NL8004531A

NL8004531A - Dubbelwandig vat voor diepgekoelde vloeistof.

Info

Publication number: NL8004531A
Application number: NL8004531A
Authority: NL
Original assignee: Dyckerhoff & Widmann Ag
Priority date: 1979-09-08
Filing date: 1980-08-08
Publication date: 1981-03-10
Also published as: GB2058321B; NL183737B; IT8053493V0; US4366654A; DE2936421C2; JPS6242198B2; NL183737C; GB2058321A; IT1129155B; BE885059A; IT8068379A0; DE2936421A1; JPS5646199A

Description

N.O. 29.3OI

Dubbelwandig vat voor diepgekoelde vloeistof.

De uitvinding heeft betrekking op een dubbelwandig vat voor diepgekoelde vloeistoffen, bijvoorbeeld vloeibaar gas, met een ten minste in het bodemgebied uit metaal bestaande binnentank als primaire en een bij voorkeur uit voorgespannen beton bestaande bu -5 tentank als secundaire veiligheidsmantel, alsmede een tussen beide tanks aangebrachte warmte isolerende laag.

Bij een vat van deze soort vormt de binnentank het eigenlijke voorraadvat. Deze vormt eveneens de primaire veiligheidsmantel, de buitentank de secundaire veiligheidsmantel. Als de binnentank 10 een lek zou krijgen wordt verhinderd dat de diepgekoelde vloeistof door de buitentank direct naar de atmosfeer ontsnapt.

Als veiligheidsconstructie moet een dergelijk vat niet alleen zijn geconstrueerd voor de belastingen tijdens het normale bedrijf, maar ook voor grensgevallen. Als kan worden afgezien van een gevaar 15 van neerstortende vliegtuigen, zoals dit ten grondslag wordt gelegd bij de bemeting van veiligheidskoepels van kerncentrales, blijven als grensgevalbelastingen vooral over explosiedrukgolven, bijvoorbeeld uit chemische reacties, alsmede aardbevingen, dus dynamische inwerkingen. Door deze inwerkingen wordt het gevaar van een explosie-20 achtige- brosheidsbreuk van een uit metaal bestaande binnentank aanzienlijk vergroot.

Daarbij komt, dat vooral bij aardbevingen^vanaf een bepaalde dikte een uit metaal bestaande binnentank ten gevolge van het geringe gewicht van zijn wand aan één zijde van zijn ondersteuning 25 wordt afgelicht en aan de tegenover liggende zijde wordt gestuikt, hetgeen aanzienlijke extra belastingen ten gevolge heeft en eveneens de veiligheid vermindert.

Bij een vat van de hierboven genoemde soort is het bekend, om de zijwand van het binnenvat uit te voeren uit voorgespannen JO beton en tussen de wapening van de wand een stalen bekleding aan te brengen ( Duits Octrooischrift 21 24 915)· De zijwand is, om uitzettingen ten gevolge van temperatuurverschillen mogelijk te maken, met tussenlegging van een metalen bodembekleding geplaatst op een eigen fundament. Met deze uitvoering wordt geen grotere primaire 35 veiligheid bereikt, omdat niet alleen de zwakhe£en van het geheel uit metaal bestaande binnentank in het voetgebied gehandhaafd blij-v en, maar nog worden vergroot door de zeer ongelijkmatige overgang tussen*de wand uit voorgespannen beton en de metalen bodem.

8 0 0 4 5 31 -2-

Ook is het bekend om twee volledige tanks uit voorgespannen beton met tussenlegging van de warmteisolerende laag in elkaar aan te brengen (Duits octrooisehrift 27 12 197)· De toepassing van voorgespannen beton voor de bodem van het binnenvat is echter kritisch, 5 omdat de bodem, om een noemenswaardige voorspankracht te kunnen inleiden en te kunnen verkrijgen, onder tussenlegging van glijlagen op het fundament moet zijn geplaatst. Omdat bovendien de eigenschappen van voor het vormen van dergelijke gLijlagen bekende materialen bij zeer lage temperaturen veranderen, kan een scheurbeveiliging van 10 een uit voorgespannen beton bestaande vatbodem niet worden gegarandeerd.

Doel van de uitvinding is de primaire veiligheid van een vat van de hiervoor beschreven soort te verbeteren.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat de bin-15 nentank in het voetgebied door een in dwarsdoorsnede een winkelhaak-vjrmige versterking uit voorgespannen beton ringvormig is omgeven, waarvan het verticale been aanligt tegen het onderste gedeelte van de wand van de binnentank en waarvan het horizontale been aanligt tegen het buitengedeelte van de bodem van de binnentank. Op doel-20 matige wijze is de binnentank vast met de versterking verbonden.

Het verticale been van de versterking kan zich ook als omsnoe-' ring over de gehele hoogte van -de wand van de binnentank uitstrekken. Op doelmatige wijze is de voorspanning van de versterking zodanig gekozen, dat in de wand van de binnentank in de gebruikstoe-25 stand een drukspanning heerst.

De versterking kan in het wandgebied indirect, bijvoorbeeld na bekleding door een voering, of direct de binnentank vormen.

Het voordeel van de uitvinding bestaat in de eerste plaats daaruit, dat door de winkelhaakvormige uitvoering van de versterking 30 op de wijze van een hoeksteunmuur het bijzonder kwetsbare hoekgebied wordt beveiligd en de spanningsverhoudingen daar worden verbeterd. Bovendien wordt door de belasting afkomstig uit de vloeistofvulling op het horizontale been van de versterking het gewicht daarvan bij storingen geactiveerd, hetgeen een oplichten van de binnentank tegen-' 35 werkt.

lis het ver ticale been van de versterking uit voorgespannen beton zich over de gehele hoogte van de wand van de binnentank uit-strekt, wordt daardoor een omsnoering van de binnentank bereikt, waardoor het gevaar van een brosheidsbreuk van de binnentank ten gevolge 40 van trekspanningen en afkoelingaanziedyk wordt verminderd. Door de 800 4 5 31

J

-3- omsnoering van de binnentank door middel van de voorgespannen versterking kan zelfs aan de wand van de binnentank een zo grote voor-spanning worden gegeven, dat in de gebruikstoestand daarin nog een reserve aan drukspanning aanwezig is. De wand van de binnentank be-5 hoeft zelfs in het gebied van de versterking helemaal geen dragende functie meer uit te oefenen, maar kan bestaan uit een niet metalen voering, eventueel ook uit een verf op de binnenzijde van de versterking. Als het beton van de versterking voldoende vloeistofdicht is, respectievelijk gemaakt en gehouden worden kan, kan ook volledig 10 worden afgezien van een voering respectievelijk een verf.

De uitvinding zal hierna aan de hand van de tekening nader worden uiteengezet.

Fig. 1 geeft een verticale doorsnede weer door een vat volgens de uitvinding.

15 Fig. 2 op vergrote schaal een dwarsdoorsnede weer door het voet- gebied van het vat bij de plaats II volgens fig. 1.

Fig. 3 geeft op vergrote schaal een gedeeltelijke dwarsdoorsnede weer door de vatbodem bij de plaats III in fig. 2.

In de tekening is een cilindrisch vat 1 weergegeven, dat bestaat 20 uit een buitentank 2 en een binnentank 3. De buitentank 2 met een cilindrische zijwand 4> een bodem 5 en een dakschaal 6 bestaat uit voorgespannen beton; spanorganen 7 respectievelijk 8 voor de voor-spanning van de zijwand 4 respectievelijk de bodem 5 zijn in fig. 2 aangegeven. De binnentank 3 bestaat uit metaal; deze heeft eveneens 25 een zijwand 9 en een bodem 10.

Aan de binnenzijde van de wand 4 van de buitentank bevindt zich een voering 11 uit metaal als dampdichte laag, die vast is verbonden met de wand 4· Op de voering 11 is een isoleervoering 12 als warmte isolerende laag, bijvoorbeeld uit naadloos en laagsgewijs 30 opgespoten polyurethanschuim aangebracht. In plaats van de voering 11 uit metaal kan ook een de dampdoorgang van buitenaf naar binnen toe verhinderend ander materiaal, bijvoorbeeld een verf uit een kunsthars, zijn aangebracht. De tussenruimte tussen de buitentank 2 en de binnentank 3 is gevuld met een laag 13 uit een warmte 35 isolerend materiaal, bijvoorbeeld perliet.

Zoals in detail in fig. 2 weergegeven, is de binnentank 3 in het voetgebied voorzien van een versterking 14 uit voorgespannen beton, waarvan het verticale been 15 zich over de totale hoogte van de wand 9 van de binnentank en het horizontale been 16 zich 40 slechts over het buitenste deel van de bodem 10 van de binnentank 80045 31 -4- uitstrekt. De versterking 14 vormt met de door het verticale heen 15 gevormde ring een omsnoering van de wand 9 van de binnentank, die zich op de wijze van een hoeksteenmuur in het horizontale voet-deel 16 voortzet. Dit ligt op delen 17 en 18 van een drukvaste warm-5 teisolering, de tussenruimten zijn gevuld met een gebruikelijke warmteisolatie 19.

De bodem 10 van de binnentank ligt op gebruikelijke wijze op een warmteisolerende laag 20, bijvoorbeeld uit schuimglas.

In het gebied van de bodem 10 van de binnentank 3 zijn in de 10 isoleervoering 12 uit polyurethanschuim belasting dragende afstand-stukken 21 als wapening ingeschuimd (fig. 3)· Deze afstandstukken 21 zijn volgens een regelmatig rooster aangebracht; zij liggen direct op de voering uit metaal. Boven de afstandstukken 21 ligt een belasting verdelende staalbetonplaat 22 met koud-taaie wapening, die de 15 drukvaste warmteisolerende laag 20 en daardoor de bodem 10 van de b innentank 3 draagt.

De grootte van de voorspanning van de omsnoering van de wand 9 van de binnentank door het verticale been 15 van de versterking 14 moet worden bemeten op de uitvoering van de binnentank 3· Als de 20 binnentank 3 op de hydrostatische druk van de vtilling is bemeten, verhoogt de omsnoering de uit veiligheidsoverwegingen wenselijke primaire beveiliging, in het bijzonder beveiliging tegen brosheids-breuk van de wand van de binnentank. De voor spanning kan ook zo groot zijn bemeten, dat de wand van de binnentank zelf een druk-25 voorspanning verkrijgt. Ten slotte kan de omsnoering in het wandge-bied de taak van de binnentank gedeeltelijk of geheel overnemen, zodat alleen nog de bodem 10 van de binnentank in het centrale gebied van de binnentank uit metaal bestaat.

(conclusies) 8004531

Claims

1. Dubbelwandig vat voor diepgekoelde vloeistof, bijvoorbeeld vloeibaar gas, met een ten minste in het bodemgebied uit metaal bestaande binnentank als primaire en een bij voorkeur uit voorgespan- 5 nen beton bestaande buitentank als secundaire veiligheidsmantel alsmede een tussen beide tanks aangebrachte warmteisolerende laag, met het kenmerk, dat de binnentank (3) in het voetge-bied door een in dwarsdoorsnede winkelhaakvormige versterking (14) uit voorgespannen beton ringvormig is omgeven, waarvan het verti-10 cale been (I5) aanligt tegen het onderste deel van de wand (9) van de binnentank en het horizontale been (16) tegen het buitengedeelte van de bodem (10) van de binnentank.

2. Vat volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de binnentank vast met de versterking is verbonden. 15 3· "Vat volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het verticale been (15) van de versterking (14) zich als omsnoering over de gehele hoogte van de wand (9) van de binnentank uitstrekt.

4. Vat volgens een der conclusies 1-3,met het ken-20 merk, dat de voorspanning van de versterking zodanig is gekozen, dat in de wand (9) van de binnentank in de gebruikstoestand een drukspanning heerst.

5. Vat volgens een der conclusies 1-4» met het kenmerk, dat de versterking (14) in het wandgebied indirect, bijvoor- 25 beeld na bekleding met een voering^of direct de binnentank (3) vormt. 800 45 31