WO2014124619A1 - Container for transporting liquids with a device for damping the movement of the liquid - Google Patents

Container for transporting liquids with a device for damping the movement of the liquid Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a container for the transport and storage of liquids with a device for damping the fluid movement, wherein the
  • Damping device introduced in the form of a supporting structure in the container and is positively adapted to the geometry of the container.
  • Such slosh plates are usually integrated in tankers directly into the construction of the tank walls. They then often form orthogonal to the tank wall aligned protruding sheets, which are arranged both on the tank bottom and on the tank walls and exert a damping effect on the liquid movement transverse to the flow direction.
  • a disadvantage is that the effect of the slosh plates, which are usually designed as ribs, are limited only to the areas adjacent to the tank walls of the tank and so the central region of the tank, in which the liquid movements are strongest is not dampened by slosh plates. Sufficient fluid damping throughout the tank would require very large slosh plates that would be associated with a relatively high cost and a reduction in the tank volume available to the fluid.
  • Object of the present invention is to provide such a container in such a way that the slosh movement is optimally damped even in the simplest and most cost-effective manner, if this container is a membrane tank.
  • the invention solves this problem by providing that in such a container, the structure is inserted without fixed connections to the walls in the container or tank and its elements are releasably connected to each other.
  • the framework itself preferably consists of pipes, fasteners, horizontal, oblique and vertical sheets.
  • the invention enables the installation and the optimal positioning of slosh plates in the tank, without a firm connection with the tank wall has to be made, and is therefore particularly suitable for the retrofitting of tanks, without structural changes to the tank would be required. It is therefore particularly suitable for retrofitting of cryogenic tanks, for example in LNG tankers, where additional connections to the Tank would lead to a deterioration of the insulation effect and are therefore undesirable.
  • the device according to the invention ensures that the
  • Fluid movements are optimally damped even when the tanks are only partially filled.
  • hollow pipes are connected by means of plug-in connections to the supporting structure and there are attached to the pipes and connecting elements Schwappbleche which are arranged both horizontally, and obliquely and vertically to the tank.
  • This design allows an optimal positioning of the sheets for the particular application.
  • the entire construction rests on sacks, which are preferably filled with a bed consisting, for example, of polystyrene balls or similar materials softer than the tank wall and resistant to cryogenic media.
  • molded parts can also be used instead of the sacks. Due to the positive fit with the tank geometry slipping of the structure in the tank is not possible and damage to the tank can be avoided.
  • the device provided in the container according to the invention has a modular construction and can thereby be introduced into any desired tank, for example also into cubic tanks. Because no additional
  • Attachment points must be present in the tank, such tanks can be equipped with such a damping device in retrospect.
  • the intended use in the inventive device non-movable components also avoids uncontrolled contact with the container or tank walls and thus their damage. Necessary maintenance and the associated costs are minimized in this way.
  • the inventively provided device does not form thermal bridges, as solid connections to the tank wall, such as Versehraubungen or welding, are not provided. Since the damping device is arranged largely insulated from the tank wall, the heat additionally introduced into the container by this device is reduced to a minimum.

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Abstract

In a container for transporting and for storing in particular cryogenic liquids, for example liquefied natural gas (LNG), having an arrangement for damping the movement of the liquid, the damping means is introduced, in the form of a supporting structure, into the container or tank. The supporting structure consists of rods, connecting elements and a horizontal, oblique and vertical plates and is positioned in the tank, wherein its outer shape is adapted in a form-fitting manner to the geometry of the tank. The supporting structure is arranged in the interior of the tank by way of bulk-material-filled bags, and the bags are connected to one another by screws and washers. The pipes of the supporting structure are filled with the liquid which is to be transported or stored, and emptied of the same, via bores in the pipes. The horizontal, oblique and vertical plates are fastened in a releasable manner, by means of screws, on the pipes and connecting elements.

Description

BEHÄLTER ZUM TRANSPORT VON FLÜSSIGKEITEN MIT VORRICHTUNG ZUR DÄMPFUNG DER  CONTAINER FOR THE TRANSPORT OF LIQUIDS WITH A DEVICE FOR VAPORIZING THE
FLÜSSIGKEITSBEWEGUNG  FLUID MOTION
Die Erfindung betrifft einen Behälter zum Transport und zur Lagerung von Flüssigkeiten mit einer Vorrichtung zur Dämpfung der Flüssigkeitsbewegung, wobei dieThe invention relates to a container for the transport and storage of liquids with a device for damping the fluid movement, wherein the
Dämpfungsvorrichtung in Form eines Tragwerkes in den Behälter eingebracht und formschlüssig der Geometrie des Behälters angepasst ist. Damping device introduced in the form of a supporting structure in the container and is positively adapted to the geometry of the container.
Die Flüssigkeitsbewegung in Form des Hin- und Herschwappens von Flüssigkeiten stellt im Inneren von Transportbehältern sowohl bei Tankschiffen als auch bei landgebundenen Tankfahrzeugen ein bekanntes Problem dar, da sie zu Schäden an den Tankwänden und auch zu unerwünschten Schwerpunktsverlagerungen führen kann. Dieses Phänomen tritt vor allem bei nur teilweise gefüllten Behältern oder Tanks auf, so dass beispielsweise LNG Membran-Tankschiffe häufig entweder nur voll oder aber vollständig entleert fahren können. Um die unerwünschten Schwappbewegungen zu dämpfen, kommen häufig Schwappbleche oder Schottwände zum Einsatz. So sind bei einer in der US 8 235 242 B2 beschrieben Anordnung die Tanks durch Schottwände in einzelne Bereiche unterteilt und die Flüssigkeitsbewegung wird damit auf die einzelnen Bereiche begrenzt. Die Schottwände können, wie weiterhin aus der US 8 235 242 B2 bekannt ist, dabei auch Durchlässe aufweisen. Im Gegensatz zu derartigen Schottwänden erfolgt beim Einsatz von Schwappblechen für den gleichen Zweck keine Einteilung des Tanks in einzelne Bereiche, sondern die Bleche reduzieren in diesem Fall die Bewegung der Flüssigkeit insgesamt und bewirken auf diese Weise eine Dämpfung der Flüssigkeitsbewegung. The liquid movement in the form of swishing back and forth of liquids is a known problem in the interior of transport containers, both in tankers and land-based tank vehicles, as it can lead to damage to the tank walls and also to unwanted center of gravity shifts. This phenomenon occurs mainly in only partially filled containers or tanks, so that, for example, LNG membrane tankers can often either only fully or completely empty run. In order to dampen the undesired sloshing movements, slosh sheets or bulkhead walls are often used. Thus, in an arrangement described in US Pat. No. 8,235,242 B2, the tanks are subdivided by partition walls into individual areas and the liquid movement is thus limited to the individual areas. The bulkheads may, as further known from US 8,235,242 B2, thereby also have passages. In contrast to such bulkheads is done when using slosh plates for the same purpose no division of the tank into individual areas, but the sheets reduce in this case, the movement of the liquid as a whole and cause in this way a damping of the liquid movement.
Derartige Schwappbleche sind bei Tankschiffen meist direkt in die Konstruktion der Tankwände integriert. Sie bilden dann häufig orthogonal zur Tankwand ausgerichtete abstehende Bleche, die sowohl auf dem Tankboden als auch an den Tankwänden angeordnet sind und die quer zur Strömungsrichtung eine dämpfende Wirkung auf die Flüssigkeitsbewegung ausüben. Nachteilig wirkt sich dabei jedoch aus, dass die Wirkung der Schwappbleche, die in der Regel als Rippen ausgeführt sind, lediglich auf die an die Tankwände angrenzenden Bereiche des Tanks beschränkt sind und so der zentrale Bereich des Tanks, in dem die Flüssigkeitsbewegungen am stärksten sind, nicht durch Schwappbleche gedämpft wird. Eine ausreichende Flüssigkeitsdämpfung im gesamten Tank würde sehr große Schwappbleche erfordern, die mit einem relativ hohen Kostenaufwand und einer Verkleinerung des für die Flüssigkeit zur Verfügung stehenden Tankvolumens verbunden wären. Außerdem erfordern derartige Schwappbleche eine tragende Wandstruktur und ihr Einsatz ist daher immer dann problematisch, wenn es sich um dünne, nicht tragende Membranwände handelt, wie sie beispielsweise bei LNG- Tankern eingesetzt werden. Anzumerken ist dabei, dass es sich bei LNG, sogenanntem Liquid Natural Gas, um eine tiefkalte Flüssigkeit mit einer Temperatur von -163°C handelt . Such slosh plates are usually integrated in tankers directly into the construction of the tank walls. They then often form orthogonal to the tank wall aligned protruding sheets, which are arranged both on the tank bottom and on the tank walls and exert a damping effect on the liquid movement transverse to the flow direction. A disadvantage, however, is that the effect of the slosh plates, which are usually designed as ribs, are limited only to the areas adjacent to the tank walls of the tank and so the central region of the tank, in which the liquid movements are strongest is not dampened by slosh plates. Sufficient fluid damping throughout the tank would require very large slosh plates that would be associated with a relatively high cost and a reduction in the tank volume available to the fluid. Moreover, such Schwappbleche require a load-bearing wall structure and their use is therefore always problematic when it comes to thin, non-load-bearing membrane walls, as for example in LNG Tankers are used. It should be noted that LNG, so-called Liquid Natural Gas, is a cryogenic liquid with a temperature of -163 ° C.
Alternative Tankkonzepte, wie sie in der DE 10 2007 057 180 AI beschrieben sind, sehen deshalb für derartige Behälter Tankbleche vor, die von der Flüssigkeits-Gas-Grenzfläche aus schwimmend in die Flüssigkeit herabhängen. Die Schwimmkörper sind flexibel ausgebildet und werden durch ein Gitternetz gehaltert. Alternative tank concepts, as described in DE 10 2007 057 180 A1, therefore provide for such containers before tank plates that hang from the liquid-gas interface from floating in the liquid. The floats are flexible and are supported by a grid.
Noch andere Konzepte, wie sie beispielsweise in der WO 2011/129770 AI beschrieben sind, sehen ein Blech vor, das horizontal auf der Flüssigkeitsoberfläche schwimmt, wobei die Höhe der Schwimmkörpers durch ein Seilzugsystem angepasst wird. Dieses Seilsystem begrenzt allerdings im Gegensatz zu dem in der DE 10 2007 057 180 AI vorgeschlagenen System auch die Bewegungen des schwimmenden Bleches und damit seine Dämpfungswirkung. Still other concepts, as described, for example, in WO 2011/129770 Al, provide a sheet metal, which floats horizontally on the liquid surface, wherein the height of the float is adjusted by a cable system. However, in contrast to the system proposed in DE 10 2007 057 180 A1, this cable system also limits the movements of the floating plate and thus its damping effect.
Da die Schwappbewegungen der Flüssigkeit insbesondere bei LNG-Tankern zu einer relativ hohen Druckbeaufschlagung vor allem in den Ecken und Kanten der Tanks führen können, ist es aus US 7 469 651 B2 bereits bekannt, spezielle Elemente in diesen stark belasteten Bereichen anzubringen, die die durch die Flüssigkeitsbewegung verursachteSince the sloshing movements of the liquid can lead to a relatively high pressurization, especially in the corners and edges of the tanks, especially in LNG tankers, it is already known from US Pat. No. 7,469,651 B2 to apply special elements in these heavily loaded areas caused the fluid movement
Druckbeaufschlagung vermindern. Reduce pressurization.
Aus der US 2 364 928 A ist schließlich eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt geworden, die aus Lochblechen besteht, die in eine Tankstruktur eingebracht werden, zur Dämpfung einer Flüssigkeit dienen und die auch wieder aus diesem Tank entfernbar sind. Die Dämpfungselemente sind bei dieser bekannten Vorrichtung über entsprechende Verbindungselemente kraftschlüssig mit der Tankwand verbunden, wobei die Formstabilität der eingebrachten Struktur durch das Verankern der Elemente mit der Tankhülle erreicht wird und wobei zusätzlich zum Tankboden hin Rollen vorgesehen sind. Diese Art der Verbindung ist jedoch für eine Verwendung in LNG-Membran- Schiffstanks nicht geeignet. Kryogene Flüssigkeiten stellen vielmehr sehr hohe Ansprüche an die Isolationseigenschaften des Tanks, wobei derartige Ansprüche bei der Anordnung gemäß der US 2 364 928 A keine Rolle spielen, da es sich bei dieser um eine Anordnung für Wasserballasttanks handelt . Finally, from US Pat. No. 2,364,928 A, a device of the type mentioned at the outset has become known, which consists of perforated plates which are introduced into a tank structure, serve to damp a liquid and which can also be removed from this tank again. The damping elements are in this known device connected via corresponding connecting elements frictionally with the tank wall, wherein the dimensional stability of the introduced structure is achieved by anchoring the elements with the tank shell and wherein in addition to the tank bottom rollers are provided. However, this type of connection is not suitable for use in LNG membrane ship tanks. On the contrary, cryogenic liquids place very high demands on the insulation properties of the tank, and such claims do not play a role in the arrangement according to US Pat. No. 2,364,928 A, since this is an arrangement for water ballast tanks.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen derartigen Behälter so auszubilden, dass die Schwappbewegung auch dann auf möglichst einfache und kostengünstige Weise optimal gedämpft wird, wenn es sich bei diesem Behälter um einen Membrantank handelt . Object of the present invention is to provide such a container in such a way that the slosh movement is optimally damped even in the simplest and most cost-effective manner, if this container is a membrane tank.
Die Erfindung löst diese Aufgabe, indem sie vorsieht, dass bei einem derartigen Behälter das Tragwerk ohne feste Verbindungen zu den Wänden in den Behälter oder Tank eingelegt ist und seine Elemente lösbar miteinander verbunden sind. Das Tragwerk selbst besteht dabei vorzugsweise aus Rohren, Verbindungselementen, horizontalen, schrägen und vertikalen Blechen. The invention solves this problem by providing that in such a container, the structure is inserted without fixed connections to the walls in the container or tank and its elements are releasably connected to each other. The framework itself preferably consists of pipes, fasteners, horizontal, oblique and vertical sheets.
Die Erfindung ermöglicht den Einbau und die optimale Positionierung von Schwappblechen im Tank, ohne dass eine feste Verbindung mit der Tankwand hergestellt werden muss, und eignet sich damit besonders auch für die Nachrüstung von Tanks, ohne dass bauliche Änderungen am Tank erforderlich wären. Sie eignet sich damit insbesondere auch für eine Nachrüstung von kryogenen Tanks beispielsweise in LNG-Tankschiffen, bei denen zusätzliche Anbindungen an den Tank zu einer Verschlechterung der Isolationswirkung führen würden und daher unerwünscht sind. Zugleich stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung sicher, dass dieThe invention enables the installation and the optimal positioning of slosh plates in the tank, without a firm connection with the tank wall has to be made, and is therefore particularly suitable for the retrofitting of tanks, without structural changes to the tank would be required. It is therefore particularly suitable for retrofitting of cryogenic tanks, for example in LNG tankers, where additional connections to the Tank would lead to a deterioration of the insulation effect and are therefore undesirable. At the same time, the device according to the invention ensures that the
Flüssigkeitsbewegungen auch dann optimal gedämpft werden, wenn die Tanks nur teilweise gefüllt sind. Fluid movements are optimally damped even when the tanks are only partially filled.
Erfindungsgemäß werden vorzugsweise hohle Rohre mittels Steckverbindungen zu dem Tragwerk verbunden und es werden an den Rohren und Verbindungselementen Schwappbleche befestigt, die sowohl horizontal, als auch schräg und vertikal zum Tank angeordnet sind. Diese Konstruktion erlaubt eine für den jeweiligen Anwendungsfall optimale Positionierung der Bleche. Die gesamte Konstruktion ruht auf Säcken, die vorzugsweise mit einer Schüttung, bestehend beispielsweise aus Styroporkugeln oder ähnlichen gegenüber der Tankwand weicheren und gegenüber kryogenen Medien beständigen Materialien gefüllt sind. Alternativ können im Rahmen der Erfindung anstelle der Säcke auch Formteile verwendet werden. Aufgrund der Formschlüssigkeit mit der Tankgeometrie ist ein Verrutschen des Tragwerks im Tank nicht möglich und Beschädigungen am Tank werden vermieden. According to the invention preferably hollow pipes are connected by means of plug-in connections to the supporting structure and there are attached to the pipes and connecting elements Schwappbleche which are arranged both horizontally, and obliquely and vertically to the tank. This design allows an optimal positioning of the sheets for the particular application. The entire construction rests on sacks, which are preferably filled with a bed consisting, for example, of polystyrene balls or similar materials softer than the tank wall and resistant to cryogenic media. Alternatively, in the context of the invention, molded parts can also be used instead of the sacks. Due to the positive fit with the tank geometry slipping of the structure in the tank is not possible and damage to the tank can be avoided.
Die bei dem Behälter nach der Erfindung vorgesehene Vorrichtung ist modular aufgebaut und kann dadurch in jeden beliebigen Tank, beispielsweise auch in kubische Tanks, eingebracht werden. Da keine zusätzlichenThe device provided in the container according to the invention has a modular construction and can thereby be introduced into any desired tank, for example also into cubic tanks. Because no additional
Befestigungspunkte im Tank vorhanden sein müssen, können derartige Tanks auch im Nachhinein mit einer derartigen Dämpfungsvorrichtung ausgerüstet werden. Die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene Verwendung nicht beweglicher Bauteile vermeidet zudem einen unkontrollierten Kontakt mit den Behälter- bzw. Tankwänden und damit deren Beschädigung. Notwendige Wartungsarbeiten und der damit verbundene Kostenaufwand werden auf diese Weise minimiert. Die erfindungsgemäß vorgesehene Vorrichtung bildet keine Wärmebrücken, da feste Verbindungen zur Tankwand, wie Versehraubungen oder Verschweißungen, nicht vorgesehen sind. Da die Dämpfungsvorrichtung zur Tankwand hin weitestgehend isoliert angeordnet ist, wird die durch diese Vorrichtung zusätzlich in den Behälter eingebrachte Wärme auf ein Minimum reduziert. Attachment points must be present in the tank, such tanks can be equipped with such a damping device in retrospect. The intended use in the inventive device non-movable components also avoids uncontrolled contact with the container or tank walls and thus their damage. Necessary maintenance and the associated costs are minimized in this way. The inventively provided device does not form thermal bridges, as solid connections to the tank wall, such as Versehraubungen or welding, are not provided. Since the damping device is arranged largely insulated from the tank wall, the heat additionally introduced into the container by this device is reduced to a minimum.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e P a n t a n s p r e c h e
Behälter zum Transport und zur Lagerung von Flüssigkeiten mit einer Vorrichtung zur Dämpfung der Flüssigkeitsbewegung, wobei die Dampfungsvorrichtung in Form eines Tragwerkes in den Behälter eingebracht und formschlüssig der Geometrie des Behälters angepasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragwerk ohne feste Verbindungen zu den Wänden in den Behälter oder Tank (1) eingelegt ist und seine Elemente (12, 13 - 16, 20 - 22) lösbar miteinander verbunden sind. Container for the transport and storage of liquids with a device for damping the movement of liquid, wherein the steaming device is introduced in the form of a supporting structure in the container and positively adapted to the geometry of the container, characterized in that the supporting structure without fixed connections to the walls in the Container or tank (1) is inserted and its elements (12, 13-16, 20 - 22) are releasably connected to each other.
Behälter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragwerk (11) aus Rohren (12) , Verbindungselementen (20 - 22) , horizontalen Blechen (13) , schrägen Blechen (14) und vertikalen Blechen (15, 16) besteht. Container according to claim 1, characterized in that the supporting structure (11) consists of tubes (12), connecting elements (20-22), horizontal plates (13), inclined plates (14) and vertical plates (15, 16).
Behälter gemäß Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Tragwerk (12, 13 - 16, 20 - 22) über mit einer Schüttung (27) befüllte Säcke (26) im Tank (1) angeordnet ist. Container according to claim 1 or 2, characterized in that the supporting structure (12, 13-16, 20-22) is arranged in the tank (1) via sacks (26) filled with a filling (27).
4. Behälter gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das die Rohre (12) des Tragwerks (12, 13 - 16, 20 - 22) und die Säcke (26) durch Schrauben (28) und Tellerscheiben (29) miteinander verbunden sind. 4. Container according to claim 3, characterized in that the tubes (12) of the supporting structure (12, 13 - 16, 20 - 22) and the bags (26) by means of screws (28) and washers (29) are interconnected.
5. Behälter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragwerk (12, 13 - 16, 20 - 22) über einen aushärtenden Schaum in Gestalt einzelner Formteile im Tank (1) angeordnet ist. 5. Container according to one of claims 1 to 3, characterized in that the supporting structure (12, 13 - 16, 20 - 22) via a hardening foam in the form of individual molded parts in the tank (1) is arranged.
6. Behälter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass über Bohrungen (19) ein Füllen und Entleeren der Rohre (12) des Tragwerks (12, 13 - 16, 20 - 22) mit der zu transportierenden oder zu lagernden Flüssigkeit gegeben ist. 6. Container according to one of claims 1 to 5, characterized in that via holes (19) filling and emptying of the tubes (12) of the structure (12, 13 - 16, 20 - 22) with the liquid to be transported or stored given is.
7. Tank gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontalen (13) , schrägen (14) sowie vertikalen Bleche (15, 16) an den Rohren (12) und Verbindungselementen (20 - 22) befestigt sind. 7. Tank according to one of claims 1 to 6, characterized in that the horizontal (13), oblique (14) and vertical plates (15, 16) on the tubes (12) and connecting elements (20 - 22) are attached.
8. Behälter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (12) über Steckverbindungen mit den Verbindungselementen (20 - 22) lösbar mittels Bolzen (23) verbunden sind. 8. Container according to one of claims 1 to 7, characterized in that the tubes (12) via plug connections with the connecting elements (20 - 22) are detachably connected by means of bolts (23).
9. Behälter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen über Schrauben realisiert sind. 9. Container according to one of claims 1 to 7, characterized in that the connections are realized by means of screws.
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