aus in Radialrichtung verlaufenden und konisch gewölbten Materialstreifen besteht, die an ihren in Radialrichtung verlaufenden Kanten miteinander verbunden sind. Durch diese Wölbung erhäh der innere Boden Elastizität in Umfangsrichtung und Dehnungen und Zusammenziehungen können aufgefangen werden, die in Umfangsrichtung verlaufen. In anderen Richtungen, z. B. in radialer Richtung verlaufende Materialspannungen werden jedoch nicht aufgefangen und können zu die Festigkeit des Materials übersteigenden Beanspru chungen führen (USA.-Patentschrift 2 451 486).

Bekannt ist ein weiterer Lagertank mit einem inne ren und einem äußeren Boden. Aus dem inneren Bo den sind nach einem quadratischen Schema verlau fende und sich kreuzende Rippen herausgewölbt Diese Rippen haben eine verhältnismäßig schmäh Basis und an den Kreuzungspunkten dieser Rippei treten Spannungskonzentrationen auf. Das Materia

ίο neigt hier zum Reißen. Der innere Boden wird weitei auf seiner gesamten Unterseite von Isoliermateria abgestützt. Er ist daher nicht frei beweglich, und ar einer Stelle auftretende Materialzusammenziehunger oder -dehnungen können nicht frei auf andere Bo

denabschnitte übertragen werden und sich damit aus gleichen (USA.-Patentschrift 3 088 621).

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt dei Erfindung die technische Aufgabe zugrunde, einer Lagertank zu schaffen, bei dem in sämtlichen Rieh-

so turtgen im inneren Boden auftretende Spannunger aufgefangen und ausgeglichen werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Lagertank der eingangs genannten Gattung vor, daß der innere Boden mit schwach gewellten

as Wellungen und mit diese schneidenden weiteren Wellungen versehen ist und die Stützen zwischen den Senken der Wellungen angeordnet sind.

Diese in verschiedenen Richtungen verlaufenden Wellungen können Materialzusammenziehungen

oder -dehnungen auffangen, indem sie etwas steiler werden oder sich etwas verflachen. Die nur zwischen den Senken der Wellungen angeordneten Stützen behindern diese Ausgleichsbewegungen nicht. Es kommt hinzu, daß das Material des inneren Bodens niemals an einer einzigen Stelle gleichzeitig sowohl in der einen als auch in der anderen Richtung ausgewölbt oder gerippt ist. Gefährliche Spannungskonzentrationen werden damit vermieden. Alles dies hat zur Folge, daß der innere Boden die zu Materialdeh-

nungen oder -zusammenziehungen führenden Temperaturschwankungen der in den Tank eingelagerten verflüssigten Gase auffangen und ohne Materialbrüche verarbeiten kann.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß die im inneren Boden verlaufenden einen Wellungen kreisringförmig und konzentrisch angeordnet sind und die weiteren Wellungen radial verlaufen. Damit ergibt sich eine herstellungstechnisch noch verhältnismäßig einfach auszubildende Konstruktion.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß die kreisringförmigen Wellungen die radialen Wellungen etwa senkrecht kreuzen.

Zum Vermeiden einer punktförmigen Belastung an denjenigen Stellen, an denen der innere Boden abgestützt wird, sieht die Erfindung in einer weiteren Ausgestaltung vor, daß die oberen Enden der Stützen abgerundet und an die Form der auf ihnen abgestützten Abschnitte des inneren Bodens angepaßt sind.

Zweckmäßig weisen die Stützen Zwischenräume auf, in weiche die radialen Wellungen locker eingepaßt sind. Damit können sich die Spannungen auch über den Bereich einer einzigen Wellung hinaus ausgleichen.

Für die Ausgestaltung der Stützen sieht die Erfindung in zweckmäßigen Ausgestaltungen vor, daß diese aus gebogenen Metallstangen mit gewölbten Oberseiten, aus Betonteilen oder aus Holzteilen bestehen.

hen, die den Wellungeii 30 sehr ähnlich sind und die einen schwach gewellten Umriß aufweisen. Die Senken der Wellungen sind zwischen benachbarten Stutzen 19 angeordnet. . Bei dem in Fi g. 1 dargestellten Tank sind die Scitenwände des inneren Mantels mit schwach gewellten Wellungen versehen. In manchen Fällen reicht es aus, die Wellungen nur im Boden 15 anzuordnen. Die Stützen 14 und 19 können aus isolierendem Be-

Die Erfindung wurde insbesondere für die Verwendung zum Speichern verflüssigter Gase beschrieben. Die Tanks sind aber auch zum Speichern gewöhnlicher flüssiger Materialien brauchbar, die bei höheren oder niedrigeren Temperaturen als die Umgebungstemperatur gespeichert werben. Die Tanks können auch als Schiffstanks verwendet werden, wie z.B. zum Transport von verflüssigtem Erdgas oder

von anderen kalten Flüssigkeiten in Schiffen. „,^ ^„^,. „

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Aus- io ton hergestellt werden. Eine körnige Isolierung 21, führungsform wird die Erfindung nun weiter be- wie z.B. aufgeblähter Vermiculit oder Perlit, kann schrieben. In der Zeichnung ist zwischen den Stützen 14 und 19 angeordnet werden,

Fig- 1 ein senkrechter Schnitt durch einen Teil um Boden und Wände zu isolieren. Der innere Boeines im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen den 15 und die Wände 18 und 31 werden, durch in und von einem Erddamm umschlossenen Lagertanks, »5 der oberen Oberfläche der Stützen 14 und 19 an-Fig. 2 in größerem Maßstab ein senkrechter geordnete Metallaschen 22 an diesen befestigt, so

daß die Ausdehnung und Zusammenziehung der Metallplatten auf den örtlichen Bereich zwischen diesen ortsfesten Stellen beschränkt wird. .

Wie Fig.3 zeigt, sind die Stützen 14 mit Zwischenraum angeordnet. Der Zwischenraum ist mit einer Isolierung 23 gefüllt und bildet einen Platz fur Wellungen 24 im inneren Boden 15. Der Boden 15

„ . ist mit einer Vielzahl solcher Wellungen 24 versehen,

Fig. 6 ein Fig. 5 ähnlicher Schnitt bei Verwen- 35 weiche die Wellungen 30 gewöhnlich seitlich oder dune von Stützen anderer Form, ungefähr senkrecht kreuzen und im allgemeinen dem

schwach gewellten Umriß der Wellungen 30 angepaßt sind. Außerdem können sich die Wellungen 24 längs der gegenüberliegenden Seitenwände 31 des inneren Mantels erstrecken und können, im wesentlichen bis zum oberen Ende dieser gegenüberliegenden

Schnitt durch den inneren und äußeren Boden,

F i g. 3 ein Schnitt entlang der Schnittlinie 3-3 in Fig. 2,

F i a. 4 eine Aufsicht, teilweise im Schnitt, auf den ao inneren Boden eines Lagertanks mit kreisförmigem Qut.chnitt,

T Id. 5 ein senkrechter Schnitt entlang der Schnittlinie 5-5 in Fig.4,

F 1 g. 7 eine Endansicht auf eine Holzstütze,

F1 g. 8 eine Ansicht auf diese Stütze in Richtung der Linie 8-8 in Fig. 7,

F i g. 9 eine Endansicht einer anderen Stütze,

fig. 10 eine Endansicht einer noch anderen Stütze,

F i g. 11 die Seitenansicht einer noch anderen Stützenform und

Fig. 12 eine Einzelansicht der bei der Ausführungsform nach F i g. 6 verwendeten Stützen.

Gemäß den F i g. 1 und 2 weist der Tank einen äußeren Metallboden 10 und Seitenwände 11 und 18 auf. Die Seitenwände 11 und 18 sind unter einem

Wände verlaufen, um dadurch die seitliche Ausdehnung dieser Wände während der Temperaturschwankungen zu ermöglichen.

Das aus Metallplatten bestehende Dach 25 wird an seinem Umfang durch einen senkrechten Wandabschnitt 26 abgestützt, der sich rund um alle vier Außenseiten des Tanks erstreckt. Säulen 27 stützen das Dnch 25 zusätzlich ab. Zugstangen 28 sind an ih-

Winkel nach außen geneigt und werden durch einen 40 ren unteren Enden mit dem inneren Boden 15 und Erddamm 12 abgestützt. Der Boden 10, die Seiten- an ihren oberen Enden mit dem Dach 25 verbunden, wände 11 und 18 können aus Blech oder Platten aus um den Tank zu versteifen, so daß er einem inneren Kohlenstoffstahl hergestellt werden. Eine Vielzahl Druck widerstehen kann, der etwas größer ist als der von im Abstand liegenden Reihen von Stützen 14 Umgebungsdruck. An der Innenseite des Daches 25 sind auf der Innenseite des äußeren Bodens 10 an- 45 ist eine isolierende Decke 29 aufgehängt. geordnet. Die Stützen 14 sind in waagerechter Rieh- Ein gemäß den Fig. 1 bis 3 ausgebildeter Tank

wird während der Temperaturschwankungen eine minimale oder überhaupt keine Zusammenziehung

der Umfangsabmessung des inneren Bodens 15 auf -

tung verlängert, sie erstrecken sich nach oben und weisen am oberen Ende eine abgerundete Oberfläche

auf. Die Stützen 14 sind in gleichen oder ungleichen _..

Abständen voneinander und in parallelen Reihen an- 50 weisen. Infolgedessen wird kein Zug der Tankwände

geordnet. nach innen erfolgen, wie es bei einem ebenen Boden

Der innere Boden 15 des inneren Mantel= aus Me- der Fall wäre.

tailblech oder Metallplatten ruht auf den Stützen 14 Der Boden 15 des inneren Mantels kann aus Aluauf. Der innere Boden 15 ist auf diese Weise zwi- miniumplatten mit einer Dicke von 4,68 mm hergeschen bcnächbaücn Stützen 14 aufgehängt. Der Bo- 55 stellt werden, welche an den Stützen 14 aufgehängt den 15 weist eine Vielzahl von länglichen Wellungen werden, die in einem Abstand von etwa 2,4 m liegen.

30 auf, die einen unteren Teil oder eine Senke 16 Die Senken 16 der Wellungen können einen Haibund einen oberen Teil oder einen Grat 17 aufweisen, messer von 1,5 bis 1,8 m aufweisen, während die Alle Wellungen sind so geformt, daß sie einen Grate einen Halbmesser von etwa 1,2 m aufweisen schwach gewellten Umriß aufweisen. Die Senken 16 60 können. Wie Fig. 3 zeigt, können die Wellungen 24 sind zwischen benachbarten Stützen 14 angeordnet. in einem Abstand von etwa 2,4 m angeordnet werden Die Wellungen 30 können sich in der Längsrichtung und eine Tiefe von etwa 15 cm und eine Breite von längs der gegenüberliegenden Seitenwände 18 des in- etwa 15 cm aufweisen. Während der Abkühlung und neren Mantels bis zu deren oberen Kanten erstrek- der Erwärmung des Tanks wird sich der Krümken. Außerdem sind die beiden gegenüberliegenden 65 mungshalbmesser der Wellung 24 verändern, Wände 31 des inneren Mantels an Stützen 19 aufge- Bei der Konstruktion des Tanks können vorgehängt, die den Stützen 14 ähnlich sind. Die Wände formte ausgepreßte Wellungen 24 an ihrem Platz an-

31 des inneren Mantels sind mit Wellungen 21 verse- geordnet und ihre Enden durch Stumpf schweißung

verbunden werden. Hierauf können die übrigen inneren Mantelteile angebracht werden. In vielen Fällen ist es nicht erforderlich, die schwach gewellten WeI-lungcn vorzuformen, wenn die verwendeten Metallplatten genügend biegsam sind, um eine solche Formgebung während der Anbringung zu ermöglichen, z.B. wenn für den inneren Boden Aluminium verwendet wird.

Die Fig.4 und 5 veranschaulichen einen zylindrischen Tank. Er weist einen ebenen kreisförmigen äußeren Boden 40 auf, von welchem sich äußere zylindrische Mantelwände 41 aufwärts erstrecken, die ein Dach abstützen. Der Tank weist einen inneren Mantel auf, der aus dem Boden 42 und der senkrechten zylindrischen Wand 43 besteht. Der innere Boden 42 ist mit einer Reihe fortschreitend größerer, kreisförmiger, schwacher Wellungen 46, 47 und 50 versehen. Eine mittlere Stütze 44, die auf dem äußeren Boden 40 axial angeordnet ist, bildet zusammen mit der ersten kreisförmig angeordneten Reihe von Stützen 45 Mittel, an welchen die erste kreisförmige Wellung 46 des inneren Bodens 42 aufgehängt ist. Die nächstfolgende kreisförmige Wellung 47 ist zwischen den kreisförmig angeordneten Reihen der Stützen 45 und 48 aufgehängt. Diese bestehen aus gebogenem Metallrohr, dessen untere Enden mit einem Basisteil 49, z.B. aus Gußbeton, verbunden oder in denselben eingebettet sind. Die aufeinanderfolgenden Stützen 45 und 48 liegen im Abstand voneinander, um eine kreisförmige Anordnung zu bilden, die relativ zum Mittelpunkt des Tanks axial angeordnet ist.

Die äußere kreisförmige, schwache Wellung 50 wird auf der Innenseite von den Stützen 48 getragen, während der äußere Rand nach oben gebogen ist, um sich an die Seitenwand 43 des inneren Mantels anzuschließen. Deren unterer Rand wird durch eine Reihe von Stangen 51 abgestützt, die in eine kreisförmige Basis 52 eingebettet sind.

Die schwachen kreisförmigen Wellungen 46, 47 und 50 sind den Wellungen 30 des inneren Bodens 15 gemäß Fig. 1 ähnlich, mit der Ausnahme, daß sie nicht parallel zueinander sind, sondern eine kreisförmige Anordnung aufweisen, wie F i g. 4 zeigt.

Zusätzlich zu diesen kreisförmigen Wellungen ist beim zylindrischen Tank gemäß den F ι g. 4 und 5 zumindest der innere Boden 42 in radialer Richtung intermittierend oder kontinuierlich gewellt, damit eine tangentiale Dehnung erzielt werden kann, ohne die äußeren Abmessungen und den Umfang des Tanks wesentlich zu verändern. Bei dem Tank gemäß F i g. 4 ist der ganze Boden in radialer Richtung gewellt. Die Anzahl der radialen Wellungen 56 in der kreisförmigen Wellung 46 ist von der Größe des Tanks und der Breite der kreisförmigen Wellung 46 abhängig. Die Anzahl der radialen Wellungen 56 kann jedoch beim Übergang von der inneren kreisförmigen Wellung 46 zur nächst benachbarten kreisförmigen Wellung 47 zunehmen und kann von dieser zur äußeren kreisförmigen Wellung 50 weiter zunehmen, um sich an die größere Ausdehnung anzupassen, die mit dem Abstand vom Mittelpunkt des Tanks zunimmt. Obwohl Fig.4 zeigt, daß die Anzahl der radialen Wellungen 56 mit jeder kreisförmigen Wellung zunimmt, ist dies nicht bei allen Tanks erforderlich, und es kann unter veränderten Betriebsbedingungen genügen, wenn zwei oder mehr kreisförmige Wellungen die gleiche Anzahl von radialen Wellungen 56 aufweisen. Es empfiehlt sich, die radialen Wcllungen 56 im inneren Boden 42 nach oben in die senkrechte zylindrische Wand 43 des inneren Mantels zu erstrecken, so daß sie einen festen Bestandteil derselben bilden. Solche Wellungen 56 ermöglichen die Ausdehnung und Zusammenziehung der Wand des inneren Mantels, ohne wesentliche Veränderung des Durchmessers oder der Umfangsabmessung des Tanks. Die Wellungen 56 können sich in senkrechter Stellung kontinuierlich rund um

ίο die ganze Wand erstrecken oder sie können intermittierend in genügender Anzahl und Tiefe angeordnet werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. In dem Doppelmantel ist die Isolierung 57 angeordnet. F i g. 6 veranschaulicht Stützen für den inneren Boden 15 oder 42. Eine Stütze 60 besteht aus einem Säulenteil 61 und einem breiteren Basisteil 62. Vom Säulenteil 61 erstrecken sich zwei Stangen 63 nach oben, welche eine gebogene Stange 64 tragen, an welcher der gewellte Boden 65 aufgehängt ist.

ao Fig. 6 zeigt noch eine andere Stütze, die eine Basis 66 aufweist, von welcher sich Stangen 67 nach oben erstrecken, um eine gebogene Stange 68 zu tragen, auf welcher der gewellte Boden 65 aufruht. Statt der Stangen 64 und 68 kann eine leicht gewölbte, längliche Platte verwendet werden, um den inneren Boden 65 aufzuhängen. Die äußere Stütze in Fig. 6 weist eine Basis 70 und einen Säulenteil 69 auf, von dem sich eine Stange 71 nach oben erstreckt, um den äußeren Umfang des inneren Bodens 65 und die Seitcnwand 43 abzustützen.

Neben den bereits in Verbindung mit den Fi p. I bis 6 und 12 beschriebenen kann eine große Zahl verschiedener Stützen verwendet werden, um den inneren Boden abzustützen. Wie die Fig.7 und 8 ?ci gen, sind drei Holzbretter 80 senkrecht nebencinander angeordnet. Zwischen dieser und der nächsten ähnlichen Brettergruppe sind ein unteres waage rech tes Abstandsbrett 81 und ein oberes waagerecht. Abstandsbrett 82 angeordnet, um eine Stütze für cL-r.

4c Boden zu bilden. Das obere Ende 83 dieser Stütze i-i gewölbt, um jenem Teil der Wellung des inneren B> dcns zu entsprechen, der auf ihr auflegt. Außerdem sind die oberen Enden der Bretter 80 abgerundet, un die Wellungen aufzunehmen und abzustützen. Diest Art der Stütze ist besonders nützlich, weil Holz billia ist und gute Isoliereigenschaften aufweist.

Fig. 9 zeigt eine Stütze, bei welcher drei Brctiesenkrecht nebeneinander angeordnet sind und durch senkrechte Bretter 86 zusammengehalten werden.

welche auch als Abstandsstücke dienen, um benachbarte ähnliche Reihen von Brettern im Abstand von einander zu halten. Das obere Ende 88 der Stütze ist gewölbt.
Fig. 10 veranschaulicht eine noch andere Stütze Die Bretter 90 und 91 kreuzen sich in der Nähe de' oberen Endes und sind am unteren Ende mit den Enden des waagerechten Brettes 92 verbunden. Die oberen Enden der Bretter 90 und 91 sind bei 93 ge wölbt.

Die Stütze gemäß F i g. 11 zeigt mehrere Betonteil« 95, die einen breiteren oberen Teil 96 aufweisen unc deren Oberseiten gewellt ausgebildet sind, um di( Wellungen 97 aufzunehmen. Die Stützen 95 könner nebeneinander angeordnet werden, entweder in par

allelen Reihen zwecks Verwendung in einem recht eckigen Tank oder kreisförmig zwecks Verwendunj in einem zylindrischen Tank. Der Zwischenraum 9' kann mit Isolierung ausgefüllt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Lagertank für tiefsiedende verflüssigte Gase mit einem mit Isoliermaterial gefüllten Doppelmantel mit einer Innen- und Außenwand und mi* einem inneren und äußeren Boden, von denen der innere Boden auf unter gegenseitigem Abstand angeordneten und auf dem äußeren Boden aufstehenden Stützen abgestützt und in sich gewellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Boden (IS; 42) mit schwach gewellten Wellungen (30; 46, 47, SO) und mit diese schneidenden weiteren Wellungen (24; 56) versehen ist und die Stützen (14; 44, 45, 48) zwischen den Senken der Wellungen (30; 46, 47, 50) angeordnet sind.

2. Lagertank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellungen (46, 47, SO) kreisringförmig und konzentrisch angeordnet sind und die weiteren Wellungen (56) radial verlaufen.

3. Lagertank nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisringförmigen Wellungen (46, 47, 50) die radialen Wellungen etwa senkrecht kreuzen.

4. Lagertank nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Enden der Stützen (44, 45, 48) abgerundet und an die Form der auf ihnen abgestützten Abschnitte des inneren Bodens (42) angepaßt sind.

5. Lagertank nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (44, 45, 48) Zwischenräume aufweisen, in welche die radialen Wellungen locker eingepaßt sind.

6. Lagertank nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (45, 48) aus gebogenen Metallrohren mit gewölbten Oberseiten bestehen.

7. Lagertank nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen aus Betonteilen (95) bestehen.

8. Lagertank nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen aus Holzteilen (80, 81, 82) bestehen.