SE435041B - Isolerad behallare for flytandegjord gas, ombord i fartyg - Google Patents

Description

15 20 25 sho ' 35 40 7so399a-9 2 Genom föreliggande uppfinning åstadkommes en förbättrad iso-_ lering, som är speciellt anordnad att anbringas på utsidan av en stor sfärisk metalltank, och som vid användning under en lång följd av år uppvisar utmärkta värmeisoleringsegenskaper. Denna värmeisolering är så effektiv, att den flytandegjorda gaslastens avkokníng kan hållas vid ett belopp av mindre än 0;25 procent per dag utan användning av någon extra kylanordning. Genom uppfinning- en åstadkommes vidare ett förfarande för framställning av en iso- lerad tank, vilken bildar en rotationsyta,.och som är avsedd att användas ombord i fartyg för-transport eller förvaring av flytande- -gjord gas.

-I det följande beskrives en föredragen utföringsform av upp- finningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig¿_1 visar en vertikalsektion genom ett fartygsskrov med bortbrutna de- lar, och med vissa tilläggsarrangemang, illustrerande värmeisole- ringen enligt uppfinningen; fig. 2 visar i större skala en parti- ell perspektivvy av den sfäriska tankväggen med utanpå denna an- bragta isoleringsskikt;_fig. 3 visar i större skala en vertikal- sektion illustrerande ett parti av tanken i fig. 1 vid ett ställe strax under dess ekvator; figl 4 visar en sektion efter 4-H i fig. 2; fig. 5 visar en sektion efter 5-5 i fig. U; fig. 6 visar i större skala en sektion av det övre partiet i fig. 5; fig. 7 visar en vy liknande fig. 5, illustrerande ett steg i monteringen av isoleríngsanordning. ' _ 'Fig. 1 visar ett fartyg 11, ombord i vilket är anbragt ett flertal metalltankar 13. I denna figur visas endast en tank, men de övriga tankarna är lika stora och av samma utförande. Varje tank är sfärisk och uppbäres av en i ett stycke med tanken utförd metallmantel 15, som sträcker sig nedåt från en ring 17 (fig. 3) anbragt omkring tankens 13 ekvator. Förbandet mellan manteln och tanken är icke visat men kan vara utfört enligt den amerikanska patentskriften 2 901 592. Det nedre partiet av manteln 15 är exem- pelvis medelst svetsning fästat vid fartygsskrovet 19. Enligt det föredragna utförandet uppbäres tanken 13 av en nedåt sig sträckan- de mantel 15, men det är givet att andra arrangemang kan förekomma.

Tanken 13 sträcker sig uppåt ovanför fartygets huvuddäck 21 och är täckt av ett vädcrskydd 23, som skyddar tanken och dess isolerade utsida mot vind och överspolning av sjövatten, som kan förekomma vid oceanfart. Väderskyddet 23 kan även vara utfört lufttätt, så att mellanrummet mellan tanken och väderskyddet samt 10 15 20 25 30 35 H0 7302998-9 området omkring tanken inuti fartygsskrovet 19 kan fyllas med en inert gas, som skyddar fartygsbesättningen, när den flytandegjor- da gasen är brännbar eller på annat sätt farlig, t.cx. klor.

Fartyg 11 av denna typ byggs numera för transport av flytu:- degjord naturgas (LNG), i första hand metangas, som har en normal kokpunkt av omkring -161OC. Isoleringen är sålunda anordnad att till ett minimum nedbrínga värmeövergângen mellan en metalltank, som kan vara utförd av aluminium och ha en temperatur av omkring -161oC, och omgivningen, som kan ha en temperatur av mellan om- kring OOC och omkring HSOC.

Tanken 13 utgöres av ett sfäriskt kärl 25 av metall, vilket kan vara framställt exempelvis av aluminiumplåtar med en tjocklek av omkring 35-178 mm, vilka är fastsvetsade vid varandra och upp- till har en i huvudsak cylindrisk dom 27. Såsom visas i fíg 3, utgöres ckvatorialpartiet 17 av en ring med en förlängning, som är förbunden med manteln 15. övre och nedre kanterna av ríngens 17 huvuddel är medelst svetsning förbundna med närliggande partier av kärlets 25 övre och nedre halvsfäriska halvor.

Såsom visas i fig. 1, är utanpå metallkärlet 25 anbragt en isolering, som utgöres av separata plattor av skumplast, företrä- desvis polyuretan, som är uppskummad med hjälp av fluorkol (t.ex. freon), och som företrädesvis har en densitet av omkring 0,024- 0,0H g/cm3. Såsom visas i fig. 6, är plattorna fästade vid utsi- dan av metallkärlet 25 medelst mutterhylsor 29, vilka är fastsvet- sade vid kärlet på i sig känt sätt, som närmare beskrives i det följande. Mutterhylsorna 29 är omkring 76 mm långa och har vid sin ytterände ett gängat hål, som upptager en lång gängad stång 31 utförd av ett material med god värmeledningsförmåga och håll- fasthet, t.ex. ett komprimerat fenolimpregnerat trälaminat eller ett vid värme härdbart harts. Stängerna 31 i den visade utförings- formen är omkring 180 mm långa.

Isoleringsmaterialet innefattar tre separata skikt. Det förs- ta eller inre skiktet utgöres av ett stråk av polyuretanplattor 33 med en tjocklek av omkring 50 mm. Det andra skiktet utgöres av en glasfiberduk 35 med en tjocklek av omkring 13 mm. Det tredje skiktet utgöres av 150 mm polyuretanskum innefattande tre stråk av 50 mm tjocka plattor 37.

Såsom visas i fig. 2, har vardera av plattorna 33, 37 sex hål 39 arrangerade i ett speciellt mönster. Ett mönster med sex hål är att föredraga, men även ett mönster med fyra hål kan före- 10 ß 20 25 30 35 40 7803998~9 u komma. Såsom visas i fig. 6, är diametern av hålen 39a i det förs- taiskiktet av plattor 33 betydligt större än diametern av mutter- hylsorna 29. Sålunda kan diametern av mutterhylsorna vara omkring 16 mm och diametern av hålen 39a kan vara omkring 90 mm. Detta arrangemang underlättar anbringandet av en isolering av denna typ på en mycket stor metalltank, varvid det första skiktet plattor 33 användes såsom mall för anbringande av mutterhylsorna 29. Såsom visas i fig. 7, anbringas plattorna 33 separat på de önskade stöl- lena på utsidan av kärlet 25, varefter ett-bultsvetsningsverktyg 40 anbringas i hålen 39a, där verktyget styres av hâlets vägg i ändamål att fästa mutterhylsan 29 vid tankväggen noga i mitten av varje hål 39a. Éfter anbringandet av mutterhylsorna 29 packas det övriga utrymmet av hålen 39a med glasfiber 41.

Skumplastplattorna 33, 35 är företrädesvis anbragta på en aluminiumfolíe på kraftpapper, varvid uretanskummets vidhäftnings- förmåga åstadkommer en god förening med kraftpapperytan, och ett liknande skikt kan även anbringas på'plattans motsatta yta. Genom att plattorna 33 är anbragta med detta folieskikt nära ytan av aluminiumkärlet 25, möjliggöres relativ rörelse mellan dem. Genom att sådana laminat är fästade vid en eller båda ytorna av plattan âstadkommes att aggregatet bibringas ökad hållfasthet och fyller sin uppgift även om sprickbildning i skumplasten senare skulle uppstå. Plattorna 33 är så dimensionerade och anbragta, att det mellan närliggande plattor utefter deras omkrets finns ett omkring 38 mm stort mellanrum H3, som är fyllt med glasfiber H5 med en densitet av omkring 0,032-0,048 g7cm3. i Såsom visas i fig. 6 och 7, har mutterhylsorna ?9 sådan längd, att de sträcker sig tillräckligt långt ovanför ytan av det första skiktets plattor 33 för att även uppbära det andra glas- fiberskiktet 35. Detta andra skikt 35 är kontinuerligt och utgöres av glasfibcr med en tjocklek av omkring 13 mm och en densitet av omkring 0,032 g/cm3. Glasfiberskiktet 35 bildar ett kontinuerligt tunt, halvsfäriskt hölje nära utsidan av både övre och nedre hal- van av aluminiumkärlet 25. Varje platta 33 i det första skiktet är dessutom vid alla fyra kanterna på utsidan och omkring de sex hålen 39a omgiven av glasfiber, varigenom åstadkommes att det inre skiktet av plattor 33 är fritt rörligt och glidbart i förhål- lande till kärlets 25 utsida. ~ När tanken 13 är fylld med vätska av låg temperatur, kommer kärlets 25 aluminiumvägg att termiskt.sammandragas med ett belopp, 10 15 20 25 30 35 H0 s 78Û3998-9 som skiljer sig från polyuretanplattans 33 sammandragning, emedan plattan har en högre värmeutvidgningskoefficient än aluminiumplå- ten. När det första skiktet plattor 33 krymper i förhållande till ytan av metallsfären 25, tillåtes sålunda en glidrörelse vid de närliggande ytorna, och de stora hålen 39a tillåter förskjutning i förhållande till mutterhylsorna 29 utan att det i plattorna upp- står strukturella spänningar, som annars skulle kunna alstras till följd av olika stor termisk sammandragning och utvidgning.

De långa värmeisolerande stängerna 31, som är inskruvade i mutterhylsorna 29, åstadkommer stöd för det tredje skiktet av poly- uretanskum, vilket är omkring 150 mm tjockt och utgöres av tre 50 mm tjocka stråk av polyuretanplattor 37, vilka har samma egen- skaper som plattorna 33 i det första skiktet. Alternativt kan an- vändas liknande plattor med en tjocklek av omkring 150 mm. Fastän, såsom visas i fig. 2; varje platta 37 också har sex hål, har hålen 39 icke blott mindre diameter än hålen 39a i det första skiktets plattor 33 (se fig. 5), utan de är även anordnade i olika lägen.

Mellanrummen 47 mellan omkretskanterna av det tredje skiktet plat- tor 37 är sålunda förskjutna från mellanrummen 43 mellan plattorna 33 i det första skiktet i ändamål att till ett minimum nedbringa de annars öppna vägarna mellan-metallsfärens 25 vägg och utsidan av isoleringen. Sedan varje grupp av tre S0 mm plattor, som bil- dar det tredje isoleríngsskiktet, har anbragts över de gängade stäng- erna 31, anbringas fästorgan H9 på ytterändarna av stängerna i ändamål att fästa plattorna i avsett läge.

De visade fästorganen H9 utgöres av relativt låga muttrar eller fästbrickor, som vardera har ett mittbeläget gängat hål, vilket passar ihop med gängorna på änden av stången 31. Fästorga- nen H9 kan vara utförda av ett ändamålsenligt plastmaterial såsom ett acetalharts, t.ex. Delrin. Fästorganen #9 är försedda med ett flertal passager 51 (fig. 6),vilka förbinder håligheten mellan varje stång 31 och sidoväggarna av hålen 39 i plattorna 37. Poly- urctan insprutas i detta område genom passagerna 51 och uppskummas på platsen i ändamål att icke blott fullständigt utfylla detta om- råde med ett värmeisolerande material, utan även att bättre fästa plattorna vid stängerna. Sedan det trefaldíga skiktet av plattor har anbragts på ett segment av den sfäriska ytan, utfylles även mellanrummen 47 mellan plattornas 37 omkrets med på platsen upp- skummad polyuretan H8 i ändamål att åstadkomma en fullständigt tätad, 150 mm tjock värmebarriär omkring det andra isolerings- 10 '15 20 25 30 35 40 7893998-9 s skiktet 35. - Sedan alla plattorna 37 i det tredje skiktet har anbragts, och sedan mellanrummen H7 mellan plattorna 37 och områdena omkring stängerna 31 har fyllts med på platsen uppskummad polyuretan, an- bringas en yttre skyddsbeläggning 53 på utsidan av den isolerade sfären, däri inberäknat manteln 15. Denna skyddsbeläggning 53 skall vara ångtät och kunna motstå den omgivande miljön till sjöss.

Emedan tanken 13 är avsedd att kunna tillverkas på en plats belä- gen på avstånd från den plats, där fartygsskrovet byggts, skall denna yttre beläggning även kunna skydda mot saltvattenstänk och liknande, när tanken t.ex. medelst pråm förflyttas till skepps- byggnadsvarvet. En sprutbar elast kan användas för att åstadkomma skyddsbeläggningen 53, och företrädesvis sprutas ett 0,635 mm tjockt, jämnt skikt av butylgummi på hela utsidan av tanken 13, varefter utanpå detta påföres_ett tunt yttre skikt av uretanelast.

Förutom att det genom uppfinningen åstadkommas en ytterst effektiv värmeisolering av lättviktsutförande (hela isoleringen för en sfärisk tank med t.ex. 36,5 m.diameter väger mindre än 60 ton), innefattar anordningen en dränering, som är verksam i det osannolika fallet att flytandegjord gas skulle läcka ut genom me- tallkärlets 25 vägg. Det tunna halvsfäriska hölje, som utgöres av det kontinuerliga andra glasfiberskiktet 35, finns då i beredskap för att tjäna såsom passage och upptaga eventuellt förekommande läckflöde av flytandegjord gas. Glasfibermassan H1, som fyller området omkring mutterhylsorna 29, och glasfibermassan 45, som fyller mellanrummen #3 mellan plattorna 33 i det första skiktet, åstadkommer dessutom förbindelse från utsidan av aluminiumkärlet 25 till detta tunna, kontinuerliga, halvsfäriska hölje.

Såsom visas i fig. 1, sträcker sig från tankens 13 nedre halva ett dräneringsutloppsrör 57 från det nedersta området av detta hölje utanför isoleringen. Ett till detta utloppsrör 57 an- slutet rörsystem innefattar en säkerhetsventil 59, som är inställd att öppna vid mycket lågt tryck, t.ex. 228 mm vattenpelare, och som mynnar i ett isolerat spilltråg Bl, som är anbragt nedtill i fartygsskrovet 19 och mitt under varje tank. För att periodiskt kunna kontrollera och upptäcka om det förekommer något läckage från lasten, sträcker sig en grenledning 63 från utloppet 57 till ett upptill beläget ställe (såsom schematiskt visas i fig. 1) via - en ventil 65 till en provtagningspump 87. Genom att öppna den övre ventilen 65 och igångsätta pumpen 67 kan sålunda alstras ett 10 15 20 25 30 35 U0 fx-:v 7 i 78i.Û-.7>9'98°9, obetydligt vakuum i omrâdet av det tunna halvsfäriska höljet i ändamål att konstatera huruvida hågon gas (t.ex. metangas) från lasten finns närvarande i höljet, dvs utvisa om det finns något läckage någonstans i metallkärlets nedre halvsfär.

Såsom visas i fig. 1 och 3 är den övre halvsfären anordnad på liknande sätt. Det korresponderande, tunna glasfiberfyllda höl- jet 35 utanför den övre halvsfären sträcker sig nedåt till en hå- lighet 66, vilken är belägen utanför tankens ekvatorialring 17.

Höljet 35 tjänar sålunda som en passage nedåt till denna ringfor- made hålighet 6. Ett ytterligare glasfiberskikt 68 utgör del av isoleringen utanför utsidan av manteln 15 och leder till en andra hålighet 59. Manteln 15 är förstyvad medelst en armeringsring 71, som i tvärsektion är i huvudsak T-formad och sträcker sig horison- tellt därifrån. Ringen 71 är på ändamålsenligt sätt isolerad med glasfiber 73 och med polyuretanplattor 75, vilka är fästade me- delst mutterhylsor och stänger (icke visade) på samma sätt, som ovan beskrivits beträffande sfärens utsida.

En uppsamlingsledning 81 är anbragt vid bottnen av hålighe- ten 69 och sträcker sig genom en öppning i ringen 71 till ett längre ned beläget ställe, där ledningen är bockad 900 och anslu- ten till ett dräneringsrör 83, som sträcker sig utåt genom den isolerande skyddsbeläggningen och därefter nedåt. Såsom schematiskt visas i fig. 1, är dräneringsröret 83 anslutet till ett rörsystem liknande det ovan beskrivna. En rörgren 85 sträcker sig nedåt ge- nom en öppning i manteln och till en säkerhetsventil 87, som är anbragt ovanför det isolerade spilltråget 61. Den andra rörgrenen 89 sträcker sig uppåt genom en ventil 91 till en provtagningspump 93, och detektering av eventuellt läckage kan utföras på samma sätt som ovan beskrivits. Om något betydande läckage från lasten av flytandegjord gas skulle uppstå, öppnar säkerhetsventilen echo avger läckvätskan nedåt till spilltråget 6l, där den kan förångas eller avlägsnas medelst en länsanordning eller liknande.

Förutom att det åstadkommas en ångtät barriär omkring utsi- dan av den isolerade tanken, och som, för att ytterligare öka sä- kerheten, gör det möjligt att sätta utrymmet mellan skyddsbeläg ~ ningen 53 och väderskyddet 23 under obetydligt tryck medelst en inert gas, t.ek. kvävgas, är isoleringen i sin helhet utomordent- ligt effektiv för att till ett minimum nedbringa värmeflöde till lasten av flytandegjord gas. När tanken 13 användes för transport av flytandegjord naturgas (metanets kokpunkt är omkring 161°C), vsnolssføàs-s i kan avkokningen vid omgivningens temperatur av omkring ZOOC utan- för tanken begränsas till 0,16 procent per dag, vilket är ekono- miskt godtagbart och kan förbrännas för fartygets framdrivning.

Det illustrerade och beskrivna systemet med polyuretanplattor ha: dessutom tillräcklig tryckhållfasthet för att möjliggöra att tan- ken kan uppbäras av en konkav basring i ändamål att underlätta tankens förflyttning på land innan den lastas ombord på en pråm eller liknande för transport till skeppsbyggnadsvarvet.

Claims (2)

q 9 ivaozaäs-9 Patentkrav

1. Isolerad behållare för flytandegjord gas, ombord i fartyg, vilken innefattar en metalltank, som i huvudsak har formen av en rotationsyta och är'anordnad att innesluta en flytandegjord gas cfih hålla en låg temperatur, samt medel anordnade att uppbära tanken ombord i fartyget, och en värmeisolerande barriär som omger tanken för upprätthållande av den låga temperaturen genom att nedbringa värmeflödet till tanken i det att barriären på i och för sig känt sätt innefattar åtminstone två skikt plattelement av värmeisolerande material som sammanhålls av bultar anordnade åtminstone i fyra hål i varje plattelement, varvid plattelementen i varje skikt är anordnade intill varandra, k ä n n e t e c k n a d av de i och för sig kända särdragen att stavar (29) är fastsatta vid utsidan av metalltanken (25) och att hålen (39) är vidare än stavarnas (29) tjocklek, att i och för sig kända bultar (31) av värmeisolerande material är fästade vid stavarna, och att fogarna i det första lagret plattelement (33) på i oöh för sig känt sätt är fyllda med värmeisolerande material (45), och att dessutom fibröst isoleringsmaterial (41) fyller mellan- rummen mellan hålen i det första lagret, som är av skumplast, och stavarna, att bultarna (31) sträcker-sig ut som axiella förlängníngar av stavarna (29) och att fibröst isoleringsmaterial (35) bildar ett lager utanpå det innersta lagret av skumplast och är trädda på stav/bultenheterna, att det tredje lagret av plattelement (37) av skumplast och med genomgående hål (39) för bultarna är anordnat utan~ på lagret av fibröst isoleringsmaterial, i det att hålen i det tredje lagret bildar samma mönster som i det första lagret, medan platt- elementen i det tredje lagret är förskjutna så att mönstret av hålen befinner sig i andra lägen i förhållande till plattelementens kanter jämfört med det första lagret, så att fogarna mellan plattelementen" även är förskjutna i förhållande till fogarna mellan plattelementen i det första lagret (33), och att fästelement (49) är fastsatta vid de yttre ändarna av bultarna (31) och står i kontakt med utsidan av det tredje lagret (37), genom att det i fästelementen är hål (51) genom vilka skumplast som fyller mellanrummen mellan bultarna (31) och hålen (39) i det tredje lagret (37) är insprutat. 3

2. Behållare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n d av att ett uppsamlingsrum (69) är anordnat innanför en yttre ángbarriär av elastomert material (S3), vilket rum kommunicerar med det fibrösa isoleringsskíktet (35) och att en dräneringsledning (81) är anordnad mellan uppsamlingsrummet till ett ställe utanför ång- barriären, varvid det fibrösa isoleringsskiktet bildar en ström- [O vaosaàs-9 níngsväg för flytandegjord gas som läcker ur tanken, till dränerings- ledningen.