NO137060B - Varmeisolasjonsforet tank for v{sker med lav temperatur. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen vedrdrer en lagringstank for kalde væsker,

hvilken tank omfatter et væskeugjennomtrengelig sjikt festet på innsiden av et tankskall ved hjelp av et varmeisolerende sjikt,

en andre barriere anordnet i det varmeisolerende sjikt, og temperaturfoleelementer er anordnet langs den andre barrieren for elektrisk eller elektromagnetisk påvisning av væskelekkasje. Der-

som det skjer en lekkasje av lavtemperaturvæske på grunn av en brist i det væskeugjennomtrengelige laget i kontakt med lavtemperatursvæsken, vil tankskallet i nærheten av lekkasjepunktet kjoles kraftig ned og kan dermed bli utsatt for sprobrudd ved

lav temperatur.

Og i de tilfeller hvor effekten av en slik lekkasje på tankskallet ikke er stor nok til å fremkalle sprotarudd, vil en flytendegjort gass som kan ha lekket inn i det varmeisolerende lag og forårsake en eksplosiv atmosfære i dette og forårsake en storre ulykke selv etter at tanken er blitt tett.

I tilfelle av varmeisolasjonsforede lagertanker for lavtempera-turs esker er det derfor nodvendig å påvise et brudd i varme-isolasj onslaget uten tidstap og stoppe lekkasjen av den lagrede væske midtveis i varmeisolasjonslaget i en viss tidsperiode for å beskytte tanken mot en bruddulykke.

Etter som den teknikk som gjelder varmeisolasjonsforede lagertanker for lavtemperatursvæsker ikke har tiltrukket seg oppmerk-somhet for i den senere tid, er det ennå ikke etablert noen teknikk for beskyttelse mot slike ulykker.

Det er formålet med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en anordning for sikker og rask påvisning av en væske- eller gass-lekasje forårsaket av brudd i det væskeugjennomtrengelige lag, slik at et mulig brudd i tankskallet på grunn av lekkasje av lavtemperatursvæske kan forhindres fra å skje.

Det er en annen hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en varmeisolasjonsforet lagertank for lavtemperatursvæsker som er sammensatt på en slik måte at mulig gjennomtrenging av den lagrede væske kan forhindres midlertidig av en væskeugjennomtrengelig andre barriere anordnet inne i det varmeisolerende lag, og at mulig lekkasje av lavtemperatursvæsken eller fordampet gass kan påvises elektrisk eller elektromagnetisk av temperaturtole-elementer anordnet langs den andre barrieren.

Det er en annen hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en varme-isolasj onsf oret lagertank for lavtemperatursvæsker laget på en slik måte at ikke bare en lekkasje av lavtemperatursvæsken inn i varmeisolasjonslageret kan påvises, men at også punktet for en slik lekasje kan påvises ganske noyaktig.

Det er en ytterligere hensikt med denne oppfinnelsen å tilveiebringe en lagertank for lavtemperatursvæsker som kan tilfredstille alle de forannevnte hensikter og dertil tillate enkel fremstilling, sammensetning og utforelse.

For å oppnå disse hensikter, karakteriseres lagringstanken ved

at temperaturfoleelementene består av fordelte grupper av horisontale sloyfer, langsgående vertikale sloyfer og tversgående vertikale sloyfer og er innsatt eller innstopt i den andre barriere.

Hvis lavtemperatursvæsken begynner å lekke på grunn av en brist

i det indre væskeugjennomtrengelige sjikt i en tank ifolge denne oppfinnelsen, vil denne lekkende væske stoppes temporært av den andre barriere montert inne i det varmeisolerende sjikt, og samtidig vil de av temperaturfoleelementene langs den andre barrieren som befinner seg i nærheten av lekkasjepunktet bli avkjolt av den lekkende lavtemperatursvæsken og utsettes for en elektrisk eller elektromagnetisk forandring som derved muliggjor rask påvisning av lekkasjepunktet.

Etter at lekkasjepunktet er blitt påvist, kan tankskallet forhindres-fra å briste på grunn av lavtemperatursvæsken på samme måte som beskrevet ovenfor.

I de tilfeller hvor ringformede elementer av magnetisk materiale som demagnetiseres ved temperaturer lavere enn en angitt temperatur brukes som temperaturfole-elementer, vil disse ringformede magnetiske elementene demagnetiseres ved avkjolingen av den lekkende væsken og således muliggjore påvisning åv lekkasjen.

Det er dertil mulig å bestemme lekkasjepunktet av lavtemperatursvæsker ved å gjore bruk av et ordnet plasseringssystem for disse f orskj ellige temperaturfole-elementene.

Spesielt i de tilfeller hvor ringformede magnetiske elementer brukes, kan lekkasjepunktet fastslås raskere ved hjelp av en minikomputer ved å anordne ledere på kryss i et nettmonster langs den andre barrieren og forbinder de ringformede magnetene

til dettes krysspunkter.

I dette tilfelle tjener lederne som er anordnet i et nettmonster til å forsterke den andre barrieren og forhindre en sprekk som måtte dannes-i denne, fra å bre seg.

De ovenfornevnte og andre hensikter, fordeler og trekk ved oppfinnelsen vil tre tydeligere frem fra folgende beskrivelse av det utforelseseksempel som er vist på tegningene. Fig. 1 er et snitt gjennom deler av veggen av en lagertank for lavtemperatursvæsker som har temperaturfoiende materialer og spoler som temperaturfoiende elementer for lekkasjepåvisning ifolge oppfinnelsen; Fig. 2 er en perspektivisk skisse av et plateelement som utgjor den andre barrieren i veggen av nevnte tank; Fig. 3 er en skisse av den elektriske krets for anordningen for lekkasjepåvisning i tanken ifolge oppfinnelsen; Fig. 4 er en perspektivisk skisse av en annen utforelsesform av en tank ifolge oppfinnelsen-; Fig. 5 (a) og (b) er skisser som illustrerer lekkasjepåvisnings-sloyfen i tanken vist på fig. 4; Fig. 6 er et snitt gjennom deler av tanken utstyrt med sloyfen; Fig. 7 er et snitt som viser hvorledes den andre barriere sammen-settes i tankveggen utstyrt med sloyfen; Fig. 8 er en perspektivisk skisse av en del av den andre barriere sammensatt av flere elementer; Fig. 9 er et snitt gjennom deler av veggen av en lagertank for lavtemperatursvæske ifolge en annen utforelse av oppfinnelsen; og Fig. 10 er et oppriss som viser lederne anordnet kryssvis i et

nettmonster og med ringformede magnetiske elementer til plassering i tankveggen.

Under henvisning til figurene 1-3 skal nå det forste utforelseseksempel av oppfinnelsen beskrives. På fig. 1 er det vist en del av veggen av en tank for lagring av flytende naturgass med en temperatur på omkring minus 160°C. Tankskallet 1 av stål er på innsiden utstyrt med det væskeugjennomtrengelige sjikt 3 laget av et materiale motstandyktig mot lav temperatur, f.eks. skumplast,

og dannet av det varmeisolerende sjikt 2.

Det varmeisolerende sjikt 2 består av et forste varmeisolerende sjikt 2a på romtemperatursiden og et andre varmeisolerende sjikt 2b på lavtemperatursiden. Mellom disse varmeisolerende sjikt 2a og 2b er det anordnet en andre barriere 4 som er festet med mellom-rom til innsiden av tankskallet 1 ved hjelp av avstandsholdere 5.

Fig. 2 er en perspektivisk skisse som viser ett av flere flate-elementer som danner den andre barrieren 4. Plateelementet 4a dannes av det ugjennomtrengelige plastsjiktet 6, på hvis innside det er anordnet temperaturfole-elementer for lekkasje-påvisning som består av det temperaturfolsomme magnetiske materiale 7 og spolen 8 spunnet omkring dette.

Det ugjennomtrengelige plastsjikt 6 er dannet av tetrafluoretylen-plast eller lignende og har meget god elektrisk isolasjonsevne og motstandsdyktighet mot lave temperaturer.

Et flertall av elementer 4a som vist på fig. 2 er væsketett forbundet med hverandre langs kantene slik at de danner den andre barriere 4 som vist på fig. 1. Henvisningstallet 12 på fig. 1 representerer forbindelsesdelen av de sammenfoyde elementer.

Til spolene 8 er det forbundet en ledning 9 for lekkasjepåvisning, hvilken ledning er fort væsketett til utsiden av tankskallet 1 og forbundet med vekselsstromskilden 10 og ampermeteret 11 som vist på fig. 3.

Fig. 3 viser den elektriske krets for lekkasjepåvisning som omfatter det temperaturfolsomme magnetiske materiale 7, spolen 8, som begge er innstopt i plastsjiktet 6, vekselstromskilden 10

og ampermeteret 11 forbundet med nevnte spole 8 ved hjelp av ledningen 9. Et antall slike elektriske kretser for lekkasjepåvisning er anordnet innbyrdes uavhengig og plassert på en slik måte at de dekker hele oppoverflaten av tanken.

På grunn av at lekkasjepåvisningsanordningen i tanken er laget

som beskrevet ovenfor, og et brudd har oppstått i det væskeugjennomtrengelige sjiktet 3 ved innsiden av lagertanken, vil den flytende, kalde naturgassen eller den fordampede gassen i tanken lekke ut og trenge gjennom det andre varmeisolerende sjiktet 2b, men denne lekkende væsken vil midlertidig stoppes av det ugjennomtrengelige plastsjiktet 6 av den andre barrieren 4.

Det temperaturfolsomme magnetiske materialet 7 i den elektriske kretsen for lekkasjepåvisning.vil ved dette lekkasjepunktet miste sin magnetisme . ved at det avkjoles av den lekkende, kalde væsken. Impedansen av spolen 8 vil derved forandres, og forandringen vil vises på ampermeteret 11.

Nar et lekasjepunkt i tanken blir påvist pa denne mate ved hjelp av en forandring i indikasjonen på ampermeteret 11, kan tankskallet 1 forhindres fra å rivne på grunn av lavtemperaturssprohet ved at man går til visse skritt, f.eks. å senke nivået i tanken midlertidig under lekkas jepunkt et.

I lekasjepåvisningsanordningen for denne lagertanken for lavtemperatur svæske , er den elektriske lekkasjepåvisningsanordningen som består av det temperaturfolsomme magnetiske materialet 7 og spolene 8 anordnet i den andre barriere i tankens vegg. Dette har den fordel at det muliggjor rask og noyaktig lekkasjepåvisning enten lekkasjen består av væske ved lav temperatur eller den fordampede gass av denne væsken.

Dertil kan bruk av termoplastisk materiale for plastsjiktet 6 i den andre barrieren 4 gjore det mulig å binde elementene 4a sammen innbyrdes siden nevnte materiale tillater sveising. Elementene 4a er forsterket med spolene 8, men kan forsterkes ytterligere ved innstoping av glassfibre eller lignende i plastsjiktet 6.

Den andre utforelse av oppfinnelsen skal beskrives under henvisning til figurene 4-8.

Fig. 4 viser en perspektivisk skisse av fasongen av en mange-kantet lagertank for lavtemperaturvæsken som har en lekkas j epå-visningsanordning og som er montert på et skip. I veggen av denne tanken 21 er det innlagt den horisontale sloyfen 22, den vertikale sloyfen 23, og tverrsloyfen 24 for elektrisk påvisning av en lekasje av lavtemperaturvæsken i tanken.

Selv om bare enkle sloyfer 22, 23 og 24 er vist på fig. 4, er det i tankveggen i virkeligheten lagt en gruppe av horisontale sloyfer, vertikale sloyfer, og tverrsloyfer som hver består av et flertall sloyfer som er uavhengig av hverandre.

Til de respektive sloyfer 22, 23 og 24 er det ved hjelp av led-ningene 22b, 23b og 24b forbundet metere 22a, 23a og 24a for påvisning av elektriske forandringer i tilfelle sloyfene kjoles av den lekkende lavtemperaturvæsken, idet metrene 22a, 23a og 24a kan betraktes fra utsiden av tanken.

Et antall termoelementer bestående av chromel 25 og alumel 26 og forbundet i-serie -som vist på fig. 5 (a) eller et antall temperaturfolsomme motstander 27 forbundet i serie som vist på fig. 5 (b) brukes i sloyfene 22, 23 og 24.

Metrene 22a (23a og 24a) på fig. 5 (a) er voltmetre, mens metrene 22a (23a og 24a) på fig. 5 (b) er elektriske motstands-målere.

Fig. 6 viser en del av tanken 21 med det varmeisolerende sjikt 29 av plastskum eller lignende på innsiden av det stive tankskallet 28 av stål, hvor nevnte varmeisolerende sjikt 29 på innsiden er foret med den andre væske ugjennomtrengelige barriere 30 som består av et materiale motstandsdyktig mot lav-

temperatur.

Det varmeisolerende sjikt 29 består av det forste varmeisolerende sjikt 29a og det andre varmeisolerende sjikt 29b, og platesjiktet 31 er festet mellom disse to varmeisolerende sjiktene 29a og 29b for å tjene som den andre barrieren.

Langs platesjiktet 31 er de lekkasjepåvisende sloyfene 22 (23 og 24) anordnet.

Fig.' 7 er et snitt som illustrerer hvorledes platesjiktet 31 settes sammen, og fig. 8 er en perspektivisk skisse som viser plateelementene som en del av det sammensatte platesjikt 31. Plateelementet 31a hvori sloyfene 22 og 23 ér delvis innlagt som vist på fig. 8, er foyet sammen med et klebemiddel på en slik måte at sloyfene 22 og 23 kan forbindes ved hjelp av pluggen p og fatningen q som vist på fig. 7. Symbolet r på fig. 7 representerer det kontaktpunkt som skal brukes for å forbinde ledningen med de forannevnte metre.

Platesjiktet 31 satt sammen på denne måte festes på innsiden av tankskallet 28 ved hjelp av forbindelsesplaten 32 og bolten 33

som vist på fig. 6. I rommet mellom tankskallet 28 og platesjiktet 31 injiseres det en ekspanderbar plastblanding slik at det forste varmeisolerende sjikt 29a kan dannes.

Dersom polyuretan-plast brukes som materiale i det plastskinn som utgjor det forste varmeisolerende sjikt 29a, kan et varmeisolerende sjikt som er fast festet til tankskallet 28 og platesjiktet 31 bli resultatet.

Det andre varmeisolerende sjikt 29b dannes enten ved sproyting

av en ekspanderbar plastopplosning over platesjiktet 31 eller ved injisering av en ekspanderbar plastsolusjon inn i rommet mellom platesjiktet 31 og det væskeugjennomtrengelige sjiktet 30.

Hvis et brudd oppstår i det væskeugjennomtrengelige sj.iktet 3o

på innsiden av lagertanken for lavtemperaturvæske som antydet ovenfor, vil væsken med lavtemperatur lekke ut og trenge gjennom

det andre varmeisolerende sjiktet 29b, men denne lekkende væsken vil stoppes midlertidig av platesjiktet 31 som tjener som den andre barrieren. De lekkasjepåvisende sloyfene 22,23

og 24 i nærheten av dette lekkasjepunktet vil så avkjoles av den kalde væsken, og den elektriske forandring vil vises på

de tilsvarende metre 22a, 23a og 24a.

Når det væskeugjennomtrengelige sjiktet, f.eks. for tanken

21 på fig. 4, er rivnet ved det punkt som er angitt med symbolet A og forårsaker lekkasje av den kalde væsken, blir denne lekasjen påvist av meteret 22a i den horisontale sloyfen 22,

og hoyden av lekkasjepunktet er dermed fastslått slik at lekkasjen kan stoppes ved å senke nivået av den kalde væsken i tanken midlertidig under hoydenivået av dette lekkasjepunktet.

I tilfelle av den ovenfornevnte lekkasje, vil meteret 24a i den vertikale sloyfen 24 også tilkjennegi lekasjen slik atlekkasje-punktet kan bestemmes nærmere til punktet a eller b hvor begge sloyfene 22 og 24 krysser hverandre. Dette gjor det mye enklere å fastslå lekkasjepunktet når' man samtidig tar hensyn til kalde punkter på tankskallet 28.

I lekasjepåvisningsanordningen for lagertanker for kalde væsker ifolge oppfinnelsen, enhver lekkasje av den kalde væsken kan lett påvises ved hjelp av dens meget enkle oppbygning som tillater bruk av elektriske påvisningsmidler ved at platelaget 31 brukes som den andre barriere i.tankveggen. Påvisning av lekkasjepunktet lettes ytterligere av det faktum at nevnte påvisningsmidler er innlagt i tankveggen som et antall lekkasjepåvisende sloyfer som forloper i alle retninger.

Den tredje utforelse av oppfinnelsen skal beskrives i det folgende i forbindelse med figurene 9 og 10.

Som det er vist på fig. 9, har det stive tankskallet 41 av stål det varmeisolerende sjikt 42 av plastskum eller lignende på innsiden, hvor det varmeisolerende sjiktet er overtrukket med den væskeugjennomtrengelige andre barriere av et materiale motstandsdyktig mot lave temperaturer på innsiden.

Det varmeisolerende sjikt 42 består av det forste varmeisolerende sjikt 42a og det andre varmeisolerende sjikt 42b, og mellom disse varmeisolerende sjikt 42a og 42b er det anordnet et elektrisk isolerende sjikt 44 av f.eks. epoksy harpiks som tjener som den andre barriere.

Langs dette elektrisk Isolerende sjikt 44 er lederene 45 anordnet kryssvis i ét nettaktig monster slik at de forsterker sjiktet 44.

Til de enkelte krysspunkter av lederene 45 som er anordnet i et nett-monster, er det forbundet ringformige magnetiske elementer 46 som vist på fig. 10.

Ved fremstilling av tankveggen som beskrevet ovenfor, dannes

forst det forste varmeisolerende sjikt 42a med en forutbestemt tykkelse ved sproyting og skumming av en ekspanderbar polyuretanopp-losning eller lignende det nodvendige antall ganger over inner-flaten av tankskallet 41 vist på fig. IO. Deretter blir lederene 45 med de ringformede magnetiske elementene 46 forbundet med indre flater av nevnte forste varmeisolerende sjikt 42a som vist på fig. 9, og til sist blir en ikke ekspanderbar epoksy eller polyuretan harpiks-opplosning sproytet over nevnte flate av det forste varmeisolerende sjikt 42a.

Således dannes det på innsiden av det forste varmeisolerende sjikt

42a et fast elektrisk isolerende sjikt 44 som et plastsjikt som har istopt ledere 45 til hvilke de ringformede magnetiske element-

ene er forbundet. Dette elektrisk isolerende sjikt 44 kan forsterkes ytterligere ved glassfibre eller lignende.

Det er også mulig å forme det elektrisk isolerende sjikt 44 som

den andre barriere ved å jevne ut den indre flate av det forste varmeisolerende sjikt 42a laget på foran nevnte måte og deretter feste en plastplate til denne jevne overflaten, hvor plastplaten har de nettdannende lederne 45 innstopt sammen med de ringformede magnetiske elementene 45.

Det andre varmeisolerende sjiktet 42b på lavtemperatursiden kan

dannes ved å sproyte en ekspanderbar harpiks-opplosning på den

indre overflate av det elektrisk isolerende sjiktet 44. Ettersom styrke kreves av dette andre varmeisolerende sjikt 42b ved meget lave temperaturer, anbefales bruk av skum forsterket med oppkappede fibre.

På innsiden av det indre varmeisolerende sjikt 42b som således fremkommer er anbragt det væskeugjennomtrengelige sjikt 43 som består av materiale motstandsdyktig mot lave temperaturer.

Når en brist oppstår i det væskeugjennomtrengelige sjiktet 43

på innsiden av en lagertank for kalde væsker laget på den i det foregående beskrevne måte, vil den kalde væsken lekke ut og trenge gjennom det andre varmeisolerende sjikt 42, men denne lekkende væske stoppes midlertidig av det elektrisk isolerende sjikt 44 som tjener som den andre barriere.

De ringformede magnetiske elementer 46 i nærheten avlekkasje-punktet kjoles så ned og det magnetiseres av den lekkende kalde væsken, og den elektriske forandring som derved oppstår vises på meteret (ikke vist) forbundet med lederne 45.

I det tilfelle hvor det elektrisk isolerende sjikt 44 er anbragt midt i det varmeisolerende sjikt 42, og hvor den kalde væsken er flytendegjort naturgass ved minus 162°C og temperaturen av tankveggen 41 er 20°C, vil en midlere temperatur på minus 90° være normaltemperaturen. Derfor er det hensiktsmessig å velge omkring minus 130°C som demagnetiseringstemperaturen for de ringformed magnetiske elementene 46. Når man kjenner den noyaktige posisjon av de forskjellig ringformede magnetiske elementer 46 og de eksakte temperaturer ved hvilke de demagnetiseres, er det ikke nodvendigvis viktig at alle de ringformede magnetiske elementene 46 har samme demagnetiseringstemperatur.

Selv i det tilfelle hvor antallet av ringformede magnetiske elementer 46 er stort, vil stedfestelsen av et demagnetisert ring-formet magnetisk element, dvs. lekkasjepunktet, påvises raskt ved hjelp av en minikomputer.

Når et lekkasjepunkt er bestemt på denne måten og dets hoyde er fastslått, kan lekkasjen stoppes midlertidig ved å senke nivået av den kalde væsken i tanken til nedenfor lekkasjepunktets hoyde. Med lekkasjepåvisningsanordningen i foran-nevnte lagertank for kalde væsker kan enhver lekkasje av kald væske påvises enkelt og raskt ved det meget enkle prinsipp som tillater bruk av elektriske påvisningsmidler ved utnytting av den andre barrieren mellom de to varmeisolerende sjikt i tankveggen, og dertil fås den fordel at påvisningen av lekkasjepunktet gjores bemerkelsesverdig lett og noyaktig fordi lekkasjen påvises ved bruk av demagnetisering ved avkjoling av de ringformede magnetiske elementer 46 som er forbundet og anordnet til de respektive kryssningspunkter av de nettformede lederne 45.

I denne lageranordningen har man også den ytterlige fordel at

det elektrisk isolerende sjikt 44 som tjener som den andre barriere forsterkes av de nettdannende lederne 45 slik at det varmeisolerende sjikt kan beskyttes mot sprekkdannelse.

Claims (3)

1. Lagringstank for kalde væsker, hvilken tank omfatter et væskeugjennomtrengelig sjikt festet på innsiden av et tankskall ved hjelp av et varmeisolerende sjikt, en andre barriere anordnet i det varmeisolerende sjikt, og temperaturfoleelementer er anordnet langs den andre barrieren for elektrisk eller elektromagnetisk påvisning væskelekkasje, karakterisert ved at at temperaturfoleelementene består av fordelte grupper av horisontale sloyfer (22), langsgående vertikale sloyfer (23) og versgående vertikale sloyfer (24) og er innsatt eller innstopt i den andre barriere.

2. Lagringstank ifolge krav 1, karakterisert ved at den andre barriere utgjores av enheter som omfatter temperaturfoleelementer som krysser hverandre i rett vinkel.

3. Lagringstank ifolge krav 1, karakterisert ved at temperaturfoleelementene omfatter temperaturfolsomme magnetiske elementer (7) og spoler (8).