LU82902A1 - Stahlbetonaussenbehaelter zur bevorratung von fluessigkeiten - Google Patents

Description

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Prioritätsbeanspruchung einer Patentanmeldung eingereicht in “ % der BRD am 12.Juli 1980 unter Nr. P 30 26 465.4_

Philipp Holzmann A6 Taunusanlage 1 D - 6000 Frankfurt 1

j ä PATENTANMELDUNG

g ————————————————————————————— I Stahlbetonaußenbehälter zur Bevor- ! , ratung von Flüssigkeiten

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1 Die Erfindung betrifft einen Stahlbetonaußenbehälter

Izur Bevorratung von Flüssigkeiten, insbesondere von tiefgekühlten verflüssigten Gasen, dessen Behälterwand einen kreisförmigen I Grundriß aufweist und als gesonderte Einheit auf der Behälter- bodenplatte gelagert ist.

In letzter Zeit hat der Einsatz von Erdgas als Energieträger im Privatbereich und der Wirtschaft zunehmend an Bedeutung gewonnen. Abgesehen vom Transport des Gases von weitab „ gelegenen Förderorten zu Abnehmern durch Rohrleitungen erfolgt ;|| der Transport auch nach Verflüssigung des Gases auf dem Seewege.

Das verflüssigte Gas erfordert dann entsprechende Lagervor- ’s·· * _ richtungen beim Abnehmer, wobei vorgeschriebene Sicherheits- | * bedingungen erfüllt sein müssen.

% $ So muß der Behälter einerseits erdbebensicher sein, « andererseits aber auch Belastungen bei einer Gaswolkenexplo- | sion widerstehen können.

i : y l Da derartige Lagerbehälter in der Regel irr, Bereich '' ! von Verkehrswegen, z.B. Wasserstraßen, Eisenbahnlinien und

Landstraßen, liegen, auf denen nicht selten explosive Stoffe i transportiert werden, kann eine Gaswolkenexplosizo , z.B. bei

Unfall eines mit Treibstoff oder dergleichen beisc-enen Fahr-v zeugs, im Bereich des Lagerbehälters nicht ausgeschlossen wer- i'i | den.

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Lagerbehälter, die diesen Anforderungen genügen, bestehen aus einem Stahlbeton-Außenbehälter, in dem sich unter Zwischenfügung einer entsprechenden Isolierung ein Stahlinnen-behälter befindet, der das verflüssigte Gas aufnimmt.

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Es ist bekannt, die zur Übertragung der auf den Stahlbetonbehälter. z.B. bei einem Erdbeben oder einer Gaswolkenexplosion einwirkenden horizontalen Lasten notwendige konstruktive Verbindung zwischen der Behälterwand und der Behälterbodenplatte als monolitisehe, biegesteife Ecke auszubilden.

Nachteilig ist hierbei jedoch, daß bei Temperaturlastfällen, insbesondere wenn diese schockartig auftreten, wie z.B. beim Benetzen der Stahlbetonbehälter-Innenseite durch verflüssigtes Erdgas, Verformungen behindert und dadurch Biegebeanspruchungen der Behälterwand und der Behälterbodenplätte auf-I treten können. Mit solchen Temperatur 1astfä11 en muß gerechnet i werden, denn durch Leckage oder auch durch Über schwappen des

Inhalts des oben meist effenen Innenbehälters kann das verflüssigte Gas mit der Stah1betoninnenwand in Berührung kommen, so daß an der Verbindung von Wand und Bodenplatte des Stahlbetonbehälters eine starke Gefährdung gegeben ist, die zu bleibenden Schäden führen kann.

Es ist auch ein Stahlbetonbehälter bekannt, bei dem die Behalterwand als gesonderte Einheit auf der Behälterboden-platte gelagert ist. Eime solche Konstruktion erfüllt jedoch nicht die Sicherhe2istecinoungen für den Fall einer Gaswolken-explosicn, da die Behalterwand dann ggfs, als ganzes auf der Bodenplatte verschoben werden kann.

Der Erfinoung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stahl-betonaußenbehal1er der zuletzt genannten Bauart zu schaffen, der sowohl die Sicherheitsanforderungen erfüllt als auch unkontrol-. lierbare Ei egemom.entenbecnspruchungen bei Temperatur] astfäl len - 3 - » unabhängig von deren nur abschätzbaren Intensität vermeidet i und damit eine entscheidende Erhöhung der Betriebssicherheit I des Behälters bringt.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Lagerung zwischen der Behälterwand und der * Behälterbodenplatte so ausgebildet ist, daß sie in tangentialer Richtung der Behälterwand fest, in radialer Richtung zur Gewährung von Verformungen der Behälterteile dagegen beweglich i st.

Die Erfindung sorgt also dafür, daß trotz der Trennung zwischen Behälterwand und Behälterbodenplatte durch cie Verhinderung einer tangentialen Verschiebebewegunç die Eehälter-wand insgesamt zur Behälterbodenplatte nicht verschoben werden kann, während überall die radiale Relativbewegung möglich ist, so daß örtliche radiale Verformungen nicht behindert werden und zu unzulässigen Biegemomentbeanspruchungen führen können.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung dienen zur Lagerung pc'yoonförmige Pendel scheiben, die mit ihrer Ebene » parallel zur Behälterwand und im Abstand von dieser sc ange-ordnet sind, daß eine Polygonseite auf der Behä 1 tertcdenplatte und die ihr gegenüberliegende Polygonseite oder -spitze an der Außenseite der Behälterwand gelagert ist.

Vorzugsweise sind die Pendel scheiben dreieckförz.ig ausgebildet und an drei Punkten gelagert, von eener. jeweils zwei an der Bodenplatte und der jeweils zugehörige dritte Lagerpunkt an der Behälterwand angeordnet sind.

Durch die polygonartige Ausbildung der Pendel scheiben und der Lagerung einer Polygonseite auf der Eehëiterzoeen-platte v.'ird eine radiale Pendelbewegung zugelassen, eine / Pendelb·wegung in tangentialer Richtung jedoch unterbunden.

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Es ist zweckmäßig, die Lagerpunkte als in Tangen- i tialrichtung feste Linienkipplager auszubilden. Derartige Linienkipplager sind Festlager, die eine radiale Verschiebung der Pendelstützenfüsse nicht, wohl aber eine Kippbewegung zulassen .

. Um die Sicherung gegen Bewegung der Behälterseiten- ! wand in tangentialer Richtung noch weiter zu erhöhen, ist es ) zweckmäßig, die Pendelscheiben in Umfangsrichtung auf der Boden- » platte mit jeweils einem gleichen Abstand voneinander anzuord- l nen, in den Lücken mit der Bodenplatte verbundene Stahlbeton- backen anzubringen und zwischen (jen einander zugekehrten Flächen ί der Pendelscheiben und der Stahlbetonbacken Gleitlager vorzu sehen, die eine relative Gleitbewegung zwischen den Pendelschei- i : j; ben und den Stahlbetonbacken bei einer Bewegung der Pendel- ; scheiben um die Kippachse der Lager zulassen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ; besteht darin, daß zur Lagerung einerseits am unteren Ende der

Behälterwand außen auf dem Umfang mit gleichmäßigen Abständen voneinander Stahlbetc-nzähne angebracht sind und andererseits i auf der Bodenplatte in die Zwischenräume zwischen den Zähnen ; eingreifende und von diesen einen Abstand in Umfangsrichtung I aufweisende Stahlbetontacken vorgesehen sind, daß zwischen der

Bodenfläche der Behä1lerwand und der Behälterbodenplatte gleichmäßig auf dem Um fang verteilt Gleitlager angeordnet sind, und ; daß zwischen den einander zugekehrten vertikalen Flächen der ; Zähne und Backen Gleitlager vorgesehen sind, die eine radiale

Gleitbewegung zwischen den Zähnen und Backen bei gleichzeitiger = Verhinderung einer tangentialen Bewegung ermöglichen.

; Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der

Zeichnung dareeste11te' Ausführungsbeispielen näher erläutert.

,In der Zeichnung bedeuten: . 4 1 3™ i 5 -

Fig. 1 einen Vertikal schnitt durch einen

Behälter für verflüssigtes Gas zur Veranschaulichung der bekann-. ten und erfindungsgemäßen Aus bildung der Verbindung von Behälterwand und Behälterboden-platte ; F*ig. 2 einen Hörizontalschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Ausführungsforr der erfin dungsgemäßen Lagerung der Behäl-terwand auf der Behclterboden-platte mittels Pendel scheiben ;

Fig. 4 einen Schnitt entlang c'er Linie B-E in Fig. 3 ;

Fig. 5 eine andere Ausführungs^orm der erfindungsgemäßen Lagerung zwischen BehäIte^w=-: ccd Behälterbodenplatte und

Fig. 6 einen Schnitt entla-g cer Linie C-C in Fig. 5.

Fig. 1 und 2 zeigen einen Stahl betcnaußenbehälier, der aus einer Behä 1 terbodenpl atte 1, einer kreiszyl inrer-c^-icer: Behälter wand 2 und eine- Dachkupöel 3 besteht. Inner na 1 : des Aus -senbehälters ist getrennt durch eine Isolierung 4 eir- Innente-hälter 5 angeordnet, der vorzugsweise aus Stahl besteht, nach oben hin offen ist und zur Aufnahme von veriiüssi :ce~ Erdgas dient. Fig. 1 zeigt in dem. gestri che lier. Viereck t die bisher 0 I1 »

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I - 6 - I übliche starre, monblitische Verbindung zwischen der Behälter wand 2 und der Behä1terbodcnplatte 1, während in dem gestrichelten Viereck 7 die erfindungsgemäße, anhand von Fig. 3 bis 6 noch näher erläuterte radial bewegliche, tangential unbewegliche Verbindung zwischen Behälterwand 2 und Behälterbodenplatte 1 angedeutet ist. Der Pfeil .8 in Fig. 2 veranschaulicht die radiale Richtung, in der eine Bewegung zwischen der Behälterwand 2 und der Behälterbodenplatte 1 möglich ist, während die Pfeile 9 die tangentialen Richtungen darstellen, in denen eine Bewegung zwischen Behälterwand 2 und Behälterbodenplatte 1 unterbunden wird.

Bei der in Fig. 3 und 4 dargestellten bevorzugten Aus-führur.gsforr der Erfindung bildet die Behälterwand 2 eine von | der Behciterbodenplatte 1 durch eine Fuge 10 getrennte Einheit, j wobei cle Verbindung zwischen der Behälterwand 2 und der Bo- i denplette 1 durch Pendel scheiben 11 bewirkt wird. Die Pendel-; scheiben 11 sind bei dem dargestel1ten Ausführungsbeispiel [j ] dreieckförrig ausgebildet, wobei ihre Ebene parallel zur Be- i hälterwsnd 2 suscerichtet ist. Die Pendel stützen heben einen ; geringe'· A.bszsrd von der Eehë 1 terwand 2 und sind in cleich- | ' mäßige- Abstar.d voneinander rund um die Behä 1 terwand engeord- :j neo. Die Easisselte der Pendelscbeiben ist über je zwei Linien- j kizplager '2 er. der Behälterbocer.platte 1 gelagert. Bei Linien- j :dp-agerr _ e- z’elt es sich u" Fest 1aeer. d.h. ur Leger, die

Verschiebung der Pendel scheiben radial zur Behä1terbotien-. F litte und i" der Ebene der Pendelscheiben verhindern, die i sbe*· e: 'e i c r b e ·· e c u nc de r Per-de'^cheiben u" eine Achse zu lasse". nie i" — ' r — ^ ~ur ^ ^ — re1· — r — ï ^ F’" * ccrk ree hter- Ebene • liegt. Z:e cberer Enden der Pendelscheiben sind über ein Linien- | kiczlere-' Έ jeweils rit einer Konsole 14 verbunden, die an · de'" - _ : e - « e : e e de*· Behälter ward 2 ; -- isi. Die Fercel- sc^eibe" > i e a u c ^ die K ο n s ο 1 e r w ς + g. h p η v,· 1 — der B s h ä 11 e r eus : / Stahl bet:*'..

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Mit der beschriebenen Anordnung wird erreicht, daß bei auf den Behälter einwirkenden horizontalen Lasten, z.B. aus Erdbeben oder aus Gaswolkenexplosionen, eine Relativbewegung zwischen der Behälterwand als ganzes und der Behälterboden- v platte verhindert wird, weil durch die Pendel stützen und ihre Lagerung derartige Kräfte aufgenommen werden, unabhängig davon, aus welcher Richtung sie einwirken. Darüber hinaus ist aber im Falle einer schockartigen Temperaturbelastung z.B. durch austretendes verflüssigtes Gas die Möglichkeit gegeben, daß sich an diesen Stellen Verformungen als Folge der Temperaturbe-lastung in radialer Richtung ausbilden können, so daß auf die Stahlbetonkonstruktion einwirkende zerstörerische Biegemomenten-beanspruchungen am Übergang der Behälterwand 2 zur Bodenplatte 1 nicht auftreten können. Die Betriebssicherheit des Behälters läßt sich hierdurch entscheidend erhöhen.

Um die Widerstandsfähigkeit gegen tangentiale Bewegungen der Pendel scheiben weiter zu erhöhen, ist es zweckmäßig, die Pendel scheiben 11 ir. regelmäßigen Abstand voneinander an-zucrdnen und in den Zwichenräurnen Stahlbetonbecken 15 vcrzu-sehen, die mit der Eehalterbodenplette verbunden sind, wobei 2*1 ischer den einander zugekehrten vertikalen Flächen der Pen-delscheizer 11 und der Stahlbetonböcken 15 Gleitlager 15 vorgesehen werden, sc daß die Pendel scheiben 11 in tangentialer Richtung festcelegt sind aber trotzdem, ir. radialer Richtung u" die L: ' ie - '··. 1 rr! er er 12 leicht bewegt werden können.

Eei der ir Fig. 5 und 6 dargestel Iter. Ausführungs-f er- der Errirdu-g kä'T auf die Pendel scheiten verzichtet werden. Pier ist sie Ee^ä 1 ter .·. and 2 au' der Bodenplatte 1 "Ittels allseitig beweglicher Gleitlager 17 gelagert, und at unteren Ende der Eenä iter *ar : 2 sind außer, auf dem Umfang mit gleichmäßigen Ar Ständer, vrrei r.ancer Steh Itetcnz ahne 18 angebracht, und auf Cf reh.ä iterr t der.p ; ette 1 sind in die Zwischenräume / 1 v Φ * Λ - '8 i zwischen den Zähnen' 18 eingreifende und von diesen einen ra dialen Abstand aufweisende Stahlbetonbacken 19 angebracht, und es sind wiederum zwischen den einander zugekehrten vertikalen I - Flächen der Zähne 18 und der Stahlbetonbacken 19 Gleitlager 20 ] vorgesehen, die eine radiale Gleitbewegung zwischen den Zähnen und Backen bei gleichzeitiger Verhinderung einer tangentialen 4 Bewegung ermöglichen.

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Claims (6)

1. Stahlbetonaußenbehälter zur Bevorratung von Flüssigkeiten, insbesondere von tiefgekühlten verflüssigten Gasen, dessen Behälterwand einen kreisförmigen Grundriß aufweist und als gesonderte Einheit auf der Behälterbodenplatte gelagert ist, dadurch gekennzei chriet, daß die Lagerung zwischen der Behälterwand (2) und der Behälterbodenplatte (1) so eusgebildet ist, daß sie in tangentialer Richtung der Behälterwand fest, in radialer Richtung zur Gewährung von Verformungen der Behälterteile dagegen beweglich ist.

2. Stahlbetonaußenbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zur Lagerung polygonförmige massive oder aufgelegte Pendelscheiben (11) dienen, die mit ihrer Ebene parallel zu" Behä1terwand (2) im Abstand zu dieser so angeordnet sind, c=3 eine Polygonseite auf der Behälterbodenplatte (1) und die dieser gegenüberliegende Polygonseite oder -spitze an der :„Benseite der Behälterwand (2) gelagert ist.

2. Stahlbetcnaußenbehälter hach Anspruch 2, dadurch gekenn-; zeichnet, daß die Pendelscheiben (11) an drei Punkten gelagert sind, von denen jeweils zwei an der Bodenplatte (1) und der 1» V i l ! jeweils zugehörige dritte Lagerpunkt an der Behälterwand (2) angeordnet sind.

4. Stahlbetonaußenbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Lagerpunkte als in Tangentialrichtung feste Linienkipplager oder Punktkipplager (12,13) ausgebildet sind.

5. Stahlbetonaußenbeha1 ter nach einem der vorhergehenden An- j Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendel scheiben (11) < ; in Umfangsrichtung auf der Behälterbodenplatte (1) mit jeweils einem Abstand voneinander angeordnet sind, daß in den Lücken mit der Behälterbodenplatte (1) verbundene Stah1 betonbacken (15) angebracht sind, und daß zwischen den einander zugekehrten vertikalen Flächen der Pendel scheiben (11) und der Stahlbetonbacken (15) Gleitlager (15) vorgesehen sind, die eine relative Gleitbewegung zwischen den Pendelscheiben (11) und den Stehlbetonbacken (15) bei einer Bewegung der Pendelscheiben um die Kippachse der Lager (12, 13) zulassen.

6. Stah1betonaußenbehä1 ter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung einerseits am unteren Ende der Be-hälterwarid (2) außen auf dem Umfang mit Abständen voneinander Stahlbetonzähne (18) angebracht sind und andererseits auf der Behälterbodenplatte (1) in die Zwischenräume zwischen den Zähnen eingreifende und von diesen einen Abstand in Umfangsrichtung aufweisende Stahltetonbacken (19) vorgesehen sind, daß zwischen der Eodenfiäche der Behälterwand (2) und der Behälterbodenplatte (1) auf dem Umfang verteilt Gleitlager (17) angeordnet sind und daß zwischen den einander zugekehrten vertikalen Seitenflächen der Zähne (18) und der Backen (19) Gleitlager (20) vorgesehen sind, die eine radiale Gleitbewegung zwischen den Zähnen und Eacken bei gleichzeitiger Verhinderung einer tangentialen Bewegung ermöglichen. ' _