DE4339830A1 - Wärmedämmung eines Kugeltanks zur Aufnahme tiefkalter Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmedämmung eines Kugeltanks zur Aufnahme tiefkalter Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bevorzugte Anwendung findet der Erfindungsgegenstand bei einer Wärmedämmung eines Kugeltanks zur Lagerung oder für den Transport eines durch extreme Kühlung verflüssigten Gases. Kugeltanks für die Lagerung und insbesondere für den Transport tiefkalter Flüssigkeiten an Bord von Schiffen mit einer umhüllenden Wärmedämmung aus vorgefertigten und auf der Tankoberfläche montierten Paneelen sind bekannt. Die Abstützung des Kugeltanks erfolgt auf einem ringförmigen, etwa in der Äquatorebene mit dem Kugeltank durch Schweißung fest verbundenen Tanklager, welches auch als Schürze bezeichnet wird. Auch der Aufbau geeigneter Paneele für die Wärmedämmung und ihre Montage auf der Oberfläche des Kugeltanks ist zum Beispiel aus DE 35 28 776 -C2- oder DE 31 08 801 -C2- und anderen Druckschriften bekannt. Die Befestigung der Paneele auf der Kugeloberfläche erfolgt beispielsweise durch Verkleben, durch die Kugel umschließende Spannbänder oder mittels auf der Tankwand befestigter Stehbolzen, zum Beispiel gemäß DE 28 33 058 -C2-. Die Paneele einer Wärmedämmung für große Temperaturdifferenzen bestehen vorzugsweise aus einem geschäumten Polystyrol oder Polyurethan und sind einschichtig oder mehrschichtig, gegebenenfalls mit eingebetteter oder abdeckender Dampfsperre aus einem geeigneten Folienmaterial, zum Beispiel Aluminiumfolie, aufgebaut. Bei der Montage der Wärmedämmung werden Paneele im Anschluß an die die obere Hälfte des Kugeltanks abdeckenden Paneele auch in einem Bereich an der Außenseite des Tanklagers (Schürze) angebracht. An der Innenseite des Tanklagers befinden sich ebenfalls Paneele aus Dämmstoff bzw. aus einem Dämmstoff hergestellte Formstücke und diese Paneele bzw. die Formstücke schließen sich an die die untere Hälfte des Kugeltanks abdeckenden Paneele der Wärmedämmung an.

Im Betriebszustand sind der Kugeltank und der wärmedämmend abgedeckte Teil des ringförmig zylindrischen Tanklagers kalt und dementsprechend gegenüber dem warmen Ausgangszustand bei der Montage geschrumpft. Da das Tanklager unterhalb der wärmedämmenden Abdeckung entsprechend der Umgebungstemperatur warm ist, entfernt sich die Wärmedämmung auf dem Kugeltank von der inneren Dämmung des Tanklagers, so daß zwischen den beiden Dämmungen eine Verschiebung eintritt. Diese Verschiebung beträgt zum Beispiel bei einem Durchmesser des Kugeltanks von 40 Metern und einem Inhalt aus durch Kühlung verflüssigtem Methan etwa 90 Millimeter. Eine solche Verschiebung beeinträchtigt die Wärmedämmung und kann zur Beschädigung der Wärmedämmung an dieser Stelle führen, womit unter Umständen katastrophale Folgen verbunden sind.

Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, am Übergang der außen auf der unteren Hälfte des Kugeltanks angebrachten Paneele der Wärmedämmung und der inneren Wärmedämmung des Tanklagers temperaturabhängige Bewegungen zuzulassen, die keinen nachteiligen Einfluß auf die Wirkung der Wärmedämmung ausüben.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Ausbildungsmerkmale nach dem Patentanspruch 1.

Vorzugsweise besteht der elastische Übergang aus einem Paket von radial zur Kugeltankmitte lose aufeinandergeschichteten Lamellen aus einem wärmedämmenden Werkstoff, deren Enden einerseits mit einem an der inneren Wärmedämmung des Tanklagers bzw. an den Formstücken befestigten ersten Block und andererseits mit einem an den angrenzenden Paneelen am oberen Rand der Wärmedämmung der unteren Halbkugel des Kugeltanks befestigten zweiten Block verbunden sind.

Die erfindungsgemäß am Übergang vorgesehenen Bauelemente werden aus dem gleichen wärmedämmenden Werkstoff hergestellt wie die vorgefertigten Paneele, aus denen die Wärmedämmung des Kugeltanks montiert ist. Eine Vorfertigung dieser Bauelemente ist ebenfalls kostengünstig durchführbar. Die genannten Blöcke bestehen vorzugsweise aus rigidem, expandiertem Polystyrol und eventuell teilweise elastifiziertem Polystyrol. Die Lamellen des Pakets werden dagegen nur aus elastifiziertem Polystyrol hergestellt. Bei der Montage wird einer der beiden Blöcke mit der inneren Wärmedämmung des Tanklagers bzw. mit den Formstücken und der andere der beiden Blöcke mit den Stirnflächen der Paneele am oberen Rand der Wärmedämmung der unteren Hälfte des Kugeltanks verklebt. Zusätzlich können weitere Befestigungsmittel, zum Beispiel eine Bolzenbefestigung, zur Anwendung kommen. Danach werden die Lamellen nacheinander unter elastischer Verformung eingebracht und ihre Enden an den Stirnflächen mit den Blöcken verklebt, so daß die Lamellen sich im Paket mit ihren Oberflächen berühren und gegeneinander verschieblich sind. Vorzugsweise besitzen die Lamellen eine Überlänge gegenüber dem Abstand der Blöcke voneinander, um eine bessere Dehnungsbewegung zu ermöglichen. In Umfangsrichtung des Kugeltanks sind die Lamellen fugenversetzt angeordnet, so daß auf dem gesamten Kugelumfang eine Art Labyrinthdichtung entsteht.

Vorteilhafte Ausbildungsmerkmale enthalten auch die Patentansprüche 6 und 7.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Kugeltank zur Hälfte in Ansicht und zur Hälfte im vertikalen Schnitt einer Polebene,

Fig. 2 einen im Maßstab gegenüber Fig. 1 vergrößerten vertikalen Schnitt durch die Abstützung des Kugeltanks in einem Tanklager,

Fig. 3 in einem gegenüber Fig. 2 nochmals vergrößerten Maßstab die Ausbildung des Überganges gemäß der Erfindung im warmen Zustand,

Fig. 4 die gleiche Darstellung wie Fig. 3 im kalten Zustand und

Fig. 5 ein Schema der Lamellenanordnung bei einer Ausbildung nach der Erfindung.

Aus der schematischen Darstellung in Fig. 1 ergibt sich die Abstützung eines Kugeltanks 1 zur Aufnahme tiefkalter Flüssigkeiten auf einem die untere Kugelhälfte in einem gewissen Höhenbereich ringförmig umschließenden Tanklager 2, dessen oberer Rand etwa im Äquator mit dem Kugeltank 1 durch Schweißung verbunden ist. Die Wärmedämmung des durch einen oberen Dom 3 zugänglichen Kugeltanks 1 ist aus vorgefertigten Paneelen 4 montiert, die in Reihen übereinander und in den Reihen fugenversetzt zueinander angeordnet sind. Der Aufbau dieser wärmedämmenden Paneele 4 aus einem geeigneten Dämmstoff ist nicht Gegenstand der Erfindung und in anderen Druckschriften hinreichend beschrieben. Die aus Paneelen 4 zusammengesetzte Wärmedämmung der oberen Hälfte des Kugeltanks 1 setzt sich am Äquator 5 an der Außenseite des ringförmig zylindrischen Tanklagers 2 in einem gewissen Höhenbereich fort, wie es sich aus der Fig. 1 und besonders auch aus der Fig. 2 deutlich ergibt. Die Wärmedämmung der unteren Hälfte des Kugeltanks 1 besteht ebenfalls aus Paneelen 4. Außerdem ist an der Innenseite der Schürze 2 eine Wärmedämmung aus vorgefertigten Formstücken 6 angebracht. Der Übergang der oberen Lage der Paneele der Wärmedämmung für die untere Hälfte des Kugeltanks 1 und der gegenüberliegenden Fläche der Formstücke 6 besteht aus Lamellen 7, die von der Kugeltankmitte aus radial nach außen lose aufeinandergeschichtet sind und aus einem ersten Block 8, der an dem Formstück 6 befestigt ist, sowie einem zweiten Block 9, welcher an den Stirnflächen der angrenzenden Paneele der oberen Paneellage in der Wärmedämmung der unteren Hälfte des Kugeltanks befestigt ist. Mit diesen Blöcken 8 und 9 sind die stirnseitigen Flächen der Lamellen 7 verklebt. Die sich gegenseitig berührenden Oberflächen der Lamellen 7 liegen lose aufeinander. Bei der Montage werden zunächst die Blöcke 8 und 9 mit dem Formstück 6 bzw. dem gegenüberliegenden Paneel 4 verklebt, so daß die Lamellen 7 nacheinander unter elastischer Verformung zwischen die Blöcke 8 und 9 eingebracht und ihre an den Blöcken anliegenden Seitenflächen mit den Blöcken verklebt werden. Die Lamellen 7 besitzen gegenüber dem Abstand der beiden Blöcke voneinander eine Überbreite, sind jedoch mit den senkrecht zur gestreckten Breite der Lamellen verlaufenden Seitenflächen an den Befestigungsflächen der beiden Blöcke verklebt. In Umfangsrichtung sind die Lamellen fugenversetzt zueinander angeordnet, so daß in Umfangsrichtung eine Art Labyrinthdichtung gebildet wird. Auf der Tankseite und auf der Außenseite ist eine die Lamellen 7 abdeckende Dampfsperre 10, zum Beispiel eine Aluminiumfolie, befestigt. Außerdem ist auf der Außenseite eine Blechabdeckung 11 angeordnet, die den Übergang zwischen den Formstücken 6 und dem Paneel der oberen Paneellage der Wärmedämmung an der unteren Hälfte des Kugeltanks schützend abdeckt und Vorkehrungen für den Dehnungsausgleich aufweist. In der Fig. 3 ist der Übergang im warmen Zustand im Anschluß an die Montage dargestellt. Fig. 4 zeigt den Übergang im Betriebszustand, wenn der durch die Ladung gekühlte Behälter mit der auf seiner unteren Hälfte befestigten Wärmedämmung zur Kugelmitte hin geschrumpft ist.

Bezugszeichenliste

1 Kugeltank
2 Tanklager
3 Dom
4 Paneel
5 Äquator
6 Formstück
7 Lamelle
8 Block
9 Block
10 Dampfsperre
11 Abdeckung

Claims (7)

1. Wärmedämmung eines Kugeltanks zur Aufnahme tiefkalter Flüssigkeiten, bestehend aus Paneelen, die auf der Oberfläche des etwa in der Äquatorebene auf einem ringförmigen Tanklager abgestützten Kugeltanks befestigt sind, wobei am oberen Rand der Wärmedämmung der unteren Halbkugel zwischen Kugeltankoberfläche und einer Wärmedämmung auf der Innenseite des ringförmigen Tanklagers eingesetzte Formstücke vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang der Wärmedämmung an der Innenseite des Tanklagers (2) und der angrenzenden Paneele (4) der Wärmedämmung der unteren Hälfte des Kugeltanks (1) in Umfangsrichtung vom Äquator zum Südpol elastisch ausgebildet ist.

2. Wärmedämmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Übergang aus einem Paket von radial zur Kugeltankmitte lose aufeinandergeschichteten Lamellen (7) besteht, deren Seiten einerseits mit einem an den Formstücken (6) befestigten ersten Block (8) und andererseits mit einem an den angrenzenden Paneelen (4) am oberen Rand der Wärmedämmung der unteren Halbkugel des Kugeltanks (1) befestigten zweiten Block (9) verbunden sind.

3. Wärmedämmung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsseiten der Lamellen (7) mit den Blöcken (8, 9) verklebt sind.

4. Wärmedämmung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (7) gegenüber dem Abstand der beiden Blöcke (8, 9) eine Überbreite aufweisen, jedoch mit senkrecht zur gestreckten Breite verlaufenden Seitenflächen an der Befestigungsfläche der beiden Blöcke (8, 9) anliegen.

5. Wärmedämmung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (7) in Umfangsrichtung des Kugeltanks (1) fugenversetzt zueinander angeordnet sind.

6. Wärmedämmung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Paket aus lose aufeinanderliegenden Lamellen (7) auf der Tankseite und auf der Außenseite durch eine Dampfsperre (10) abgedeckt ist.

7. Wärmedämmung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Übergang zwischen den Formstücken (6) und den Paneelen (4) auf der unteren Hälfte der Kugeltankoberfläche eine Blechabdeckung (11) mit Mitteln zum Dehnungsausgleich aufweist.