DE3025619A1

DE3025619A1 - Doppelwandiger behaelter fuer fluessiggas

Info

Publication number: DE3025619A1
Application number: DE19803025619
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Dyckerhoff and Widmann AG
Current assignee: Walter Bau AG
Priority date: 1980-07-05
Filing date: 1980-07-05
Publication date: 1982-02-04
Also published as: JPS5743096A

Description

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PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. W. GOLIvWITZER · DTPL.-ING. F. W. 6740 LANDAU/PFALZ · IiANOSTRASSB 5

POSTFACH 2080 · TELEFOIf 06341/87000, Θ035 · TELEX 0453333 POSTSCHECK LTTDWIGSHAFEN 27 662-676 ■ DEUTSCHE BANK LANDAU 0215400 (BLZ 648 7OO 9S)

- 3 - 4. Juli 1980

Mr.

Dyckerhoff & Widmann Aktiengesellschaft, 8000 München 81

Doppelwandiger Behälter für Flüssiggas

Die Erfindung betrifft einen doppelwandigen Behälter zur Lagerung oder zum Transport von Flüssiggas nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Verflüssigte Gase werden im allgemeinen bei Normaldruck, also mit freiem Spiegel, aber bei sehr tiefen Temperaturen, flüssiges Erdgas z.B. bei etwa -162° C gelagert. Dabei stellt bei solchen Behältern der Innentank den eigentlichen Speicherbehälter dar. Er bildet die primäre, der Außentank die sekundäre Sicherheitshülle. Wenn der Innentank ein Leck erleiden sollte, wird das Flüssiggas durch den Außentank am unmittelbaren Austritt in die Umwelt gehindert.

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AIs sicherheitsrelevantes Bauwerk muß ein derartiger Behälter nicht nur für die Beanspruchungen des normalen Betriebes , sondern auch für Störfälle ausgelegt sein. Außer einem Leckwerden des Innentanks, verbunden mit mehr oder weniger starker Gasentwicklung, sind als Störfallbeanspruchungen vor allem Explosionsdruckwellen/ z.B. aus chemischen Reaktionen, sowie Erdbeben und Prallstoßwirkungen, also hauptsächlich dynamische Einwirkungen zu berücksichtigen.

Die zur Lagerung verflüssigter Gase bekannten Behälter setzen sich meist aus sehr unterschiedlichen Bauelementen zusammen, nämlich einer ebenen Kreisplatte als Sohlelement, einer Kreiszylinderschale als Wandelement und einer flachen Kugelkalotte als Dachelement. Normalerweise besitzt nur einer der beiden Tanks, meist der Außentank, ein Dachelementj der Innentank ist meist oben offen.

Infolge dieser Ausbildung haben bekannte Behälter sowohl im primären, als auch im sekundären Sicherheitsbereich bedeutende Nachteile. Im Bereich der Übergänge von Sohl- und Dachelementen zu den Wandelementen entstehen hohe Zusatzspannungen. Dazu kommt, daß ein zu leichter Innentank durch Überdruck und durch Beschleunigungskräfte aus Explosionen und Erdbeben ab einer bestimmten Stärke im Wandbereich von seiner Unterlage abgehoben und an der gegenüberliegenden Stelle zugleich gestaucht werden kann, was weitere Zusatzbeanspruchungen zur Folge hat. Das Abheben des Innentanks könnte zwar durch eine Verankerung der Innentankwand in der Sohle des Außentanks verhindert werden. Damit würde aber die Sicherheit noch stärker beeinträchtigt werden, weil die in engem Abstand notwendigen Verankerungen nicht nur die Wärmedämmschicht im Bereich der Sohle durchdringen, sondern auch die an der Innenfläche des Außentanks notwendigen Dicht- und Isolierhäute.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Behälter der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß er sowohl im primären, als auch im sekundären Bereich die höchstmögliche mit derzeitigen technischen Mitteln erreichbare Sicherheit bietet.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Vorteile eines Behälters nach der Erfindung werden im primären Sicherheitsbereich vor allem in der durch die Form bedingt weitestgehend biegemomentenfreien Beanspruchung des Innentanks gesehen. Der Innentank kann geschlossen ausgebildet werden; dadurch kann auch der Zwischenraum zwischen Innen- und Außentank geschlossen sein und mit einer Füllung aus inertem Gas abgesichert werden. Ein weiterer Vorteil ist die auch im Bettungsbereich des Innentanks einheitlich als Schüttisolierung durchgehende und nicht durch Kältebrücken unterbrochene Wärmedämmschicht. Schließlich braucht eine Verankerung des Innentanks nicht vorgesehen zu werden.

Im sekundären Sicherheitsbereich folgt aus der im Aufriß im wesentlichen stetig gekrümmten Form eine sehr geringe Beanspruchung des Außentanks durch Biegemomente infolge von Explosionen und großflächig einwirkendem Kälteschock. Daraus resultiert eine größtmögliche Restdichtheit.

Der geschlossene und überdruckgesicherte Innentank macht ein Überlaufen oder überschwappen der Flüssigkeit in

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den Zwischenraum zwischen Innen- und Außentank unmöglich und beseitigt alle roll-over-Probleme. Der geschlossene und mit inertem Gas gefüllte Zwischenraum zwischen Innen- und Außentank ermöglicht zuverlässige Dichtheitskontrollen des Innentanks und erspart das unter Umständen problematische Freispülen der Wärmedämmschicht von Speichergas, wenn' der Tank warmgefahren werden muß.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Behälter nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt an der Stelle II nach Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 3 einen Teilquerschnitt des Behälters an der Stelle III nach Fig. 2 in größerem Maßstab,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel eines Behälters nach der Erfindung und

Fig. 6 einen Teilquerschnitt an der Stelle VI nach Fig. 5.

Der in Fig. 1 dargestellte Behälter 1 hat annähernd die Form eines Tropfens. Sowohl der Außentank 2, wie auch

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der Innentank 3 sind als Rotationskörper mit vertikaler Rotationsachse und weitgehend stetig gekrümmter Mantellinie ausgebildet. Der Außentank 2 aus Spannbeton mit kaltzäher Bewehrung kann entweder unmittelbar flach oder, wie in Fig. 1 dargestellt, mittelbar über Pfähle 4 tief gegründet und bei Bedarf im Gründungsbereich beheizt v/erden.

Im Außentank 2 ruht, in eine tragfähige Schüttisolierung 5 aus z.B. Blähton oder Blähschiefer gebettet, der geschlossene Innentank 3 aus kaltzähem Metall. Zur Vermeidung einer Beulgefahr ist der Innentank 3 im Bettungsbereich durch eine kalottenartig doppelt gekrümmte Stahlbetonplatte 6 mit kaltzäher Bewehrung verstärkt, mit der er schubfest, d.h. durch am Innentank angeschweißte und in die Betonplatte 6 eingebettete Bolzen 7 verbunden ist (Fig. 2), Dor Zwischenraum zwischen dem Innentank 3 und dem Außentank 2 ist auch außerhalb des Bettungsbereichs mit einer Schüttisolierung 8, z.B. aus Perlite, gefüllt.

Die gesamte Innenfläche des Außentanks 2 ist durch eine Dichthaut 9 geschützt, die im Grenzfall ein kaltzäher stumpfgeschweißter Verbundliner aus Stahlblech ist, und durch eine zusätzliche Isolierhaut 10 aus kaltzähem Polyurethanschaum. Zwischen der Schüttisolierung 5 und dei: Isolierhaut 10 ist eine lastverteilende Schicht 11 aus kaltzähem Beton vorgesehen, die ihre Last über Distanzhalter 12 durch die Isolierhaut 9 hindurch unmittelbar auf den Außentank 2 abträgt (Fig. 3, 4).

In Fig. 4 ist ein in der Form dem Behälter nach Fig. entsprechender Behälter 13 dargestellt, bei dem nicht nur der Außentank 14, sondern auch der Innentank 15 aus Spannbeton mit kaltzäher Bewehrung bestehen. Der Innentank 14 kann bei Bedarf an seiner Innenfläche noch mit einer Dichthaut

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versehen sein. Im übrigen ist der Behälter 13 in ähnlicher Weise aufgebaut und gegründet wie der Behälter 1.

Wenn, was nach der Erfindung ebenfalls möglich ist/ der Innentank aus einer Membrane ohne hydrostatisches Tragvermögen besteht, also z.B. aus einem Riffelblech, das auf Änderungen der Bedingungen mit Verformungen reagiert, wird zumindest die Schüttisolierung 8 durch ein selbsttragendes wärmedämmendes Material ersetzt.

Die Erfindung ist grundsätzlich nicht auf die in den Fig. 1 und 5 dargestellte Behälterform beschränkt. Man kann daran zahlreiche, dem Fachmann entsprechend der beabsichtigten Anwendung naheliegende Abänderungen vornehmen, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Je nach Lagerungs- oder ümweltbedingungen können auch höhere, schlankere Formen gewählt werden, solange die Krümmungen stetig oder zumindest weitgehend stetig sind und die Membranform von Innen- und Außentank gewährleistet sind. Die vor allem bei hohen schlanken Membranformen hoch beanspruchte Schüttisolierung im Bereich der Bettung kann dann durch wärmedämmenden Leichtbeton mit entsprechender Festigkeit ersetzt werden.

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Claims

DIPIi.-ING. W. GOIiI^WITZEB · DIPL.-INTG. F. W. MOLL·
6740 LANDAtT/PFAIiZ · LANGSTRAS8E 5
POSTFACH 2080 - TELEFON 06341/87000, G035 · TELEX 0*53333 POSTSCHECK LTTDWIGSHAFEti 27 5β2-β7β · DEUTSCHE BANK LANDAU O2I54OO (BLZ 548 700 93)
4. Juli 1980 Mr.

Dyckerhoff & Widmann Aktiengesellschaft, 8000 München 81

Doppelwandiger Behälter für Flüssiggas

Patentansprüche

( Λ JDoppelwandiger, im Grundriß zumindest annähernd kreisförmiger Behälter zur Lagerung oder zum Transport von insbesondere bei Normaldruck verflüssigten Gasen, z.B. LNG, mit einem Innentank als primäre und einem Außentank aus Spannbeton als sekundäre Sicherheitshülle sowie einer zwischen beiden Tanks angeordneten Wärmedämmschicht, dadurch gekennzeichnet, daß beide Tanks (2, 3 bzw. 14, 15) im Aufriß eine im wesentlichen stetig gekrümmte Form, eine soge-

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nannte Membranform, besitzen.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innentank (3 bzw. 15) wie bzw. als ein Druckbehälter geschlossen ausgebildet ist.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Innentank aus Metall, vorzugsweise kaltzähem Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß der Innentank (3) im Bettungsbereich zur Aussteifung mit einer Stahlbetonplatte (6) schubfest verbunden ist.

4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innentank (3) als Membrane ohne hydrostatisches Tragvermögen ausgebildet ist.
5. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innentank (15) aus kaltzähem Spannbeton besteht.
6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wärmedämmschicht enthaltende Zwischenraum zwischen Innen- und Außentank in sich abgeschlossen ist.
7. Behälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum mit einem inerten Gas gefüllt ist.
8. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Zwischenraum zwischen Innentank (3 bzw. 15) und Außentank (2 bzw. 14) angeordnete Wärmedämmschicht ganz oder teilweise aus einer Schüttisolierung aus körnigem Material besteht.

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