EP0066276B1 - Doppelwandiger Behälter für tiefkalte Flüssigkeiten - Google Patents

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EP0066276B1
EP0066276B1 EP19820104687 EP82104687A EP0066276B1 EP 0066276 B1 EP0066276 B1 EP 0066276B1 EP 19820104687 EP19820104687 EP 19820104687 EP 82104687 A EP82104687 A EP 82104687A EP 0066276 B1 EP0066276 B1 EP 0066276B1
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EP
European Patent Office
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joint
double
wall
upstand
walled container
Prior art date
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Expired
Application number
EP19820104687
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP0066276A3 (en
EP0066276A2 (de
Inventor
Rolf Dipl.-Ing. Knodel
Detlev Dipl.-Ing. Schulte-Vieting
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wayss and Freytag AG
Original Assignee
Wayss and Freytag AG
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Priority claimed from DE19823211654 external-priority patent/DE3211654C2/de
Application filed by Wayss and Freytag AG filed Critical Wayss and Freytag AG
Publication of EP0066276A2 publication Critical patent/EP0066276A2/de
Publication of EP0066276A3 publication Critical patent/EP0066276A3/de
Application granted granted Critical
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/004—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels for large storage vessels not under pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00—Vessels not under pressure
    • F17C3/02—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/022—Land-based bulk storage containers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0678—Concrete

Definitions

  • the invention relates to a double-walled container for cryogenic liquids, primarily for liquefied petroleum gas, with an inner tank as the primary storage container and an outer tank made of prestressed concrete as a secondary safety container, a thermal insulation layer arranged between the two containers and a joint construction between the wall and the base plate of the safety container, in which the joint area is continuous is bridged by a steel joint plate clamped at its ends.
  • Containers for frozen liquids are usually made of two shells for safety reasons, whereby the inner container, which is used for the actual storage, is made of steel, while a second tank made of steel or concrete encloses the inner one as a safety container and, if the inner container leaks, the leakage must catch. Cold insulation is arranged between the two containers. In order to be able to fulfill its function, the outer container must also withstand a catastrophe load without destruction.
  • Such containers are approved in special approval procedures and are to be dimensioned due to the high security risk for unusual and building-specific load cases.
  • These load cases include explosion pressure waves and earthquakes as planned load cases and temperature shock as catastrophic events, which, however, should not be taken into account at the same time.
  • concrete containers have advantages over steel containers.
  • the material already gives you greater security against deliberate or unintentional damage from outside or against accidents.
  • the outer concrete containers have so far been designed without joints, since the construction problems of a joint for containers of this type could not be satisfactorily solved.
  • DE-OS 2016441 describes a structural connection, primarily for a reactor vessel, with a joint-like space between the wall and the base plate, which in the final state is kept free of concrete and only pierced by at least two concentric surfaces of layers of vertical reinforcing bars. The space left open allows for lateral shifts. Such a joint formation is cumbersome and complex and also transmits moments in the attachment area between the wall and the base plate, where they are to be avoided according to the invention.
  • the object of the invention is to develop a double-walled liquid tank with a concrete container as an outer shell, which avoids the disadvantages of the known construction and survives foreseeable catastrophes with greater certainty without destruction.
  • the solutions according to the invention separate the wall from the sole in the container in the critical transition area. This creates manageable and predictable parts in their static effect, which are assigned clear functions through appropriate design and which can be economically measured. Force-transmitting connecting elements are attached between the wall and the sole.
  • the two alternative solutions differ in how possible from hori vertical forces resulting from zontal pressure waves.
  • the solution according to claim 1 assigns the absorption of the vertical forces to the joint plate (9), which has to be made thicker for this task and thus becomes stiffer and therefore, in the case of temperature shock by preventing its shrinkage due to sudden cooling, stronger forces on the mounting structures (10, 11) and exercises the concrete. These forces are to be absorbed by flexible, plastically deformable design of the anchoring constructions with angular, bent steel elements (12).
  • the tensile forces are assigned special anchors (27) penetrating the joint. This solution is recommended if the size of the vertical tensile forces would lead to uneconomical dimensions of the joint plate and its anchoring.
  • the joint plate (38) is relieved by the anchors (27) and can be made thinner. In the event of a catastrophic temperature shock, such a sheet can plastically deform without exerting excessive stress on the mounting structures (49, 50).
  • Measures according to claims 3 to 6 serve to absorb the horizontal force from a pressure wave. So that the base plate can act as an abutment for the container part above the sliding joint, sudden pressure surges must be able to be non-positively introduced into the base plate from the rising structure, at the same time - despite that non-positive horizontal storage - slow horizontal displacements of the rising structure on the base plate may be possible.
  • This task is solved by filling the joint with viscoelastic casting compound.
  • the two-stage design of the joint with a narrower lower and a wider upper space creates a buffer space at the top into which potting compound is displaced when the gap is narrowed, or from which potting compound can flow when the gap is widened. Since these movements are very slow with the required viscosity of the potting compound, heating cables can be provided through which the mass is specifically heated and the flow movements are accelerated.
  • Claim 5 describes an alternative solution for generating the non-positive connection in the joint.
  • the joint is closed pressure-tight and tight on all sides and the space is filled with a liquid which is connected to a pressure vessel via at least one line.
  • the flow rate in the connecting line can be controlled with a control valve.
  • Non-positive connection in the joint is achieved in that, in the event of a sudden impact, the liquid practically cannot escape from the joint space, while, depending on the setting of the control valve, the liquid exchange can take place more or less quickly if the joint volume changes slowly.
  • the heating pipe 39 serves to keep the wall temperature of the outer container constant in the binding area of the sheet metal of the partition, which acts as a cold bridge, in order to avoid singular temperature stresses in this wall area.
  • the double-shell cylindrical tank system 1 is built up from the inner tank 2 and the outer tank 3 surrounding it as a protective container.
  • the space 4 between the two containers is filled with differently constructed insulating material.
  • the joint 5 separates the wall 6 from the base plate 7.
  • the joint 5 is on the inside bridged by the steel joint construction 8.
  • the embodiment of a joint construction according to claim 1 consists of the joint plate 9 and the binding rings 10, 11, which are made of Z-profiles 12 with anchor iron 13 and clamp the joint plate in the wall 6 or the base plate 7 of the outer tank 3.
  • the space behind the joint plate 9 is filled with plastically deformable material 14.
  • the profiles 12 can deform in the event of a disaster.
  • the partitioning 16 spans between the base plate 15 of the inner tank 2 and the joint construction 8. It has on its outer edge an upturned collar 17 which is welded on at an angle upwards and with which it is fastened tightly to the joint plate 9.
  • the base plate 7 of the outer tank 3 is provided with an upstand 18 which concentrically surrounds the wall 6.
  • Fig. 3 shows the upper tie ring 10 of a joint construction 8 in the wall 6 of the outer tank 3 and dashed its position after a catastrophe due to cold shock, which results in a sudden severe shrinkage of the upper part of the joint construction in contact with the cryogenic liquid.
  • Z-profiles 12 by virtue of their webs 19 acting as lever arms, can be deformed by the formation of flow joints 20 and can undergo the shrinking movement without the concrete of the wall 6 breaking.
  • the mode of operation of the partition 16 with the upturned collar 17 can also be seen.
  • the liner 21 made of thin cold-tough steel is anchored in the concrete by welding dowels 22, is welded to the joint plate 9 with its lower edge 23 and can follow the movement of the joint plate. At its upper edge 24 it is tightly connected to the sealing skin 25.
  • the liner 21 prevents the sealing skin of the outer container from tearing off in the joint area.
  • the joint plate 38 has only a small thickness. It can therefore easily deform and only emits small forces on the mounting constructions 49, 50. In order not to hinder its deformation, it is backed with plastically deformable material 51.
  • the cladding tubes 28 are closed at their upper and lower ends by sleeves 29.
  • the space 30 between the armature 27 and the cladding tube 28 can be pressed with an anti-corrosion agent through a pressing line 31.
  • the upstand 18 serves as an abutment against lateral displacements of the wall 6.
  • a joint 32/33 opens with a lower area 32 with a smaller and an upper area 33 with a greater width, which is filled with viscoelastic casting compound.
  • the sealing compound is drawn through in the upper joint area by a heating line 34.
  • a tight partition 35 is arranged in the insulation space 4. It has annular compensators 36.
  • Recesses 41 are provided in the relatively stable insulating material 40 of the bottom area between the inner and outer tanks, in which the compensators can move.
  • FIGS. 5 and 6 show alternative non-positive joint fillings.
  • the joint 42 is pressure-resistant and expandable on all sides and is enclosed by thin-walled sheet metal elements 43.
  • the closed joint space 44 and the pressure vessel 45 which are connected to one another via a line 46 and the control valve 47, are filled with liquid.
  • the liquid does not fill the joint space 44 directly, but indirectly in an elastically stretchable, tight tube 48.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen doppelwandigen Behälter für tiefkalte Flüssigkeiten, vornehmlich für Flüssiggas, mit einem Innentank als primären Lagerbehälter und einem Aussentank aus Spannbeton als sekundärem Sicherheitsbehälter, einer zwischen beiden Behältern angeordneten Wärmedämmschicht sowie einer Fugenkonstruktion zwischen Wand und Sohlplatte des Sicherheitsbehälters, bei der der Fugenbereich stetig durch ein an seinen Enden eingespanntes stählernes Fugenblech überbrückt ist.
  • Behälter für tiefgekühlte Flüssigkeiten werden aus Sicherheitsgründen in der Regel zweischalig ausgeführt, wobei der innere Behälter, der der eigentlichen Lagerung dient, aus Stahl hergestellt ist, während ein aus Stahl oder Beton ausgeführter zweiter Tank den inneren als Sicherheitsbehälter umschliesst und bei einem Leck des Innenbehälters die auslaufende Flüssigkeit auffangen muss. Zwischen beiden Behältern ist eine Kälteisolierung angeordnet. Der äussere Behälter muss, um seine Funktion erfüllen zu können, auch einen Katastrophenlastfall zerstörungsfrei aushalten.
  • Derartige Behälter werden in besonderen Genehmigungsverfahren zugelassen und sind wegen des hohen Sicherheitsrisikos für aussergewöhnliche und bauwerksspezifische Lastfälle zu bemessen. Zu diesen Lastfällen gehören als planmässige Lastfälle Explosionsdruckwelle und Erdbeben und als Katastrophenfall der Temperaturschock, die jedoch nicht gleichzeitig zu berücksichtigen sind.
  • Als äussere Schutzbehälter haben Betonbehälter gegenüber Stahlbehältern Vorteile. Sie geben vom Material her bereits eine grössere Sicherheit gegen absichtliche oder unabsichtliche Beschädigungen von aussen oder gegen Unfälle. Die äusseren Betonbehälter wurden bisher fugenlos ausgebildet, da die konstruktiven Probleme einer Fuge für derartige Behälter nicht befriedigend gelöst werden konnten.
  • Es sind Vorschläge für Behälterkonstruktionen mit Fugenausbildung zwischen Sohlplatte und Wand bekannt, die jedoch dem derzeitigen Stand der Sicherheitsanforderungen nicht gerecht werden. Eine derartige Behälterkonstruktion ist in der FR-PS 1 383795 beschrieben. Diese ist jedoch nicht in der Lage, Zugkräfte in der Fuge zwischen Wand und Sohlplatte des Aussenbehälters aufzunehmen, wie sie aus dem Biegemoment infolge einer horizontalen, durch Explosion ausgelösten Druckwelle oder durch Erdbeben-Schwingungen entstehen können. Im Fugenbereich ist kein Konstruktionsglied für die Weiterleitung senkrecht wirkender Kräfte aus der Wand in die Sohlplatte vorhanden. Ebensowenig können die auf den oberen Behälterteil wirkenden horizontalen Kraftkomponenten aus diesen Lastfällen in der Fuge auf die Sohlplatte weitergeleitet werden. Die weitere Fuge im Behälter beim Übergang von der Wand zur Decke ist entbehrlich und unwirtschaftlich.
  • Aus der DE-OS 25 45 527 ist eine Konstruktion für einen Sicherheitsbehälter bekannt, bei der Wand und Sohlplatte des Behälters zwar getrennt hergestellt, nach Abklingen der herstellungsbedingten «unterschiedlichen Verformungen» jedoch für den Gebrauchszustand «formsteif» miteinander verbunden werden, indem die Fuge zwischen ihnen mit Mörtel gefüllt und mittels vertikaler Spannglieder überspannt wird. Bei beiden vorgenannten LNG-Behälterkonstruktionen sind auch keine Vorkehrungen getroffen, die verhindern, dass sich im Fall einer Leckage der Raum unter der Sohle des Innentanks mit austretender Flüssigkeit füllen kann. In den Isolierlagen unter der Sohle eindringende Flüssigkeit lässt sich für die Reparatur nur schwer entfernen, so dass die Gefahr besteht, dass der Behälter durch explosionsartige Ausdehnung von Rückständen eingedrungener tiefkalter Flüssigkeit bei späterer Erwärmung beschädigt wird.
  • In der DE-OS 2016441 ist eine strukturelle Verbindung, vornehmlich für einen Reaktorbehälter, mit einem fugenartigen Zwischenraum zwischen Wand und Sohlplatte beschrieben, der im Endzustand von Beton frei gehalten und nur von mindestens zwei konzentrischen Flächen angeordneter Lagen vertikaler Bewehrungseisen durchstossen wird. Der offengelassene Zwischenraum lässt seitliche Verschiebungen zu. Eine derartige Fugenausbildung ist umständlich und aufwendig und überträgt ausserdem Momente im Ansatzbereich zwischen Wand und Sohlplatte, wo sie erfindungsgemäss gerade vermieden werden sollen.
  • Allen bekannten Lösungsvorschlägen für Behälterkonstruktionen mit Fugen zwischen Wand und Sohlplatte fehlen Mittel, die beim Auftreffen seitlicher Druckwellen auf den Behälter ein seitliches Versetzen der Wand auf der Sohlplatte bzw. unzulässige Deformationen der Wand mit Durchmesserverringerung und entsprechender Durchmesservergrösserung senkrecht zur Achse der Durchmesserverringerung verhindern.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen doppelwandigen Flüssigkeitstank mit einem Betonbehälter als Aussenschale zu entwickeln, der die Nachteile der bekannten Konstruktion vermeidet und voraussehbare Katastrophenfälle mit grösserer Sicherheit zerstörungsfrei übersteht.
  • Die Aufgabe wird durch 2 alternative Fugenkonstruktionen gelöst, die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 2 beschrieben sind.
  • Die erfindungsgemässen Lösungen trennen im Behälter im kritischen Übergangsbereich die Wand von der Sohle. Es entstehen so in ihrer statischen Wirkung überschaubare und berechenbare Teile, denen durch entsprechende konstruktive Ausbildung eindeutige Funktionen zugewiesen und die damit wirtschaftlich bemessen werden können. Zwischen Wand und Sohle sind kraftübertragende Verbindungselemente angebracht. Die beiden alternativen Lösungen unterscheiden sich in der Art, wie mögliche aus horizontalen Druckwellen herrührende Vertikalkräfte aufgenommen werden.
  • Horizontale Kräfte aus Druckwellen werden durch eine Aufkantung auf der Sohlenplatte und dämpfende Mittel in der Fuge zwischen Wand und Aufkantung aufgefangen.
  • Die Lösung nach Anspruch 1 weist die Aufnahme der Vertikalkräfte dem Fugenblech (9) zu, das für diese Aufgabe dicker bemessen werden muss und damit steifer wird und deshalb im Falle des Temperaturschocks durch Behinderung seiner Schrumpfung infolge plötzlicher Abkühlung stärkere Kräfte auf die Einbindekonstruktionen (10,11) und den Beton ausübt. Diese Kräfte sollen durch biegeweiche plastisch verformbare Ausbildung der Einbindekonstruktionen mit winkelförmigen abgekanteten Stahlelementen (12) aufgefangen werden.
  • In der Lösung nach Anspruch 2 werden die Zugkräfte besonderen, die Fuge durchdringenden Ankern (27) zugewiesen. Diese Lösung empfiehlt sich, wenn die Grösse der vertikalen Zugkräfte zu unwirtschaftlichen Abmessungen des Fugenbleches und dessen Verankerungen führen würde. Durch die Anker (27) wird das Fugenblech (38) entlastet und kann dünner ausgebildet werden. Im Katastrophenfall des Temperaturschocks kann ein solches Blech sich ohne übergrosse Beanspruchung auf die Einbindekonstruktionen (49, 50) abzugeben, plastisch verformen.
  • Der Aufnahme der Horizontalkraft aus einer Druckwelle dienen Massnahmen nach den Ansprüchen 3 bis 6. Damit die Sohlplatte als Widerlager für den Behälterteil oberhalb der Gleitfuge wirken kann, müssen plötzliche Druckstösse kraftschlüssig aus dem aufgehenden Bauwerk in die Sohlplatte eingeleitet werden können, gleichzeitig müssen - trotz der kraftschlüssigen horizontalen Lagerung - langsame horizontale Verschiebungen des aufgehenden Bauwerks auf der Sohlplatte möglich sein.
  • Diese Aufgabe wird durch die Füllung der Fuge mit viskoelastischer Vergussmasse gelöst. Durch zweistufige Ausbildung der Fuge mit einem schmaleren unteren und einem breiteren oberen Raum entsteht oben ein Pufferraum in den hinein bei Verengung des Fugenspaltes Vergussmasse verdrängt, bzw. aus dem heraus bei Verbreiterung des Fugenspaltes Vergussmasse nachfliessen kann. Da diese Bewegungen bei der erforderlichen Viskosität der Vergussmasse nur sehr langsam ablaufen, können Heizleitungen vorgesehen werden, durch die gezielt die Masse erwärmt und die Fliessbewegungen beschleunigt werden.
  • Eine alternative Lösung zur Erzeugung der Kraftschlüssigkeit in der Fuge beschreibt Anspruch 5. Die Fuge wird allseitig druckfest und dicht geschlossen und der Raum mit einer Flüssigkeit gefüllt, die über mindestens eine Leitung mit einem Druckkessel in Verbindung steht.
  • Mit einem Regelventil ist die Durchflussmenge in der Verbindungsleitung steuerbar. Kraftschlüssigkeit in der Fuge wird dadurch erreicht, dass bei einem plötzlichen Stoss die Flüssigkeit praktisch nicht aus dem Fugenraum entweichen kann, während je nach Einstellung des Regelventils bei langsamen Veränderungen des Fugenvolumens der Flüssigkeitsaustausch mehr oder weniger schnell erfolgen kann. In Ausgestaltung dieser Lösung nach Anspruch 5 wird nach Anspruch 6 vorgeschlagen, unter Verzicht auf eine Abdichtung des Fugenraumes in den allseitig geschlossenen Fugenraum einen elastisch dehnbaren, dichten Schlauch einzulegen, der, indem er mit Flüssigkeit beaufschlagt wird, sich den Fugenwandungen eng anlegt und die Fuge kraftschlüssig füllt.
  • Nach Anspruch 7 wird vorgeschlagen, zwischen dem Innentank und der stählernen Fugenkonstruktion eine dichte Abschottung einzuziehen. Die auf den Behälter wirkenden Beschleunigungskräfte bei Erdbeben überträgt die Blechplatte dieser Abschottung durch ihre tangentiale Schubsteifigkeit, zugleich verhindert sie bei einer Leckage des Innentanks, dass die tiefkalte Flüssigkeit, in den Raum der Wärmeisolierung unterhalb des Innentankbodens einfliessen kann, aus dem sie nur mit grossem Aufwand und womöglich unter Zerstörung der Isolierschicht entfernt werden könnte. Das Abreissen des Blechs der dichten Abschottung zwischen Innentankboden und Aussentank vom Fugenblech der Fugenkonstruktion durch unterschiedliche Temperaturänderung und damit verbundener Verformung beider Behälter, wie sie beim Füllen oder Leeren des Innentanks auftreten können, wird durch Vorrichtungen nach den Ansprüchen 8 und 9 verhindert.
  • Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 10 und 11 beschrieben. Darin dient das Heizrohr 39 dazu, die Wandtemperatur des Aussenbehälters im Einbindebereich des Blechs der Abschottung, das als Kältebrücke wirkt, konstant zu halten, um singuläre Temperaturspannungen in diesem Wandbereich zu vermeiden.
  • . Beispiele erfindungsgemässer Behälterausführungen sind in den Fig. 1 bis 6 dargestellt. Es zeigen
    • Fig. 1 einen Schnitt durch einen zweischaligen Behälter,
    • Fig. 2 das Detail einer erfindungsgemässen Fugenkonstruktion nach Anspruch 1,
    • Fig. 3 den Bereich des oberen Einbinderings 10 einer Fugenkonstruktion nach Anspruch 1 im verformten Zustand nach einem Katastrophenfall (Kälteschock),
    • Fig. 4 das Detail einer erfindungsgemässen Fugenkonstruktion nach Anspruch 2,
    • Fig. 5 und 6 Ausschnitte durch den Fugenspalt zwischen Wand 6 und Aufkantung 18 auf der Sohlplatte mit einer Vorrichtung nach Anspruch 5 bzw. 6.
  • Die zweischalige zylindrische Tankanlage 1 baut sich auf aus dem Innentank 2 und dem ihn umgebenden Aussentank 3 als Schutzbehälter. Der Raum 4 zwischen beiden Behältern ist durch unterschiedlich aufgebautes Isoliermaterial ausgefüllt. Am Aussentank 3 aus vorgespanntem Stahlbeton trennt die Fuge 5 die Wand 6 von der Sohlplatte 7. Die Fuge 5 wird auf der Innenseite von der stählernen Fugenkonstruktion 8 überbrückt.
  • Das Ausführungsbeispiel einer Fugenkonstruktion nach Anspruch 1 besteht aus dem Fugenblech 9 sowie den Einbinderingen 10, 11, die aus Z-Profilen 12 mit Ankereisen 13 hergestellt sind und das Fugenblech in der Wand 6 bzw. der Sohlplatte 7 des Aussentanks 3 einspannen. Der Raum hinter dem Fugenblech 9 ist mit plastisch verformbarem Material 14 gefüllt. In diesem Raum hinein können sich die Profile 12 im Katastrophenfall verformen. Zwischen der Bodenplatte 15 des Innentanks 2 und der Fugenkonstruktion 8 spannt sich die Abschottung 16. Sie besitzt an ihrem äusseren Rand einen im Winkel nach oben aufgeschweissten aufkantungsartigen Kragen 17, mit dem sie dicht am Fugenblech 9 befestigt ist. Die Sohlplatte 7 des Aussentanks 3 ist mit einer Aufkantung 18 versehen, die die Wand 6 konzentrisch umfasst.
  • Fig. 3 zeigt den oberen Einbindering 10 einer Fugenkonstruktion 8 in der Wand 6 des Aussentanks 3 und gestrichelt seine Position nach einem Katastrophenfall durch Kälteschock, der ein plötzliches starkes Schrumpfen des oberen von der tiefkalten Flüssigkeit berührten Teiles der Fugenkonstruktion zur Folge hat. Dabei wird deutlich, wie sich die Z-Profile 12, indem ihre Stege 19 als Hebelarme wirken, durch Ausbildung von Fliessgelenken 20 verformen und die Schrumpfbewegung mitmachen können, ohne dass der Beton der Wand 6 zu Bruch geht. Gleichzeitig wird auch die Wirkungsweise der Abschottung 16 mit dem aufkantungsartigen Kragen 17 erkennbar. Der Liner 21 aus dünnem kaltzähen Stahl ist durch Schweissdübel 22 im Beton verankert, mit seinem unteren Rand 23 mit dem Fugenblech 9 verschweisst und kann der Bewegung des Fugenblechs folgen. An seinem oberen Rand 24 ist er dicht mit der Dichthaut 25 verbunden. Der Liner 21 verhindert ein Abreissen der Dichthaut des Aussenbehälters im Fugenbereich.
  • Bei der Fugenkonstruktion 26 nach Anspruch 2 weist das Fugenblech 38 nur geringe Dicke auf. Es kann sich daher leicht verformen und gibt nur geringe Kräfte an die Einbindekonstruktionen 49, 50 ab. Um seine Verformung nicht zu behindern, ist es mit plastisch verformbarem Material 51 hinterlegt. Anker 27, die von Hüllrohren 28 umgeben sind, durchdringen die Gleitfläche der Fuge 5. Die Hüllrohre 28 sind an ihrem oberen und unteren Ende durch Manschetten 29 verschlossen. Der Raum 30 zwischen Anker 27 und Hüllrohr 28 ist mit Korrosionsschutzmittel durch eine Verpressleitung 31 verpressbar. Die Aufkantung 18 dient als Widerlager gegen seitliche Verschiebungen der Wand 6. Zwischen Aufkantung 18 und Wand 6 öffnet sich eine Fuge 32/33 mit einem unteren Bereich 32 mit geringerer und einem oberen Bereich 33 mit grösserer Breite, die mit viskoelastischer Vergussmasse gefüllt ist. Im dargestellten Beispiel wird die Vergussmasse im oberen Fugenbereich von einer Heizleitung 34 durchzogen. In der Ebene der Bodenplatte 15 des Innentanks 2 ist hier eine dichte Abschottung 35 im Isolierraum 4 angeordnet. Sie weist ringförmige Kompensatoren 36 auf. Im Anschlussbereich 37 an das Fugenblech 38 ist sie durch Heizrohre 39 erwärmbar. In dem relativ standfesten Isoliermaterial 40 des Sohlbereichs zwischen Innen- und Aussentank sind Ausnehmungen 41 vorgesehen, in denen sich die Kompensatoren bewegen können.
  • Alternative kraftschüssige Fugenfüllungen zeigen die Figuren 5 und 6. Die Fuge 42 ist allseitig druckfest und dehnfähig durch dünnwandige Blechelemente 43 umschlossen. Der geschlossene Fugenraum 44 und der Druckkessel 45, die über eine Leitung 46 und das Steuerventil 47 miteinander in Verbindung stehen, sind mit Flüssigkeit gefüllt. In den dargestellten Beispielen füllt die Flüssigkeit den Fugenraum 44 nicht unmittelbar, sondern mittelbar in einem elastisch dehnbaren, dichten Schlauch 48.

Claims (11)

1. Doppelwandiger Behälter (1) für tiefkalte Flüssigkeiten, vornehmlich für Flüssiggas, mit einem Innentank (2) als primärem Lagerbehälter und einem Aussentank (3) aus Spannbeton als sekundärem Sicherheitsbehälter, einer zwischen beiden Behältern angeordneten Wärmedämmschicht sowie einer Fugenkonstruktion (8 bzw. 26) zwischen Wand (6) und Sohlplatte (7) des Sicherheitsbehälters, bei der der Fugenbereich stetig durch ein an seinen Enden eingespanntes stählernes Fugenblech (9 bzw. 38) überbrückt ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass der Aussentank (3) im Fugenbereich eine auf der Innenseite des Behälters angeordnete, Kräfte, die senkrecht zur Ebene der Fuge (5) wirken, übertragende Fugenkonstruktion (8) aufweist, bei der das die Fuge überbrückende Fugenblech (9) durch Einbindekonstruktionen (10, 11) aus mehrfach winkelförmig abgekanteten Stahlelementen (12) -z.B. Z-Profilen - im Beton des Behälters (3) am oberen Rand in der Wand (6) bzw. am unteren Rand in der Sohlplatte (7) verankert ist,
- dass diese Einbindekonstruktionen (10, 11) eine mehrfach winkelförmige Formgebung sowie eine Bemessung und eine Verformbarkeit aufweisen, so dass sie in planmässigen Lastfällen nur Beanspruchungen im elastischen Bereich erfahren, jedoch bei dem Katastrophenfall eines Temperaturschocks plastisch verformbar sind, wobei das an den Flanschen der winkelförmig abgekanteten Stahlelemente (12) in der Richtung der Verschiebung angreifende Kräftepaar im Profilsteg (19) Biegespannungen von solcher Grösse erzeugt, dass sich in den Profilecken (20) Fliessgelenke ausbilden, die Profile sich entsprechend der Verformung des Fugenblechs (9) strecken und nur noch Verankerungskräfte an den Beton der Wand (6) bzw. der Sohlplatte (7) weitergeben, die dieser zerstörungsfrei aufnehmen kann, und
- dass eine den Fuss der Wand (6) aussen umfassende Aufkantung (18) auf der Sohlplatte (7) angeordnet ist, die Bewegungen nach innen erlaubt, Bewegungen nach aussen dagegen begrenzt.
2. Doppelwandiger Behälter wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitebene der Fuge (5) von etwa in Wandmitte angeordneten Ankern (27) durchdrungen wird, die in der Sohlplatte (7) und der Wand (6) gehalten und auf eine bestimmte Länge unterhalb der Fuge (5) in der Sohlplatte (7) und oberhalb der Fuge in der Wand (6) von einem eine festgelegte seitliche Verschiebung zulassenden Hüllrohr (28) umgeben sind, dass eine den Fuss der Wand (6) aussen umfassende Aufkantung (18) auf der Sohlplatte (7) angeordnet ist, die Bewegungen nach innen erlaubt, Bewegungen nach aussen dagegen begrenzt.
3. Doppelwandiger Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fuge (32/33) zwischen Wand (6) und Aufkantung (18) der Sohlplatte (7) angeordnet ist, die unten eine geringere (32) und oben eine grössere Breite (33) aufweisen kann und mit einer visko-elastischen Vergussmasse gefüllt ist, deren Viskosität so eingestellt ist, dass die Vergussmasse bei plötzlicher horizontaler Belastung der Wand als kraftschlüssiges Widerlager wirkt und die Horizontalkraft auf die Aufkantung überträgt, bei langsamen Verformungen des Behälters dagegen nach oben ausweicht bzw. aus dem oberen Fugenquerschnitt nachfliesst, wobei ein oberer breiteter Fugenraum (33) für den unteren schmaleren (32 als Pufferraum wirkt.
4. Doppelwandiger Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fuge (32/33) und/oder in ihrem Bereich in der Sohlplatte (7) mindestens eine Heizleitung (34) angeordnet ist, mit der die Fugenvergussmasse erwärmbar und ihr Fliessverhalten beeinflussbar ist.
5. Doppelwandiger Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fuge (42) mit geeigneten dünnwandigen Elementen (43) allseitig druckfest, dehnfähig und dicht geschlossen und mit einer geeigneten Flüssigkeit (44) gefüllt ist, die über mindestens eine Leitung (46) mit einem Druckkessel (45) in Verbindung steht, und dass die Durchflussmenge in dieser Leitung über ein Regelventil (47) steuerbar ist.
6. Doppelwandiger Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle einer dichten Umhüllung der Fuge ein elastisch dehnbarer, dichter Schlauch (48) in die Fuge eingelegt wird, der, indem er mit Flüssigkeit beaufschlagt wird, sich den Fugenwandungen eng anlegt und die Fuge kraftschlüssig füllt.
7. Doppelwandiger Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Innentank (2) und der Stahlfugenkonstruktion (8 bzw. 26) eine dichte Abschottung (16, 35) eingezogen ist.
8. Doppelwandiger Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschottung (16) an ihrem äusseren Rande einen im Winkel zu ihr angeordneten aufkantungsartigen Kragen (17) aufweist und dass sie mit dem freien Rand der Aufkantung mit dem Fugenblech (9) dicht verbunden ist.
9. Doppelwandiger Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschottung (35) zwischen Innen- und Aussentank ringförmig konzentrisch zur Behälterachse angeordnete Kompensatoren (36) aufweist.
10. Doppelwandiger Behälter nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Abschottung (35) im Bereich (37) des Anschlusses an das Fugenblech (38) mindestens ein Heizrohrring (39) angeordnet ist, mit dem dieser Bereich erwärmbar ist.
11. Doppelwandiger Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anker (27) umgebenden Hüllrohre (30) an ihren oberen und unteren Enden dicht schliessbare Manschetten (29) aufweisen und der Raum (30) zwischen Ankerstab und Rohr mit einem Korrosionsschutzmittel für den Ankerstab verpressbar ist.
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