NO773380L - Tankskip av staalbetong, spesielt for transport av flytendegjort gass - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et tankskip, særlig for transport av flytendegjort gass, med et monolittisk skipslegeme av stålbetong, som på tvers av skipslegemet har minst to ved siden av hverandre, adskilte, i lengderetningen utstrakte, ved tverrskott avdelte og med dekk og bunn- forbundne tankrom.

Tankskip for transport av flytendegjort gass må

når de er av stål, av sikkerhetsgrunner være forsynt med spesielle beholdere for den flytendegjorte gassen, hvilke beholdere er laget av kaldseigt stål og som oftest er utformet som kuletanker. Rent bortsett fra at man ved slike tankskip ikke kan utnytte de tankrom som står til rådighet fullt ut, er de uforholdsmessig dyre i fremstilling og vedlikehold. Samtidig kjenner man også allerede tankskip av stålbetong som sammenlignet med skip av stål kan produseres både enklere og billigere.

Hos et kjent tankskip består skipslegemet av to sylindriske legemer som skjærer hverandre i området til lengde-

aksen slik at det i tverrsnittet oppstår tre rom, av hvilke de to ytre benyttes som tankrom, mens det midtre, av gjennomskjæringen dannede rom benyttes som driftsrom. Tankrommene er oppstivet ved hjelp av plane tverrskott. Dekk, bunn og ytterveggsider er slakt armert.

Ved anvendelse av stålbetong til ytterhud på

tankskip for transport av flytendegjort gass kan den sikkerhets-

sone falle bort som krever en anordning av spesielle beholdere på tankskip av stål. Betong som byggemateriale gjennomgår nemlig ikke noen minsking i fastheten dersom det i et katastrofetilfelle skulle komme i berøring med den kalde væsken, men får tvert imot en øking i fasthetsgraden. Hovedproblemet ved et skipsskrog av stål- eller spennbetong ligger i - sammenlignet med en bygge-konstruksjon på land - at under bruk underkastes skipslegemets tverrsnitt store og vekslende påkjenninger pga. ytre belastninger,

så som bølgegang etc.

Oppfinnelsen har til hensikt å muliggjøre fremstilling av et tankskip særlig egnet til transport av flytendegjort gass på en enklere, mer økonomisk måte og med bedre utnytting av materialet.

Oppfinnelsen løser denne oppgaven ved et tankskip

av denne type ved at tverrsnittsformen til skipslegemets ytterhud som består av dekk, bunn og ytterveggsider laget av massive plater som går over i hverandre i en uavbrudt krumning, er slik utformet at bøyningsmomentene i ytterhuden på tvers av skipslegemet i brukstilstand er minst mulig og videre ved at skipslegemet i lengde- og tverretningen er slakt armert og forspent, idet forspenningen i lengderetningen er slik at de maksimale positive og negative bøyningsmomenter i brukstilstand er omtrent like store.

På tankskipet ifølge oppfinnelsen består skipslegemets bærende ytterhud, statisk sett, i tverretningen av to,

om lengdeaksen symmetriske, tredimensjonale halvrammer dannet av dekk, yttervegger og bunn, som blir utsatt for ekstremt vekslende påkjenninger av det innenfra og utover virkende trykk av lasten,

så vel som av det utenfra og innover virkende trykk fra bølgene.

I lengderetningen utgjør skipslegemet en kasseramme hvis lengde svarer til den fulle.skipslengden.

Vesentlig for oppfinnelsen er utformingen av skipslegemets tverrsnitt som velges slik at bøyningsmomentene i tverretningen, som skyldes vanntrykket og lasten, er meget små. Tverrsnittsformen tilsvarer tilnærmet en støttelinje. Av betydning er videre at det i tillegg til den normale slakke armering er anordnet spennlegemer for å frembringe en forspenning. Forspenningen velges i lengderetningen slik at de maksimale positive og negative bøyningsmomenter i lengderetningen blir omtrent like store. Derved utsettes den slakke armering avvekslende for trykk og strekk, noe som i forbindelse med forspenningen har den fordel at tykkelsen til de massive platene kan avpasses på en slik måte at byggematerialet stålbetong på ethvert sted kan utnyttes optimalt i en' tredimensjonal spenningstilstand, slik at derved anvendt masse og følgelig også vekt blir minimal.

Skipslegemets uavbrudte krumning i tverrsnittet har ved siden av utnyttelsen av hvelvbærevirkningen, hvorved man unngår hjørner, den fordel at de slakke armeringsstaver og spennlegemene ikke må bøyes på forhånd, men derimot kan bøyes elastisk inn i rundingen. Det forefinnes heller ingen hjørner hvor armerings-stavene må skjøtes, hvilket ville redusere armeringens svinge-fasthet. Av samme grunn blir også lengdearmeringen i det vesentlige anordnet uten skjøter over hele skipslegemets lengde.

Ved tankskip ifølge oppfinnelsen kan platen som

utgjør dekket rage utover de tangensialt innover munnende ytterveggsider. De utragnede deler kan være støttet til ytterveggsidene og i området til disse utragende deler kan det være utformet tiIleggstankrom.

Disse utragende deler av dekkflaten gir på den ene side fordeler ved skipets drift fordi den andvendbare dekkflaten

blir større. Dertil kan man pga. forlengelsene endre treghetsmomen-tet til skipslegemets statiske tverrsnitt i en slik grad at tverr-snittets null-linje blir liggende omtrent i midten og spenningene i dekk og bunn. blir omtrent like store. Dette medvirker også til en optimal utnyttelse av byggematerialet stålbetong.

Når tverrskott er nødvendig av sikkerhetsmessige grunner på et tankskip ifølge oppfinnelsen, er det hensiktsmessig å utforme disse som dobbeltkrummede skall.

Ved tankskipet ifølge oppfinnelsen har tverrskottene bare underordnet betydning for skipets statiske oppbygning. Den begrenser seg til utjevning av ulike gjennombøyninger av ytter-

og innerveggene i skipslegemets lengderetning, hvilke gjennombøyninger i alle tilfelle er små.Tverrskottene tjener dessuten til å øke skipets sikkerhet ved f.eks. grunnstøtinger, kollisjoner osv.

Utformingen av tverrskottene som dobbeltkrummede

skall muliggjør en enkel utforming. Sammen med de på skallkantene tilsluttende veggdeler av yttertanken utgjør skallet en bærer, som ved lekkasje tetter de skadede steder mot videre inntrengning av vann og overfører de i skipets lengderetning virkende vanntrykk til tankveggene.

Utformingen av tverrskottene som skall gir også for-utsetning for at et slikt tankskip med fordel kan innsettes til transport av flytendegjort gass, som transporteres ved temperaturer på minus 162°C.

For transport av flytendegjort gass er veggene som avgrenser tankrommene på sine innersider og tverrskottene på begge sider forsynt med en isolering mot kuldegjennomgang. Mens temperatur-fallet fra den ytre temperatur til det kalde indre rom ved ytter veggene nesten fullstendig foregår i isoleringen, er det ikket til å unngå at skottene avkjøles til tross for isoleringen. Temperatur-fallet vil gå jevnt fra ytterhuden og til et punkt i midten av de aktuelle skottene. En plan konstruksjon ville ut fra dette påføres uholdbare temperaturspenninger. En skallkonstruksjon kan imidlertid elastisk oppta disse spenningene.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene hvor

fig. 1 viser et delvis gjennomskåret perpsektivriss av et tankskip ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser et lengdesnitt gj~ennom tankskipet, fig. 3 viser et horisontalsnitt litt over vannlinjen og fig. 4 viser et tverrsnitt i større målestokk.,

I det viste utførelseseksempel er det vist et for transport av flytendegjort gass egnet tankskip, hvor ytterveggene 2, bunnen 3 og dekket 4 i skipslegemet 1 består av massive stål- ' betongplater. Platene har i lengderetningen og tverretningen i tillegg til en vanlig slakk armering også spennelementer for til-veiebringelse av en forspenning. For ikke å komplissere tegningen er armeringselementene ikke inntegnet. Den spesielle anordning av armeringselementene er for så vidt av sekundær betydning for oppfinnelsen.

Skipets ytterhud omslutter to tankrom 5 og 6.1 skipets sentrale område, mellom tankrommene 5 og 6, er det i den øvre del et beholderrom 7, som kan benyttes for ballastvann, og i det nedre området er det et tankrom 8 for brennstoff. Skilleveg-gene 9 mot disse to sentrale tankrom 7 og 8 er også utformet som stålbetongplater, men de kan være tynnere enn ytterveggene 2 fordi innerrommet er avstivet ved hjelp av tverrskott 10 henholdsvis ribber 11 som ligger relativt tett på hverandre, og fordi kreftene i det vesentlige opptas av platene i ytterhuden.

Samtlige armeringselementer består av et høyfast stål, f.eks. ST 135/150, diameter 16 mm, som leveres i handelen oppviklet i lengder på 250 m og mer. På den måten kan man legge armeringselementene uten skjøter også over større lengder. Stålet er kaldseigt helt ned til temperaturer til minus 200°C. Et slikt stål kan pga. sin fasthet og sin overflateutforming (det er på overflaten forsynt med profileringer i form av ribber som danner gjenger hvorpå forankrings- eller forbindelseslegemer kan skrues) benyttes både for den slakke armering, så vel som spennelementer.

Stålet kan legges som enkeltstaver, f.eks. i tverrspennelementene,

og kan også legges som enkeltelementer i bunter, f.eks. som lengde-spennelementer.

Det nevnte stål har en svingningsfasthet på 30 kp/mm<2>med en spenningsvariasjon på 0 til 30 kp/mm 2, men har en svingningsfasthet på 24 kp/mm 2 når basisspenningen, som tilveiebringes av stålets forspenning, utgjør 70 kp/mm 2. Denne ulike svingningsamplitude tar man hensyn til på den måten at de slakke armeringselementer legges på yttersiden av stålbetongplatene, hvor man har de største spenningsvariasjoner, mens spennarmeringen anordnes i det indre plateområdet, hvor spenningsvariajsonene er -tilsvarende mindre.

Tverrskottene 12 er i områdene ved de ytre tankrom

5 og 6 utformet som dobbeltkrummede skall. De er ved ytterkantene forbundne med veggene i de respektive tankrom.

På tegningen er det vist et tankskip som egner seg

for transport av flytendegjort gass. For dette formål er de ytre tankrom 5 og 6 på innersiden og de som skall utformede tverrskott på begge sider forsynt med en isolering 13 (fig.4). Isoleringen 13 består hensiktsmessig av et lagvist påsprøytet polyuretanskum.

Mellom betongoverflaten og isoleringen er det anordnet et damptett sjikt, f.eks. av epaksydharpiks.

Skipslegemet 1 er strømlinjeformet.I hekken er det rom 14 for drivmaskineriet 15, for kuldeanlegg osv. og det er dessuten også vist en propell 19 og et ror 17. På dekket 2 er de vanlige oppbygg 18 anordnet. Disse detaljer hører ikke til oppfinnelsen, og det samme gjelder for de i fig. 1 antydede ledninger for fylling og lossing av tankene.

Dekkplaten 4 har på begge sider utvidelser 4' som

er avstøttet mot de krummede ytterveggsider 2 ved hjelp av skrå-vegger 19. Alt etter hvor store de utvidede partier 4<*>er, fore-ligger det en mulighet for å tilpasse dekkets 4 statisk virksommme tverrsnitt til bunnens 3 tverrsnitt og således avstemme motstands-momentene.i tverrsnittet til hvrandre. I tillegg får man i tverrsnitt omtrent trekantede ytterligere tankrom 20. Disse kan f.eks. benyttes for ballast.

Claims (5)

1. Tankskip, særlig for transport av flytendegjort gass, med et monolittisk skipslegeme av stålbetong som på tvers av skipslegemet har minst to ved siden av hverandre, adskilte, i lengderetningen utstrakte, ved tverrskott avdelte og ved dekk og gulv med hverandre forbundne tankrom, karakterisert ved at tverrsnittsformen på skipsskrogets (1) ytterhud som består av dekk(4), bunn (3) og ytterveggseider (2) av massive plater, som går over i hverandre i uavbrutt krumning, er slik utformet at bøyemomentene til ytterhuden er minst mulig i skipslegemets tverretning i brukstilstand og at skipslegemet (1) i lengde- og tverretningen er slakt armert og forspent, hvorved forspenningen er slik avpasset i lengderetningen, at de maksimale positive og negative bøyemomenter omtrent er like store under brukstilstanden.

2. Tankskip ifølge krav 1, karakterisert ved at den dekkdannende plate (4) rager ut (4 <1> ) over sidene på de omtrent tangensialt innmunnende ytterveggsider (2).

3. Tankskip ifølge krav 2, karakterisert ved at de utragende deler (4') er avstøttet mot ytterveggsidene (2) og at det i området til disse utragende deler (4') er utformet tilleggstankrom (20).

4. Tankskip etter ett av kravene 1-3, karakterisert ved at tverrskottene (12) er utformet som dobbelt krummede skall.

5. Tankskip etter ett av kravene 1-4, karakterisert ved at for transport av kalde væsker f.eks. flytendegjort gass, er yttertankenes (5,6) begrensende vegger (2;8) på sine innersider og tverrskottene (12) på begge sider forsynt med en isolering (13) mot kuldegjennomslag.