DE3124077A1

DE3124077A1 - Fundament fuer einen sphaerischen tank fuer fluessiggas

Info

Publication number: DE3124077A1
Application number: DE19813124077
Authority: DE
Inventors: Rolf 1500 Moss Kvamsdal
Original assignee: Moss Rosenberg Verft AS
Current assignee: Moss Rosenberg Verft AS
Priority date: 1980-06-18
Filing date: 1981-06-16
Publication date: 1982-03-25
Also published as: NO148611C; NO148611B; SE8103755L; FR2485160B1; GB2080359A; BE889284A; JPS6131252B2; NL8102895A; JPS5733629A; FR2485160A1; NO801820L; GB2080359B; CA1157627A

Description

Fundament für einen sphärischen Tank für Flüssiggas

Die Erfindung betrifft eine Speicheranlage mit sphärisch geformten Speichertanks für Flüssiggas zur Installation an Land. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein praktisches Herstellverfahren für eine solche Speicheranlage mit sphärischen Speichertanks.

Es gibt viele Bedingungen, die Landspeichertanks für Flüssiggas erfüllen müssen, insbesondere für verflüssigtes Naturgas (LNG).

Beispielsweise muß die Wärmeübertragung im Tank sehr klein sein, d.h. es ist eine dicke Isolation erforderlich. Darüber hinaus muß die Isolation gegen Feuchtigkeit infolge der hohen Temperaturunterschiede gut geschützt sein. Die Tanks müssen auch gegen Umwelteinflüsse wie Temperaturschwankungen, Erdbeben, Sturm, Niederschläge usw. geschützt sein und Speichertanks für Flüssiggas sollen auch gegen äußere Einflüsse, z.B. Geschosse geschützt werden. Ein weiteres wichtiges Erfordernis besteht darin, daß oft Mittel vorgesehen werden müssen, um einen "Sekundärbehälter" sicherzustellen, d.h., daß ein Flüssiggas das aus dem Tank austreten könnte, gesammelt wird, wenn ein Leck oder ein Bruch im Primärtank auftritt.

Diese Erfordernisse ergeben die Höhe von Sicherheit und betrieblicher Zuverlässigkeit der Anlage. Außerdem kommen zu diesen Faktoren Ziele wie eine kostensparende Konstruktion und kostensparender Betrieb, einfaches Aufbauverfahren usw.. Neuerdings wird der Wunsch nach einem einfachen Aufbauverfahren der Anlage lauf, das nur

eine beschränkte Mannschaft am Aufbau- oder Installationsort benötigt. M_an kann dies durch Voriabrikation erreichen.

Ein besonderer Vorteil der Verwendung sphärischer Tanks z. B. Speichertanks ist dessen hoher Grad an Sicherheit und Zuverlässigkeit. Aus der Verwendung solcher Tanks bei maritimer Anwendung liegen ausreichende Erfahrungen vor. Ein besonderer Vorteil ist der, daß der Träger des Tanks keine umfangreiche Isolation gegen Erde benötigt, wie es bei großen vertikalen zylindrischen Tanks mit flachem Boden der Fall ist.

Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Fundament für die randgetragenen sphärischen Tanks als einheitlicher Auftriebsbetonkörper hergestellt wird. Das Fundament kann dann auf praktische Weise an einer entsprechenden Baustelle beispielsweise in einem Dock hergestellt und dann an einen Ort in der Nähe des endgültigen Aufstellortes geflutet werden, wo es dann an Land gebracht und entweder durch Verwendung von Gleitschienen oder vorzugsweise durch Anwenden des Prinzips eines Schleusensystems an Lang gebracht wird.

Ein besonders vorteilhaftes Merkmal ist das, daß das Fundament selbst als Transportkahn genutzt wird. In diesem Fall kann die ganze Anlage einschließlich der sphärischen Tanks auf einem Dock aufgebaut, flott gemacht und zu einem Ort in der Nähe der Baustelle geflutet werden, wo sie vorzugsweise durch Verwenden des Schleusenprinzip a an Land gebracht werden kann.

Die Erfindung ist zunächst und vor allem für die Verwendung in Verbindung mit großen Gasbehandlungsanlagen, z.B.

LNG'-Anlagen, petrochemische Anlagen und dergl. gut geeignet, die, weil der Transport per Schiff notwendig ist, an einem entsprechenden Küstenstrich liegen.

Vorzugsweise wird das Fundament mit einer, aus einem Stück bestehenden aufwärts gerichteten Betonwand bestehen, die als unterer Lastträgerteil des Randträgers dient. Von dieser Wand wird dann ebenfalls ein Abteil zum Sammeln von Leckausflüssen abgegrenzt. Als Außenschutz kann ein Silo aus Stahl oder Beton um den sphärischen Tank herum gebaut sein. Dieses Silo kann wahlweise auf derselben Baustelle wie das Fundament errichtet und montiert werden.

Zum Verringern der Tauchtiefe des Auftriebsbetonkörpers können viele Messungen vorgenommen werden. Die meisten würden offensichtlich das größte mögliche Volumen des Auftriebs durch Maximierung des Oberflächengebiets annehmen müssen, und um gewichtsparende Lösungen für den Betonaufbau zu wählen.

Der Silo ergibt Schutz gegen Sturm und Wetter und gegen andere äußere Einflüsse wie fliegende Gegenstände (Geschosse). Der Silo kann auch einen zusätzlichen Schutz gegen Feuchtigkeit bieten, indem die Atmosphäre trocken gehalten wird. Innerhalb des Silos können sich Plattformen, Leitern und Laufbrücken für Inspektionen befinden. Der Silo kann auch als Sekundär-Container oder Sammeltank im Falle eines Bruchs des Primärtanks (des sphärischen Tanks) dienen. Ein Vorteil, der durch Verwendung eines solchen Silos als Sekundärtank erhalten wird, ist wenn erforderlich, der, daß die Verdampfung durch die verkleinerte Fläche des Sekundärcontainers begrenzt und der Schaden so in Grenzen gehalten wird. Im Fall eines Lecks aus dem Primärtank kann der Raum neutralisiert werden, um die Gefahr von Feuner und Explosion zu verringern.

Das Dach, des Silos kann entweder eine leichte Rahmenkonstruktion oder eine Kuppel mit derselben Festigkeit wie die Wände oder fester sein. Der sphärische Tank kann entweder von einem üblichen verstärkten Rand von unten getragen werden, odex, an einer spannungsbelasteten, leicht kegeligen Konstruktion, z.B. einer Kombination eines kurzen Randes mit Hängebolzen, die um dessen Umfang verteilt sind, hängen,

Die besonderen Merkmale der Erfindung und die Erfindung selbst wird im einzelnen mit Hilfe der Zeichnungen erläutert. In diesen ist;

Figur Λ ein schematischer Querschnitt durch eine zum Teil fertige Speicheranlagenkonstruktion in einem Ausrüstungsdock, bereit zum Fluten;

Figur 2 ein schematischer Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Speicheranlagenkonstruktion in einem Dock, bereit zum Fluten;

Figur 3 ein drittes, mögliches Ausfuhrungsbeispiel, bereit zum Ausfluten aus dem Dock;

Figur 4- zeigt, wie das Schleusensystemprinzip zum Heben und Anlandbringen einer Konstruktion nach Fig. 3 verwendet werden kann;

Figur 5 eine Konstruktion nach Figur 1, an der Baustelle, wobei der Silo nur zum Teil aufgebaut ist, aber vor seiner Vollendung steht;

Figur 6 eine Konstruktion nach ^ig. 2 auf dem Land aufgebaut;

Figur 7 eine Konstruktion nach ^ig. 3 auf dem Land aufgebaut; die

Figur 8 und 9 zeigen zwei mögliche Aufbauten von zwei bzw drei sphärischen Tanks in einem gemeinsamen Betonsilo;

Figur 10 zeigt die Maximierung der Fläche zum Verringern der Tauchtiefe; und

Figur 11 eine Konstruktion in Schnitt und Perspektive, wobei das Fundament ein geschlossener kastenähnlicher Körper ist.

Auf dem Dock 1 in Figur 1 ist der Wasserfüllpegel mit 2 bezeichnet und der Unterteil 3 eines Betonsilos ist aufgebaut. Der Betonboden 4· und der Betonrand 5 sind hier gegossen und ein sphärischer Tank 6 wird dann mittels eines kompressionsbelasteten Randes 7 auf den Betonrand gebracht, der ein sphärischen Tank vorzugsweise bekannter Art wie bei maritimer Anwendung ist, was Fachleuten als MRV-Konzept bekannt ist.

In diesem Fall wird der Betonrand 5 vorteilhaft als eine Wand im Auftriebsiloteil 3 benutzt, so daß die Konstruktion nach ^igur 1 aus dem Dock geflutet werden kann. Es kann aber auch die Silowand, die später vorgesehen wird bereits an diesen Aufbaustoffen begonnen werden, was durch gestrichelte Linien und durch das Bezugszeichen 8 angezeigt ist.

Figur 2 zeigt, wie die ganze Speicheranlage vollständig fertig in einem Dock 9 aufgebaut werden kann, dessen Wasserpegel mit 10 bezeichnet ist. Ein Betonsilo 11 mit

einem angegossenen Betonboden 12 und einer Kuppel 13 wird im Dock gegossen, und auch der sphärische Tank 14- wird gleichzeitig installiert. Der Tank 14-ist im Betonsilo in derselben Weise wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 befestigt.

Figur 3 zeigt wie ein Betonsilo 15 in einem Dock 16 aufgebaut wird, dessen Wasserpegel mit I7 bezeichnet ist. Gegenüber den Betonsilos nach den Figuren 1 und 2 besitzt der Betonboden 12 hier eine ballige Ausbildung und der Rest des Betonsilos besitzt die Form eines vertikalen Zylinders. Diese Siloart soll mit einem Dach oder einem Deckel in der Form einer Rahmenkonstruktion versehen sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel hängt der sphärische Tank I9 im Betonsilo 15 mittels einer spannungsbelasteten, leicht kegeligen Randkonstruktion 20. Der Ausdruck ^M Randkonstruktion¹¹ soll in diesem Zusammenhang auch als Kombinationen von Rändern und spannungsbelasteten Stäben oder Bolzen oder auch als Aufhängung mittels Träger verstanden werden, wobei die Träger um den Rand herum verteilt sind.

Sowohl der Betonsilo wie auch der sphärische Tank mit der Aufhängung können mittels für sich bekannter Techniken hergestellt werden. Es ist deshalb keine in Einzelne gehende Erläuterung notwendig. Der sphärische Tank kann jedoch vorteilhaft aus entsprechendem Stahl oder vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung bestehen. Der sphärische Tank wird in bekannter Weise isoliert und die Isolation wird von einer Dampfsperre in Form einer Aluminiumfolie oder einem entsprechenden anderem Material bedeckt.

Nachdem die Speicheranlagenkonstruktion bis zu einem Grad, wie es die Figuren 1,2 und 3 zeigen, aufgebaut worden ist, werden die Docks 1,9 oder 16 mit Wasser gefüllt. Die Konstruktion wird dann geflutet und kann an einen Ort in der Nähe der Baustelle gebracht werden, d.h. der Betonsilo oder dessen Auftriebsteil wird als Transportkahn benutzt.

Figur 4 zeigt, wie ein Betonsilo mit dem zugehörigen Tank durch ein System von Schleusen gehoben werden kann. Die Konstruktion nach Figur 4 ist der nach Figur 3 identisch. Die Konstruktion 15 wird erst in eine Schleusenkammer 21 gebracht, die dann geschlossen und bis zum Pegel 22 mit Wasser gefüllt wird. Die Sperre 23 wird geöffnet und die Konstruktion 15 in die Schleuse 23 geflutet, die dann geschlossen und bis zum Pegel 24 mit Wasser gefüllt wird. Dann wird die Konstruktion in den oberen Teil der Schleuse 23 gebracht, die hier die Baustelle darstellt. Die Konstruktion 15 wird dann in Kontakt mit dem Grund durch Abstichwasser aus der Schleusenkammer 23 abgesenkt.

Figur 5 zeigt eine Konstruktion nach Figur 1 auf der Baustelle, beispielsweise in einer oberen Sperrkammer oder in einer solchen, die eine direkte Verbindung zum Meer besitzt. Die Baustelle selbst ist von einer Wand 26 begrenzt und die Sperrkammer wird mit einer Massenfüllung 27 gefüllt. Die zum Teil fertige Wand 8 des Betonsilos wird dann höher gebaut, wie es durch die gestrichelten Linien angezeigt ist, um beispielsweise einen fertigen Betonsilo der Art nach -^igur 2 zu erhalten. Der Betonsilo kann natürlich auch mit einer zylindrischen Wand versehen sein, wie es Figur 3 zeigt, und mit einem

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entsprechenden Dach oder Deckel, vorzugsweise in der Form einer Rahmenkonstruktion versehen sein.

Die Figuren 6 und 7 zeigen Konstruktionen nach den Figuren 2 bzw. 3 auf der Baustelle in derselben Weise wie in Figur 5· In Figur 6 ist die Wand 28 und das Massenfüllmaterial 29 zu sehen. In Figur 7 wird die Wand 30 und das Füllmaterial 31 gezeigt. Figur 8 zeigt, wie zwei sphärische Tanks 32 und 33 in einem Betonsilo 34 zusammengefaßt sein können, und Figur 9 drei sphärische Tanks 35» 36 und 37 in einem Verband in einem Betonsilo 38. Diese beiden Ausfiihrungsbeispiele können im Prinzip in derselben Weise hergestellt werden, wie es beispielsweise die Figuren 1,2 und 3 zeigen. Die niedrigen Wände 39 und 4-0 verlaufen vom Boden des Silos aufwärts und dienen zum Erhöhen des Auftriebes.

Figur 10 zeigt, wie die Oberfläche größer gemacht werden kann, um die Tauchtiefe der Konstruktion zu verringern. Die vergrößerte Fläche 4-1 mit einer umgebenden niedrigen Wand 42 ergibt eine Vergrößerung der Fläche und eine geringere Tauchtiefe. Die Wand 42 ergibt ein Abteil 43, das auch nicht geleert werden kann, bis gerade vor der Installation oder der Schleuse. Die Wand 42 hält während der Installation das Wasser heraus. Die Fläche kann rund, rechteckig, oval usw. je nach der Baustelle sein. In Figur 10 werden der Sand 44 und der Tank nur angedeutet.

Die Tankanlage nach Figur 11 wird mit einem Fundament oder einem Flutkörper in der Form eines geschlossenen Kastens oder Kahns 46 aus Beton versehen. Vom Deck 47 verläuft eine Betonwand 48, die als unterer Lastträger-

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teil des Randträgers wirkt, der auch den Rand 49 enthält. Um den sphärischen Tank 50 herum ist in diesem Fall ein Stahlsilo 51 gebaut.

Zusätzlich zu den beschriebenen Vorteilen in Verbindung mit der Verwendung eines Fundaments, das als Auftriebskörper konstruiert ist und später einen ^eil der Speicheranlage bildet, ermöglicht der Erfindung das Entfernen der Anlagen nach Erfüllung ihrer Aufgabe am Bauplatz z.B. nach 15 bis 25 Jahren. Sowohl Beton als auch Aluminium für diesen Zweck sind sehr dauerhafte Materialien und diese Speichertanks mit den Fundamenten besitzen eine wirtschaftliche Lebensdauer, die viel langer als die der Gasanlage selbst ist. Abgesehen von dem immer wichtiger werdenden Wunsch und der Notwendigkeit, daß Leute "nach sich selbst aufräumen" wenn die Aktivität beendet ist, können diese Tanks und Silos auch wieder verwendet werden.

Die sphärischen Tanks mit einem Silo bilden eine Größe sowohl mit einem Primärtank und einem Sekundärtank (wenn nötig), Isolation, Inspektions- und Wartungseinrichtungen, Pumpen und Sicherheitsventilen, Instrumenten usw.. Die Anlage kann aber auch vollständig vorfabriziert werden, d.h. einschließlich der erwähnten Einrichtungen. Wenn sie an eine neue Baustelle gebracht wird, werden alle sekundären -und Hilfsanlagen mit ihm bewegt. Der randgetragene sphärische Tank, der keine zusätzliche aufwendige Isolation gegen *«rde benötigt erfordert keine Einrichtungen zum Liefern von Wärme, wie sie andere Anlagen sonst erfordern. Inspektionen und Reparaturen können unmittelbar ausgeführt werden und es ist nicht notwendig Monate zu warten, bis der Raum in der Tankanlage und in die

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Isolation gasfrei sind.

Mehrere ähnliche Gasanlagen befinden sich in aktiven Erdbebengebieten oder werden dort noch aufgestellt werden. Sphärische Tanks, beispielsweise aus Aluminium, die in nicht feststehenden Silos getragen werden, können extremen Erschütterungen ohne Schaden widerstehen und die Sicherheit der Anlage gegen Katastrophenfolgen von Erdbeben hängen deshalb nicht von Ermittlungen von Zusammendrücken und Ausdehnen des Grundes des Gebietes zum Bestimmen von Erdbebenaktivitäten ab.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß die E_rfi_ncL_ung einen versetzbaren Flutkörper schafft, der kombiniert mit einem Fundament ist und sowohl während der Konstruktion als auch später als Dauerfundament genutzt wird. Der Flutkörper kann entweder als Bodenfläche mit den Tankseiten oder als eine ausgedehnte Bodenfläche mit aufrechten Seiten sein. Der Flutkörper kann vollständig geschlossen oder oben offen sein.

Andere Bauelemente mit anderer Primärfunktion als die Begrenzungen eines Flutkörpers können verwendet werden, während gleichzeitig bestimmte Begrenzungsflächen zum Erfüllen von Funktionen als Teile eines hoch- belasteten Fundaments verwendet werden. Beispielsweise kann der Boden von balliger Form oder von einer Bienenwabenkonstruktion sein.

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Claims

Patentansprüche

1. Fundament für einen oder mehrere am Rand getragene spgärischen Tank für Flüssiggas in einer Speicheranlage zur Aufstellung an Land, dadurch g e k e η η ζ e ichnet , daß das Fundament als ein auftreibender einheitlicher Betonkörper (3) ausgebildet ist.

2. Fundament nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

e i e h η e t , daß der auftreibende Betonkörper (3)

eine aufwärts gerichtete aus einem Stück bestehende Betonwand (8) enthält, die als unterer Teil eines Lastträgers des Randträgers dient.

3. Verfahren zum Herstellen einer an Land aufgestellten Speicheranlage mit einem oder mehreren am Rand getragenen sphärischen Tanks für Flüssiggas, der auf einem Fundament nach den Ansprüchen 1 bis 2 aufgestellt ist, d a -

TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO 1-85644 INVENTION BERLIN BERLINER BANK AG. P MEISSNER BLN-W inven d BERLIN 030/891 60 37 BERLIN 31 404737-103 030/89130 26 3695716000

durch gekennzeichnet, daß ein auftreibender, einheitlicher Körper (3) hergestellt, auf Flut gesetzt und zu einem Ort in der Nähe der endgültigen Baustelle an Land geflutet und danach an Land gebracht und als Fundament benutzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der sphärische Tank oder die Tanks am Rand getragenen, auf einem auftreibenden Betonkörper vor dem Fluten getragen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Überführung des Körpers (3) zur Baustelle an Land unter Nutzung des Prinzips eines Schleusensystems ausgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daßder auftreibende Betonkörper (3) mit einer einstückigen, aufwärts gerichteten Betonwand (8) gegossen wird und als unterer Teil eines Lastträgers des Randträgers für den Tank dient.