DE202010013564U1 - Tank für Flüssiggastanker - Google Patents

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Abstract

Ladungsbehälter (unabhängige Tanks) für den Einbau in die Laderäume von Schiffen für den Flüssiggastransport (LNG) dadurch gekennzeichnet, das die unabhängigen Tanks in der Regel eine Quaderform haben, dessen sechs begrenzende Wände durch Trägerrostflächen gebildet werden, welche Trägerrostflächen aus einzelnen gleichartigen U-förmigen Bauelementen zusammengesetzt sind.

Description

  • Die derzeitigen Gastanker transportieren das Erdgas als Flüssiggas (LNG = Liquefied Natural Gas). Damit wird der flüssige Zustand des Methans (Methan als Hauptbestandteil des Erdgases) bei einem Druck von 1 bar und der Temperatur von –162°C bezeichnet und für den Transport genutzt. Die transportierte Masse an flüssigem Erdgas ist infolge der hohen Dichte, die Methan im flüssigen Zustand hat (0,425 kg/dm3), relativ hoch. Alle Zustände des Erdgases bei höheren Temperaturen und höheren Drücken führen wegen geringerer Dichte zu einer Abnahme der Erdgasmasse pro Transporteinheit.
  • Die Gastankschiffe fahren mit etwas geringeren Temperaturen als –162°C, um das während der Fahrt durch steigende Temperaturen eintretendes Abgasen zu verringern. Außerdem verschieben die im Erdgas enthaltenen höheren Homologe der Kohlenwasser-stoffe die Dampfdruckkurve für das Gemisch zu etwas höheren Temperaturen.
  • Zwei Formen des Transports haben sich international durchgesetzt. Das Kugeltanksystem (nach Moss-Rosenberg), bei dem annähernd kugelförmige Behälter aus legiertem Stahl oder Aluminiumlegierung mit einem Durchmesser von 40 m oder mehr zum Transport des flüssigen Gases genutzt werden. Die Kugeltanks sind schiffsunabhängige Tanks, selbsttragend und kein Bestandteil des Schiffskörpers. Die Membransysteme (von Gaztransport und Technigaz). Dabei handelt sich um Integraltanks, die in den Schiffskörper integriert und nicht selbsttragend sind und als Mem-brantanks ausgeführt sind.
  • Beide Systeme benutzen den oben erwähnten Betriebszustand mit 1 bar Druck und einer Temperatur von unter –162°C. Die Transportbehälter beider Systeme sind isoliert, um das verflüssigte Erdgas längere Zeit ohne Kühlung unter seinem Siedepunkt zu halten und den Kälteeinfluß auf das Transportsystem Schiffskörper zu verhindern. Damit wird eine Versprödung des Schiffskörpers vermieden, die bei Belastung zu seiner Zerstörung führen würde.
  • Der Nachteil dieser Transportsysteme ist, dass die damit ausgerüsteten Schiffe sehr bauaufwändig sind, mit langen Bauzeiten und hohen Kosten. Notwendige Reparaturen am Transportsystem können nur mit sehr hohem Kostenaufwand ausgeführt werden.
  • Zur Verbesserung des ökonomischen Problems gibt es eine Reihe von technischen Lösungen, die in Patenten beschrieben sind und die zum Teil im Bereich höherer Drücke arbeiten. Sie konnten sich jedoch bisher nicht durchsetzen, da mit den höheren Drücken entlang der Dampfdruckkurve von Methan gleichzeitig die Dichte der flüssigen Phase reduziert und damit die Transportmasse bei gleichem Transportvolumen verringert wird. Dazu gehört das Gebrauchsmuster DE 29824939 U1 mit liegenden Rohrcontainern im Schiff für LNG-Transport bei höheren Drücken. Im US-Patent 3,414,155 ist ein unabhängiger Tank mit Rohrwänden für den Gastransport von Flüssiggas bei Raumtemperatur beschrieben.
  • Eine neue Lösung für den Gastransport in Form von Flüssiggas wurde in der Gebrauchsmusterschrift 20 206 020 562.4 angegeben. Sie besteht aus röhrenförmigen Containern, gelagert in Containerstaugerüsten von Schiffen.
  • Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines für Schiffe geeigneten Transportsystems für flüssiges Erdgas, das im Vergleich zu bestehenden Systemen zu etwa gleichen Transportmassen kommt, in der Herstellung des Schiffes jedoch wesentliche Kosten einspart.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, für den Flüssiggastransport auf Schiffen als Massengut unabhängige Flüssiggastanks in Quaderform, angepasst an die Laderaumform des Schiffes einzusetzen, wobei Wände, Boden und Decke des Tanks in Leichtbauweise als geschlossene Trägerrostflächen aus faserverstärkten Kunststoffen ausgeführt sind.
  • Die geschlossenen Trägerrostflächen bestehen aus U-förmigen Bauelementen mit einem Steg und zwei Flanschen, die aneinandergereiht miteinander gasdicht verbunden werden, so dass die Stege eine gasdichte Fläche bilden. Die offene Innenseite der U-förmigen Bauelemente zeigt zum Innen- oder Außenraum des Tanks, ist mit Isolierstoff gefüllt und durch eine durchlaufende gasdichte Platte abgedeckt, die auf den Flanschen des U-Profils aufliegt. Diese durchlaufende gasdichte Platte kann eben sein oder auch strukturiert in der Form beispielsweise, daß sie zwischen den Flanschen zylindrisch geformt ist, mit der Zylinderachse parallel zu den Flanschen und mit der konkaven Seite zum Innenraum des Tanks.
  • Die Flüssiggastanks stehen auf Stützen geringer Wärmeleitfähigkeit, die auf dem Doppelboden befestigt sind. An den Tankseitenwänden angebrachte Stützen gegen Kräfte aus den Schiffsbewegungen, sind in geeigneter Form verstellbare Verankerungen geringer Wärmeleitfähigkeit die an der Schiffsinnenwand und an den Schotten befestigt sind. Diese Verankerungen basieren vorzugsweise auf bekannten Hydraulik-Zylindern, die eine Steuerung der Hydraulikkolben für zwei Betriebszustände besitzen, in denen sie arretiert werden können. Die Steuerung kann manuell oder automatisch erfolgen. Beide Betriebszustände betreffen die Fahrt auf dem Meer im Seegangszustand. Der eine Betriebszustand betrifft das beladene Schiff mit Tanks, die mit Flüssiggas gefüllt sind. Bei diesem Betriebszustand hat der Tank eine Temperatur von etwa –162°C und eine lineare Ausdehnung, die erheblich von dem Wert des Tanks im zweiten Betriebszustand, im Leerzustand des Tanks bei Raumtemperatur, abweicht.
  • Als Werkstoff für die Bauelemente des Tanks ist für die tiefen Temperaturen von –162°C oder darunter der Einsatz von faserverstärkten Kunststoffen vorgesehen, die eine ausreichende Festigkeit und Bruchzähigkeit für diese niedrigern Temperaturen haben und außerdem den Vorteil der geringen Masse und geringer Wärmeleitfähigkeit besitzen.
  • Ausführungsbeispiel
  • Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • 1 zeigt eine Ansicht einer Tankhälfte des in einem Schiff eingebauten Flüssigkeitstanks in Querschiffsrichtung mit Schiffsboden (2), Doppelboden des Schiffs (3), untere Abstützungen des Tanks im Schiff (5) und dem Boden des Tanks (6). 2 zeigt einen Querschnitt des in einem Schiff eingebauten Tanks in Querschiffsrichtung mit Außenhaut des Schiffs (1), Schiffsboden (2), Innenwand des Schiffs (4), obere Abstützung des Tanks im Schiff (5), von den Stegen der U-förmigen Bauelemente gebildeten Außenwand des Tanks (6), von der auf den Flanschen der U-förmigen Bauelemente aufliegenden durchlaufenden Platte gebildeten Innenwand des Tanks (7), Isolierstoff im Innenraum der U-förmigen Bauelemente (8), Schiffsdeck (9). 3 zeigt den Querschnitt einer Ecke des im Schiff eingebauten Tanks mit Außenhaut des Schiffs (1), Schiffsboden (2), Doppelboden des Schiffs (3), Innenwand des Schiffs (4), Abstützungen des Tanks im Schiff (5), von den Stegen der U-förmigen Bauelemente gebildeten Außenwand des Tanks (6), von der auf den Flanschen der U-förmigen Bauelemente aufliegenden durchlaufenden Platte gebildeten Innenwand des Tanks (7), Isolierstoff im Innenraum der U-förmigen Bauelemente (8).
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Schiffsaußenhaut
    2
    Schiffsboden
    3
    Schiffsdoppelboden
    4
    Schiffsinnenwand
    5
    Tankabstützungen
    6
    Steg der U-förmigen Bauelemente
    7
    Durchlaufende Platte
    8
    Isolierstoff
    9
    Schiffsdeck
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 29824939 U1 [0006]
    • - US 3414155 [0006]

Claims (9)

  1. Ladungsbehälter (unabhängige Tanks) für den Einbau in die Laderäume von Schiffen für den Flüssiggastransport (LNG) dadurch gekennzeichnet, das die unabhängigen Tanks in der Regel eine Quaderform haben, dessen sechs begrenzende Wände durch Trägerrostflächen gebildet werden, welche Trägerrostflächen aus einzelnen gleichartigen U-förmigen Bauelementen zusammengesetzt sind.
  2. Ladungsbehälter (unabhängige Tanks) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die durch die Flansche der U-förmigen Bauelemente gebildeten Innenräume mit den Öffnungen zur Innenseite des Tanks gerichtet sind und daß die Außenseite der aus den U-förmigen Bauelemente aufgebauten Trägerrostflächen eine gasdichte Fläche bildet.
  3. Ladungsbehälter (unabhängige Tanks) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet dass die Innenräume der U-förmigen Bauelemente der Trägerrostflächen mit Isolierstoff gefüllt sind und daß diese mit Isolierstoff gefüllten Innenräume der U-förmigen Elemente durch durchgehende Platten abgeschlossen sind, die eine gasdichte ebene Fläche auf der Tankinnenseite der Trägerrostfläche bilden.
  4. Ladungsbehälter (unabhängige Tanks) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass die gasdichte ebene Fläche auf der Tankinnenseite der Trägerrostfläche strukturiert sein kann, daß beispielsweise die Flächenteile der gasdichten Fläche zwischen den Flanschen der U-förmigen Bauelemente zylindrisch geformt sind, mit der Zylinderachse in Richtung parallel zu den Flanschen und das die konkave Seite dieser Flächenteile zum Inneren des Tanks gerichtet ist.
  5. Ladungsbehälter (unabhängige Tanks) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass die durch die Flansche der U-förmigen Bauelemente gebildeten Innenräume mit den Öffnungen zur Außenseite des Tanks gerichtet sind und daß die von den Stegen gebildete Innenseite der aus den U-förmigen Bauelemente aufgebauten Trägerrostflächen eine gasdichte Fläche bildet.
  6. Ladungsbehälter (unabhängige Tanks) nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet dass die Innenräume der U-förmigen Bauelemente der Trägerrostflächen mit Isolierstoff gefüllt sind und daß diese mit Isolierstoff gefüllten Innenräume der U-förmigen Elemente durch durchgehende Platten abgeschlossen sind, die eine gasdichte ebene Fläche auf der Tankaußenseite der Trägerrostfläche bilden.
  7. Ladungsbehälter (unabhängige Tanks) nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet dass die Tanks aus faserverstärkten Kunststoffen bestehen.
  8. Ladungsbehälter (unabhängige Tanks) nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet dass vorzugsweise in der Mitte des Tanks ein senkrechtes Rohr angeordnet ist, das auf dem Boden abgestützt ist und geeignete Öffnungen zum Be- und Entladen besitzt und das in der Decke gelagert ist und geeignete Öffnungen zum Gassammeln im Laderaum besitzt und das über der Decke in einen Dom zum Gassammeln mündet.
  9. Ladungsbehälter (unabhängige Tanks) nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet dass die Tanks in geeigneter Weise zu den Seitenwänden des Schiffskörpers abgestützt sind und dass diese Abstützungen vorzugsweise bekannte hydraulische Systeme sind und das diese hydraulischen Systeme eine Steuerung besitzen zur Anpassung der Abstützung an die Temperaturausdehnung der Tanks.
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