NO128292B

NO128292B -

Info

Publication number: NO128292B
Application number: NO00737/71A
Authority: NO
Inventors: W Cowles; F Larossi
Original assignee: Exxon Research Engineering Co
Priority date: 1970-02-27
Filing date: 1971-02-26
Publication date: 1973-10-22
Also published as: FR2079145A5; NL7102158A; SE374901B; US3692205A; JPS5024732B1; DE2102962A1; GB1333985A

Description

Beholder for flytendegjorte gasser.

Oppfinnelsen vedrører en beholder for flytendegjorte gas-

ser ved kryogene temperaturer for bruk i tankskip, omfattende i kom-'' binasjon en primærtank méd tilstrekkelig konstruktiv styrke til å

kunne oppta de flytendegjorte gasser, idet primærtanken inneholder innvendige strukturelementer festet- til dens innervegger, et større væsketett sekundærkammer med omtrent samme form som primærtanken og, som., omgir denne,, hvorved sekundærkammeret har en nedre del med.en be-: stemt veggtykkelse som er mindre enn veggtykkelsen til primærtanken,

men tilstrekkelig til å oppta små mengder av; f lytendegj ort gass som.i kan lekke ut.gjennom primærtanken, termisk ledende strukturelementer som holder den nedre del i en bestemt avstand fra og fast forbundet

med primærtanken, hvilke strukturelementer har tilstrekkelig høyde til å hindre at feil i primærtanken forplanter seg til den nedre del og hvor sekundærkammeret også omfatter en væsketett øvre del for av-bøyning av lekkasjer gjennom primærtankens øvre del ned mot underdelen.

Ved transport av flytendegjorte gasser ved deres kondensa-sjonstemperatur, f. eks. blir metan flytende ved -162°C, og atmos-færisk trykk i tankskip hvor skroget er konstruert av vanlig karbonstål, er det svært viktig å hindre den kalde væsken fra å komme i kontakt med skroget. Vanlig karbonstål er således meget utsatt for sprøhetsdannelse ved lave temperaturer, som eventuelt fører til brudd i skroget. En løsning på problemet har vært å konstruere en over-sikker dobbeltyegget tank, dvs. hvor hver vegg er væsketett og i seg selv har tilstrekkelig styrke til å motstå alle de dynamiske og statiske belastninger fra beholderens væskeinnhold. Denne fremgangsmåte antok man ga. den maksimale sikkerhet, men bare under store omkostnin-ger (siden den andre eller ytre vegg bare kom'i bruk ved eventuell ødeleggelse av den indre eller hovedveggen). Naturligvis ble utsiden av sekundærveggen belagt med tilstrekkelig isolasjonsanordninger til å opprettholde kondensasjonstemperaturen.

På den annen side kunne man gjøre omkostningene så små som mulig ved bare å bruke en enkeltvegget beholder, bygget på den teori at den eneste type feil som forekommer vil være en katastrofe, dvs. vil fremkomme ved kollisjon, hvorved skroget vil ødelegges i alle fall. Dette forslag tar imidlertid ikke i betraktning lekkasje eller utdrypping fra tanken på grunn av tretthetsbrudd og oppfyller heller ikke sikkerhetsbestemmelsene i mange land og øker således skipsførerens erstatningsansvar.

Tidligere kjente beholdere har vært bygget med dobbelt-vegg, hvor den primære dg sekundære vegg var fullstendig fast forbundet. Denne byggemåte er meget kostbar og har ført til overkon-struksjon på mange områder og en relativt vanskelig fremstilling.

Da de tekniske fremskritt har ført til at feilene for det meste er mindre og ikke av katastrofekarakter, er det vanligvis bare nødvendig å tilveiebringe større beskyttelse mot lekkasje kombinert med mindre grad av beskyttelse for større feil. Ved hjelp av foreliggende oppfinnelse beholder man imidlertid fordelene ved en sekundær vegg som inneholder et plaskeskjold og en bunnpanne og ulempene unngås...

Oppfinnelsen har således til hensikt å tilveiebringe en beholder for flytendegjort gass, særlig egnet for bruk i tankskip, hvilken beholder skal ha mer enn tilstrekkelig sikkerhet til å opp-fylle de høyeste krav på dette område, men likevel gir de økonomiske fordeler man har ved en enkeltveggkonstruksjon. Dette oppnås med en beholder av den innledningsvis nevnte type som er kjennetegnet ved at det er anordnet innretninger for mekanisk festing av den øvre del av sekundærkammeret til den nedre del og til primærtanken utelukkende for avstøtning og for å tillate relativ hurtig montering og demontering, mens den øvre del holdes strukturelt uavhengig av primærtanken og den nedre del.

Et videre trekk ved oppfinnelsen er at den nedre del holdes avstandsplasert om en første avstand fra sidene til primærtanken og at den øvre del holdes avstandsplasert med en andre avstand som er mindre enn den første avstand fra primærtanken.

Har beholderen termiske isolasjonsinnretninger festet utvendig til flaten på de øvre og nedre deler av sekundærkammeret, er det et hensiktsmessig videre trekk ved oppfinnelsen at den termiske isolasjon som er festet til den øvre del omfatter et dobbelt lag av skumplastisolasjon som sjiktvis ligger i kontakt med et ikke-termisk ledende element, hvilket element virker som avstøtning av skumplast-isolasjonen, og at et ytre metallbelegg over det ytre lag av skumisolasjon beskytter skumisolasjonen mot lekkasje i tankskipets skrog.

Oppfinnelsen er i det følgende nærmere forklart under henvisning til et utførelseseksempel som er fremstilt på tegningen, som viser: fig. 1 et tverrsnitt gjennom beholderen, montert i et typisk tankskip'med dobbelt skrog,

fig. 2 en del av et snitt gjennom planet 2 - 2 på fig. 1, tatt i pilens retning,

fig. 3 én del av et forstørret tverrsnitt hvor man kan se anordningene for uttak av væske fra rommet mellom de to veggene og befestigelsen av plaskeskjoldet,

fig. 4 en perspektivtegning av plaskeskjoldet med isolasjonen og bærestrukturen mot primærveggen,

fig. 5 et grunnriss av beholderen med en festeanordning.

Under henvisning spesielt til fig. 1 og 2 ser man skipsskroget 10 som skjematisk består av et ytterskrog 12 og innerskrog 14, holdt i avstand fra hverandre med vanlige plateelementer 16. Inne i dette skrog befinner det seg en isolert transportbeholder generelt angitt, ved 18, som nederst er båret oppe av sterke isolasjonsmateri-aler, som f. eks. trebjelker 20.

Den isolerte beholder 18 består av en innervegg, hovedvegg eller primærvegg.22, som er avstivet ved hjelp av'innvendige plater eller skottvegger 24 som oppdeler beholderen i flere kamre. Disse sk.ottveggene går i lengderetning og på tvers inne i rommet som om-grenses av veggene 22, og kan bestå av en rekke kjente utstansede par-tier forbundet med forsterkningsflenser, som f. eks. omtalt.i U.S. patent nr. 3.312.076.

I lengderetning og om ønsket likeledes, på tvers etter egg-kartongsystemet befinner det seg langs utsiden av prima?rbeholderen 22 et stort antall T-formede avstandsbjeiker 30. T-bjelkene kan sveises til primærtankens 22 yttervegg og til sekundærtankens indre (bunnpannedelen 32) ved hjelp av flere sveisesømmer 38 (vist på fig.

3). I tidligere konstruksjoner var rommet mellom beholderne 22 og

32 ikke tilstrekkelig til å muliggjøre sveising inne i bunnpannen 32. Dette gjorde det nødvendig å . sveise bunnpannen til avstandsbjeikene på utsiden av pannen. Denne fremgangsmåte er konstruksjonsmessig sett mye mindre fordelaktig enn sveisingen som muliggjøres ifølge foreliggende oppfinnelse. Ved en utførelse kan primærbeholderen bestå av et konstruksjonsmetall som tåler lav temperatur, som f. eks. aluminium og aluminiumlegeringer, rustfritt stål, 9 % nikkelstål

eller lignende, men fortrinnsvis aluminium, og. veggtykkelsen kan være ca. 12g til 19 mm avhengig av belastningen. Bunnpannen 32 vil generelt ha mindre tykkelse enn primærtanken, atter avhengig av den nød-vendige tykkelse for de aktuelle statiske og dynamiske belastninger. Et isolasjonslag 40 påføres utsiden av ytterveggene 32. Isolasjonen 40 er fortrinnsvis et polyuretanskum, men kan også være. polystyren-skum eller et annet egnet isolasjonsmateriale, som kan påføres ved sprøyting eller eventuelt festet til beholderen som en rekke innbyr-des inngripende plater. Et luftrom 42 med dybde ca. 60 cm besørges mellom utsiden av isolasjonslaget 40 og skipsskrogets innervegg 14. Luftrommet 42 er tilstrekkelig til å gjøre det mulig med visuell in-speksjon av isolasjonssjiktet fra tid til annen.

Under, detaljert henvisning til fig. 3 vil man se hvorledes hver av avstandsbjelkene 30 er.forsynt, med flere åpninger 44 som fortrinnsvis ligger på linje vertikalt og gjør det mulig å føre gjennom en ledning 46 hvis nedre ende stikker ned i nedre del av rommet mellom beholderens inner- og yttervegger. Denne rørledning 46 for-bindes med en pumpe 48 av vanlig type, slik at eventuell utlekking av væske fra beholderen ut i rommet mellom inner- og yttervegg lett kan fjernes ved hjelp av pumpen 48.

På fig. 3 og 4 kan et omtrent Z-formet festeelement 74 sveises til avstandsbjelken 30 og/eller bunnpannen 32 for under-støttelse av plaskeskjoldet. Det er imidlertid viktig at det ikke er noen konstruksjonssveisinger mellom plaskeskjoldet og primærveggen eller bunnpannen. Derfor benyttes mekaniske forbindelser som nagler, bolter eller ikke konstruksjonsmessige sveisefuger for feste av plaskeskjoldet. Man kan bruke T-stivere 60 som strekker seg vertikalt langs utsiden .av primærveggen 22 for ved hjelp av mekaniske forbindelser å understøtte og holde plaskeskjoldet i riktig avstand fra primærveggen samt til å.gi styrke til denne. Disse stivere kan også festes inne langs primærveggen (og festeanordninger anbringes utenpå veggen for montering av plaskeskjoldet), men anbringes fortrinnsvis som vist av konstruksjonsgrunner. Når disse stivere .ligger innenfor primærveggen vil de ovenfor beskrevne kamre i tanken eventuelt ikke være nødvendige selv om de ofte foretrekkes for å re-dusere væskens tendens til å skvalpe omkring under skipets gang.

På det Z-formede festeorgan 74 (som utgjør en del av den sekundære væsketette vegg) er plaskeskjoldet festet, bestående av en aluminiumplate eller annet ugjennomtrengelig materiale, f. eks. finer, 62, som virker til å avbøye lekkasjer i primærveggens øvre del ned mot bunnpannen. De sideveis seg utstrekkende flenser 70 - 70' medvirker til denne avbøyning. Da forbindelsen 74 er i kontakt med innerplaten 62 danner den en varmeovergang "og må således belegges med isolasjon 40. Plaskeskjoldet kan være temmelig tynt, f. eks.

1,5 - 3 mm. Plaskeskjoldet er bygget opp sjiktvis med isolasjon av skumplast 64 montert på plaskeskjoldet 62 og over dette kryssfinér 66. Utsiden av plaskeskjoldisolasjonen består fortrinnsvis av et enkelt lag aluminium 68 som kan tettes i alle fuger med silikongummi eller lignende. En annen oppbygning kan eventuelt være etter skifer-hellésystemet med overlapping nederst. Denne sammensatte væsketette plaskeskjoldanordning frembyr således en vegg mot flytendegjort gass innover og et vannskjold utover. Det sistnevnte er viktig ved at det frembyr beskyttelse for isolasjonen overfor vannlekkasje i skroget eller fra ballasttanker (ikke vist) som er anbragt mellom det indre

og ytre skrog ved 43 (vi,st på. fig. 1).. Nevnte s j iktvise. skumisolasjon er benyttet fordi man på denne måten. ikke. vil.få noen varmebro mellom innerskjoldet. 62 og det ytre aluminiumovertrekk 68. Således kan skumplater 64 festes med metalliske festeorganer på kryssfinér-,. platen 66 på forsatte punkter uten at man skaper noe varmeovergangs-sted. Man besørger således isolasjon omkring hele. tanken uten å nedsette effektiviteten.

Fig. 5 viser et eksempel på hvorledes hele den isolerte beholder kan festes til skipsskroget. Som tidligere nevnt overføres de statiske belastninger fra. den isolerte beholderen til skipsskroget gjennom den bærende isolasjon 20, f. eks. trebjelker, i bunnen av skipet. Monteringen av beholderen er slik at den muliggjør, varmeut-videlse og -sammentrekning. Ved det typiske skjematiske arrangement som er vist er øvre og nedre vegg (ikke vist) av ytterveggen på beholderen 18 forsynt med et låsearrangement som består av et spor 76

i lengderetning og to tve.rrgående spor 78, som kan være i ett stykke med beholderen 18. Hvert spor samvirker med et par føringsblokker som. skjematisk er vist på fig. 1 ved henvisningstallet. 7.9 under dann-else av et låsesystem. Låsesporenes ytterside er tilpasset i for-hold til føringsblokkenes innerside, slik at hver del av låsesystemet gir muligheter for forskyvning. Føringsblokkene er festet på vanlig måte til innerskroget 14. Ved hjelp av denne monteringsmåte vil i det vesentlige hele beholderbelastningen overføres gjennom bærebjel-kene 20 til skroget. Låseanordningen sikrer beholderen mot uønsket forskyvning i tankeren. Selv om bare ett låsesystem er. vist, vil det være klart, for fagfolk at andre egnede typer låsesystemer også., kan

Det henvises.på nytt til fig. 1 hvor øvre del av skroget 12 danner tankerens dekk eller dekkunderstøttelsen. Innerskrogets 14 ytterflate i.øvre del av tankrommet er videre forsynt med flere langsgående T-bjelker 52 festet til innerskroget og ragende inn i ballastrommet 43- Videre viser fig. 1 skjematisk øvre og nedre låse-spor 76 innspent i føringsblokker (ikke vist)..

I henhold til en annen utførelse av oppfinnelsen behøver plaskeskjoldet og bunnpannen ikke omgi primærveggen fullstendig.. F. eks. kan plaskeskjoldet om ønskes utelates fra øvre del av primærveggen.. Eventuell lekkasje gjennom primærbeholderens tak ville forår-sake, at væsken rant ned langs primærveggens utside og ned i bunnpannen. Det er imidlertid generelt en fordel at plaskeskjoldet er kontinuerlig fra den. ene side av bunnpannen til den : annen , -idet man. der-ved oppnår en kontinuerlig sekundær væsketett vegg som i sin helhet omslutter den primære væsketette vegg.

Claims

1. Beholder for flytendegjorte gasser ved kryogene temperaturer for bruk i tankskip, omfattende i kombinasjon en primærtank (22) med tilstrekkelig konstruktiv styrke til å kunne oppta de flytendegjorte gasser, idet primærtanken inneholder innvendige strukturelementer (24) festet til dens innervegger, et større væsketett sekundærkammer (32, 62) med omtrent samme form som primærtanken og som omgir denne, hvorved sekundærkammeret har en nedre del (32) med en bestemt veggtykkelse som er mindre enn veggtykkeIsen til primærtanken, men tilstrekkelig til å oppta små mengder av flytendegjort gass som kan lekke ut gjennom primærtanken, termisk ledende strukturelementer (30) som holder den nedre del i en bestemt avstand fra og fast forbundet med primærtanken, hvilke strukturelementer har tilstrekkelig høy-de til å hindre at feil i primærtanken forplanter seg til den nedre del, og hvor sekundærkammeret også omfatter en væsketett øvre del (62) for avbøyning av lekkasjer gjennom primærtankens øvre del ned mot underdelen, karakterisert ved at det er anordnet innretninger (70, 70') for mekanisk festing av den øvre del av sekundærkammeret til den nedre del og til primærtanken utelukkende for avstøt-ning og for å tillate relativ hurtig montering og demontering, mens den øvre del holdes strukturelt uavhengig av primærtanken og den nedre del.

2. Beholder ifølge krav 1,karakterisert ved at den nedre del holdes avstandsplasert om en første avstand fra sidene til primærtanken og at den øvre del holdes avstandsplasert med en andre avstand som er mindre enn den første avstand fra primærtanken.

3- Beholder ifølge krav 1, hvor termiske isolasjonsinnretninger er festet utvendig til flaten på de øvre og nedre deler av sekundærkammeret, karakterisert ved at den termiske isolasjon som er festet til den øvre del omfatter et dobbelt lag av skumplastisolasjon (64) som sjiktvis ligger i kontakt med et ikke-termisk ledende element (66), hvilket element virker som avstøtning av skum-plastisolasjonen, og at et ytre metallbelegg over det ytre lag av skumisolasjon beskytter skumisolasjonen mot lekkasje i tankskipets skrog.