DE2429829C3

DE2429829C3 - Tieftemperaturbehälter für kryogene Flüssigkeiten»

Info

Publication number: DE2429829C3
Application number: DE2429829A
Authority: DE
Inventors: Kihei Katsuta; Tsutomu Matsumoto
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1973-06-22
Filing date: 1974-06-21
Publication date: 1979-08-16
Also published as: NO136551C; SE7408104L; US3927787A; SE400358B; CA1008788A; NL157704B; BE816739A; DK336274A; JPS5443726B2; NL7408432A; ES427540A1; IT1015277B; FR2234515A1; FR2234515B1; DE2429829A1; NO136551B; NO742213L; DE2429829B2; GB1421883A; JPS5020318A

Description

Die Erfindung betrifft einen Tieftemperaturbehälter für kryogene Flüssigkeiten, mit einem auf die obere Behälterwand aufgesetzten Lukendom, wobei die Behälterwände und der Lukendom an ihren Innenseiten mit einer Isolierung versehen sind, und der Lukendom eine dessen Außenwand umgebende elastische Dichtungsvorrichtung aufweist.

Bei einem bekannten Tieftemperaturbehälter dieser Art ist der Lukendom mit dem ihm zugeordneten Behälter fest verbunden bzw. bildet mit diesem Behälter eine nicht trennbare Einheit (DE-PS 12 95 402). Durch diese Konstruktion, die es dem Lukendom zwar ermöglicht, sich in bezug auf das Schiffsdeck aufwärts und abwärts zu verschieben, jedoch nicht in bezug auf den Tieftemperaturbehälter, wird der Lukendom den bei derartigen Behältern üblichen hohen Wärmespannungen unterworfen, die leicht dazu führen, daß am Übergang zwischen Dom und Behälterwand Risse auftreten, die den Behälter undicht machen und damit nicht nur eine Gefahr für die Schiffsbesatzung mit sich bringen, beispielsweise durch verflüssigtes, durch die Risse ausdampfendes Erdgas, sondern auch erhebliche Transportverluste verursachen können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die bekannte Konstruktion so auszubilden, daß Wärmespannungen an derartigen Behältern nicht zu den befürchteten Materialrissen führen und jederzeit eine wirksame Abdichtung zwischen Lukendom und Behälterwand aufrecht erhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgeinäß dadurch gelöst, daß der Lukendom frei auf und ab beweglich in einer öffnung in der oberen Wand des Behälters eingesetzt ist und durch seitlich am Lukendom angebrachte Pendelstützen auf der oberen Wand des Behälters abgestutzt ist, und daß die die Außenwand des Lukendoms umgebende Dichtung den Ringspak zwischen dem Lukendom und der oberen Wand des Behälters abdichtet

Durch diese Konstruktion bildet der Lukendom in bezug auf den Tieftemperaturbehälter eine in sich geschlossene, unabhängige Einheit, so daß Wärmespannungen zwischen ihm und der oberen Behälterwand, in

to die er eingesetzt ist, aufgrund des freien Bewegungsspiels vollständig beseitigt sind. Andererseits wird durch die Abdichtung zwischen Lukendom-Außenwandoberfläche und Oberfläche der oberen Behälterwand sichergestellt, daß der Behälterinhalt nicht durch den

is Ringspalt zwischen Lukendom und Behälterwandöffnung entweichen kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsvorschlags läßt sich der Ringraum, der durch den Lukendom, die obere Behälterwand und die Dichtung begrenzt wird, durch Isoliermaterial ausfüllen, und die Dichtung in Form einer flexiblen Membran ausbilden, die einerseits an der äußeren Umfangsfläche des Lukendoms und andererseits auf der Oberseite der oberen Behälterwand fest angebracht ist und die Auf- und Abbewegung des Lukendoms ermöglicht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine Querschnittsansicht einer Lukenkonstruktion bei einem herkömmlichen Tieftemperaturbehälter für kryogene Flüssigkeiten,

F i g. 2 eine Querschnittsansicht eines Schiffsrumpfes, der mit einem Tieftemperaturbehälter mit der erfindungsgemäßen Lukendomkonstruktion versehen ist, und

Fig.3 eine Querschnittsansicht der Lukendomkonstruktion des Behälters.

Die in F i g. 1 gezeigte bekannte Lukendomkonstruktion für Tieftemperaturbehälter kennzeichnet sich dadurch, daß die innere Wärmeisolierschicht c einer zu hohen Wärmebeanspruchung ausgesetzt wird, wodurch sich aufgrund der einteiligen Konstruktion von Lukendom a und Behältermantel b an den gebogenen Teilen c' Risse bilden können, die die Isolierwirkung erheblich

■»5 beeinträchtigen. Ein weiteres Problem besteht in der Schwierigkeit der Schaffung einer luftdichten Abdichtung des Deckels e, da sich der Flansch d des Lukendoms aufgrund der tiefen Temperatur der Flüssigkeit unregelmäßig verformen kann.

so Mit der anhand der Fig.2 und 3 beschriebenen erfindungsgemäßen Konstruktion werden nun die Nachteile der bekannten, in F i g. 1 gezeigten Konstruktion beseitigt. In F i g. 2 ist ein Schiffsrumpf in Querschnittsansicht gezeigt, der einen zur Lagerung von kryogenen Flüssigkeiten geeigneten Behälter aufweist, der mit einem Lukendom 4 ausgestattet ist. Der Schiffsrumpf ist mit einer undurchlässigen Schicht 3 aus einem tieftemperaturbeständigen Material versehen, das eine Wärmeisolierschicht 2 aus einem

ho Kunstharzschaum oder dergleichen auf der Innenseite der Behälterwand 1 oder des Schiffsrumpfes aufweist. Auf der oberen Wand la des Behälters befindet sich ein Lukendom 4, 4'. Die Behälterwand 1 besitzt auf der linken und auf der rechten Seite sowie auf <ier

h^ri Unterseite Ballasttanks 5.

Eine kryogene Flüssigkeit 6 befindet sich im Behälter bzw. wird von seiner Wandung 1 umschlossen und steht in enger Berührung mit der undurchlässigen Schicht 3

auf der Behälter-Innenseite. Die kryogene Flüssigkeit 6 kann durch eine Flüssigkeitsaustragsleitung 8 und den Lukendom 4 mit Hilfe einer unterhalb des Flüssigkeitspiegels befindlichen Pumpe 7 ausgetragen worden. Die Pumpe 7 wird über eine Leitung 9 mit Strom versorgt. Ein Sicherheitsventil 10, eine Flüssigkeitstransportleitung 11, Düsenleitungen 12 und 13 zur Kühlung des Behälters sowie eine Leiter 14 befinden sich im Deckel des anderen Lukendoms 4'.

Fig.3 zeigt Einzelheiten der Konstruktion im Außenumfangsbereich des Lukendoms 4. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist der Lukendom 4 in eine öffnung der oberen Wand la des Behälters so eingesetzt, daß er in dieser öffnung gleiten kann. Der Lukendom 4 wird von mehreren Pendelstützen 15 auf der Oberseite der oberen Wand la des Behälters getragen. Jede Pendelstütze 15 ist an ihrem unteren Ende mit einer öse 16 gelenkig verbunden, die am Umfang der in der oberen Wand la des Behälters befindlichen öffnung befestigt ist, während das obere Ende der Pendelstütze mit einer öse 17 in Gelenkverbindung steht, die ihrerseits am Außenumfang des oberen Teils des Lukendoms 4 befestigt ist

Die Innenseite des Lukendoms 4 ist mit einer Wärmeisolierschicht 18 ausgekleidet Ein Deckel 20 ist mit Befestigungsschrauben 19 luftdicht mit einem oberen Flansch 4a des Lukendoms 4 verschraubt. Auf der Innenseite des Deckels 20 befindet sich ebenfalls eine Wärmeisolierschicht 21. Der Deckel 20 weist eine Flüssigkeitsaustragsleitung 8 auf, die durch ihn hindurchläuft und in ihm durch Verschweißen luftdicht befestigt ist Eine äußere Verlängerung der Leitung 8 ist mit Wärmeisoliermaterial 22 umwickelt.

Der zwischen dem Lukendom 4 und der oberen Wand la des Behältermantels befindliche Ringspalt 23 wird mit Hilfe einer flexiblen Membran 24 luftdicht abgedeckt, die aus einem undurchlässigen Material besteht. Der obere Rand 24a der Membran 24 ist an der Außenumfangsfläche des Lukendoms 4 fest angebracht, während der untere Rand 24b der Membran mit der Oberseite der oberen Wand la des Behältermantels in fester Verbindung steht.

Der Ringraum 23, der durch den Lukendom 4, die obere Behälterwand la und die Membran 24 begrenzt wird, ist mit einem Wärmeisoliermaterial 25 gefüllt, das sich also auf der Innenseite der Membran befindet. Die flexible Membran 24 besteht entweder aus rostfreiem Stahl, Gummi oder Teflon, während das Wärmeisoliermaterial 25 ein Polyurathanschaum sein oder aus Gesteinswolle, Perlit ode r dergL bestehen kann.

Die oben beschriebene Konstruktion des Lukendoms 4 läßt sich auch für den anderen Lukendom 4' verwenden.

Wenn der Behälter mit einer kryogenen Flüssigkeit 6 gefüllt ist und die Temperatur im Behälter auf annähernd den Siedepunkt der Flüssigkeit 6 ansteigt, also im Falle von Methan auf —162° C, zieht sich die

ίο innere Wärmeisolierschicht 2 in der oberen Wand la des Behältermantels so zusammen, wie dies durch die gestrichelte Linie A in F i g. 3 dargestellt ist, während sich die innere Wärmeisolierschicht des Lukendoms zusammen mit dem Dom 4 zusammenzieht, so daß eine Verformung entsteht wie sie durch die gestrichelte Linie iiin F i g. 3 verdeutlicht wird. Da die Behälterwand 1 und die innere Wärmeisolierschicht 2 sowie der Lukendom 4 und dessen innere Wärmeisolierschicht 18 voneinander unabhängig sind, können sich in beiden Wärmeisolierschichten 2 und 18 keine Spannungsspitzen bilden, noch können irgendwelche Risse entstehen.

Der durch die flexible- Membran 24 über dem Ringspalt 23 bewirkte luftdichte Verschluß hindert durch Verdampfung entstehendes Gas daran zu entweichen und verwehrt jeden Luftzutritt ins Tankinnere, wobei darauf hinzuweisen ist daß die Tief temperaturflüssigkeit 6 ein verflüssigtes, brennbares Gas sein kann. Des weiteren wird die flexible Membran 24 durch das vorhandene Wärmeisoliermaterial 25 annähernd auf

jo Normaltemperatur gehalten, so daß ihre Elastizität durch die niedrige Temperatur nicht beeinträchtigt wird.

Der Deckel 20 für den Lukendom 4 läßt sich leicht auf den Lukendom aufpassen, da die mögliche Verformung des Lukendoms sehr viel geringer ist als bei den bekannten üblichen Konstruktionen, und selbst dann, wenn sie in verstärktem Maße auftreten sollte, regelmäßig sein wird.

Somit werden bei der hier beschriebenen Konstruktion eines Tieftemperaturbehälters für kryogene Flüssigkeiten, der einen auf die obere Behälterwand aufgesetzten Lukendom aufweist, Risse oder Brüche, wie sie in der Innenisolierung bekannter Behälter dieser Art häufig auftreten, vollständig vermieden. Der

Behälterdeckel läßt sich fest auf dem Lukendom anbringen, so daß ein hohes Maß an Sicherheit erreicht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tief tempera turbehälter für kryogene Flüssigkeiten, mit einem auf die obere Behälterwand aufgesetzten Lukendom, wobei die Behälterwände und der Lukendom an ihren Innenseiten mit einer Isolierung versehen sind, und der Lukendom eine dessen Außenwand umgebende elastische Dichtungsvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lukendom (4, 4') frei auf und ab beweglich in einer öffnung in der oberen Wand des Behälters (1) eingesetzt ist und durch seitlich am Lukendom angebrachte Pendelstützen (15) auf der oberen Wand (Xa) des Behälters abgestützt ist, und daß die die Außenwand des Lukendoms umgebende Dichtung (24) den Ringspalt (23) zwischen dem Lukendom und der oberen Wand des Behäiiers abdichtet.

2. Tieftemperaturbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (23), der durch den Lukendom (4,4'), die obere Behälterwand (Xa) und die Dichtung (24) begrenzt wird, durch Isoliermaterial (25) ausgefüllt ist.

3. Tieftemperaturbehälter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (24) eine flexible Membran ist, die aus einem undurchlässigen Material besteht und an ihrem oberen Rand (24a) mit der Außenumfangsfläche des Lukendoms (4) fest verbunden ist und an ihrem unteren Rand (24b) mit der Oberseite der oberen Wand (Xa)in fester Verbindung steht.