DE2112900B2

DE2112900B2 - Waermeisolierter zweischaliger membrantank zur aufnahme tiefsiedender verfluessigter gase

Info

Publication number: DE2112900B2
Application number: DE19712112900
Authority: DE
Inventors: Glover Robert Hornchurch Essex Jackson (Grossbritannien)
Original assignee: Conch International Methane Ltd., Nassau, Bahama-Inseln (Grossbritannien)
Priority date: 1970-03-19
Filing date: 1971-03-17
Publication date: 1973-07-26
Also published as: US3800970A; JPS5652474Y2; PL76330B1; MTP686B; SU361555A3; GB1302214A; FR2087783A5; FI53952B; DE2112900A1; BE764378A; DE2112900C3; ES389308A1; NO127771B; SE373650B; CA946301A; NL7103601A; JPS54146409U; FI53952C

Description

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Verbindung der Platten miteinander und der nach- fein sind mit den Schenkeln der Schienen vergiebigen Befestigung gegenüber dem äußeren starren schweißt. Dies bewirkt eine geweisse Aussteifung Mantel frei durchbiegen. Unbedingter Verlaß auf die und erleichtert die Verbindung der Decktafsln nut Funktion und Wartungsfreiheit sind eiforderlich, was den Verbindungsschienen, insbesondere wenn der praktisch nicht erreichbar ist. Verklemmen sich die 5 Steg der Verbindungsschienen einen Schienenkopf Verbindungsteile oder kommt es zu Ermüdungsbrii- hat, läßt sich das Verschweißen der Decktafelränder chen in den Isolierplatten, insbesondere an den de- mit den Schenkeln der Verbindungsschienen leicht fekten Verbindungsteilen, kanu es ztun Auftreten mit Hilfe von Schweißmaschinen bewerkstelligen, die von Lecks im Membrantank kommen mit der Folge, auf den Schienen geführt werden, daß das gespeicherte Flüssiggas zum äußeren starren io Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Füllstücke Mantel durchdringt, was zu dessen Bruch führen Längsnuten zur Halterung auf den äußeren Verbinkann, da der Mantel aus Kostengründen nicht aus dungsschienen aufweisen, in die deren Stege eingreikaltzähem Stahl gefertigt ist. Um die Gefahr von fen. Sie lassen sich so nicht nur auf den Verbin-Zwängungen im Spalt zwischen benachbarten Platten dungsschienen halten, sondern können den zwischen möeiichst niedrig zu halten, muß der Spalt mit elasti- 15 den Isolierplatten verbleibenden Spalt genz ausfülschem, nicht tragfähigem Wärmeisolationsmaterial, len. Auf dem Siegkopf können auch Klemmfedern z. B. Weichschaumkunststoff ausgefüllt sein, damit er vorgesehen sein, durch welche eine besonders ieste den Stirnkantenbewegungen der Platte folgt. Halterung der Füllstücke auf den äußeren Verbin-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dungsschienen gewährleistet ist Die Anbringung erwärmeisolierten zweischaligen Membrantank der ein- 20 folgt durch einfaches Aufstecken. gang's genannten Art mit einer inneren und einer au- Die zur Verwendung kommenden Isolierplatten ßcr· ". Membranschale zu schaffen, bei welchem eine können in bekannter Weise bei ihrer Herstellung erh· >hie Sicherheit gegen Bruch und Ermüdung an den evakuiert und/oder mit einem chemisch neutralen Verbindungsstellen der Platten untereinander und Gas gespült sein. Dann ist es zweckmäßig, wenn die mii dein äußeren Mantel erwartet werden kann und 35 äußeren und inneren Decktafeln jeder Platte längs dessen Herstellung ebenfalls einfach und preisgünstig ihrer Seitenwände dichtend miteinander verbunden möglich ist. sind. .

Zar Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei Um das gleichmäßige Ausrichten der Leisten des

dem eingangs genannten Membrantank vor, daß ein Gitterwerks zu erleichtern, sieht eine weitere Ausmi-

Stützrahmen in Form eines Gitterwerks aus Leisten 30 dung vor, daß der Stützrahmen über Stutzbocke am

an dem äußeren Mantel und auf diesem eine entspre- äußeren Mantel befestigt ist, mit denen der Abstand

chende äußere Rahmenkostruktion aus äußeren Ver- des Stützrahmens vom äußeren Mantel eingestellt

b.ndungsschienen befestigt ist, mit denen die äußeren werden kann. Diese Ausbildung ist besonders dann

Decktafeln an ihren Rändern unmittelbar unter BiI- vorteilhaft, wenn der starre äußere Mantel Unregei-

dung der äußeren Membranschale verbunden sind, 35 mäßigkeiten in Form von Wellungen autweisen

wozu tür die Platten öffnungen in dem Gitterwerk sollte. Zur zusätzlichen Abstützung der Isolierpiatten

vorgesehen sind, in denen die Platten unter Belas- können weitere Leisten vorgesehen sein, deren Mutz-

sung eines gleichmäßigen Spaltes angeordnet sind, flächen mit den Stützflächen der Leisten des Mutz-

der mit Füllstücken aus belastbarem Wärrneisola- rahmens fluchten.

tionsmaterial ausgefüllt ist, wobei auf den Füllstük- *o Als günstig hat sich schließlich auch bei dem zweiken eine entsprechende innere Rahmenkonstruktion schaligen Membrantank nach der Erfindung erwieaus inneren Verbindungsschienen befestigt ist, mit sen, wenn der äußere Mantel auf seiner Innenseite denen die inneren Decktafeln an ihren Rändern un- mit einer belastbaren wärmeisolierenden KonstruK-mittelbar unter Bildung der inneren Membranschale tion ausgekleidet ist, deren Innenflache die flauen verbunden sind 45 zusätzlich abstützt. Dann können die zusätzlichen Diese Ausbildung des Membrantanks hat den Vor- Leisten entfallen. Eine solche belastbare warmeisoteil, daß die Platten und ihr Wärmeisolationskern an lierende Konstruktion weist vorzugsweise Bereiche einer Verbiegung unter dem Einfluß der Temperatur aus einem Hartschaumkunststoff auf, die durcn trades Flüssiggases gehindert sind, so daß es auch kei- gende Rahmen aus massiven isolierenden iateln aoner Dehnungsverbindungen für die Decktafeln und 50 gegrenzt sind. . keiner Dehnungsfugen für die Membvanschalen so- Die Erfindung ist im folgenden an Hand einer wie keiner nachgieoigen Befestigungsteile für die Ab- schematischen Zeichnung an einem Austunrungsbeistützune der Platten am äußeren Mantel bedarf, wo- spiel näher erläutert, in der zeigt durch die Probleme, die bei den bekannten Mem- Fig. 1 einen teilweise weggebrochen gezeichneten brantanks auftreten können, entfallen. 55 Teilquerschnitt eines Membrantanks gemäß der br-

Hat der Membranbehälter ebene Wandflächen, so findung,

sollen deren Isolierplatten einen Kern aus belastbarem F i g. 2 einen vergrößerten Querschnitt durch eine

Wärmeisolationsmaterial enthalten und die an den Membrantankkante und

Kanten und Ecken vorgesehenen üblicherweise ge- Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines krümmten Platten vorzugsweise mit lockerem oder 60 Kreuzungspunktes, an dem vier Isolierpiatten zusam-

elastisch nachgiebigem Wärmeisolationsmaterial aus- menstoßen.

gefüllt sein. Der Membrantank 2 gemäß F1 g. 1 und 2 ist zwei-

Auch beim erfindungsgemäßen Membrantank ist schalig aus an einem äußeren starren ^Ma^{ntel 4}

es vorteilhaft, wenn die äußeren Decktafeln an den abgestützten wärmeisolierenden Platten 9 und 9 a ge-

Rändern überstehen, um so leichter mit den Verbin- 65 bildet, deren durch einen Kern 6 aus Warmeisola-

dungsschienen verbunden werden zu können. tionsmaterial, beispielsweise Balsaholz, voneinander

Vorzugsweise haben die Verbindungsschienen einen getrennte, dem Mantel 4 zugewandte äußere Deckta-

T-förmigen Querschnitt, und die Ränder der Deckta- fein 8 zu einer äußeren Membranschale 2 und deren

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dem Behälterinneren zugewandte innere Decktafeln 7 bzw. 26 an ihren Rändern, die nebeneinander zu lie-

zu einer inneren Membranschale 1 jeweils an ihren gen kommen und die ebenfalls aus duktilem Stahl ge-

Rändern mittelbar miteinander flüssigkeitsdicht ver- fertigt sind. Sie werden miteinander verschweißt,

bunden und gegenüber dem äußeren Mantel 4 abge- nachdem der Abstand der Leisten S vom äußeren

stützt sind. Die äußere und die innere Decktafel jeder 5 Mantel 4 durch das Ausfluchten der Leisten 5 richtig

Platte sind um ihre Stirnseiten herum durch Seiten- eingestellt worden ist. Dort, wo sich die Leisten 5

wände 10 dicht miteinander verbunden. Zur Verbin- des Stützrahmens kreuzen, ist eine kreuzförmige

dung der äußeren und inneren Decktafeln benach- Metallschiene 27 vorgesehen.

barter Platten miteinander ist ein Stützrahmen in Die Füllstücke 16 dienen außer zur Wärmeisolie-Form eines Gitterwerks auf Leisten 5 an dem äuße- 10 rung in den Spalten zwischen benachbarten Platten ren Mantel 4 und auf diesen eine entsprechende au- dazu, diese in ihrer richtigen La^e zu halten und koßere Rahmenkonstruktion aus T-förmigen äußeren men daher auch als Führungsstücke zur Wirkung. Verbindungsschienen 12 befestigt, mit deren Sehen- Wenn im Gebrauch des Membrantanks zu hohe Bekeln 13 die äußeren Decktafeln 8 an ihren Rändern anspruchungen auftreten, ermöglicht es jedoch insbeunmittelbar unter Bildung der äußeren Membran- 15 sondere an den Behälterrändern die Elastizität der schale 3 verschweißt sind, wozu für die Platten 9 und Seitenwände 10, daß sich die Platten 9 bzw. 9 α in 9 α sowie die Randplatten 28 öffnungen in dem Git- einem gewissen Ausmaß bewegen, damit sich die terwerk vorgesehen sind, in denen die Platten unter Randplatten 28 an den Kanten verformen können. Belastung eines gleichmäßigen Spaltes angeordnet Die Bewegungsmöglichkeit der Platten 9 kann dasind, der mit Füllstücken 16 aus belastbarem War- 20 durch vergrößert werden, daß man in ihnen Einlagen meisolationsmaterial, beispielsweise Balsaholz, aus- vorsieht, die z. B. aus verdichteter Isolierwolle bestegefüllt ist. Auf den Füllstücken 16 ist eine entspre- hen und zwischen den Rändern der Füllstücke 16 chende innere Rahmenkonstruktion aus inneren, und den Seitenwänden 10 der Platten 9 angeordnet T-förmigen Verbindungsschienen 19 befestigt, mit sind. Ferner kann man im Inneren der Platten 9,9 a deren Schenkeln 20 die inneren Decktafeln 7 an ih- 25 und 28 nahe den inneren Decktafeln 7 jeweils einen ren Rändern unmittelbar unter Bildung der inneren Streifen aus Kupfer anordnen, der beim Verschwei-Membranschale 1 verschweißt sind. Die Füllstücke ßen als Wärmesenke wirkt.

16 weisen Längsnuten 17 zur Halterung auf den au- Wie man F i g. 1 entnimmt, können zwischen den ßeren Verbindungsschienen 12 auf, in die deren Leisten 5 noch zusätzliche Stützböcke 29 vorgesehen Stege 14 eingreifen. Die äußeren Decktafeln 8 der 30 sein, die ebenso wie die anderen Stützböcke ausgebil-Platten 9 ragen über die Seitenwände 10 des Kerns 6 det sind. Sie tragen selbstverständlich keine Verbinaus Wärmeisolationsmaterial hinaus, damit jede dungsschienen 12. Den Raum 30 zwischen den Plat-Platte innerhalb einer öffnung des Gitterwerks so ten 9 und den Randplatten 28 einerseits sowie dem angeordnet werden kann, daß ihre Randabschnitte äußeren Mantel 4 andererseits kann man mit losem 11 die Leisten 5 teilweise überdecken und bis zu den 35 Wärmeisolationsmaterial füllen, z. B. mit Schlacken-Schenkeln der Verbindungsschienen 12 reichen. Die wolle oder einem körnigen Isolierstoff. Man kann im Decktafeln und die Verbindungsschienen bestehen Raum 30 auch eine belastbare Wärmeisolationskonaus einem duktilen Werkstoff, wie einer Eisen-Nik- struktion vorsehen. Diese kann eine Rahmenkonkel-Legierung, die sich durch einen niedrigen War- struktion aus massiven isolierenden Tafeln, z.B. medehnungskoeffizienten auszeichnet Die Verbin- 40 Balsaholz, sein und Räume abgrenzen, die mit einem dungsschienen haben am Stirnende ihrer Stege eine starren geschäumten Kunststoff, z.B. Polyurethan, Verdickung 15, die einen Schienenkopf bildet, auf ausgefüllt sind. Sieht man eine solche belastbare der eine Schweißmaschine beim Verschweißen der Wärmeisolation auf der Innenseite des äußeren Man-Decktafeln mit den Verbindungsschienen geführt tels vor. sind die zusätzlichen Stützböcke 29 nicht erwerden kann. Im Grand der Längsnut 17 weist das 45 forderlich.

Füllstück 16 zur besseren Halterung auf den äußeren Der Kern 6 der Platten 9 und die Füllstücke 16 Verbindungsschienen 12 noch eine Klemmfeder 18 können aus beliebigem belastbarem Wärmeisolationsauf, die über die Verdickung 15 der Verbindungs- material bestehen, das vorzugsweise einen relativ niedschiene schnappt. rigen Koeffizienten aufweisen soll, wie dies beispiels-Die Leisten 5 sind über Stützböcke 21, 22. 23 am 5° weise bei Balsaholz der Fail ist. Grundsätzlich lassen äußeren Mantel 4 befestigt, mit denen der Abstand sich jedoch auch Materialien mit höherem Wärmedes Stützrahmen* vom äußeren Mantel eingestellt aasdehnungskoefnzienten verwenden, wie beispiels- werden kann. Diese bestehen aus einer an der Unter- weise geschäumtes Polyurethan, dessen Wärmedehserte der Leiste 5 angreifenden Metallschiene 21 ans mmgskoeffizient S- bis !Oma! größer als der von Baiduktilem Werkstoff, einem diese abstutzenden Hart- 55 saholz ist. Solches Wärmeisoiationsmateria] verwenholzklotz 22 sowie einem Schuh 23, in den der Hart- det man. wenn die Platten aasgeschäumt sein sollen, holzklotz 22 eingreift. F i g. 3 entnimmt man, daß die wobei man gegebenenfalls ein Bewehrungsgitter vor-Wände des Schuhs 23 Schlitze 24 aufweisen, durch sehen kann. Für die Lagerang oder den Transport die nicht dargestellte Schrauben in den Hartholzklotz von verflüssigtem Erdgas wird noch eine dasfaser-22 führen. Dadurch kann der Abstand zwischen der 60 verstärkung zwischen den Rändern der Platten und Stützfläche jeder Leiste 15 und dem starren äußeren den Seitenwinden vorzusehen sein. Um die Neigung Mantel 4 innerhalb der durch die Länge der Schlitze der Platten, bei der Temperatur von Flüssiggasen ir-24 bestimmten Grenzen eingestellt werden, so daß folge des steilen TenetturgradienUn über die T;idie Stützflächen aller Leisten 5 in Frachtung mitein- feidicke durchzubiegen, entgegenurken, können ander gebracht werden können. Sowohl die Schienen 65 die Platten auch in Wabenkonstruktion ausgebildet 21 als auch die Schuhe 23 haben dünne Stege 25 seht, wobei die Wabenöffnungen ausgeschaunrt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

kennzeichnet, daß die belastbare wärmeisolie- Patentansprüche: rende Konstruktion Bereiche aus eisern Hart- schaumkunststoff aufweist, die durch tragende

1. Wärmeisolierter zweischaliger Membrantank Rahmen aus massiven isolierenden Tafeln abzur Aufnahme tiefsiedender verflüssigter Gase, s gegrenzt sind.

der aus an einem äußeren Mantel abgestützten

wärmeisolierenden Platten gebildet ist, deren ■

durch einen Kern aus Wärmeisolationsmaterial

voneinander getrennte, dem Mantel zugewandte Die Erfindung betrifft einen wärmeisolierten zweiäußere Decktafeln und deren dem Behälterinne- io schaligen Membrantank zur Aufnahme tiefsiedender ren zugewandte innere Decktafeln jeweils an ihren verflüssigter Gase, der aus an einem äußeren Mantel Rändern mittelbar miteinander flüssigkeitsdicht abgestützten wärmeisolierenden Platten gebildet ist, verbunden sind, wobei ein verbleibender Spalt deren durch einen Kern aus Wärmeisolationsmaterial zwischen den benachbarten Stirnseiten der Plat- voneinander getrennte, dem Mantel zugewandte äuten mit Wärmeisolationsmaterial ausgefüllt ist, 15 ßere Decktafeln und deren dem Behälterinneren zudadurch gekenazeicb.net, daß ein gewandte innere. Decktafeln jeweils an ihren Rändern Stützrahmen in Form eines Gitterwerks aus Lei- mittelbar miteinander flüssigkeitsdicht verbunden ist. sten (5) an dem äußeren Mantel (4) und auf die- wobei ein verbleibender Spalt zwischen den benachsem eine entsprechende äußere Rahmenkonstruk- barten Stirnseiten der Platten mit Wärraeisolationstion aus äußeren Verbindungsschienen (12) befe- 20 material ausgefüllt ist.

stigt ist. mit denen die äußeren Decktafeln (8) an Derartige Membrantanks für verflüssigtes Erdgas

ihren Rändern unmittelbar unter Bildung der au- sind aus den deutschen Patentschriften 1 229 562 ßeren Membranschale (3) verbunden sind, wozu und 1 272 323 bekannt. Nahe den Rändern jeder äufür die Platten (9, 9 a, 28) öffnungen im Gitter- Seren Decktafel sind an deren Außenseiten nachgiewerk vorgesehen sind, in denen die Platten unter 25 bige Befestigungsteile vorgesehen, welche die Platten Belassung eines gleichmäßigen Spaltes angeord- im Abstand zum starren äußeren Mantel halten und net sind, der mit Füllstücken (16) aus belastba- seitliche Ausdehnungsbewegungen zulassen. Zuminrem Wärmeisolationsmaterial ausgefüllt ist, wo- dest die innere Decktafel jeder Platte, vorzugsweise bei auf den Füllstücken (16) eine entsprechende aber auch die äußere Decktafel ragt über die Ränder innere Rahmenkonstruktion aus inneren Verbin- 30 des Kerns aus Wärmeisolationsmaterial hinaus und dungsschienen (19) befestigt ist, mit denen die in- ist mit der inneren bzw. der äußeren Decktafel der neren Decktafeln (7) an ihren Rändern unmittel- angrenzenden Platte verbunden. Die Decktafeln der bar unter Bildung der inneren Membranschale (1) Platten bestehen aus Metallblech, das an den übei verbunden sind. den Wärmeisolationskern hinausragenden Seiten

2. Membrantank nach Anspruch 1, dadurch 35 etwa im rechten Winkel abgebogen ist. Die abgebogekennzeichnet, daß die Verbindungsschienen gcnen Bleche einander benachbarter Platten sind (12, 19) einen T-förmigen Querschnitt haben und durch biegsame Bleche miteinander verbunden, die die Ränder der Decktafeln (7, 8) mit den Sehen- mit ihren entsprechend abgebogenen Rändern an den kein (13, 20) der Schienen verschweißt sind. jeweiligen Plattenrändem befestigt sind. Dadurch

3. Membrantank nach Anspruch 1 oder 2, da- 40 kann beim Zusammenbau des Membrantanks eine durch gekennzeichnet, daß die Füllstücke (16) flexible Verbindung zwischen jeweils einander be-Längsnuten (17) zur Halterung auf den äußeren nachbarten Platten hergestellt werden. Der zwischen Verbindungsschienen (12) aufweisen, in die deren den Wärmeisolationskernen einander benachbarter Stege (14) eingreifen. Platten verbleibende Spalt zwischen den flexiblen

4. Membrantank nach einem der Ansprüche 1 45 Verbindungen der inneren und äußeren Decktafeln bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren ist mit Wärmeisolationsmaterial ausgefüllt. Die Befe- und inneren Decktafeln (8, 7) jeder Platte (9, 9 a, stigungsteile, welche die Platten in Abstand vom 28) längs ihrer Seitenwände (10) dicht miteinan- starren äußeren Mantel halten und seitliche Ausdehder verbunden sind. nungsbewegungen der Platten zulassen, bestehen aus

5. Membrantank nach einem der Ansprüche 1 50 Gewindebolzen, die einerseits über Verbindungsteile bis4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützrah- mit den äußeren Decktafeln verbunden und anderermen über Stützböcke (21, 22, 23) am äußeren seits mit dem äußeren starren Mantel verschraubt Mantel (4) befestigt ist, mit denen der Abstand sind. Die Verbindungsteile bestehen dabei aus an den des Stützrahmens vom äußeren Mantel (4) einge- Decktafeln angebrachten Kugelpfannen, wobei jede stellt werden kenn. 55 in einer Kugelpfanne gelagerte Kugel mit einem Ge-

6. Membrantank nach einem der Ansprüche 1 windebolzen verbunden ist. Alternativ können die bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur zusätzli- Verbindungsteile aus in sich geschlossenen Bügeln chen Abstützung der Platten (9, 9 a) weitere Lei- ovalen Querschnitts bestehen, die s.n einer Stelle 'listen (29) vorgesehen sind, deren Stützflächen mit res Außenumfangs mit den Decktafeln und an dei den Stützflächen der Leisten (5) des Stützrah- 60 gegenüberliegenden Stelle ihres Außenumfangs rni mens fluchten. den Gewindebolzen verbunden sind. Die Verbin

7. Membrantank nach einem der Ansprüche 1 dungsteile können schließlich als Federn ausgebilde bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere sein, die einerseits: mit den Gewindebolzen und iin Mantel (4) auf seiner Innenseite mit einer belast- dererseits mit der Decktafel verbunden sind.

baren wärmeisolierenden Konstruktion ausgeklei- 65 Bei diesen bekannten Membranbehältern könrtei

det ist, deren Innenfläche die Platten (9, 9 a, 28) sich die Isolierplatten unti;r dem Einfluß des steilei

zusätzlich abstützt. Temperaturgradienten über der Dicke der TaIeIi

8. Membrantank nach Anspruch 7, dadurch ge- beim Speichern von Flüssiggas wegen der flexible!