EP0857912A1 - Wärmedämmung für einen Kugeltank - Google Patents

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EP0857912A1
EP0857912A1 EP97118133A EP97118133A EP0857912A1 EP 0857912 A1 EP0857912 A1 EP 0857912A1 EP 97118133 A EP97118133 A EP 97118133A EP 97118133 A EP97118133 A EP 97118133A EP 0857912 A1 EP0857912 A1 EP 0857912A1
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EP
European Patent Office
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spherical tank
thermal insulation
gap
insulating covering
fittings
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EP97118133A
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EP0857912B1 (de
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Fritz Höppner
Heino Ruff
Peter Schröder
Walter Bremeyer
Hans-Jürgen Kück
Holger Rhode
Joachim Poblotzki
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Kaefer Isoliertechnik GmbH and Co KG
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    • F17C3/04—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by insulating layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
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    • F17C1/12—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge with provision for thermal insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0304—Thermal insulations by solid means
    • F17C2203/0358—Thermal insulations by solid means in form of panels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG

Definitions

  • the invention relates to thermal insulation for one Ball tank, especially for holding cryogenic Liquids such as liquefied petroleum gas from one Insulating coating from on the surface of the spherical tank attached panels, the ball tank roughly in its Equatorial plane has an annular skirt, on the Inside fittings are attached.
  • the invention relates primarily to spherical tanks, such as them on board ships for the transport of cryogenic goods Liquids such as liquefied petroleum gas are used will.
  • This spherical tank is supported on an annular, approximately in the equatorial plane with the Ball tank welded tank farm, which also as Apron is called.
  • An isolation technology The problem here is the transition from the insulating covering upper hemisphere to lower hemisphere. To in this The insulating covering is to avoid cold spots the upper hemisphere into the area of the apron continued.
  • Fittings made of insulating material attached. This Fittings ensure an insulating transition to the Insulation covering the lower hemisphere.
  • slats are with blocks on their upper edge glued, which in turn firmly attached to the fittings are connected. On the opposite lower edge the slats are glued to further blocks that in turn firmly with the upper edge of the insulating covering the lower hemisphere.
  • the slats themselves are made of flexible insulating material. Several these slats are an insulation package stacked on top of each other.
  • the invention addresses the problem that Relative displacement between the fittings and the through the upper edge of the insulating covering of the lower hemisphere to allow structurally simpler means.
  • Thermal insulation characterized in that between the Insulating coating of a lower hemisphere of the spherical tank and a gap is arranged in the fittings, which in Radial direction of the spherical tank at least over a part its length outwards compared to the horizontal increases.
  • the invention is based on the finding that cold Gas goes down while warm gas goes up increases. Between the fittings and the top of the Insulation covering the lower hemisphere is now a gap increasing at least partially towards the outside arranged. This prevents the on the Cold gas present on the inside of the insulating covering can flow outside. A heat transfer by convection is thus due to the outwardly increasing gap avoided surprisingly simple way.
  • After a preferred embodiment of the invention increases the Gap outwards over its entire length. The too entry of the gap facing a tank wall thus deeper than the outward exit the same.
  • the gap can be either continuous or gradually increasing as well as V-shaped or U-shaped be trained.
  • Ball tanks are primarily used to transport cryogenic goods Liquids such as LPG on board Ships. They usually have a diameter of about 40 m. When empty, this corresponds to Internal temperature of the tanks to the ambient temperature or a significantly higher temperature than theirs Operating temperatur.
  • the tanks are filled with liquefied gas filled, the internal temperature is at the boiling point of the respective liquid gas in the prevailing in the spherical tank Pressure (operating temperature).
  • the Ball tank In the unfilled, warm (assembly) state, the Ball tank roughly a spherical shape. In the cold, filled (operating) state, the ball tank pulls easily together. Judging from a usual one Ball tank diameter of 40 m, so the migrates Tank wall 10 in the area of the equatorial plane by about 90 mm in the operating state compared to the assembled state Inside.
  • the ball tank is supported to a certain extent Height range through a circular tank farm. This is commonly called apron 11.
  • the Apron 11 is in the area of the equatorial plane with the Tank wall 10 firmly connected.
  • the ball tank For absorbing cryogenic liquids, for example of liquid gas, the ball tank must of course have very good thermal insulation. Both one are lower and an upper hemisphere of the spherical tank for this purpose with an insulating covering 12 or 13 Mistake.
  • the insulating coverings 12, 13 are made prefabricated panels 14 assembled. The panels 14 are in rows on top of each other and staggered in rows arranged to each other. The formed from the panels 14 Insulating coverings 12, 13 are known per se and not Subject of the invention.
  • a special The isolation problem is the transition from that Isolierbelag the upper hemisphere to Isolierbelag 13 der lower hemisphere in the area of the apron 11.
  • the Insulating covering 12 of the upper hemisphere is for this purpose led into the area of the apron 11.
  • On the Moldings 15 are attached to the inside of the apron 11.
  • On the opposite to the fittings 15 The bottom of the apron 11 is the lowest Row of panels 14 of the insulating covering 12 of the upper Hemisphere. As a result, a heat flow through the Apron 11 reduced to the desired size.
  • the panels 14 are fixed on the tank wall 10 appropriate. Because of the above temperature-related displacement of the tank wall 10 the upper edge of the insulating covering 13 also migrates lower hemisphere about 90 mm inwards (starting from a tank diameter of 40 m). The apron 11 and with but the fittings 15 remain in theirs Assembly condition. This relative shift between the Fittings 15 and the upper edge of the insulating covering 13 the lower hemisphere must go through thermal insulation be balanced. At the same time, no one is allowed here Insulation weak point.
  • Block 16 is on the bottom the moldings 15 a block 16 attached.
  • Block 16 is particularly firmly bonded to the fittings 15 connected.
  • On the top row of panels 14 of the Insulating covering 13 of the lower hemisphere is a block 17 arranged and, like the panels 14, with a Fastening bolt 18 attached to the ball tank.
  • On the Block 17 is a block 20 attached.
  • a seal 24 is arranged within the gap 21.
  • This seal 24 is made of a material that is (cryo-) flexible even under the operating temperatures prevailing on the ball tank.
  • the seal 24 is made from a ployimide foam that has a low density (about 10 kg / m 3 ). This material has a high flow resistance and remains elastic even at temperatures down to -196 ° C. At these low temperatures, polyimide foam is also sufficiently permanently elastic.
  • An alternative material would be mineral wool.
  • the seal 24 is within a groove 25 in the block 20th arranged.
  • the seal 24 elastically deformed and presses against the lower wall of block 16.
  • the undeformed state is in FIG. 2 indicated by dashed lines.
  • the seal 24 slides during the temperature shifts on the lower wall of the Blocks 16.
  • the lower wall of block 16 with a film with good sliding properties, for example, an aluminum composite film, laminated.
  • the size of the gap 21 is chosen so that it is under remains open in all operating states. This will avoided that tensions between the fittings 15 or blocks 16 and blocks 17 and 20 respectively will. Only the seal 24 slides on the block 16.
  • 1 and 2 is a cover 26 recognizable.
  • This cover is on the one hand Fittings 15, namely on the lower wall, and on the other hand on the insulating covering 13 of the lower hemisphere, namely attached to block 17.
  • On the lower wall the fittings 15 and the outer wall of the block 17 for this purpose plywood panels 27, 28 glued on.
  • On these plywood panels 27, 28 are in the drawing Unscrewed sheet metal angle screwed into the the cover 26 on its lower or upper edge is glued.
  • the cover 26 itself is from individual, in the circumferential direction of the spherical tank successive cover slats 31 are formed.
  • the cover slats 31 are also through one another the elastic sealant glued together.
  • the elastic sealing compound takes up compressions or Strains within cover 26 as a result of Temperature shift on.
  • the cover slats 31 are formed in two layers, namely made of a flexible polystyrene, which is covered with a thin aluminum sheet 32 is laminated.
  • the Aluminum sheet 32 preferably has a thickness of 0.3 mm on.
  • the aluminum sheet 32 is used in the present case on the one hand as a vapor barrier and on the other hand as mechanical protection.
  • the cover plate 31 from the flexible polystyrene in turn has certain thermal insulation properties.
  • Main task of the cover 26 is the following:
  • the Ball tank namely its tank wall 10
  • purge gas Inert gas
  • the purging gas is activated by an inlet in a space between the insulating coverings 12, 13 and the tank wall 10 is pumped in and passes through one Leaves again, in the area of which there are gas detectors are located. 1 and 2.
  • Such a space is recognizable as an annular gap 33.
  • the ring gap 33 prevails an internal pressure increased against the ambient pressure, the through the gap 21 between block 16 and block 20 could escape. This would also be the case with the seal 24 can hardly be prevented.
  • the increasing gap 21 and the seal 24 are taken individually good means to the exit of cold gas due to convection from the annular gap 33 in to prevent the annulus 34.
  • the best effect will be by a combination of increasing gap 21 and the Seal 24 achieved. For example, have experiments result in the following:

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
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Abstract

Die Erfindung schlägt deshalb nach einem ersten Gedanken vor, zwischen den Formstücken (15) und dem oberen Rand des Isolierbelags (13) der unteren Halbkugel einen Spalt (21) vorzusehen, der in Radialrichtung des Kugeltanks gesehen zumindest teilweise nach außen hin gegenüber der Horizontalen ansteigt. Nach einem zweiten auch unabhängig denkbaren Gedanken der Erfindung ist dieser Spalt (21) durch eine Dichtung (24) verschlossen. Infolge des Spalts (21) sind Relativverschiebungen zwischen dem oberen Rand des Isolierbelages (13) der unteren Halbkugel und den Formstücken (15) ohne weiteres möglich. Gleichzeitig ist eine gute Wärmeisolierung entweder durch den ansteigenden Spalt (21) oder die Dichtung (24) gegeben, die sich durch Verwendung beider Mittel zusammen noch verstärken läßt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmedämmung für einen Kugeltank, insbesondere zur Aufnahme tiefkalter Flüssigkeiten wie beispielsweise Flüssiggas, aus einem Isolierbelag aus auf der Oberfläche des Kugeltanks befestigten Paneelen, wobei der Kugeltank etwa in seiner Äquatorebene eine ringförmige Schürze aufweist, an deren Innenseite Formstücke befestigt sind.
Eine solche Wärmedämmung ist aus der DE 43 39 830 A1 bekannt.
Die Erfindung bezieht sich vor allem auf Kugeltanks, wie sie an Bord von Schiffen zum Transport tiefkalter Flüssigkeiten, wie beispielsweise Flüssiggas, verwendet werden. Die Abstützung dieses Kugeltanks erfolgt auf einem ringförmigen, etwa in der Äquatorebene mit dem Kugeltank verschweißten Tanklager, welches auch als Schürze bezeichnet wird. Ein isolationstechnisches Problem hierbei ist der Übergang von dem Isolierbelag der oberen Halbkugel zur unteren Halbkugel. Um in diesem Bereich Kältebrücken zu vermeiden, ist der Isolierbelag der oberen Halbkugel bis in den Bereich der Schürze weitergeführt. Auf der Innenseite der Schürze sind Formstücke aus isolierendem Material angebracht. Diese Formstücke sorgen für einen isolierenden Übergang zum Isolierbelag der unteren Halbkugel.
Aufgrund der erheblichen Innentemperaturunterschiede bei gefülltem und leerem Tank kommt es zu Verschiebungen in Radialrichtung zwischen den Formstücken und dem oberen Rand des Isolierbelages der unteren Halbkugel. Kugeltanks der in Rede stehenden Art weisen üblicherweise einen Durchmesser von 40 m auf. Beim Befüllen und dadurch bedingter Abkühlung des Kugeltanks verschiebt sich der obere Rand des Isolierbelags der unteren Halbkugel um etwa 90 mm in Richtung zur Tankmitte. Die darüber befindlichen Formstücke verharren hingegen annähernd in der Ausgangsposition. Um diese Relativverschiebungen zu ermöglichen, sind bei der Wärmedämmung nach der DE 43 39 830 A1 zwischen den Formstücken und dem oberen Rand des Isolierbelages der unteren Halbkugel Lamellen angeordnet. Diese Lamellen sind an ihrem oberen Rand mit Blöcken verklebt, die ihrerseits mit den Formstücken fest verbunden sind. An ihrem gegenüberliegenden, unteren Rand sind die Lamellen mit weiteren Blöcken verklebt, die ihrerseits fest mit dem oberen Rand des Isolierbelages der unteren Halbkugel verbunden sind. Die Lamellen selbst sind aus flexiblem Isoliermaterial hergestellt. Mehrere dieser Lamellen sind zu einem Isolierpaket aufeinandergeschichtet.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Relativverschiebung zwischen den Formstücken und dem oberen Rand des Isolierbelags der unteren Halbkugel durch konstruktiv einfachere Mittel zu ermöglichen.
Zur Lösung dieses Problems ist die erfindungsgemäße Wärmedämmung dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Isolierbelag einer unteren Halbkugel des Kugeltanks und den Formstücken ein Spalt angeordnet ist, der in Radialrichtung des Kugeltanks zumindest über einen Teil seiner Länge nach außen hin gegenüber der Horizontalen ansteigt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß kaltes Gas nach unten sinkt, während warmes Gas nach oben steigt. Zwischen den Formstücken und dem oberen Rand des Isolierbelags der unteren Halbkugel wird nun ein zumindest teilweise nach außen hin ansteigender Spalt angeordnet. Dadurch wird verhindert, daß die auf der Innenseite des Isolierbelags vorhandenes kaltes Gas nach außen strömen kann. Ein Wärmetransport durch Konvektion wird somit durch den nach außen ansteigenden Spalt auf überraschend einfache Weise vermieden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steigt der Spalt über seine gesamte Länge nach außen hin an. Der zu einer Tankwand hin gerichtete Eintritt des Spalts liegt somit tiefer als der nach außen gerichtete Austritt desselben. Der Spalt kann sowohl kontinuierlich oder stufenartig ansteigend als auch V-förmig oder U-förmig ausgebildet sein.
Vorzugsweise sind am oberen Rand des Isolierbelags der unteren Halbkugel und am unteren Rand der Formstücke jeweils Blöcke angebracht, zwischen denen der Spalt angeordnet ist.
Nach einer auch unabhängig denkbaren Weiterbildung der Erfindung ist in dem Spalt eine elastische Dichtung angeordnet. Durch die Dichtung wird auch bei waagerecht verlaufenden Spalt ein Wärmeaustausch durch Konvektion sehr gut vermieden. Weiterhin wird durch die Dichtung Strahlungswärme sehr gut abgeschirmt. Versuche haben ergeben, daß sich die beste Isolierwirkung durch eine Kombination des nach außen hin ansteigenden Spalts und der elastischen Dichtung erzielen läßt.
Nach einem weiteren, insbesondere mit der erfindungsgemäßen Wärmedämmung, aber auch mit der bekannten Wärmedämmung vorteilhaft einsetzbaren Gedanken ist an den Formstücken einerseits und dem Isolierbelag der unteren Halbkugel andererseits eine umlaufende, flexible Abdeckung angebracht. Werden in dem Kugeltank nämlich verflüssigte, leicht brennbare Gase, wie beispielsweise Flüssigmethan, transportiert, so wird der eigentliche Kugeltank ständig mit Inertgas umspült. Sollten Leckagen am Kugeltank vorhanden sein, so mischt sich das Inertgas mit dem aus dem Tank entweichenden Gas, was durch entsprechende Sensoren am Austritt des Inertgases überwacht wird. Um den Tank mit Spülluft umspülen zu können, ist zwischen der Tankwandung und dem Isolierbelag ein Zwischenraum vorgesehen. In diesem Zwischenraum herrscht beim Spülen ein über dem Umgebungsdruck liegender Druck. Dieser Überdruck darf nicht durch den Spalt zwischen den Formstücken und dem oberen Rand des Isolierbelags der unteren Halbkugel entweichen. Weiterhin ist dieser Bereich gegen mechanische Beschädigungen zu schützen. Bei der Wärmeisolierung nach der DE 43 39 830 A 1 sind sowohl auf der Innenseite als auch auf der Außenseite an den Formstücken einerseits und dem Isolierbelag der unteren Halbkugel andererseits befestigte Dampfsperren vorgesehen. Der Schutz vor mechanischer Beschädigung wird durch ein gesondertes, umlaufendes Abdeckblech gewährleistet. Dieses ist lediglich mit dem Isolierbelag der unteren Halbkugel fest verbunden und somit gegenüber den Formstücken radial verschiebbar. Die Gasdichtigkeit der Abdeckung und mechanischer Schutz werden bei der bekannten Wärmedämmung somit durch zwei gesonderte Bauteile verwirklicht. Durch die flexible Abdeckung nach der Erfindung ist hingegen mechanischer Schutz und Gasdichtigkeit durch ein einziges Bauteil sichergestellt.
Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf die Ausgestaltung der Dichtung und der Abdeckung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:
Fig. 1
den Äquatorbereich eines Kugeltanks mit der erfindungsgemäßen Wärmedämmung im vertikalen Schnitt,
Fig. 2
einen Ausschnitt II gem. Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.
Kugeltanks dienen vor allem zum Transport tiefkalter Flüssigkeiten wie beispielsweise Flüssiggas an Bord von Schiffen. Sie weisen in der Regel einen Durchmesser von etwa 40 m auf. Im leeren Zustand entspricht die Innentemperatur der Tanks der Umgebungstemperatur oder einer deutlich höheren Temperatur als ihrer Betriebstemperatur. Werden die Tanks mit Flüssiggas gefüllt, liegt die Innentemperatur am Siedepunkt des jeweiligen Flüssiggases bei dem im Kugeltank herrschenden Druck (Betriebstemperatur). Um den im Kugeltank herrschenden Fülldruck standhalten zu können, müssen Tankwandungen 10 des Kugeltanks aus entsprechend festem Material hergestellt sein. Sie sind daher in der Regel aus Aluminium oder Edelstahl hergestellt. Aufgrund seiner gut wärmeleitenden Eigenschaft nimmt der Stahl sehr schnell die im Kugeltank herrschende Innentemperatur an. Im ungefüllten, warmen (Montage-)Zustand hat der Kugeltank etwa eine kugelförmige Form. Im kalten, gefüllten (Betriebs-)Zustand zieht sich der Kugeltank leicht zusammen. Geht man von einem üblichen Kugeltankdurchmesser von 40 m aus, so wandert die Tankwandung 10 im Bereich der Äquatorebene um etwa 90 mm im Betriebszustand gegenüber dem Montagezustand nach innen.
Abgestützt wird der Kugeltank in einem gewissen Höhenbereich durch ein ringförmig umlaufendes Tanklager. Dieses wird im allgemeinen auch Schürze 11 genannt. Die Schürze 11 ist im Bereich der Äquatorebene mit der Tankwandung 10 fest verbunden.
Zur Aufnahme der tiefkalten Flüssigkeiten, beispielsweise des Flüssiggases, muß der Kugeltank selbstverständlich über eine sehr gute Wärmedämmung verfügen. Sowohl eine untere als auch eine obere Halbkugel des Kugeltanks sind zu diesem Zweck mit einem Isolierbelag 12 bzw. 13 versehen. Die Isolierbeläge 12, 13 sind aus vorgefertigten Paneelen 14 montiert. Die Paneele 14 sind in Reihen übereinander und in den Reihen fugenversetzt zueinander angeordnet. Die aus den Paneelen 14 gebildeten Isolierbeläge 12, 13 sind an sich bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung. Ein besonderes isoliertechnisches Problem ist der Übergang von dem Isolierbelag der oberen Halbkugel zum Isolierbelag 13 der unteren Halbkugel im Bereich der Schürze 11. Der Isolierbelag 12 der oberen Halbkugel ist zu diesem Zweck bis in den Bereich der Schürze 11 geführt. Auf der Innenseite der Schürze 11 sind Formstücke 15 angebracht. Auf der zu den Formstücken 15 gegenüberliegenden Außenseite der Schürze 11 befindet sich die unterste Reihe von Paneelen 14 des Isolierbelags 12 der oberen Halbkugel. Hierdurch wird ein Wärmestrom durch die Schürze 11 auf das gewünschte Maß reduziert.
Die Paneele 14 sind fest auf der Tankwandung 10 angebracht. Aufgrund der oben beschriebenen temperaturbedingten Verschiebung der Tankwandung 10 wandert auch der obere Rand des Isolierbelags 13 der unteren Halbkugel um etwa 90 mm nach innen (ausgehend von einem Tankdurchmesser von 40 m). Die Schürze 11 und mit ihr die Formstücke 15 verharren aber etwa in ihrem Montagezustand. Diese Relativverschiebung zwischen den Formstücken 15 und dem oberen Rand des Isolierbelags 13 der unteren Halbkugel muß durch die Wärmedämmung ausgeglichen werden. Gleichzeitig darf hier keine Schwachstelle der Wärmedämmung entstehen.
Wie sich aus Fig. 1 und 2 ergibt, ist an der Unterseite der Formstücke 15 ein Block 16 angebracht. Der Block 16 ist insbesondere durch Klebung fest mit den Formstücken 15 verbunden. Auf der obersten Reihe von Paneelen 14 des Isolierbelags 13 der unteren Halbkugel ist ein Block 17 angeordnet und, wie die Paneele 14, mit einem Befestigungsbolzen 18 am Kugeltank befestigt. Auf dem Block 17 ist ein Block 20 angebracht.
Zwischen dem Block 16 und dem Block 20 ist ein Spalt 21 gebildet. Dieser Spalt 21 steigt in Radialrichtung des Kugeltanks gesehen gegenüber der Horizontalen nach außen hin an. Ein der Tankwandung 10 zugewandter Eintritt 22 des Spalts 21 liegt somit tiefer als sein außen liegender Austritt 23. Da kaltes Gas schwerer ist als warmes Gas, legt sich das außenliegende warme Gas über das innen liegende kalte Gas, ohne daß ein Wärmeaustausch durch Konvektion stattfinden kann. Hierdurch ist bereits eine sehr gute Isolierung gegeben.
Um die Isolierwirkung jedoch weiter zu verbessern, ist innerhalb des Spalts 21 eine Dichtung 24 angeordnet. Diese Dichtung 24 ist aus einem auch unter den am Kugeltank herrschenden Betriebstemperaturen (kryo-) flexiblem Material hergestellt. Im vorliegenden Fall wird die Dichtung 24 aus einem Ployimidschaum hergestellt, der eine geringe Dichte (etwa 10 kg/m3) aufweist. Dieses Material hat einen hohen Strömungswiderstand und bleibt auch bei Temperaturen bis -196 °C elastisch. Polyimidschaum ist bei diesen tiefen Temperaturen auch hinreichend dauerelastisch. Ein alternatives Material wäre Mineralwolle.
Die Dichtung 24 ist innerhalb einer Nut 25 im Block 20 angeordnet. Im eingebauten Zustand ist die Dichtung 24 elastisch verformt und drückt gegen die untere Wandung des Blocks 16. Der unverformte Zustand ist in Fig. 2 strichniert angedeutet. Die Dichtung 24 gleitet während der Temperaturverschiebungen auf der unteren Wandung des Blocks 16. Zur Verbesserung der Gleiteigenschaften ist im vorliegenden Fall die untere Wandung des Blocks 16 mit einer gute Gleiteigenschaften aufweisenden Folie, beispielsweise einer Aluminiumverbundfolie, kaschiert.
Die Größe des Spaltes 21 ist so gewählt, daß er unter allen Betriebszuständen geöffnet bleibt. Dadurch wird vermieden, daß Spannungen zwischen den Formstücken 15 bzw. den Blocks 16 und den Blöcken 17 bzw. 20 übertragen werden. Lediglich die Dichtung 24 gleitet am Block 16.
Weiterhin ist in Fig. 1 und 2 eine Abdeckung 26 erkennbar. Diese Abdeckung ist einerseits an den Formstücken 15, nämlich an deren Unterwandung, und andererseits am Isolierbelag 13 der unteren Halbkugel, nämlich am Block 17, angebracht. An der unteren Wandung der Formstücke 15 und der Außenwandung des Blocks 17 sind zu diesem Zweck Sperrholzplatten 27, 28 aufgeklebt. Auf diesen Sperrholzplatten 27, 28 sind in der Zeichnung nicht näher erkennbare Blechwinkel aufgeschraubt, in die die Abdeckung 26 auf ihrem unteren bzw. oberen Rand angeklebt ist. Als Klebung 29 bzw. 30 dient hier eine elastische Dichtungsmasse. Die Abdeckung 26 selbst ist aus einzelnen, in Umfangsrichtung des Kugeltanks hintereinanderliegenden Abdecklamellen 31 gebildet. Untereinander sind die Abdecklamellen 31 ebenfalls durch die elastische Dichtungsmasse miteinander verklebt. Die elastische Dichtungsmasse nimmt dabei Stauchungen bzw. Dehnungen innerhalb der Abdeckung 26 infolge der Temperaturverschiebung auf.
Die Abdecklamellen 31 sind zweilagig ausgebildet, nämlich aus einem flexiblem Polystyrol, das außen mit einem dünnen Aluminiumblech 32 kaschiert ist. Das Aluminiumblech 32 weist vorzugsweise eine Dicke von 0,3 mm auf. Das Aluminiumblech 32 dient im vorliegenden Fall einerseits als Dampfsperre und andererseits als mechanischer Schutz. Die Abdecklamelle 31 aus dem flexiblem Polystyrol besitzt ihrerseits gewisse wärmedämmende Eigenschaften. Hauptaufgabe der Abdeckung 26 ist aber folgende:
Um Leckagen am Kugeltank feststellen zu können, wird der Kugeltank, nämlich dessen Tankwandung 10, mit Spülgas (Inertgas) umströmt. Dies ist insbesondere bei Transport von verflüssigten brennbaren Gasen von enormer Wichtigkeit. Das Spühlgas wird dabei durch einen Eintritt in einen Zwischenraum zwischen den Isolierbelägen 12, 13 und der Tankwandung 10 eingepumpt und tritt durch einen Austritt wieder aus, in dessen Bereich sich Gasdetektoren befinden. In Fig. 1 und 2. ist ein solcher Zwischenraum als Ringspalt 33 erkennbar. In dem Ringspalt 33 herrscht ein gegen den Umgebungsdruck erhöhter Innendruck, der durch den Spalt 21 zwischen Block 16 und Block 20 entweichen könnte. Dieses würde auch durch die Dichtung 24 kaum verhindert werden. Das Entweichen des Innendrucks aus dem Ringspalt 33 wird aber durch die gas- und druckdichte Abdeckung 26 verhindert. Der erhöhte Innendruck pflanzt sich zwar durch den Spalt 21 in einen Ringraum 34 innerhalb der Abdeckung 26 fort. Da aber in dem Ringspalt 33 und dem Ringraum 34 der gleiche Druck herrscht, ist wiederum der Austritt von kaltem Gas durch den Spalt 21 unterbunden.
Der ansteigende Spalt 21 und auch die Dichtung 24 sind jeweils für sich genommen gute Mittel, um den Austritt von kaltem Gas infolge Konvektion von dem Ringspalt 33 in den Ringraum 34 zu verhindern. Die beste Wirkung wird durch eine Kombination von ansteigendem Spalt 21 und der Dichtung 24 erzielt. So haben beispielsweise Versuche folgendes ergeben:
Ausgehend von einer Oberflächentemperatur auf der Tankwandung 10 von -160 °C ergibt sich mit ansteigendem Spalt 21 ohne Dichtung 24 an der Innenwandung der Abdeckung 26 eine Oberflächentemperatur von -3 °C. Die Nut 25 war dabei nicht vorhanden. Setzt man nun den Keil 24 ein, so erhöht sich die Oberflächentemperatur an der Innenseite der Abdeckung 26 auf 0 °C. Die Dichtung 24 bewirkt also eine zusätzliche Wärmedämmung.
Alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel sind auch andere Verläufe für den Spalt 21 denkbar. So kann der Spalt 21 auch nur über eine Teil seiner Länge gegenüber der Horizontalen nach außen hin ansteigen oder stufenartig ausgebildet sein. Eine V-Form oder U-Form ist ebenfalls denkbar. Auch weitere kompliziertere Verläufe für den Spalt 21 sind durchaus möglich und liegen innerhalb des Erfindungsgedankens. Wichtig ist nur, daß der Spalt 21 mit einem Bereich tiefer liegt, als mit einem weiter außen liegenden Bereich, so daß in einem nach außen hin ansteigenden Bereich des Spalts 21 eine ansteigende Temperatur herrscht.
Bezugszeichenliste:
10
Tankwandung
11
Schürze
12
Isolierbelag
13
Isolierbelag
14
Paneele
15
Formstück
16
Block
17
Block
18
Befestigungsbolzen
20
Block
21
Spalt
22
Eintritt
23
Austritt
24
Dichtung
25
Nut
26
Abdeckung
27
Sperrholzplatte
28
Sperrholzplatte
29
Klebung
30
Klebung
31
Abdecklamelle
32
Aluminiumblech
33
Ringspalt
34
Ringraum

Claims (11)

  1. Wärmedämmung für einen Kugeltank, insbesondere zur Aufnahme tiefkalter Flüssigkeiten wie beispielsweise Flüssiggas, aus einem Isolierbelag (12, 13) aus auf der Oberfläche des Kugeltanks befestigten Paneelen (14), wobei der Kugeltank etwa in seiner Äquatorebene eine ringförmige Schürze (11) aufweist, an deren Innenseite Formstücke (15) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Isolierbelag (13) einer unteren Halbkugel des Kugeltanks und den Formstücken (15) ein Spalt (21) angeordnet ist, der in Radialrichtung des Kugeltanks zumindest über einen Teil seiner Länge nach außen hin gegenüber der Horizontalen ansteigt.
  2. Wärmedämmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite der Formstücke (15) erste Blöcke (16) und am oberen Rand des Isolierbelag (13) der unteren Halbkugel zweite Blöcke (20) angebracht sind und daß der Spalt (21) zwischen den Blöcken angeordnet ist.
  3. Wärmedämmung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (21)
    stufenartig nach außen hin gegenüber der Horizontalen ansteigend, oder
    kontinuierlich, insbesondere über seine volle Länge, nach außen hin gegenüber der Horizontalen ansteigend, oder
    V-förmig oder U-förmig
    ausgebildet ist.
  4. Wärmedämmung für einen Kugeltank, insbesondere zur Aufnahme tiefkalter Flüssigkeiten wie beispielsweise Flüssiggas, aus einem Isolierbelag (13) aus auf der Oberfläche des Kugeltanks befestigten Paneelen (14), wobei der Kugeltank etwa in seiner Äquatorebene eine ringförmige Schürze (11) aufweist, an deren Innenseite Formstücke (15) befestigt sind, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Isolationsbelag (13) einer unteren Halbkugel des Kugeltanks und den Formstücken (15) ein Spalt (21) angeordnet ist, und daß innerhalb des Spaltes (21) eine den Spalt (21) verschließende Dichtung (24) angeordnet ist.
  5. Wärmedämmung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung aus einem kryoflexiblem Material, z. B. aus Polyimidschaum oder Mineralwolle, hergestellt ist.
  6. Wärmedämmung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (24) mit dem Isolierbelag (13) der unteren Halbkugel verbunden und gleitend an den Formstücken (15) bzw. den Blöcken (16) verschiebbar ist.
  7. Wärmedämmung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstücke (15) bzw. die Blöcke (16) und/oder die Dichtung (24) mit einer Gleitfolie, insbesondere einer Aluminiumverbundfolie, kaschiert sind.
  8. Wärmedämmung für einen Kugeltank, insbesondere zur Aufnahme tiefkalter Flüssigkeiten wie beispielsweise Flüssiggas, aus einem Isolierbelag (13) aus auf der Oberfläche des Kugeltanks befestigten Paneelen (14), wobei der Kugeltank etwa in seiner Äquatorebene eine ringförmige Schürze (11) aufweist, an deren Innenseite Formstücke (15) befestigt sind, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Formstücken (15) einerseits und dem Isolierbelag (13) der unteren Halbkugel andererseits eine umlaufende, flexible Abdeckung (26) angebracht ist.
  9. Wärmedämmung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung aus flexiblem Isoliermaterial insbesondere Polystyrol, welches mit einer Dampfsperre kaschiert ist, gebildet ist.
  10. Wärmedämmung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfsperre ein dünnes Blech, insbesondere Aluminiumblech (33) ist.
  11. Wärmedämmung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (26) aus mehreren, in Umfangsrichtung des Kugeltanks hintereinanderliegenden Abdecklamellen (31) gebildet ist, wobei benachbarte Abdecklamellen (31) durch eine elastische Dichtungsmasse miteinander verklebt sind.
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