EP2697553B1 - Lageranordnung an einem selbsttragenden tank für kalte oder kryogene flüssigkeiten - Google Patents

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EP2697553B1
EP2697553B1 EP11719464.7A EP11719464A EP2697553B1 EP 2697553 B1 EP2697553 B1 EP 2697553B1 EP 11719464 A EP11719464 A EP 11719464A EP 2697553 B1 EP2697553 B1 EP 2697553B1
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EP
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tank
bearing
bearing bodies
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Nordic Yards Wismar GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a bearing arrangement on a self-supporting or independent tank for cold or cryogenic liquids.
  • the bearing arrangement according to the invention is preferably used for fastening tanks for the transport and / or storage of cold or cryogenic liquids on board ships or other floating units or on offshore structures.
  • Cryogenic liquids are characterized by low boiling points. They are therefore transported or stored at very low temperatures. These are in particular liquefied natural gas, methane, propane, butane or other cryogenic liquids. For liquefied methane (LNG) the transport or storage temperature is about minus 164 ° C.
  • Liquefied gas tankers with self-supporting tanks made of nickel-alloyed steel are known.
  • the tanks have a prismatic shape adapted to the cross section of a ship's hull. They are welded together from steel plates and steel profiles.
  • wooden bearing bodies are glued to the tank bottom wall and the tank top wall.
  • the bearing bodies are mounted in thrust bearings and thrust bearings in the ship's bottom or on the loading compartment deck wall of the ship.
  • Shear bearings are arranged along the central longitudinal axis and the center transverse axis of the tank and the remaining bearings are thrust bearings.
  • the cooling down of the tank to operating temperature is associated with a severe shrinkage of the tank structure.
  • the wooden bearing bodies hardly shrink.
  • US-A-2,905,352 describes a bearing assembly on a self-supporting tank for cold or cryogenic liquids with a tank shell made of metal, which bounds with a tank bottom wall, tank side walls and a tank top wall a tank space.
  • a tank shell made of metal
  • On the underside of the tank bottom wall bearing bodies made of wood for storage on foundations are arranged.
  • holding structures are provided on the underside of the tank bottom wall, which engage in slots of the bearing body, wherein there are gaps at ambient temperature between the support structures and the bearing bodies.
  • the object of the invention is to provide a storage of a tank for cold or cryogenic liquids, which is less prone to damage by heat shrinkage.
  • the cooling of the tank to operating temperature is associated with storage of cryogenic liquids at a high cost. As a result, the tank is kept regularly at regular operating temperature. This can be ensured by always leaving a minimum filling quantity of the cold or cryogenic liquid in the tank and, if necessary, cooling it.
  • the tank is thus basically permanently immovable held by the support structures.
  • Another advantage of the bearing assembly according to the invention is that in case of failure of the bearing body they are easily replaceable. For this purpose, after heating the tank to ambient temperature, only the support structures must be partially removed. The bearing bodies are then removed from the support structures. The costly loosening of a high-strength adhesive bond, which may be associated with further damage of structural parts, is eliminated.
  • the gaps are dimensioned such that at operating temperature, the holding structures lie just gap-free on the bearing bodies. Further preferably, the holding structures are frictionally against the bearing bodies at the operating temperature.
  • the gaps between the support structures and the bearing bodies are designed with respect to an ambient temperature of 15 ° to 25 ° C and for an operating temperature of minus 155 ° to minus 175 ° C. Further preferably, the ambient temperature is about 20 ° C and the operating temperature is about minus 164 ° C.
  • distance compensation elements are inserted in gaps between the support structures and the bearing bodies.
  • the distance compensating elements allow adjustment of the widths of the gaps so that they are completely closed at operating temperature.
  • the distance compensation elements are, for example, distance compensation plates.
  • distance compensation elements made of stainless steel are used.
  • further bearing bodies made of wood for supporting on further foundations are arranged on the upper side of the tank top wall and are on arranged on the top of the tank top wall further retaining structures which surround at least the lower edge region of the other bearing body, wherein at ambient temperature between the other support structures and the other bearing bodies are gaps which are such that they close when the tank is cooled to operating temperature , so that the further holding structures abut the other bearing bodies.
  • the other bearing bodies are used in particular for a floating unit to support the tank in the event of a floating, which could occur when the tank receiving the cargo space is flooded.
  • the inventive arrangement of bearing bodies on the tank top wall also avoids damage due to the heat shrinkage during cooling of the tank to operating temperature.
  • the bearing bodies have outwardly projecting flanges and surround the support structures at ambient temperature, the flanges with means for gripping the flanges. As a result, the bearing bodies are already held at ambient temperature on the tank. As a result, it is particularly possible to completely prefabricate the tanks and push them into a hull.
  • the bearing bodies are already attached to the tank during production and hang under the tank or are mounted on the tank when it is used in a hull, another floating unit or an offshore structure.
  • Suitable bearing bodies for the storage of cryogenic tanks are commercially available.
  • bearing bodies made of laminated, compressed wood are suitable. If necessary. the wood is impregnated with a resin or other impregnating agent.
  • Suitable bearing bodies are commercialized, for example, by the German wood refining Schmeing GmbH & Co. KG, Kirchhundem, Germany, under the trademark "dehonit®".
  • the bearing bodies are substantially cuboid .
  • the holding structures in the longitudinal direction of the tank directed holding profiles and directed transversely of the tank holding profiles, wherein the bearing bodies are each enclosed by two longitudinal holding profiles and two transverse holding profiles.
  • the longitudinal direction in the longitudinal direction of the floating unit and the transverse direction in the transverse direction of the floating unit usually extend.
  • the longitudinal holding profiles and the transverse holding profiles are not connected to one another at the end. This prevents the longitudinal and transverse holding profiles from hindering during heat shrinkage so that the gaps do not close sufficiently.
  • the holding profiles are L-profiles, wherein the vertical L-profile legs surround the bearing body laterally and the horizontal L-profile legs are means for gripping around the flanges of the bearing body.
  • the holding profiles are stabilized on the sides facing away from the bearing bodies via support plates, which are fastened to the tank shell.
  • the longitudinal holding profiles and / or the transverse holding profiles are connected to each other by connecting profiles.
  • the connection profiles can also be formed by the longitudinal ones Holding profiles and / or the transverse holding profiles between adjacent support structures continue. This embodiment of the holding structures ensures uniform support of the tank bottom wall and / or the tank top wall of the tank.
  • the bearing bodies are arranged at a distance from each other in rows, which are in the longitudinal direction of the tank and in the transverse direction, extending the tank.
  • a support of the tank is achieved, which reduces loads on the tank structure.
  • material is saved because the bearing bodies are arranged at a distance from each other.
  • hydraulic lifting devices can be placed in the spaces between the bearing bodies, which allow lifting of the tank from a substrate during installation or removal or when replacing bearing bodies.
  • the tank shell has outwardly projecting ribs on which the retaining structures are attached.
  • the ribs allow welding of the support structures without thermal impairment of the tank shell by heat input during welding. This advantage is also achieved when the tank shell has floor balancing plates connected to the ribs on which the support structures are mounted.
  • the ribs extending in the transverse direction and / or in the longitudinal direction of the tank and the transverse retaining profiles linearly fixed to the transverse ribs and the longitudinal holding profiles at the crossing points fixed to the transverse ribs and / or the longitudinal retaining profiles are linear on the longitudinal Fixed ribs and the transverse holding profiles at the intersection points punctiform on the fixed longitudinal ribs.
  • the tank has only transverse ribs.
  • the bearing arrangement is arranged in a hull or in an offshore structure, the hull or the offshore structure having thrust foundations and pressure foundations, the thrust foundations laterally bordering the bearing bodies of the tank only at two opposite edges and the pressure foundations the bearing bodies not laterally bordering, wherein the thrust foundations are arranged on two intersecting axes in the longitudinal direction and in the transverse direction of the tank and the thrust foundations each enclose the bearing bodies parallel to the axes on which they are arranged.
  • the retaining structures and / or the ribs are made of light metal and / or the retaining structures and / or the ribs and / or the tank shell are connected to one another by welding.
  • the tank and / or the support structure and / or the ribs are made of aluminum or of an aluminum alloy.
  • top and bottom refer to an orientation of the tank with horizontal tank bottom wall and tank top wall and an arrangement of the tank top wall above the tank bottom wall.
  • the bearing assembly is formed on a self-supporting tank of extruded profile supports made of aluminum, an aluminum alloy or another light metal.
  • Several parallel beam profiles are welded together to form panels. The panels are possibly. Connected by corner profiles or connecting profiles together to form a tank shell.
  • the tank is a tank with a double tank shell.
  • the double-hull tank may be a Type A or Type B tank according to the IGC code.
  • the tank can in principle be constructed as the self-supporting tank according to the embodiments of the international patent application PCT / EP 2010/006954 , The relevant embodiments of the aforementioned patent application are incorporated by reference in the present patent application.
  • extruded light metal profiles requires a high support by tank farms, especially in the area of the tank side walls (also called “tank bulkheads") and in the area of the longitudinal frame of the tank shell.
  • a plurality of bearing bodies 1, 2 are arranged.
  • the bearing bodies 1 are thrust bearing bodies, ie they are subjected essentially to pressure.
  • the bearing bodies 2 are thrust bearing bodies, ie they are essentially subjected to thrust and pressure.
  • the thrust bearing body 2 are prevented from shifting in the plane perpendicular to the lines 3.
  • the thrust bearing body 1, however, are displaceable in the plane in any direction.
  • the foundations for the thrust bearing body 1 and the thrust bearing body 2 are formed according to the hull, which will be discussed below.
  • Fig. 2 shows a tank 40, which is composed of panels 41, which in turn consist of individual profile beams 42.
  • the panels 41 are assembled by means of connecting profiles 43 and corner profiles 44.
  • the tank 40 has a tank bottom wall 45, tank side walls 46, 47 on the longitudinal sides with chamfers 46.1, 46.2 and 47.1, 47.2 and tank side walls 48, 49 (the latter is in Fig. 2 not visible) on the transverse sides. Above he has a tank top 50.
  • the bearing body 1, 2 are fixed from wood.
  • the tank 29 is in Fig. 2 when inserted into a ship's hull 29 shown.
  • the hull has a ship bottom 32, ship side walls 31 and a ship deck structure 30.
  • the ship deck structure 30 is not yet seated on the ship side walls 31.
  • foundations 33 for thrust bearings and other foundations 33 for thrust bearing are located on the bottom of the ship deck structure 30.
  • Fig. 2 removable, that projecting from the outside of the tank 1 transversely directed ribs 36 to the outside.
  • transverse ribs 36 are connected by welded horizontal ground leveling plates 10.
  • the transverse ribs 36 are crossed by longitudinal holding profiles 4 in the form of L-profiles.
  • the longitudinal holding profiles 4 are welded at the intersections with the transverse ribs with these.
  • the longitudinal retaining profiles 4 are welded to the ground leveling plates 10.
  • transverse holding profiles 5 are placed in the form of L-profiles on the transverse ribs 36.
  • the transverse holding profiles 5 are linearly welded to the transverse ribs 36.
  • the longitudinal holding profiles 4 and the transverse holding profiles 5 define rectangular holding structures.
  • the angled legs of the L-profiles 4, 5 are directed inwardly over the support structures 12.
  • Adjacent support structures 12 are spaced from each other.
  • the longitudinal profiles 4 of adjacent support structures 12 are interconnected by connecting beams 7.
  • the longitudinal profiles 4 are stabilized on the outside via support plates 6.
  • the support plates 6 are welded to the vertical legs of the L-profiles and welded to the edges of the transverse ribs 36.
  • the support plates 6 are arranged perpendicular to the tank bottom wall 45.
  • FIG. 5 Further supporting plates 6.1 are arranged between the longitudinal holding profiles 4 and the transverse holding profiles 5, wherein these further supporting plates 6 are arranged parallel to the tank bottom wall 45.
  • the floor leveling panels 10 may be limited to the areas between the support structures 12 or may extend over the entire tank walls 45-50.
  • the bearing bodies 1, 2 are according to Fig. 3 . 7, 8 used in the support structures 11.
  • the bearing bodies 1, 2 have at the edge, which faces the tank structure, an outwardly projecting flange 1.1, 1.2.
  • the flange 1.1, 2.1 is encompassed by the L-profiles 4, 5.
  • a gap 11 is present at ambient temperature (about 20 ° C) between the holding profiles 4, 5 and the flange 1.1, 2.1.
  • the gap 11 is formed between the flange 1.1, 2.1 and a plate-shaped spacer compensation element 9.
  • the bearing bodies 1, 2 are positively connected to the support structures 12 at ambient temperature.
  • the gap 11 is sized to close when the tank reaches operating temperature (e.g., minus 164 ° C for liquefied natural gas).
  • the holding profiles 4, 5 are non-positively on the edges of the flanges 1.1, 2.1 at.
  • the tank 40 can be used with the attached bearing bodies 1, 2 in the hull.
  • Foundations 33 are present, which have a storage table 33.2 without lateral guide plates 34. On these foundations 33.2 bearing body 1 are displaced in any direction.
  • the bearing bodies 1, 2 have laterally projecting retaining wings 1.2, 2.2 for insulating material with which the tank 40 is surrounded ( Fig. 8 ).
  • the bearing body arrangement according to the invention overcomes this by incorporating the support structures for the bearing bodies in the structure of the tank.
  • the incorporation of the support structures into the structure of the tank is achieved by the bearing body arrangement according to the invention, taking into account structural and welding aspects.
  • the ship operator in case of failure of the bearing body has the ability to easily replace them.
  • the bearing bodies can be removed relatively quickly from the holding structures and reinserted.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung an einem selbsttragenden bzw. eigenständigen Tank für kalte oder kryogene Flüssigkeiten.
  • Die erfindungsgemäße Lageranordnung dient vorzugsweise der Befestigung von Tanks für den Transport und/oder die Lagerung von kalten oder kryogenen Flüssigkeiten an Bord von Schiffen oder anderen schwimmenden Einheiten oder auf Offshore-Bauwerken.
  • Kryogene Flüssigkeiten zeichnen sich durch niedrige Siedepunkte aus. Sie werden deshalb bei sehr tiefen Temperaturen transportiert bzw. gelagert. Hierbei handelt es sich insbesondere um verflüssigtes Erdgas, Methan, Propan, Butan oder andere kryogene Flüssigkeiten. Bei verflüssigtem Methan (LNG) beträgt die Transport- bzw. Lagerungstemperatur etwa minus 164°C.
  • Bekannt sind Flüssiggastankschiffe mit selbsttragenden Tanks aus nickellegiertem Stahl. Die Tanks haben in Anpassung an den Querschnitt eines Schiffsrumpfes eine prismatische Form. Sie sind aus Stahlplatten und Stahlprofilen zusammengeschweißt. Zur Lagerung im Schiffskörper sind an die Tankbodenwand und an die Tankdeckwand Lagerkörper aus Holz angeklebt. Die Lagerkörper sind in Schublagern und Drucklagern im Schiffsboden bzw. an der Laderaumdeckwand des Schiffes gelagert. Dabei sind Schublager entlang der Mittellängsachse und der Mittelquerachse des Tanks angeordnet und die übrigen Lager sind Drucklager. Das Herunterkühlen des Tanks auf Betriebstemperatur ist mit einer starken Schrumpfung der Tankstruktur verbunden. Die Lagerkörper aus Holz schrumpfen hingegen kaum. Infolgedessen kommt es zu starken Spannungen in den Klebeverbindungen zwischen den Lagerkörpern und der Tankstruktur, die dazu führen kann, dass die Klebeverbindungen bzw. die miteinander verbundenen Bauteile beschädigt werden können. Die Reparatur ist aufwendig, da hierfür der Tank komplett entleert und auf Umgebungstemperatur gebracht werden muss, wobei keine explosiven Gase im Tank verbleiben dürfen. Ggfs. muss der Tank im Schiffskörper angehoben oder ausgebaut werden.
  • US-A-2,905,352 beschreibt eine Lageranordnung an einem selbsttragendem Tank für kalte oder kryogene Flüssigkeiten mit einer Tankhülle aus Metall, die mit einer Tankbodenwand, Tankseitenwänden und einer Tankdeckwand einen Tankraum umgrenzt. An der Unterseite der Tankbodenwand sind Lagerkörper aus Holz zum Lagern auf Fundamenten angeordnet. Ferner sind an der Unterseite der Tankbodenwand Haltestrukturen vorhanden, die in Schlitze der Lagerkörper eingreifen, wobei bei Umgebungstemperatur zwischen den Haltestrukturen und den Lagerkörpern Spalte vorhanden sind.
  • Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung eines Tanks für kalte oder kryogene Flüssigkeiten zu schaffen, die weniger anfällig für Beschädigungen durch Wärmeschrumpfung ist.
  • Die Aufgabe wird durch eine Lagerung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Lagerung sind in Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung an einem selbsttragendem Tank für kalte oder kryogenen Flüssigkeiten mit
    • einer Tankhülle aus Leichtmetall mit einer Tankbodenwand, Tankseitenwänden und einer Tankdeckwand einen Tankraum umgrenzt,
    • an der Unterseite der Tankbodenwand angeordneten Lagerkörpern aus Holz zum Lagern auf Fundamenten und
    • Haltestrukturen an der Unterseite des Tankbodens, welche die Lagerkörper zumindest am oberen Rand einfassen, wobei bei Umgebungstemperatur zwischen den Haltestrukturen und den Lagerkörpern Spalte vorhanden sind, die so bemessen sind, dass sie sich schließen, wenn der Tank auf Betriebstemperatur abgekühlt ist, sodass die Haltestrukturen bei Betriebstemperatur des Tanks an den Lagerkörpern anliegen,
    • bei der die Lagerkörper (1, 2) nach außen vorstehende Flansche (2.1) aufweisen und die Haltestrukturen (12) die Flansche (2.1) mit Mitteln zum Umgreifen der Flansche (2.1) umgreifen.
  • Bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung sind zwischen den Haltestrukturen und den Lagerkörpern (auch "Supports" genannt) bei Umgebungstemperatur Spalte vorhanden. Diese sind so bemessen, dass sie die Wärmeschrumpfung des Tanks nicht behindern, wenn dieser von Umgebungstemperatur auf Betriebstemperatur abgekühlt wird. Ferner sind sie so bemessen, dass die Haltestrukturen gerade an Lagerkörpern anliegen, wenn der Tank Betriebstemperatur hat. Hierdurch wird erreicht, dass der Tank bei Betriebstemperatur von den Haltestrukturen spielfrei gehalten ist. Darüber hinaus werden Belastungen des Tanks und der Lagerkörper vermieden, die Beschädigungen zur Folge haben können. Das Abkühlen des Tanks auf Betriebstemperatur ist bei Lagerung kryogener Flüssigkeiten mit hohen Kosten verbunden. Infolgedessen wird der Tank regelmäßig dauerhaft auf Betriebstemperatur gehalten. Dies kann dadurch sichergestellt werden, dass stets eine Mindestfüllmenge der kalten oder kryogenen Flüssigkeit in dem Tank verbleibt und ggfs. gekühlt wird. Der Tank ist somit grundsätzlich dauerhaft unbeweglich von den Haltestrukturen gehalten.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lageranordnung besteht darin, dass im Falle eines Versagens der Lagerkörper diese leicht austauschbar sind. Hierfür müssen nach einem Erwärmen des Tanks auf Umgebungstemperatur nur die Haltestrukturen teilweise entfernt werden. Die Lagerkörper sind dann aus den Haltestrukturen entnehmbar. Das aufwendige Lösen einer hochfesten Klebeverbindung, die mit einer weiteren Beschädigung von Strukturteilen verbunden sein kann, entfällt.
  • Bevorzugt sind die Spalte so bemessen, dass bei Betriebstemperatur die Haltestrukturen gerade spaltfrei an den Lagerkörpern anliegen. Weiterhin bevorzugt liegen bei Betriebstemperatur die Haltestrukturen kraftschlüssig an den Lagerkörpern an.
  • Gemäß einer Ausgestaltung sind die Spalte zwischen den Haltestrukturen und den Lagerkörpern im Hinblick auf eine Umgebungstemperatur von 15° bis 25°C und für eine Betriebstemperatur von minus 155° bis minus 175°C ausgelegt. Weiterhin bevorzugt beträgt die Umgebungstemperatur etwa 20°C und die Betriebstemperatur etwa minus 164°C.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind in Spalte zwischen den Haltestrukturen und den Lagerkörpern Distanzausgleichselemente eingesetzt. Die Distanzausgleichselemente ermöglichen die Einstellung der Weiten der Spalte so, dass diese bei Betriebstemperatur vollständig geschlossen sind. Mittels der Distanzausgleichselemente können insbesondere Fertigungstoleranzen kompensiert werden. Die Distanzausgleichselemente sind beispielsweise Distanzausgleichsbleche. Vorzugsweise werden Distanzausgleichselemente aus rostfreiem Stahl eingesetzt.
  • Gemäß einer Ausgestaltung sind an der Oberseite der Tankdeckwand weitere Lagerkörper aus Holz zum Abstützen an weiteren Fundamenten angeordnet und sind auf der Oberseite der Tankdeckwand weitere Haltestrukturen angeordnet, die zumindest den unteren Randbereich der weiteren Lagerkörper einfassen, wobei bei Umgebungstemperatur zwischen den weiteren Haltestrukturen und den weiteren Lagerkörpern Spalte vorhanden sind, die so bemessen sind, dass sie sich schließen, wenn der Tank auf Betriebstemperatur abgekühlt ist, sodass die weiteren Haltestrukturen an den weiteren Lagerkörpern anliegen. Die weiteren Lagerkörper dienen insbesondere bei einer schwimmenden Einheit dazu, den Tank im Falle eines Aufschwimmens abzustützen, welches eintreten könnte, wenn der den Tank aufnehmende Laderaum geflutet wird. Die erfindungsgemäße Anordnung von Lagerkörpern auf der Tankdeckwand vermeidet ebenfalls Beschädigungen aufgrund der Warmeschrumpfung beim Abkühlen des Tanks auf Betriebstemperatur.
  • Die Lagerkörper weisen nach außen vorstehende Flansche auf und umgreifen die Haltestrukturen bei Umgebungstemperatur die Flansche mit Mitteln zum Umgreifen der Flansche. Hierdurch werden die Lagerkörper bereits bei Umgebungstemperatur am Tank gehalten. Infolgedessen ist es insbesondere möglich, die Tanks komplett vorzufertigen und in einen Schiffskörper hineinzuschieben. Die Lagerkörper sind bereits bei der Fertigung des Tanks an diesem angebracht und hängen unter dem Tank bzw. sind auf dem Tank montiert, wenn dieser in einen Schiffskörper, eine andere schwimmende Einheit oder ein Offshore-Bauwerk eingesetzt wird.
  • Geeignete Lagerkörper für die Lagerung kryogener Tanks sind kommerziell erhältlich. Geeignet sind insbesondere Lagerkörper aus laminiertem, komprimiertem Holz. Ggfs. ist das Holz mit einem Harz oder einem anderen Tränkmittel getränkt. Geeignete Lagerkörper werden beispielsweise von der Deutsche Holzveredelung Schmeing GmbH & Co. KG, Kirchhundem, Deutschland, unter der Marke "dehonit®" kommerzialisiert.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Lagerkörper im Wesentlichen quaderförmig.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfassen die Haltestrukturen in Längsrichtung des Tanks gerichtete Halteprofile und in Querrichtung des Tanks gerichtete Halteprofile, wobei die Lagerkörper jeweils von zwei längsgerichteten Halteprofilen und zwei quergerichteten Halteprofilen eingefasst sind. Bei einem Tank für eine schwimmende Einheit erstreckt sich in der Regel die Längsrichtung in Längsrichtung der schwimmenden Einheit und die Querrichtung in Querrichtung der schwimmenden Einheit.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die längsgerichteten Halteprofile und die quergerichteten Halteprofile endseitig nicht miteinander verbunden. Hierdurch wird vermieden, dass sich die längsgerichteten und die quergerichteten Halteprofile bei der Wärmeschrumpfung behindern, sodass sich die Spalte nicht hinreichend schließen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Halteprofile L-Profile, wobei die vertikalen L-Profilschenkel die Lagerkörper seitlich einfassen und die horizontalen L-Profilschenkel Mittel zum Umgreifen der Flansche der Lagerkörper sind.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Halteprofile an den von den Lagerkörpern abgewandten Seiten über Stützbleche stabilisiert, die an der Tankhülle befestigt sind.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die längsgerichteten Halteprofile und/oder die quergerichteten Halteprofile durch Verbindungsprofile miteinander verbunden. Die Verbindungsprofile können auch dadurch gebildet sein, dass sich die längsgerichteten Halteprofile und/oder die quergerichteten Halteprofile zwischen benachbarten Haltestrukturen fort erstrecken. Durch diese Ausgestaltung der Haltestrukturren wird eine gleichmäßige Unterstützung der Tankbodenwand und/oder der Tankdeckwand des Tanks erreicht.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Lagerkörper mit Abstand voneinander in Reihen angeordnet, die in Längsrichtung des Tanks und in Querrichtung, des Tanks erstreckt sind. Durch die Anordnung der Lagerkörper in Reihen mit Abstand voneinander wird eine Unterstützung des Tanks erreicht, die Belastungen der Tankstruktur reduziert. Ferner wird Material eingespart, da die Lagerkörper auf Abstand voneinander angeordnet sind. Ferner können in den Zwischenräumen zwischen den Lagerkörpern hydraulische Hubvorrichtungen platziert werden, die ein Anheben des Tanks von einem Untergrund beim Einbauen oder Ausbauen oder beim Ersetzen von Lagerkörpern ermöglichen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung weist die Tankhülle nach außen vorstehende Rippen auf, auf denen die Haltestrukturen befestigt sind. Die Rippen ermöglichen ein Anschweißen der Haltestrukturen ohne thermische Beeinträchtigung der Tankhülle durch Wärmeeintrag beim Schweißen. Dieser Vorteil wird auch erzielt, wenn die Tankhülle mit den Rippen verbundene Bodenausgleichsplatten aufweist, auf denen die Haltestrukturen befestigt sind.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Rippen in Querrichtung und/oder in Längsrichtung des Tanks erstreckt und die quergerichteten Halteprofile linienförmig an den quergerichteten Rippen und die längsgerichteten Halteprofile an den Kreuzungspunkten punktförmig an den quergerichteten Rippen fixiert und/oder sind die längsgerichteten Halteprofile linienförmig auf den längsgerichteten Rippen fixiert und die quergerichteten Halteprofile an den Kreuzungspunkten punktförmig auf den längsgerichteten Rippen fixiert. Gemäß einer Ausgestaltung weist der Tank nur quergerichtete Rippen auf.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Lageranordnung in einem Schiffskörper oder in einem Offshore-Bauwerk angeordnet, wobei der Schiffskörper oder das Offshore-Bauwerk Schubfundamente und Druckfundamente aufweisen, wobei die Schubfundamente die Lagerkörper des Tanks jeweils nur an zwei einander gegenüberliegenden Rändern seitlich einfassen und die Druckfundamente die Lagerkörper seitlich nicht einfassen, wobei die Schubfundamente auf zwei einander kreuzenden Achsen in Längsrichtung und in Querrichtung des Tanks angeordnet sind und die Schubfundamente die Lagerkörper jeweils parallel zu den Achsen einfassen, auf denen sie angeordnet sind.
  • Schließlich ist gemäß einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Haltestrukturen und/oder die Rippen aus Leichtmetall bestehen und/oder die Haltestrukturen und/oder die Rippen und/oder die Tankhülle durch Schweißen miteinander verbunden sind.
  • Vorzugsweise besteht der Tank und/oder die Haltestruktur und/oder die Rippen aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    Anordnung der Lagerkörper aus Holz unter der Tankbodenwand in einer grobschematischen Draufsicht;
    Fig. 2
    Tank mit den Lagerkörpern beim Einschieben ("Skidding") in einen Schiffskörper in einem grobschematischen Vertikalschnitt;
    Fig. 3
    Anordnung von Lagerkörpern an der Unterseite einer Tankbodenwand in einer perspektivischen Teilansicht schräg von oben und von der Seite;
    Fig. 4
    Haltestrukturen zum Halten von Lagerkörpern an der Unterseite der Tankbodenwand ohne eingesetzte Lagerkörper in einer perspektivischen Teilansicht schräg von unten und von der Seite;
    Fig. 5
    ein vergrößertes Detail von Fig. 4;
    Fig. 6
    die Haltestruktur in einem vertikalen Teilschnitt;
    Fig. 7
    die Haltestruktur mit eingesetztem Lagerkörper in einem vergrößerten vertikalen Teilschnitt;
    Fig. 8
    die Haltestruktur mit einem eingesetzten Lagerkörper abgestützt an einem Fundament im Schiffskörper zur Bildung eines Schublagers in einem vertikalen Teilschnitt;
    Fig. 8
    Tank mit Lagerkörpern abgestützt an Fundamenten des Schiffskörpers zur Bildung von Schub- und Drucklagern abgestützt in einem vertikalen Teilschnitt;
    Fig. 9
    Tank mit Lagerkörpern an Fundamenten zur Bildung von Drucklagern im Schiffskörper in einem vertikalen Teilschnitt.
  • In dieser Patentanmeldung beziehen sich die Angaben "oben" und "unten" auf eine Ausrichtung des Tanks mit horizontaler Tankbodenwand und Tankdeckwand und einer Anordnung der Tankdeckwand oberhalb der Tankbodenwand.
  • Die Lageranordnung ist an einem selbsttragenden Tank aus stranggepressten Profilträgem aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder einem anderen Leichtmetall ausgebildet. Mehrere parallele Trägerprofile sind zu Paneelen zusammengeschweißt. Die Paneele sind ggfs. durch Eckprofile oder Verbindungsprofile miteinander verbunden, um eine Tankhülle zu bilden. Innen kann der Tank mit Längsschotten und Querschotten ausgestattet sein, die der Stabilisierung und der Unterbindung von Flüssigkeitsbewegungen dienen. Vorzugsweise ist der Tank ein Tank mit einer Tankdoppelhülle. Der Doppelhüllentank kann nach dem IGC-Code ein Typ A- oder ein Typ B-Tank sein.
  • Der Tank kann grundsätzlich so aufgebaut sein, wie der selbsttragende Tank gemäß den Ausführungsbeispielen der internationalen Patentanmeldung PCT/EP 2010/006954 . Die diesbezüglichen Ausführungen der vorgenannten Patentanmeldung sind durch Bezugnahme in die vorliegende Patentanmeldung einbezogen.
  • Die Bauweise aus stranggepressten Leichtmetallprofilen bedingt eine hohe Unterstützung durch Tanklager insbesondere im Bereich der Tankseitenwände (auch "Tankendschotte" genannt) und im Bereich der Längsrahmen der Tankhülle.
  • Gemäß Fig. 1 sind an der Unterseite des Tanks eine Vielzahl Lagerkörper 1, 2 angeordnet. Die Lagerkörper 1 sind Drucklagerkörper, d.h. sie werden im Wesentlichen auf Druck beansprucht. Die Lagerkörper 2 sind Schublagerkörper, d.h. sie werden im Wesentlichen auf Schub und auf Druck beansprucht. Die Schublagerkörper 2 sind an einer Verlagerung in der Zeichenebene senkrecht zu den Linien 3 gehindert. Die Drucklagerkörper 1 sind hingegen in der Zeichenebene in beliebigen Richtungen verlagerbar. Hierzu sind die Fundamente für die Drucklagerkörper 1 und die Schublagerkörper 2 im Schiffskörper entsprechend ausgebildet, worauf weiter unten noch eingegangen wird.
  • Fig. 2 zeigt einen Tank 40, der aus Paneelen 41 zusammengesetzt ist, die wiederum aus einzelnen Profilträgern 42 bestehen. Die Paneele 41 sind mittels Verbindungsprofilen 43 und Eckprofilen 44 zusammengesetzt.
  • Der Tank 40 hat eine Tankbodenwand 45, Tankseitenwände 46, 47 an den Längsseiten mit Anschrägungen 46.1, 46.2 sowie 47.1, 47.2 und Tankseitenwände 48, 49 (letztere ist in Fig. 2 nicht sichtbar) an den Querseiten. Oben hat er eine Tankdeckwand 50.
  • An der Tankbodenwand 45 und an der Tankdeckwand 50 sind die Lagerkörper 1, 2 aus Holz befestigt.
  • Der Tank 29 ist in Fig. 2 beim Einschieben in einen Schiffsrumpf 29 gezeigt. Der Schiffsrumpf hat einen Schiffsboden 32, Schiffsseitenwände 31 und eine SchiffsDeckstruktur 30. Die Schiffsdeckstruktur 30 ist noch nicht auf die Schiffsseitenwände 31 aufgesetzt. Auf der Oberseite des Schiffsbodens 32 befinden sich Fundamente 33 für Schublager und weitere Fundamente 33 für Drucklager. Ebenso befinden sich an der Unterseite der Schiffsdeckstruktur 30 Fundamente 34 für Schublager und für Drucklager.
  • Ferner ist Fig. 2 entnehmbar, dass von der Außenseite des Tanks 1 quergerichtete Rippen 36 nach außen vorstehen.
  • Gemäß Fig. 3 bis 6 sind die quergerichteten Rippen 36 durch angeschweißte horizontale Bodenausgleichsplatten 10 miteinander verbunden.
  • Die quergerichteten Rippen 36 werden von längsgerichteten Halteprofilen 4 in Form von L-Profilen gekreuzt. Die längsgerichteten Halteprofile 4 sind an den Kreuzungsstellen mit den quergerichteten Rippen mit diesen verschweißt. Ferner sind die längsgerichteten Halteprofile 4 mit den Bodenausgleichsplatten 10 verschweißt.
  • Ferner sind quergerichtete Halteprofile 5 in Form von L-Profilen auf die quergerichteten Rippen 36 aufgesetzt. Die quergerichteten Halteprofile 5 sind linienförmig mit den quergerichteten Rippen 36 verschweißt.
  • Die längsgerichteten Halteprofile 4 und die quergerichteten Halteprofile 5 umgrenzen rechteckige Haltestrukturen. Die abgewinkelten Schenkel der L-Profile 4, 5 sind innen über die Haltestrukturen 12 gerichtet.
  • Benachbarte Haltestrukturen 12 sind voneinander beabstandet. Die längsgerichteten Profile 4 benachbarter Haltestrukturen 12 sind durch Verbindungsträger 7 miteinander verbunden.
  • Die längsgerichteten Profile 4 sind außen über Stützbleche 6 stabilisiert. Die Stützbleche 6 sind an die vertikalen Schenkel der L-Profile angeschweißt und an die Ränder der quergerichteten Rippen 36 angeschweißt. Die Stützbleche 6 sind senkrecht zur Tankbodenwand 45 angeordnet.
  • Gemäß Fig. 5 sind weitere Stützbleche 6.1 zwischen den längsgerichteten Halteprofilen 4 und den quergerichteten Halteprofilen 5 angeordnet, wobei diese weiteren Stützbleche 6 parallel zur Tankbodenwand 45 angeordnet sind.
  • Die Bodenausleichsplatten 10 können auf die Bereiche zwischen den Haltestrukturen 12 beschränkt sein oder sich über die gesamten Tankwände 45 bis 50 erstrecken.
  • Die Lagerkörper 1, 2 sind gemäß Fig. 3, 7, 8 in die Haltestrukturen 11 eingesetzt. Die Lagerkörper 1, 2 weisen an dem Rand, der der Tankstruktur zugewandt ist, einen nach außen vorstehenden Flansch 1.1, 1.2 auf. Der Flansch 1.1, 2.1 wird von den L-Profilen 4, 5 umgriffen.
  • Wie in Fig. 7 zu sehen ist, ist bei Umgebungstemperatur (ca. 20°C) zwischen den Halteprofilen 4, 5 und dem Flansch 1.1, 2.1 ein Spalt 11 vorhanden. Der Spalt 11 ist zwischen dem Flansch 1.1, 2.1 und einem plattenförmigen Distanzausgleichselement 9 ausgebildet.
  • Somit sind die Lagerkörper 1, 2 bei Umgebungstemperatur formschlüssig mit den Haltestrukturen 12verbunden. Der Spalt 11 ist so bemessen, dass er sich schließt, wenn der Tank Betriebstemperatur (z.B. minus 164°C bei Flüssigerdgas) erreicht. Bevorzugt liegen dann die Halteprofile 4, 5 kraftschlüssig an den Rändern der Flansche 1.1, 2.1 an.
  • Dementsprechend kann der Tank 40 mit den daran befestigten Lagerkörpern 1, 2 in den Schiffskörper eingesetzt werden.
  • Gemäß Fig. 8 und 9 weisen die für Lager mit Schubübertragung vorgesehenen Fundamente 33 einen plattenförmigen Lagertisch 33.1 mit zum Tank 1 hin vorstehenden Führungsblechen 34 bzw. Lagerkörpereinbindungen auf, die die eingesetzten Lagerkörper 2 gegen eine Verlagerung in Blockierungsrichtung 3 blockieren. Senkrecht zur Blockierungsrichtung 3 sind die Lagerkörper 2 auf den Fundamenten 33 verlagerbar. Ferner sind gemäß Fig. 9 und 10 Fundamente 33 vorhanden, die einen Lagertisch 33.2 ohne seitliche Führungsbleche 34 haben. Auf diesen Fundamenten 33.2 sind Lagerkörper 1 in beliebigen Richtungen verlagerbar.
  • Die Anordnung der Lagerkörper 1, 2 in den Haltestrukturen 12 ist auch in Fig. 3 gezeigt.
  • Die Lagerkörper 1, 2 haben seitlich vorstehende Halteflügel 1.2, 2.2 für Isoliermaterial, mit dem der Tank 40 umgeben wird (Fig. 8).
  • Somit ist gewährleistet, dass die Lagerkörper 1, 2 entsprechend Fig. 1 blockiert bzw. beweglich sind. Zugleich ist sichergestellt, dass der Tank 40 bei Betriebstemperatur fest im Schiffskörper gehalten ist.
  • Die erfindungsgemäße Lageranordnung hat insbesondere folgende vorteilhafte Wirkungen:
    • Der thermische Ausdehnungskoeffizient von Aluminium bedingt eine große Schrumpfung der Tankstruktur beim Abkühlen von normaler Umgebungstemperatur (ca. 20°C) in den kryogenen Temperaturbereich (ca. minus 164°C). Aufgrund der erforderlichen Länge der Lagerkörper und der unterschiedlichen Schrumpfung von Aluminium und Holz ist die im Stand der Technik eingesetzte Klebetechnologie problematisch. Das Ankleben langer Lagerkörper aus Holz würde beim Herunterkühlen und damit beim Schrumpfen des Tanks zu Schäden an den Aluminium- oder Lagerkörperstrukturen führen.
  • Die erfindungsgemäße Lagerkörperanordnung überwindet dies durch Einbindung der Haltestrukturen für die Lagerkörper in die Struktur des Tanks.
  • Ferner wird durch die erfindungsgemäße Lagerkörperanordnung die Einbindung der Haltestrukturen in die Struktur des Tanks unter Berücksichtigung von strukturmechanischen und schweißtechnischen Gesichtspunkten erreicht.
  • Zudem hat der Schiffsbetreiber im Versagensfall der Lagerkörper die Möglichkeit, diese leicht auszutauschen. Die Lagerkörper lassen sich relativ schnell aus den Haltestrukturen entnehmen und wieder neu einsetzen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    (Druck-)Lagerkörper
    1.1
    Flansch
    1.2
    Halteflügel
    2
    (Schub-)Lagerkörper
    2.1
    Flansch
    2.2
    Halteflügel
    3
    Blockierungsrichtung
    4
    Längsgerichtetes Halteprofil
    5
    Quergerichtetes Halteprofil
    6
    Stützblech
    6.1
    weiteres Stützblech
    7
    Verbindungsträger
    8
    Lagerkörper
    9
    Distanzausgleichselement
    10
    Bodenausgleichsplatte
    11
    Spalt
    12
    Haltestruktur
    29
    Schiffsrumpf
    30
    Schiffsdeckstruktur
    31
    Schiffsseitenwand
    32
    Schiffsboden
    33
    Fundament
    33.1
    Lagertisch
    34
    Führungsblech
    35
    Tankhülle
    36
    Rippe
    40
    Tank
    41
    Paneel
    42
    Profilträger
    43
    Verbindungsprofil
    44
    Eckprofil
    45
    Tankbodenwand
    46-49
    Tankseitenwände
    50
    Tankdeckwand

Claims (17)

  1. Lageranordnung an einem selbsttragenden Tank für kalte oder kryogene Flüssigkeiten mit
    • einer Tankhülle (35) aus Leichtmetall, die mit einer Tankbodenwand (45), Tankseitenwänden (46 bis 49) und einer Tankdeckwand (50) einen Tankraum umgrenzt,
    • an der Unterseite der Tankbodenwand (45) angeordneten Lagerkörper (1, 2) aus Holz zum Lagern auf Fundamenten (33) und
    • Haltestrukturen (12) an der Unterseite des Tankbodens (45), welche die Lagerkörper (1, 2)zumindest am oberen Randbereich einfassen, wobei bei Umgebungstemperatur zwischen den Haltestrukturen und den Lagerkörpern Spalte (11) vorhanden sind, die so bemessen sind, dass sie sich schließe, wenn der Tank (40) auf Betriebstemperatur abgekühlt ist, sodass die Haltestrukturen (12) bei Betriebstemperatur des Tanks (40) an den Lagerkörpern (1, 2) anliegen,
    • bei der die Lagerkörper (1, 2) nach außen vorstehende Flansche (2.1) aufweisen und die Haltestrukturen (12) die Flansche (2.1) mit Mitteln zum Umgreifen der Flansche (2.1) umgreifen.
  2. Lageranordnung nach Anspruch 1, bei der die Spalte (11) im Hinblick auf eine Umgebungstemperatur von 15° bis 25°C und auf eine Betriebstemperatur von minus 155° bis minus 175°C ausgelegt sind.
  3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der in Spalten (11) zwischen den Haltestrukturen (12) und den Lagerkörpern (1, 2) Distanzausgleichselemente (9) eingesetzt sind.
  4. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der an der Oberseite der Tankdeckwand (50) weitere Lagerkörper (1, 2) aus Holz zum Abstützen an weiteren Fundamenten (33) angeordnet sind und auf der Oberseite der Tankdeckwand (50) weitere Haltestrukturen (12) angeordnet sind, die zumindest den unteren Randbereich der weiteren Lagerkörper (1, 2) einfassen, wobei bei Umgebungstemperatur zwischen den weiteren Haltestrukturen (12) und den weiteren Lagerkörpern (1, 2) Spalte (11) vorhanden sind, die so bemessen sind, dass sie sich schließen, wenn der Tank (40) auf Betriebstemperatur abgekühlt ist, sodass die weiteren Haltestrukturen (12) bei Betriebstemperatur an den weiteren Lagerkörpern anliegen.
  5. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Mittel zum Umgreifen die Flansche (2.1) bei Umgebungstemperatur umgreifen.
  6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Lagerkörper (1, 2) im Wesentlichen quaderförmig sind.
  7. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Haltestrukturen (12) in Längsrichtung des Tanks (40) gerichtete Halteprofile und in Querrichtung des Tanks (40) gerichtete Halteprofile umfassen, wobei die Lagerkörper (1, 2) jeweils von zwei längsgerichteten Halteprofilen und zwei quergerichteten Halteprofilen eingefasst sind.
  8. Lageranordnung nach Anspruch 7, wobei die längsgerichteten Halteprofile und die quergerichteten Halteprofile endseitig nicht miteinander verbunden sind.
  9. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und Anspruch 7 oder 8, bei der die Halteprofile L-Profile sind, wobei die vertikalen L-Profilschenkel die Lagerkörper (1, 2) seitlich einfassen und die horizontalen L-Profilschenkel Mittel zum Umgreifen der Flansche (2.1) Lagerkörper (1,2) sind.
  10. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der die Halteprofile an den von den Lagerkörpern (1, 2) abgewandten Seiten über Stützbleche (6) stabilisiert sind, die an der Tankhülle (35) befestigt sind.
  11. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der die längsgerichteten Halteprofile und/oder die quergerichteten Halteprofile durch Verbindungsprofile (43) miteinander verbunden sind.
  12. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 bei der die Lagerkörper (1, 2) mit Abstand voneinander in Reihen angeordnet sind, die in Längsrichtung des Tanks (40) und in Querrichtung des Tanks erstreckt sind.
  13. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der die Tankhülle (35) nach außen vorstehende Rippen (36) aufweist, auf denen die Haltestrukturen (12) befestigt sind.
  14. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der die Tankhülle (35) mit den Rippen (36) verbundene Bodenausgleichsplatten (10) aufweist, auf denen die Haltestrukturen (12) befestigt sind.
  15. Lageranordnung nach Anspruch 13 oder 14, bei der Rippen (36) in Querrichtung und/oder in Längsrichtung des Tanks (40) erstreckt sind und die quergerichtete Halteprofile linienförmig an den quergerichteten Rippen und die längsgerichteten Halteprofile an den Kreuzungspunkten punktförmig an den quergerichteten Rippen fixiert sind und/oder die längsgerichteten Halteprofile linienförmig auf den längsgerichteten Rippen fixiert sind und die quergerichteten Halteprofile an den Kreuzungspunkten punktförmig auf den längsgerichteten Rippen fixiert sind.
  16. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 in einem Schiffskörper oder in einem Offshore-Bauwerk, bei der der Schiffskörper oder das Offshore-Bauwcrk Schubfundamente und Druckfundamente aufweist, wobei die Schubfundamente die Lagerkörper (1, 2) des Tanks (40) jeweils nur an zwei einander gegenüberliegenden Rändern seitlich einfassen und die Druckfundamente die Lagerkörper (1, 2) seitlich nicht einfassen, wobei die Schubfundamente auf zwei der kreuzenden Achsen in Längsrichtung und in Querrichtung des Tanks (40) angeordnet sind und die Schubfundamente die Lagerkörper jeweils parallel zu den Achsen einfassen, auf denen sie angeordnet sind.
  17. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei der die Haltestrukturen (12) und/oder die Rippen (36) aus Leichtmetall bestehen und/oder die Haltestrukturen (12) und/oder die Rippen (36) und/oder die Tankhülle (35) durch Schweißen miteinander verbunden sind.
EP11719464.7A 2011-04-14 2011-04-14 Lageranordnung an einem selbsttragenden tank für kalte oder kryogene flüssigkeiten Not-in-force EP2697553B1 (de)

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