NO129971B - - Google Patents

Description

Anordning ved anlegg til lagring av flytende

gasser ved kryogene temperaturer i et tank-fartøy.

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning ved anlegg

til lagring av flytende gasser ved kryogene temperaturer i et tank-fartøy, der anlegget omfatter en primærtank som skal inneholde flytende gass, en dryppepanne som er utført i ett med og ligger under primærtanken for oppsamling av flytende gass som måtte lekke fra denne og for understøttelse av tanken, et spruteskjold som i form stort sett svarer til primærtanken og ligger i avstand fra denne for å lede piplende gass fra de øvre deler av primærtanken til dryppepannen,gjennom hull i dennes sidevegg,i forbindelse med rommet mellom primærtanken og spruteskjoldet, en varmeledende konstruksjon i en fast avstand fra og rundt primærtanken for å holde spruteskjoldet

i stilling og for å opprettholde en lav varmegradient mellom primærtanken og spruteskjoldet, og omfattende varmeisolasjon som er festet utvendig til dryppepannen og spruteskjoldet.

Lagring og transport av flytende gasser, f.eks. metan

som blir flytende ved -16 2°C, medfører selvsagt mange problemer.

For eksempel kan vanlig kullstoffstål som normalt brukes

i skipskonstruksjoner lett bli utsatt for sprøbrudd ved slike lave temperaturer, og dette kan være alvorlig for skrogkonstruksjonen.

Det er derfor særdeles viktig at kryogene flytende gasser ikke bare er isolert fra kontakt med skrogkonstruksjonen for det fartøy hvori tankene befinner seg, men det er også viktig at man på en hensikts-messig og trygg måte kan ta vare på flytende gass som eventuelt lekker ut fra tanken.

Man har tidligere for å hindre at kryogene væsker kommer

i kontakt med skrogene, blant annet konstruert en dobbeltvegget tank med en indre og en ytre væsketett barriere, der hver vegg har tilstrekkelig konstruktiv styrke til å motstå alle dynamiske og statiske belastninger av væsken mot tanken. Skjønt man ved denne teknikk oppnådde en meget høy grad av sikkerhet skjedde dette ved særdeles høye kostnader,og den annen eller den ytre barriere gjorde nytte for seg bare i det tilfelle at det skulle oppstå brudd i den indre eller primære barriere.

Andre kjente tankkonstruksjoner har omfattet dryppepanner som skal samle opp flytende gass som lekker ut, men de tidligere kjente konstruksjoner har krevet fullstendig installasjon og oppbyg-ning av dryppepannen og den tilstøtende skrogkonstruksjon før installasjon av primærtanken kunne begynne. Denne arbeidsmåte har vært nød-vendig fordi primærtanken og dryppepannen ofte har vært av forskjellige materialer og av forskjellig form, og fordi dryppepannen.har vært festet til og/eller understøttet av skrogkonstruksjonens innside. I tillegg til at konstruksjonen dermed blir komplisert og tidkrevende kan man ved denne fremgangsmåte lett skade dryppepannen og tilstøt-ende konstruksjonsdeler ved den derpå følgende installasjon av primærtanken.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er derfor i første rekke å komme frem til en slik utførelse av primærtank og dryppepanne at de ovennevnte ulemper nås, og i henhold til oppfinnelsen er dette oppnådd ved at dryppepannen er utført som en forlengelse av primærtankens vegger, det vil si at dryppepannens vegg strekker seg i flukt med tankens sidevegg, fortrinnsvis utført i ett med denne, slik at dryppepanne og primærtank kan installeres samtidig. Flytende gass som måtte lekke ut gjennom veggen av primærtanken samles opp i rommet mellom primær- og sekundærtank og ledes til dryppepannen gjennom hull i denne.

Det som karakteriserer oppfinnelsen er derfor at dryppepannen strekker seg direkte under primærtanken og har sin gjennomhullede vegg i flukt med sideveggen.av primærtanken og at spruteskjoldet som sekundærtanken danner,konstruksjonsmessig sett,er adskilt fra primærtanken.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningene der: Fig. 1 er et toppriss av et tankfartøy som inkorporerer containerne i henhold til oppfinnelsen,

fig. 2 er et lengdesnitt tatt overveiende langs linjen 2-2 på fig. 1,

fig. 3 er et tverrsnitt tatt langs linjen 3-3 på fig. 1, fig. 4 er et snitt tatt langs linjen 4-4 på fig. 1,

fig. 5 er et snitt tatt langs linjen 5-5 på fig. 4,

fig. 6 er et snitt tatt langs linjen 6-6 på fig. 5,

fig. 7 er en detalj av den konstruksjon som adskiller primærtanken og spruteskjoldet,

fig. 8 er et skjematisk tverrsnitt tatt langs linjen

8-8 på fig. 1,

fig. 9 er et snitt tatt langs linjen 9-9 på fig. 8,

fig. 10 er et toppriss av en alternativ utførelsesform

av beholderen som viser et låsearrangement,

fig. 11 er et snitt tatt langs linjen 11-11 på fig. 10, fig. 12 er et snitt tatt langs linjen 12-12 på fig. 11, fig. 13 er et snitt tatt langs linjen 13-13 på fig. 3,

fig. 14 viser en alternativ utførelsesform av arrange-mentet vist på fig. 13,

fig. 15 viser en alternativ utførelsesform av konstruksjonen vist på fig. 13 og 14.

På tegningene henviser de samme referansetall til like eller tilsvarende deler i de forskjellige riss. På fig. 1 og 2

er vist et tankfartøy 20 med et ytre skrog 22 og en rekke contain-

ere 24 for å lagre flytende gasser ved kryogene temperaturer i henhold til oppfinnelsen. Tankbåten er av konvensjonell form og materiale og kan være av dobbeltvegget type eller kan være enkelt-vegget med en dobbelt bunn og øvre ballasttanker (ikke vist) som nødvendig for å gi passende operasjons- og stabilitetskarakteristikk i ballasttilstand. Beholderne 24 kan fortrinnsvis være av sylindrisk form og er vertikalt orientert med vertikalaksen av containerne anbrakt i tankerens langsgående midtplan.

En primærtank med en viss veggtykkelse er anordnet for

å inneholde flytende gass. Som vist på tegningen kan primærtanken 26 (fig. 3) fortrinnsvis være konstruert med en konisk topp 28 og med en hals 30 som stikker gjennom det øvre dekk 32 av tankeren. Primærtanken 26 kan være konstruert av en aluminiumlegering, 9% nikkelstål, eller annet materiale med en passende fysisk egenskap for å inneholde den flytende gasslast ved kryogene temperaturer. Tankveggen kan fortrinnsvis konstrueres som en membrankonstruksjon og er overveiende uavstivet/ med unntagelse av hva som er nødvendig for å begrense spenninger på grunn av lokal bøyning og effekten av dynamiske laster.

I henhold til oppfinnelsen er et dryppepanne utformet som en integral dei av og under primærtanken for å samle og holde på mengder av flytende gass som eventuelt lekker ut gjennom primærtanken samt for å understøtte denne. Som vist er dryppepannen 34 fremstilt av samme materiale som primærtanken 26. Dryppepannen kan fortrinnsvis strekke seg kun direkte under primærtanken, og veggene av dryppepannen har en tykkelse som overveiende tilsvarer veggtykkel-sen av primærtanken 26. Dryppepannen er også av sylindrisk form for å strekke seg kun direkte under primærtanken og derved ha en minimal overflate. Som en følge av den integrale konstruksjonen av primærtanken og dryppepannen og fordi de er laget av samme materiale, kan håndtering av primærtanken og dryppepannen finne sted samtidig med konstruksjonen av den tilgrensende skrogkonstruksjon. Det er ikke nødvendig først å fullføre dryppepannen og den tilgrensende skrog-konstruks jon, og dryppepannen og skrogkonstruksjonen utsettes derfor ikke for skader ved den senere montering av primærtanken.

Et spruteskjold er anordnet for delvis å omgi primærtanken i en viss avstand fra denne, for å avbøye væske solri lekker ut fra de øvre partier av primærtanken slik at denne renner ned i dryppepannen. Spruteskjoldet er større enn primærtanken og overveiende av samme form som denne. Som her vist er spruteskjoldet en plate eller plater 36 (fig. 3 og 4) og er konstruert av"samme materiale som primærtanken.

Termisk ledende, konstruktive anordninger er anordnet

i fiksert avstand rundt primærtanken for å holde spruteskjoldet i posisjon og for å opprettholde en lav termisk gradient mellom primærtanken og spruteskjoldet. Somler vist består de termisk ledende, konstruktive elementer av. avstandselementer 38 (fig. 6 og 7) som er festet til primærtanken 26 ved hjelp av gjengede bolter 40. Element-ene 38 kan selvsagt også være festet til tanken 26 ved sveising eller på annen kjent måte. Avstandsdelene er laget av termisk ledende metall eller annet passende materiale slik at primærtanken 26 og spruteskjoldet 36 opererer ved overveiende samme temperatur, uten nevneverdig termisk gradient mellom disse. Det er dermed ikke nød-vendig å kreve kompliserte anordninger for å oppta forskjell i termisk ekspansjon mellom primærtanken og spruteskjoldet som ville være nødvendig dersom primærtanken og spruteskjoldet var termisk isolert fra hverandre.

Spruteskjoldet 36 er fortrinnsvis fremstilt av samme materiale som primærtanken og kan vøre sveiset, skrudd, klinket eller på annen måte festet til avstandselementene 38. Isolasjonen 42 kan påføres ved sprøyting eller alternativt festes til spruteskjoldet i form av paneler.

Dryppepannen 34 er utformet med tilstrekkelig dybde til

å muliggjøre enkel aksess for bygging og for inspeksjon. Dryppepannen består av en sylindrisk sideflate (fig. 4) 50 som ligger i samme plan som sideflaten av primærtanken 26. En rekke åpninger 52

er anordnet i sideveggen 50 og i fluid forbindelse med rommet 54 mellom primærtanken 26 og spruteskjoldet 36 for å muliggjøre at væske som har lekket ut fra de øvre partier av primærtanken kan passere gjennom rommet 54 og ned 1 dryppepannen 34.

Dryppepannerommet 56 omfatter en rekke bjelker 58 (fig.

4, 5, 13, 14 og 15) som går mellom dryppepannen 34 og bunnen 60 av primærtanken 26. Disse bjelker tjener til å forsterke beholderne såvel som for å minimere bevegelsen av flytende gass som har lekket inn i dryppepannen fra primærtanken og er utformet med åpninger 61 (fig. 4 og 5) nær dryppepannens nedre flate. Selvsagt vil slik minimering av bevegelsen av flytende gass i dryppepannen bidra til

å stabilisere skipet.

Alternative utførelsesformer av dragerne 58 kan være aktuelle, som vist på fig. 13-15. Fig. 13 viser en form der dragerne 58 er anbrakt i parallelt forhold til hverandre. Fig. 14 viser en alternativ utførelsesform der dragerne er arrangert i radiell form, idet de går ut.fra primærtankens sentrum, og fig. 15 viser nok en utførelsesform der dragerne er anbrakt i ringform.

Det kan også fremstilles en passende anordning, såsom

en neddykket pumpe skjematisk vist ved 66, i fluid forbindelse med dryppepannen 34 for å fjerne flytende gass derfra.

En låseanordning er også anordnet i operativt forhold med skroget og containeren for å tillate denne å trekke seg sammen uten hindringer mens den fremdeles er fiksert i sin posisjon til skipet.

Låseanordningen tjener til å forhindre primærtanken fra

å bevege seg på grunn av skipets bevegelse eller dynamiske krefter som følge av bevegelsen av den flytende gass. En rekke alternative former for passende låseanordninger er vist på tegningen. Fortrinnsvis er det anordnet et sett låser (fig. 13) 74 mellom bunnen av dryppepannen 34 og den indre bunn 76 (fig. 3) av skipet og et annet sett låser 78 (fig. 8 og 9) mellom sidene av halsen 30 og den tilgrensende dekkonstruksjon 32.

Bunnlåsene omfatter et låskile/låssporarrangement 74,

75 i skipets langsgående senterlinje for å forhindre tverrgående bevegelse av primærtanken. Et annet tilsvarende arrangement er anbrakt langs den tverrgående senterlinje av primærtanken for å sikre tanken mot langsgående bevegelse. Likeledes er tankhalsen 30 sikret mot relativ bevegelse ved hjelp av låser 78 anbrakt i låsspor 80. Låsene behøver ikke nødvendigvis være orientert på linje med skipets hovedakser eller være begrenset til to sett i bunn og topp som beskrevet. Det kan anordnes ytterligere sett enten ved bunnen eller toppen av primærtanken 26, hvis ønskelig, for å redusere flate-trykkene, eller orienteringen kan varieres for bedre effektivitet eller for å oppnå et ønskelig forhold til den tilgrensende skips-konstruksjon.

Et alternativt låse-låssporarrangement er vist på fig. 10-12, og omfatter en rekke låser 84 integralt med eller konstruktivt forbundet med den koniske toppflate 28 av primærtanken 26. Låsene 82 er anordnet i integralt forhold med eller konstruktivt forbundet med skipskonstruksjonen.

Det er anordnet understøttelser mellom dryppepannen og tankerens skrog for å overføre den statiske last av beholderen og den flytende gasslast til tankerens skrog. Som vist omfatter under-støttelsen et stolstykke 90 (fig. 4) fremstilt av 9% nikkelstål eller annet liknende materiale festet til den indre bunnflate 76 av skipet på kjent måte. Et bæreelement 92 av balsaendeved eller annet passende materiale er festet til undersiden av dryppepannen og hviler på stolstykket i glidende flatekontakt med dette. Dette bæreelement tillater uhindret bevegelse av primærtanken 26 når denne undergår dimensjonsforandringer som følge av nedkjøling (til tempera-turene av den flytende gass) eller oppvarming (til omgivende temperatur) . Enten stolstykket eller bæreelementet eller begge kan være belagt med et materiale som er særlig egnet som en bære-/glideflate for å muliggjøre uhindret bevegelse av primærtanken 26.

Alternative utforminger av understøttelsene kan være ut-ført som vist på fig. 14 og 15. På fig. 14 er understøttelsen anordnet under og på linje med radielt utgående bjelker 58, og på fig. 15 er understøttelsene anordnet under og på linje med ringformede bjelker 58.

Nok en annen utforming (ikke vist) kombinerer radielle bjelker (fig. 14) med ringformede bjelker (fig. 15), og understøt-telse er anordnet under og i linje med hver av dragerne.

Et viktig trekk ved beholderen i henhold til oppfinnelsen er at både understøttelsene og låseanordningene er anbrakt utenfor spruteskjoldet eller sekundærbarrieren i de foretrukne utførelses-former, og vil derfor ikke interferere med spruteskjoldets opptagelse av utlekket væske.

Et annet trekk styrker konstruksjonen og spesielt bunnlåsene 74 ved å anbringe avstivningsdragere (ikke vist) i låssporene 74 og direkte under og på linje med de ringformede dragere 58 på fig. 15.

Det er ønskelig å opprettholde en nitrogenatmosfære i rommet 100 (fig. 8) som omgir beholderen, i rommet 54 mellom primærtanken 26 og spruteskjoldet 36 og i dryppepannen. En slik nitrogenatmosfære kan anordnes ved en nitrogenkilde 102 forbundet" med pumpen 104 som mater nitrogen under trykk gjennom ledningen 106 inn i rom-mene 100 og 54.

Den foreliggende oppfinnelse utgjør således en unik beholder for flytende gasser ved kryogene temperaturer for bruk i et tankskip. Oppfinnelsen i sine videre aspekter er ikke begrenset til de spesifikke detaljer som vist og beskrevet, og avvik kan gjøres fra slike detaljer uten å avvike fra prinsippene av oppfinnelsen og uten å ofre de viktigste fortrinn ved denne.

Claims (2)

1. Anordning ved anlegg til lagring av flytende gasser ved kryogene temperaturer i et tankfartøy, omfattende en primærtank (26) som skal inneholde den flytende gass, en dryppepanne (34) utført i ett med og beliggende under primærtanken for oppsamling av flytende gass som måtte lekke fra primærtanken, og for understøttelse av primærtanken, et spruteskjold (36) som i form stort sett svarer til primærtanken og ligger i avstand fra denne for å lede piplende gass fra de øvre deler av primærtanken til dryppepannen gjennom hull i dennes sidevegg i forbindelse med rommet mellom primærtanken og spruteskjoldet, en varmeledende konstruksjon (38) i en fast avstand fra og rundt primærtanken for å holde spruteskjoldet i stilling og for å opprettholde en lav varmegradient mellom primærtanken og spruteskjoldet og varmeisolasjon (42) festet utvendig til dryppepannen og spruteskjoldet, karakterisert ved at dryppepannen (34) strekker seg direkte under primærtanken (26) og har sin gjennomhullede vegg (50, 52) i flukt med sideveggene av primærtanken, og at spruteskjoldet (36) kbnstruksjonsmessig sett er adskilt fra primærtanken (26).

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert v e d at dryppepannen (34) er tilstrekkelig dyp til at man kan komme inn i den.