SE440741B - Anordning for att stodja stora, huvudsakligen cylindriska, liggande tankar ombord pa fartyg - Google Patents

Description

l0 l5 20 25 30 35 7909511-3 och brott kan uppträda i tankmaterialet, vilket sålunda strider mot de strikta kraven att exakt beräkna påkänningar och utmatt- ningsförhållanden i tankmaterialet, såsom nu kräves av klassi- ficeringsinstanserna. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett stödarran- gemang av den inledningsvis nämnda typen, vilket inte är behäftat med de ovannämnda nackdelarna och bristerna och vilket dessutom kan tillåta användning av cylindriska tankar i fartyg med en to- tal lasttankvolym av storleksordningen 200 000-400 000 m3.

Vidare är ändamålet med uppfinningen att åstadkomma ett stöd- system, vilket är så anordnat, att det är statiskt bestämt, vari- genom: ïnspänningsmoment p g a skrovets böjning, exempelvis vid hög sjö, inte kommer att överföras till tankarna och vidare inte kommer att förekomma beroende på böjningen av själva tanken; Vart och ett av de fyra stöden är förutbestämt enligt uppfin- ningen att uppta en eller flera av de förekommande horisontal- och vertikalkraftkomponenterna och att hindra förflyttning av tanken i de respektive kraftriktningarna; Systemet är i stånd att absorbera relativa termiska rörelser av både rotationsmässig och linjär karaktär utan att inspännings- moment överföres i stöden; Systemet ger god termisk installation mellan tanken och omgivande skrov; och Systemet hindrar tanken från att lyftas om utrymmet runt tankarna skulle fyllas med vatten, varvid stödsystemet kännetecknas av att det innefattar tvâ par av stödjande anordningar, varvid varje stöd är delat i tvâ huvuddelar, varigenom den ena delen, som be- nämnes "tankdelen“, är fastsvetsad vid tanken på ett karaktäris- tiskt ställe av periferin och i linje med inre förstärkningar, och den andra delen, som benämnes "skrovdelen" är ansluten till skrovet, samt att “tankdelen" och "skrovdelen" är kopplade till varandra medelst en kulled samt att termisk isolering är anordnade i kulleden mellan skrovdelen och tankdelen.

Detta uppnås enligt uppfinningen på det i det självständiga patentkravet angivna sättet. Ytterligare fördelaktiga särdrag hos uppfinningen kommer att framgå av de osjälvständiga patentkraven.

Vid stödjande av separata tankar för flytande gaser måste 10 l5 20 25 30 35 7909511-3 fem klassiska, tekniska problem tagas hänsyn till och lösas, nämligen: l. Tillräcklig mekanisk hållfasthet i stöden för att överföra alla förekommande statiska och dynamiska krafter från lasttankar- na till skrovkonstruktionen. 2. Möjlighet till termisk expansion vid stödet beroende på kraf- tigt varierande temperaturvariationer i materialet hos last- tankarna, under det att omgivande skrovmaterial approximativt har samma temperatur som den omgivande luften och det omgivande vatt- net. 3. Stödsystemet mäste ge isolering mellan lasttanken och den in- tilliggande skrovkonstruktionen, eftersom skrovmaterialen före- trädesvis inte bör dimensioneras för den transporterade lastens låga temperaturer. 4. Minimering av överföring av krafter, förorsakade av deforme- ringar i skrovet vid hög sjö, till lasttankarna.

Fullständigt undvikande av dylik samverkan möjligoöres endast i ett statiskt bestämt stödsystem. 5. Ett arrangemang, som hindrar att tanken rör sig fritt om ut- rymmet runt tanken skulle fyllas med vatten.

Uppfinningen erbjuder en lösning på alla dessa grundproblem på ett nytt och effektivt sätt och samtidigt åstadkommas en enkel tillverkning och installering av tankarna. Detta kommer att framgå av den följande beskrivningen avseende det utföringsexempel på uppfinningen, som visas på ritningarna.

Figur l visar schematiskt en vertikal längdsektion samt en planvy av ett tankfartyg med cylindriska tankar.

Figur 2 visar en planvy av en tank, som uppbäres i överens- stämmelse med uppfinningens principer.

Figur 3 visar i något större skala en sektion utmed linjen III-III i figur 2.

Figur 4 visar i något större skala en sektion utmed linjen IV-IV i figur 2.

Figur 5 visar en något uppförstorad sektion utmed linjen V- V 1 Figur 3.

Figur 6 visar en något uppförstorad sektion utmed linjen VI-VI i figur 3.

Figur 7 visar en sektion utmed linjen VII-VII i figur 6. lO l5 20 25 30 35 Tabell_l 7909511-3 4 Figur 8 visar en förstorad del av det vänstra stödet i figur Figur 9 visar en sektion utmed linjen IX-IX i figur 8.

Figur l0 visar en förstorad detalj av figur 3.

Figur ll visar en förstorad detalj, såsom angivits i figur 4.

Figur l2 visar en förstorad detalj, såsom angivits i figur 4.

Det i figur l åskâdliggjorda tankfartyget är försett med sex horisontella cylindriska lasttankar 2. Fem av dessa har den längs- gående axellinjen orienterad tvärskepps, under det att den längs- gående axellinjen för den sjätte tanken är inriktad i längsgående riktning.

Såsom framgår av figur 2 uppbäres varje tank på ett system av fyra stöd, betecknade A, B, C respektive D, vilka är anordnade två och två vid motsatta ändar av tanken. Vid den visade utförings- formen är stöden anordnade för att ge tekniska lösningar på de ovan angivna fem klassiska problemen och som ett resultat av detta har varje stöd erhållit olika funktioner.

Denna karaktäristiska fördelning av funktioner enligt uppfin- ningen angives i tabellerna nedan. överföring av krafter Samverkan skrov/ tank beroende på skrovdeformationer Fyllning av lastrum med havsvatten Stöd- Reaktionskrafter typ. Ûerti- Tvär- Längs- kala gående gående A + - + + - B + + - + - C + - + + - D + - - + - Tabell 2 Termisk expansion och isolering Stödtyp I§Lmi§K_åšQàfl§iga_ Termisk isolering Linjär Rotation A - + + B + + + C + + D + + + 10 15 20 25 30 35 7909511-"3 5 Fri rotation, eller uttryckt på annat sätt, undvikande av inspänningsmoment vid stöden erhålles enligt uppfinningen för alla förekommande lastmöjligheter, nämligen: - Genom en ändring i tankens diameter beroende på ändringar i temperatur i tankmaterialet.

- Genom statisk och dynamisk böjbelastning av tanken beroende på dess egenvikt.

För dessa två fall kommer stödets tankdel att vrida sig i kul- leden, under det att stödets skrovdel inte kommer att påverkas.

- Genom deformationer hos skrovbalkarna, exempelvis vid hög sjö, kommer stödets skrovdel att vrida sig i kulleden, under det att tankdelen inte kommer att påverkas.

- Genom undvikande av samverkan mellan skrov och tank, såsom be- skrivits ovan, erhålles följande mycket viktiga fördelar: - Mindre risk för sprickbildning i tanken samt de allvarliga kon- sekvenser som detta kan få, genom att enklare och säkrare på- kännings- och utmattningsanalys hos tankmaterialet möjliggöres.

- Undvikande av väsentliga lokala förstärkningar i tankarna för att kompensera ytterligare belastningar.

Såsom framgår av tabellerna ger alla stödpunkter termisk iso- lering mellan tanken och fartyget. Vidare tillåter alla stöd vridning av tanken med avseende på stödens fäste i fartyget och tvärtom.

Alla stöd, med undantag för stödet A, tillåter linjär ter- misk expansion men på olika sätt, såsom antydes med pilar vid varje stöd i figur 2. Sålunda kommer stödet B endast att tillåta tvärexpansion med avseende på tankens 2 längsgående axellinje 3.

Stödet C tillåter rörelse parallellt med tankens längsgående axel- linje, under det att stödet D tillåter rörelse både på tvären och utmed den längsgående axellinjen.När lasttanken 2 drar ihop sig eller expanderar vid kylning respektive uppvärmning så styres den på sådant sätt, att dess längsgående axellinje 3 parallellförskjutes under det att stödet A förblir i vila.

Alla stöd är i stånd att upptaga vertikala krafter.

Såsom bäst framgår av figurerna 3 och 5 är tanken 2 invän- digt förstärkt vid stöden medelst ett system av ringstagplattor 4 med en flänsplatta 5. De sålunda bildade utrymmena kan med för- del användas för att draga ledningar 6 för produkt, elkraft, ström- l0 l5 20 25 30 35 7909511-3 mande gas etc och för att komma åt tankens botten från en kupol 7, exempelvis medelst en stege 8.

Måtten på detta förstärkande system beror på de förekommande yttre krafterna och eventuellt böjande moment. Styrkan av dessa böjande moment, förorsakade av vertikala reaktionskrafter, kommer att bero på stödens läge med avseende på tankens periferi. Enligt uppfinningen är stöden så placerade, att riktningen 9 för verti- kalkraften vanligen blir tangent till det förstärkande systemets neutralaxellinje l0. De förekommande yttre böjmomenten beroende på vertikalkrafter kommer därför att reduceras till ett minimum.

Beroende på fartygets möjliga krängning och rullning är stöd- systemet anordnat att upptaga tvärkrafter. Vidare är det så anord- nat, att de reaktionskrafter och -moment, vilka överföres till tankkonstruktionen, ger de minsta möjliga följderna med avseende på lokal förstärkning av tankkonstruktionen. Då stöden är beläg- na på det visade sättet har det yttre böjmomentet, för vilket tanken utsättes, sålunda en begränsad storlek. Såsom framgår av figur 2 och den föregående tabellen kan stöden A och B vid den visade utföringsformen upptaga tvärkrafter.

Eftersom stödet A inte måste tillåta linjär termisk relativ rörelse erhålles förmågan att upptaga tvärkrafter från tanken helt enkelt genom svetsning av skrovdelen hos stödet direkt mot skrov- konstruktionen. Stödet B måste ge möjlighet till längsgående ter- miskt betingad rörelse. Såsom framgår av figurerna 8 och 9 åstad- kommes detta medelst ett glidsystem mellan skrovdelen hos stödet och element, som bildar neutraldelar hos stödet, samt svetsade element, som hindrar tanken från att röra sig i en icke önskad riktning.

För att reducera friktionskrafterna under glidning kan ett smörjmedelsystem anordnas i de glidande ytorna eller också kan in- satser av material med låg friktionskoefficient inplaceras. Det torde observeras att denna glidande rörelse kommer att ske under tankens avkylning, dvs när tankarna är praktiskt taget tomma, varför de förekommande friktionskrafterna kommer att vara av rela- tivt blygsam storlek.

Beroende på fartygets rörelse i sjö och möjliga stötar mot dockor eller liknande är tankarna så förankrade, att de kan upp- taga dynamiska krafter i längdriktningen. Såsom framgår av figur 2 10 15 20 25 30 35 7909511-3 7 och den tidigare tabe11en 1 erhå11es denna funktion genom stöden A och C.

För stöden C erhå11es detta, såsom framgår av figurerna 4 och 11, på 1iknande sätt som för stödet B med undantag för att e1emen- ten 14 är orienterade med en vridning av 900 i horisonta1p1anet med avseende på det 1äge, som visas i figurerna 8 och 9. Stödet D visas i princip i figur 12, varav framgår att stödets skrovde1 kan g1ida fritt mot skrovkonstruktionen i båda horisontairikt- ningarna" Fri vridning e11er undvikande av inspänningsmoment 1iga stöd erhå11es, såsom tidigare nämnts, en1igt uppfinningen genom införande av en ku11ed me11an skrovde1en och tankde1en hos vid samt- varje stöd.

Lösningar visas i figurerna 6 och 7 och de är identiskt 1ika- dana för samt1iga stöd och kännetecknas av en ku11ed, som består av två koncentriska ska1, som är åtski1da mede1st en iso1erande insats, och av att ku1ska1ens centrum 1igger på de vertika1a tan- genterna ti11 förstärkningarnas neutra1axe11inje.

Det övre ku1ska1et är fastsvetsat vid tankens yttre p1åtar och bi1dar ti11sammans med dessa stödets tankde1. Materia1et i he1a tankde1en kan med fördei vara detsamma som för den återstående de1en av tanken.

Av insta11ationsskä1 är ku1ska1et 15 de1at i två e1ement utmed Centra1p1anet 18 och de1arna är mede1st bu1tar fästa vid varandra vid f1änsen 19. P1âtarna 16 1igger i samma p1an som de inre stag- p1attorna 4 och tjänar huvudsak1igen ti11 att överföra vertika1- kraft.

P1åtarna 17 1iggeri samma p1an som de inre förstärkningfi- p1åtarna 20 och tjänar huvudsak1igen ti11 att överföra krafter, som är para11e11a med tankens 2 1ängsgående axe11inje.

Det andra ku1ska1et 21 har samma centrum som det första ku1- ska1et 15. Det är fastsvetsat vid ett fästsystem 11, som består av hopsvetsade p1attor, och bi1dar stödets skrovde1.

Me11an det yttre ku1ska1et 15 och det inre ku1ska1et 21 är en termiskt iso1erande insats 22 anordnad och så1unda bestämd ge- nom de tvä koncentriska ku1ytorna, som har ti11räck1igt tryckmot- stånd för att tâ1a a11a förekommande krafter. Av insta11ationsskä1 är även denna insats de1ad utmed centra1p1anet 18. PTFE (po1ytetra- 10 15 20 7909511-3 8 f1uorety1en) kan utgöra ett exempe1 på ett dy1ikt termiskt iso1e- rande och tryckresistent material.

Me11an ku1ska1et 15 och insatsen 22 kan ett tunt skikt av rostfritt stâ1 anordnas för att reducera värme1äckaget genom stöd- systemet. Eftersom temperaturen i det inre ku1ska1et 28 och fäst- systemet 11 kommer att vara mycket högre än i tanken 2 kan mate- ria1et i ska1et 21 och systemet 11 vara av en mycket mera böj1ig och därigenom bi11igare kva1itet än materia1et i tanken 2.

Genom anordnande av ku11eden, såsom visas av figurerna 6 och 7 och såsom beskrivits ovan, kommer systemet också att i ti11räck- 1ig grad varai stånd att upptaga vertika1a, uppåt riktade krafter och att därigenom hindra att tanken 2 1yftes, om utrymmet runt tanken sku11e fy11as med havsvatten.

Vridningsröre1ser e11er fria vinke1ändringar vid stöden kom- mer att upptagas såsom g1idröre1se me11an ku1ska1et 21 och in- satsen 22.

Sjä1va tanken 2 och e1ementen 15, 16 och 17 kommer att vara iso1erade, under det att fästsystemet 11 och det inre sfäriska ska1et 21 kommer att vara oiso1erade. På detta sätt kommer a11a "ka11a" ytor att ha kontinuer1ig iso1ering, vi1ket medför minima1t värme1äckage. Det âstadkomna termiskt iso1erade stödet ger så- 1unda obetyd1igt värme1äckage från fartyget ti11 tanken och medför dessutom minima1 användning av kryogeniska materia1 utanför sjä1va tanken.

Claims (5)

1. lÛ 15 20 25 30 35 7909511-3 PATENTKRAV l. Anordning för att stödja stora, huvudsakligen cylindriska, liggande tankar (2) ombord på fartyg (l) för transport av flytande gaser med låg temperatur, innefattande ett antal stödanordningar som var och en innefattar en tankdel som är fastsvetsad vid tanken (2) och en skrovdel som är förbunden med fartygets skrov, varvid mellan tankdelen och skrovdelen termisk isolering är anbringad, k ä n n e t e c k n a d av att stödan- ordningarna (A, B, C, D) är fyra stycken för varje tank (2), varvid tre av stödanordningarnas (B, C, D) skrovdelar har olika horisontell rörlighet i förhållande till skrovet, medan den fjärde (A) är fast, att varje tankdel är förbunden med respektive skrovdel med hjälp av en kulled och att den termiska isoleringen (22) är anbringad mellan de delar (l5, 21) av kulleden som är förbundna med respektive tankdel och skrovdel.

2. Anordning enligt patentkravet l, med längs tankens periferi löpande förstärkningar i omrâdet för stödanordningarna, k ä n n e t e c k n a d av att centrum för varje kulled (l5, Zl, 22) huvudsakligen ligger på en vertikal tangent (9) till förstärkningarnas (4, 5) neutralaxellinje.

3. Anordning enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e c k n a d med hänsyn till den horisontella rörligheten, en första stödanordning (A) är fast, en andra stödanordning (B) mitt emot den första (A) är rörlig vinkelrätt mot tankens längdrikning, en tredje stödanordning (C) på samma sida av tanken som den första (A) är rörlig i tankens längdriktning, och en fjärde stödanordning (D) mitt emot den tredje (C) är rörlig såväl i som vinkelrätt mot tankens längdrikt- av att,. ning.

4. Anordning enligt något av de föregående patent- kraven, k ä n n e t e c k n a d av att kulledernas skâldelar (2l) är anbringade på de respektive tankdelarna, 7909511 -3 10 att de överspänner en rymdvinkel som är större än fif och att de är delade utmed ett centralplan (l8).

5. Anordning enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a d av att stöd- anordningarnas (A, B, C, D) skrovdelar är förbundna orörlígt vertikalt uppåt med fartygets skrov.