NO131182B - - Google Patents

Description

Beholder for . oppbevaring og/eller transport

av væske med meget lav temperatur.

Foreliggende oppfinnelse vedrører beholdere for oppbevaring og/eller transport av væske ved temperaturer som avviker meget fra omgivelsestemperaturen. Oppfinnelsen utgjør en modifikasjon av den oppfinnelsen som er beskrevet i søkernes norske patent nr. 127 123, og vedrører termisk isolasjon av slike beholdere.

Beholderen ifølge nevnte patent er karakterisert ved at mindre sterkt belastede deler av den termiske isolasjonen omfatter stiv skumplast sprøytet in situ innvendig på en ytre stiv skall-konstruksjon, mens sterkere belastede deler av isolasjonen er av belastningsbærende varmeisolasjonsmateriale med større styrke.

To konstruksjonseksempler er beskrevet i det nevnte patent, det ene med henvisning til tegningenes fig. 1-3, som vedrører en beholder av den typen som innehoder en selvbærende tank, og det andre under henvisning til fig. 4, som vedrører en såkalt inte-grert tankbeholder.

Ved beskrivelsen av en beholder av den førstnevnte typen angis at den varmeisolasjonsseksjonen som dekker bunnen av det ytre stive skallet og bærer bunnen av tanken, er helt av belastningsbærende materiale med høy trykkstyrke. Mens det beskrevne arrangement er fordelaktig ved å virke som sekundær sperring for væsken og samtidig understøtte vekten av tanken og væsken i denne når det dreier seg om tankbåter med slike tanker for å bære enhver påtrykt fluktuerende belastning under fart, er utgiftene til materialer og arbeidslønn ved oppbygging av en slik isolasjonsseksjon høye, sammenliknet med skumplasti&olasjonene som er beskrevet for sideveggene i det ytre, stive skallet.

Formålet for oppfinnelsen er i tilfellet med en beholder av den typen som omfatter en selvbærende tank, å gi anvisning på et alternativt isolasjonsarrangement for den seksjonen som dekker bunnen av det ytre, stive skallet, hvilket arrangement i) yter tilstrekkelig understøttelse for bunnen av tanken, ii) kan virke som sekundær sperring, og iii) utnytter i det minste delvis det i den nevnte søknaden beskrevne isolasjonsarrangement for sideveggene i det ytre, stive skallet med derav følgende utgiftsbesparelser.

Beholderen ifølge oppfinnelsen omfatter således en tank som er omgitt av varmeisolasjon i en ytre, stiv skallform, idet den seksjonen av isolasjonen som bekler bunnen av skallformen bærer tanken, og idet denne isolasjonsseksjonen omfatter anleggs-eller bæreorganer av belastningsbærende varimeisolasjon som er stivt forankret på og fordelt langsover bunnen av skallformen,

og beholderen ifølge foreliggende oppfinnelse karakteriseres ved at stivt skumplastisolasjonsmateriale er anorndet i rommene mellom bæreorganene, ved at bæreorganene omfatter et lag paneler forsynt med kledning av et væsketett materiale og ved at skjøte-flatens plan mellom bæreorganene og det stive skumplastmateriale strekker seg på skrå i forhold til planet til veggene av den indre huden på i og for seg kjent måte, og ved at hvert lag med

paneler er festet til bunnen av skrogets innsidehud via innbyrdes atskilte lister av trevirke, samt et annet lag paneler som er festet til undersiden av det første lag paneler og er innlagret i mastik i rommene mellom listene.

Ved en foretrukket utførelsesforiti for oppfinnelsen er et tredje lag paneler festet til kledningen på hvert lag av nevnte paneler for oppstøtting av tanken i avstand fra det stive skumplastmaterialet, og ved at oversiden av hvert lag paneler er forsynt med sin egen kledning av et materiale som tilveiebringer god friksjonsmessig kontakt med bunnen av tanken.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere i for-bindelse med en beholder for en tankbåt for transport av flytende naturgass (LNG), og hvor: Fig. 1 er et deltverrsnitt gjennom en tankbåt med en ut-førelsesform for en beholder ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 er et snitt i en forstørret målestokk av en del

av en modifisert utførelse av bunnisolasjonen vist på fig. 1, og

Fig. 3 er et grunnriss av en del av bunnisolasjonen.

Den på fig. 1 viste tankbåt omfatter en ytre hud 1 og en innvendig hud 2. Den sistnevnte hud avgrenser sammen med et ikke vist tverrskipsskott et lasterom 3. Det vil forstås at det kan finnes flere slike lasterom. Inne i lasterommet 3 er anordnet en selvbærende tank 4 av et metall som ikke er gjenstand for kald-skjørhet ved LNG-temperaturen, f.eks. aluminium eller 9% nikkel-stål. Tanken 4 har tilstrekkelig tykkelse og er passende avsti-vet av innvendige rammedeler 5 til å inneholde væsken. Inne i tanken 4 er det anbrakt et senterlinjeskott 6. Tanken 4 er omgitt av varmeisolasjon 7 som bekler lasterommet 3. Fig. 1 er ikke tegnet i skala, og særlig er isolasjonen av klarhetshensyn vist i større målestokk enn tankbåten.

Varmeisolasjonen 7 omfatter en seksjon A som dekker toppen av lasterommet 3 og strekker seg kort ned over siden av dette, mens seksjonen B dekker sidene av rommet 3, og en seksjon C dekker bunnen av dette.

Hver av varmeseksjonene B som er tilnærmet like dem beskrevet for seksjon B i beskrivelsen til nevnte søknad, omfatter en konstant tykkelse av stiv polyuretanskumplast med lukkede celler sprøytet i lag på hoveddelene av sideveggene i lasterommet 3. Dog er det i denne konstruksjonen innlagt mellomlegg av nylonnett i polyuretanlaget i stedet for hessianlag som beskrevet i det nevnte patent.

Hjernene av lasterommet 3 som avgrenser sideveggene, dvs. topp og bunn, samt de vertikale hjørnene, er kledd med hjørne-seksjoner D av belastningsbærende varmeisolasjon som hovedsakelig er den samme som den som er beskrevet for seksjon A i det nevnte patentet. Det har vist seg, særlig i det tilfellet hvor beholderen er for LNG, at temperaturgradienten på tvers gjennom isolasjonen av størrelsesorden 160°C for LNG ved normalt atmosfære-trykk påtrykker kritiske spenninger over polyuretanen på grunn av dennes relativt høye utvidelseskoeffisient som er av størrel-sesorden 40-50 x 10 —6 m/m/C° innenfor det tetthetsområde som er angitt i hovedbeskrivelsen. Disse kritiske spenningene er særlig fremtredende omkring kantene av polyuretanseksjonene, og såfremt lasterommets hjørner omfatter sprøytede lag eller preformede inn-' legg av dette materialet, som foreslått i den nevnte beskrivelsen som en mulighet for de vertikale hjørnene, kunne den kombinerte virkningen av de kritiske spenningene fra naboseksjonene føre til sprekkdannelser i hjørneseksjonene, f.eks. på grunn av trekk-krefter i retning bort fra lasterommets hjørner. Hver av hjørne-seksjonene D omfatter da trelister 9 fastgjort med regelmessige mellomrom omkring deres respektive hjørner i lasterommet 3, og paneler 11 av balsatre dekket av kryssfinér fastgjort f.eks. med et passende klebemiddel på listene 9. Dessuten er tanken 4, som vist på fig. 1, i denne konstruksjonen forsynt med et nedre spant 12, og lasterommet er tilsvarende formet. Således er sideveggene i lasterommet forsynt med mellomliggende stumpvinklede hjørner på hvilke hjørneseksjonene D er fastgjort. Samlingene mellom seksjonene B og hjørneseksjonene D er i hovedsaken som beskrevet i den nevnte søknad hvor planet for hver samling danner en vinkel med veggen i lasterommet, som avviker fra en rett vinkel. I denne konstruksjonen er nylonnettlagene dessuten fastgjort på over-flaten av hjørneseksjonene D med et passende klebemiddel heller enn ved hjelp av utsparinger som anvist i det nevnte patentet.

De to innerste lag nylonnett strekker seg kontinuerlig gjennom hver seksjon B, mens de to ytterste lag strekker seg relativt kort inn i polyuretanen fra hver hjørneseksjon D.

Med hensyn til,varmeisolasjonens Seksjon C, er denne ifølge oppfinnelsen forsynt med en kombinert polyuretan- og belastningsbærende isolasjon,-hvorav den sistnevnte danner lokale under-støt te Ises områder for bunnen av tanken 4 fremfor en kontinuerlig understøttelse, som er .tilfellet med isolasjonsseksjon A i nevnte patent . Seksjon C omfatter- prinsipielt en sammensetning av seksjon. B isolasjon med den belastningsbærende isolasjonskonstruk-sjon i hjørneseksjonene D som begge er beskrevet i det forut-gående. Således er belastningsbærende isolasjonsdragere cl de som med innbyrdes avstand strekker seg i skipets lengderetning og er fastgjort til bunnen av lasterommet 3. Som nevnt foran, er disse isolasjonsdragerne av liknende konstruksjon som hjørneseksjonene D og omfatter lag av balsatrelektere 13 kledd med kryssfinér 13b, og har kanter som danner en vinkel med bunnen i lasterommet. Det vil forstås at det maksimale styrkekrav til Cl-seksjonene går vinkelrett på lasterommets bunnplan, mens det for hjørneseksjonen D går parallelt med dette planet og rommets veggplan, og følge-lig ligger fiberretningen i balsatreet i Cl-seksjonen da balsatre er sterkest i fiberretningen, vinkelrett på fiberretningen i hjørneseksjonene D. Dessuten finnes det på grunn av de belastningsbærende . krav til Cl-seksjonene ingen trevirkeunderlag, og i stedet er lagene 13 fastgjort direkte på lasterombunnen 2. Seksjonene C2 mellom Cl-seksjonene og de tilgrensende hjørnesek-sjoner D er fylt opp med lag av polyuretan. Hver seksjon Cl understøtter stivt og sikkert en belastningsbærende blokk 17 av tett hårdtre, såsom "yellow pine", og bunnen av tanken 12 hviler på blokkene 17. Det vil forstås at antallet av og den innbyrdes avstand mellom seksjonene Cl og dermed blokkene 17 er slik at disse blokkene seg imellom skaper tilstrekkelig styrke til å bære den statiske belastningen av tanken med innhold av LNG, samt vil-kårlige fluktuerende belastninger som oppstår under skipstranspor-ten av den væskeformede naturgass (LNG). Skulle det bli nødven-dig å forsterke blokkene 17 mot virkningene av forskyvningskrefter ved krengning, kan disse blokkene formes med horisontale og/eller vertikale lameller av f.eks. kryssfinér. Som vist på fig. 1, faller en seksjon Cl sammen med senterlinjeskottet 6 i tanken 4, og fortrinnsvis faller hver av de andre Cl-seksjonene sammen med de i tankens lengderetning liggende rammedeler 5.

Blokkene 17 kan så vel som å danne understøttelse for tanken 4, også brukes til å holde denne i en bestemt stilling. For å oppnå dette, er det anbrakt to sett konsoller 18 og 19 fastgjort utenpå bunnen av tanken 4 og anbrakt således at konsollene 18 virker mot de sidene av deres respektive blokker 17 som vender mot tankens senterlinje når denne har samme temperatur som omgivelsene for å låre den i posisjon, og når tanken er ned-kjølt og fylt av LNG, virker konsollene 19 mot den annen side av de respektive blokkene 17. Det vil forstås at tanken 4 under de sistnevnte.betingelsene vil ha trukket seg sammen mot midten under påvirkningen av kulden i den flytende naturgassen, og føl-gelig må det under montasjen av konsollene 19 ved omgivelses-temperatur etterlates tilstrekkelig avstand mellom dem og de på-gjeldende sidene av blokkene 17 til å sørge for denne termiske kontraksjonen. Som en ytterligere forbedring kan avstanden av konsollene 19 modifiseres på en slik måte at i det minste den største delen av belastningen under eventuell krengning av tankbåten til enhver tid opptas av konsollene 19 og blokkene 17 på den siden av tanksenterlinjen som vender bort fra den siden til hvilken tankbåten krenger. Dette medfører den fordelen at den effektive LNG-"head" og derfor belastningen på den nevnte siden av tanken er betydelig mindre enn på den andre siden.

I en alternativ innretning av varmeisolasjonsseksjonene, som vist på fig. 2, er de med kryssfinér bekledte balsatrelekter 13 fastgjort på med innbyrdes avstand anbrakte trelister 21 på en måte svarende til den som er beskrevet foran for hjørnesek-sjonene D. For imidlertid å forsterke seksjonene cl og sikre at de har tilstrekkelig evne til å motstå statiske og fluktuerende belastninger fra tanken 4, er det på hvert lag lekter 13 fastgjort ennå et lag balsalekter 22 mellom listene 21. Laget 22 er tynnere enn listene 21 for å gi plass for uregelmessigheter i bunnen av lasterommet 3, og rommene mellom dette laget, lasterommet 3 og listene 21 er fylt med en passende belastningsbærende mastik 23. Dessuten omfatter i denne alternative utførelsesform blokkene 17 for understøttelse av bunnen i tanken 4 et tredje lag balsalekter 24 fastgjort på kryssfinérbekledningen 13a. Laget

24 er dekket av en kryssfinérbekledning 2 5 for dannelse av en god friksjonsforbindelse mellom Cl-seksjonene og tankbunnen når denne er fullastet, så det er mindre sannsynlighet for at tanken 4 vil søke å gli under transporten hvorved den potensielle belastningen av låseinnretningen 18,19 effektivt reduseres.

På fig. 3 sees en typisk fordeling av varmeisolasjonen C1/C2 på bunnen av lasterommet 3. I denne fordelingen strekker seg en rekke sammenstøtende Cl-isolasjonsseksjoner 26 i hele bunnens lengde ved tankens lengdesenterlinje. Dessuten er det parallelle rekker av Cl-isolasjonsseksjoner 2 7 med innbyrdes avstand på begge sidene av seksjonene 26, hvilke rekker 27 omfatter et antall spredte øyseksjoner til dannelse av mange separate understøttelsesflater over tankbunnen. Som tidligere nevnt vil antallet av avstandene mellom og bæreflatene av rekkene av Cl-seksj oner være en slik at det dannes passende understøttelse for tanken 4 overfor alle ventede statiske og fluktuerende belastninger for hvilke tanken utsettes under fart. Dessuten er rekkene av seksjonen 26 ved denne fordelingen vist med en låsebane 28 som strekker seg i lengdesenterlinjen av tankbåten til opp-takelse av et tilsvarende låsorgan i tankbunnen. Et slikt lås-arrangement danner alternativ til låsarrangementet 18,19 på fig. 2 og svarer til det som er beskrevet i søkernes norske patent nr. 99 889. Som forklart i dette kan toppen av tanken 4 sta-biliseres, i forhold til tankbåtens dekk for å redusere mulig-heten for at de rokker på isolasjonsseksjonene Cl.

Prøver har vist at et varmeisolasjonssystem som det foran beskrevne for sidene og bunnen av lasterommet 3 er tett mot LNG, og følgelig vil danne en sekundær sperring for denne hvis tanken 4 skulle sprekke. Særlig er det utført forsøk med en samling i hel målestokk mellom belastningsbærende isolasjon og polyuretan og konstruert hovedsakelig som foran beskrevet ved normal arbeids-temperatur , men under fluktuerende belastningsomstendigheter som er flere ganger strengere enn de normalt møtes for en tankbåt til sjøs, og dette uten noe tegn på sprekker.

Om ønsket, kan rommene mellom sideveggene og bunnen av tank og lasterom fylles i det minste delvis med ytterligere relativt billig varmeisolasjonsmateriale, f.eks. fiberglass. Hvor det er anbrakt fiberglass i de nevnte mellomrom, kan dette, som beskrevet i den foran nevnte beskrivelse, understøttes på over-flaten av isolasjonssystemet eller på tankens ytterside. I begge tilfeller kan det finnes en bærende, ikke vist rammekonstruksjon

for å holde fiberglasset i stilling.

Det vil forstås at seksjon A-isolasjonens posisjon er en slik at det ikke er av betydning for den å være i stand til å virke som sekundær retning, selv om det er ønskelig at den er sprøytetett. Slik er det med den beskrevne konstruksjon skapt en relativt billig isolasjon, omfattende fiberglass 21 kledd med kryssfinér 22.

Claims (2)

1. Beholder for oppbevaring og/eller transport av væske, wed temperaturer som avviker meget fra omgivelsens temperatur og som omfatter en tank som er omgitt av varmeisolasjon i en ytre, stiv skallform, idet den seksjonen av isolasjonen som bekler bunnen av skallformen bærer tanken, og idet denne isolasjonsseksjonen omfatter anleggs- eller bæreorganer av belastningsbærende varme-isolas jon som er stivt forankret på og fordelt langsover bunnen av skallformen, karakterisert ved at stivt skumplastisolasjonsmateriale er anordnet i rommene (C2) mellom bæreorganene (Cl), og ved at bæreorganene omfatter et lag paneler (13) forsynt med en kledning (13a) av et væsketett materiale, og.ved at skjøteflatens plan mellom bæreorganene og det stive skumplastmateriale strekker seg på skrå i forhold til planet til veggene (3) av den indre huden (2) på i og for seg kjent måte, og ved at hvert lag paneler er festet til bunnen av skrogets innsidehud via innbyrdes atskilte lister (9,21) av trevirke, samt et annet lag paneler som er festet til undersiden av det første lag paneler og er innlagret i mastik i rommene mellom listene (9,21).

2. Beholder som angitt i krav 1,karakterisert ved at et tredje lag paneler (24) er festet til kledningen (13a) på hvert lag av nevnte paneler (13) for oppstøtting av tanken (4) i avstand fra det stive skumplastmaterialet (8), og ved at oversiden av hvert lag paneler (24) er forsynt med sin egen kledning (25) av et materiale som tilveiebringer god friksjonsmessig kontakt med bunnen av tanken.