DE2159943A1

DE2159943A1 - Lagerbehälter für bei tiefer Temperatur und Atmosphärendruck flüssige Gase

Info

Publication number: DE2159943A1
Application number: DE19712159943
Authority: DE
Inventors: Katsuro Tokio; Obata Kuniyoshi Kawasaki; Nakagawa Shinji Yokohama; Yamamoto (Japan). P
Original assignee: Eneos Globe Corp
Current assignee: Eneos Globe Corp
Priority date: 1970-10-31
Filing date: 1971-12-03
Publication date: 1972-06-22
Also published as: US3724703A; DE2153456C3; DE2153456A1; GB1314760A; FR2117129A5; GB1314759A; FR2113275A5; DE2153456B2

Description

Andrejewski, Honke & Gesthuysen Patentanwälte Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-Ing. Manfred Honke

_ ι / j, . Diplom-Ingenieur

Anwaltsakte: 37 994/Ti-th _Ηζ^ _{Djeter Gesthuysen}

4300 Essen, den 2.12.197I Theaterplatz 3

Patent- und
Gebrauchsmusterhilfsanraeldung

BRIDGESTONE LIQUEFIED GAS COMPANY LIMITED No. 2, 1-Chome, Kyobashi, Chuo-Ku,
Tokyo/- Japan -

Lagerbehälter für bei tiefer Temperatur und Atmosphärendruck flüssige Gase.

Lagerbehälter für bei tiefer Temperatur und Atmosphärendruck flüssige Gase bestehen gewöhnlich aus einer starren Außenhülle mit innenseitiger druckfester Isolierschicht und einem an der Innenseite dieser Isolierschicht angeordneten membranärtigen Innenbehälter. Dabei wird zwischen diesem membranartigen Innenbehälter und der Isolierschicht als Lecksicherung eine Zwischenlage aus einem Material angeordnet, welches einmal dem Druck und der tiefen Temperatur des im Innenbehälter befindlichen Flüssig-

209826/0651

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen, Theaterplatz 3

— 2 _

gases widerstehen kann und zum anderen auch unbedingt flüssigkeitsdicht sein muß. Diese Zwischenschicht ist daher zwangsläufig sowohl materialmäßig wie auch im Aufbau sehr aufwendig und ergibt einen bedeutenden Paktor in den Herstellungskosten eines derartigen Lagerbehälters.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, den Aufbau eines derartigen Lagerbehälters in der Welse zu vereinfachen, daß eine beträchtliche Kostensenkung bei hoher Betriebssicherheit erzielbar ist.

Hierzu schlägt die Erfindung vor, bei einem Lagerbehälter der eingangs genannten Art innerhalb des membranartigen Innenbehälters einen zweiten membranartigen Innenbehälter mit geringerer Wandstärke aus einem Blech mit niedrigerem linearen Ausdehnungskoeffiaient eng anliegend am ersten Innenbehälter anzuordnen.

Dadurch kann die bisher übliche kostspielige und kompliziert aufgebaute Lecksicherungsschicht entfallen und ihre Punktion von dem bisher üblichen membranartigen Innenbehälter übernommen werden, dem sich der zweite membranartige Innenbehälter, welcher das Flüssiggas enthält, innerhalb der Elastizitätsgrenze seines Materials bei Druck- und Temperaturänderungen seines Inhaltes ohne weiteres anpassen kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Lagerbehälter fangen die starre Außenhülle, die druokfeste Isolierschicht und der erste Innenbehälter in ihrer Gesamtheit das Gewicht und den Druck des

209826/0651

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen, Theaterplatz 3

Flüssiggases ab, während gleichzeitig der erste Innenbehälter den zweiten Innenbehälter schützt, sodaß letzterer eine wesentlich geringere Wandstärke als gewöhnlich haben kann, da er nur noch flUssigkeitsdicht zu sein braucht. Infolge dieser geringen Wandstärke wird die Flexibilität des innersten Behälters wesentlich erhöht, sodaß er sich jeder Formänderung ausgezeichnet anpassen kann. Außerdem besteht der innerste Behälter aus einem dünnen Blech mit niedrigerem linearen Ausdehnungskoeffizient als der ihn umhüllende Innenbehälter, sodaß im innersten Behälter nur Druck- und Biegespannungen auftreten können, ohne daß sich Zugspannungen ergeben, wenn ein Tieftemperatur^Flüssiggas eingefüllt wird. All diese Faktoren tragen wesentlich bei zur Erhöhung der Betriebssicherheit des gesamten lagerbehälter.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lagerbehälters für bei tiefer Temperatur und Atmosphärendruck flüssige Gase wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnung im einzelnen erläutert, wobei die einzige Figur einen Querschnitt durch die eine Hälfte eines Flüssiggastankers zeigt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der Innenseite des doppelwandigen Schiffsrumpfes 1, la eine druckfeste Isolierschicht 2 angeordnet, an deren Innenseite wiederum ein membranartiger Innenbehälter 3 angeordnet ist. Innerhalb dieses membranartigen Innenbehälters 3 ist außerdem ein zweiter membranartiger Innenbehälter ~$8l vorgesehen. Die Isolierschicht 2 kann entweder aus Polyurethan-Hartschaum bestehen, welcher die nötige Druckfestigkeit besitzt, oder sie kann aus Perlitpulver oder dergl. bestehen, welches in ein Holzgestell oder dergl. eingefüllt wurde, sodaß das Ganze die gewünschte Druckfestigkeit besitzt.

209826/0651

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen, Theaterplatz 3

Die beiden membranartigen Innenbehälter 3 und 3a bestehen aus dünnem Blech eines kältebeständigen Werkstoffes, wobei der innenliegende zweite Innenbehälter 3^a aus dünnerem Blech als der ihn umgebende membranartige Behälter 3 besteht. Vorzugsweise werden Wandstärken von 1 mm für den Innenbehälter 3^a und Wandstärken von 4-6 mm für den Innenbehälter 3 verwendet.

Dabei wird für die Wandung des Innenbehälters 3^a ein Werkstoff mit etwas niedrigerem linearen Ausdehnungskoeffizienten verwendet als für den Innenbehälter 3, sodaß der Innenbehälter 3a mit Leichtigkeit Fertigungsfehler verkraften kann und lediglich bei Füllung mit Tieftemperatur-Flüssiggas innerhalb seiner Elastizitätsgrenze durch Druck- und Biegekräfte beansprucht wird. Während beispielsweise für den Innenbehälter 3 rostfreies Stahlblech mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von 17 x 10" verwendet wird, wird vorzugsweise der zweite Innenbehälter 3a aus Stahlblech mit 9 % Nickel hergestellt, welches einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von 11 χ 1O~ besitzt.

Die unterschiedlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten der Werkstoffe für die beiden Innenbehälter 13 und 3a müssen naturgemäß derart abgestimmt werden, daß der zweite Innenbehälter 3^a nur durch Druck- und Biegekräfte innerhalb seiner Elastizitätsgrenze beansprucht wird, wobei die Temperatur des zu lagernden Tieftemperatur-Flüssiggases, die Stärke der verwendeten Bleche, die Fertigungsgenauigkeit usw. in Betracht gezogen werden müssen. Infolgedessen sind die vorstehend angegebenen Werte nur als ein Beispiel unter vielen anzusehen.

209826/0651

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen, Theaterplatz

Wie die Figur zeigt, ist etwa in der Mitte der oberen Wandungen der beiden Innenbehälter 3 und Ja das untere Planschteil eines starren Stutzens 5 verstärkt durch ein Winkelblech 4 oder dergl. luftdicht eingesetzt und bildet dadurch einen luftdichten Raum zwischen den Wandungen der beiden Innenbehälter 3 und Ja. Dieser starre Stutzen 5 ist außerdem starr über die Plansche an seinem oberen bezw. unterem Ende mit dem doppelwandigen Schiffsrumpf 1, la verbunden, wobei die Verbindungsbolzen durch Auflagen 6, 7 ^aus Isolierstoff hxndurchgehen. Zwischen dem doppelwandigen Schiffsrumpf 1, la und dem Stutzen 5 ist Isoliermaterial 8 eingefüllt, sodaß der Schiffsrumpf von der Kälte im Innenbehälter nicht direkt beeinflusst wird. Die erforderlichen Einfülleitungen, Gasleitungen und dergl. sind durch den Stutzen 5 hindurchgeführt, dessen Öffnung von einem nicht dargestellten luftdichten Deckel verschlossen wird, durch welchen diese Leitungen hindurchgehen. Im doppelwandigen Schiffsrumpf ist außerdem eine saugpumpe 9 angeordnet, deren Saugleitung 10 in den luftdicht verschlossenen Zwischenraum zwischen den beiden Innenbehältern 3 und Ja führt. Mittels dieser Saugpumpe 9 wird der Druck in diesem luftdicht verschlossenen Zwischenraum so niedrig gehalten, daß beide Innenbehälter dicht aneinander anliegen. Infolgedessen können die beiden Innenbehälter J und 3a sich als Ganzes selbst tragen, und zwar selbst dann, wenn der Innendruck im zweiten Innenbehälter 3^a bei Wartungs- und Inspektionsarbeiten auf Atmosphärendruck absinkt. Dies ergibt unter anderem den speziellen Vorteil, daß der zweite Innenbehälter 3^{a a}us dünnem Blech einwandfrei abgestützt werden kann, ohne daß irgendwelche Spannung«konzentrationen auftreten und ohne daß sein oberes Teil infolge des Eigengewichtes einsacken kann.

209826/0651

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen, Theaterplatz 3

Wenn Tieftemperatur-Flüssiggas in den zweiten Innenbehälter 3^a eingefüllt wird, zieht sich der erste Innenbehälter 3 unter dem Einfluß der tiefen Temperatur des Gases zusammen. Da jedoch der zweite Innenbehälter 3^a dünnwandiger 1st als der erste Innenbehälter 3 und dicht an dessen Innenseite anliegt, kann er seine Form ohne weiteres verändern, indem er der Verformung des ersten Innenbehälters 3 folgt, wodurch von ihm selbst jegliche unerwünschten Kräfte ferngehalten werden. Insbesondere zieht der erste Innenbehälter 3 sich bei niedriger Temperatur stärker zusammen als der zweite Innenbehälter 3^a* da letzterer aus einem Blech mit niedrigerem linearen Ausdehnungskoeffizienten hergestellt ist als der Innenbehälter 3· Dadurch wird der zweite Innenbehälter 3^a in gewissem Ausmaße im ersten Innenbehälter 3 relativ bauschig, sodaß erνselbst beim Dehnen nicht reißen kann. Wenn daher auf den zweiten Innenbehälter 3a der Druck der eingefüllten Flüssigkeit einwirkt, wird er gegen die Innenwandung des ersten Innenbehälters 3 gepresst und dabei nur durch Druck- und Biegekräfte innerhalb seiner Elastizitätsgrenze beansprucht.

Daraus ergibt sich, daß der zweite Innenbehälter 3a ohne weiteres stets seine Form in dem aus dickerem Blech hergestellten ersten Innenbehälter 3 verändern kann, ohne daß er unter dem Einfluß von Zugkräften oder übermäßigen Druckkräften zerrissen oder geknickt würde. Falls jedoch im innersten Behälter 3a ein Leck auftreten sollte, so läßt sich dies sofort an der Saugpumpe 9 feststellen.

2 0 9 8 2 6/0851

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen, Theaterplatz

Da der erste Innenbehälter 5 aus stärkerem Blech besteht als der zweite Innenbehälter 5a, ergibt sich durch den ersten Innenbehälter bei unbedingter Abdichtung gegenüber eventuell austretendem Flüssiggas eine ausreichende Festigkeit als Hilfssperre oder Lecksicherung, wodurch die Zuverlässigkeit des gesamten Lagerbehälters bedeutend erhöht wird. Im Vergleich mit den bisher üblichen Sperrschichten oder Lecksicherungen mit ihrem komplizierten Aufbau, welche zwischen dem eigentlichen Flüssiggasbehälter und den Isolierwandungen eingesetzt werden mußten, läßt sieh der erste Innenbehälter 3 wesentlich leichter herstellen. Abgesehen davon kann dieser erste Innenbehälter 3 den eigentlichen Flüssiggasbehälter 3a in ausreichendem Maße schützen, da er dicht an dessen Außenseite anliegt.

Während bei dem vorbesehriebenen Ausführungsbeispiel der Druck in dem Zwischenraum zwischen den beiden Innenbehältern 3 und 3a herabgesetzt wird, um zu verhindern, daß das obere Teil des zweiten Innenbehälters 3a infolge seines Eigengewichts einsackt, wenn der Innendruck in diesem Behälter 3a bei Wartungsarbeiten auf Atmosphärendruck absinkt, ist es auch möglich, die oberen Teile der beiden Innenbehälter 3 und 3a in ihrer Gesamtheit dadurch vor einem Einsacken zu schützen, daß beide durch die Enden mehrerer Spreizen abgestützt werden, welche am unteren Flansch des Stutzens 5 befestigt sind und unter die oberen wandungen der beiden Innenbehälter greifen.

Wie vorstehende Erläuterungen zeigen, ergibt die Erfindung einen Lagerbehälter für bei tiefer Temperatur und Atmosphärendruck flüssige Gase von äußerst höher Zuverlässigkeit und sehr

209826/0651

Andrejewski, Honke & Gesfhuysen, Patentanwälte, 4300 Essen, Theaterplatz 3

einfachem Aufbau. Damit zeigt die Erfindung auch einen Weg
für den wirtschaftlichen Bau von FlUssiggastankern und dergl., welche derartige Flüssiggase selbst unter schweren Transportbedingungen gefahrlos transportieren können.

Anspruch;

20982 6/0651

Claims

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen, Theaterplatz

Patentanspruch j

Lagerbehälter für bei tiefer Temperatur und Atmosphärendruck: flüssige Gase, bestehend aus einer starren Außenhülle mit innenseitiger druckfester Isolierschicht und einem an der Innenseite dieser Isolierschicht angeordneten membranartigen Innenbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des membranartigen Innenbehälters (3) ein zweiter membranartiger Innenbehälter (3^a) mit geringerer Wandstärke aus einem Blech mit niedrigerem linearen Ausdehnungskoeffizient enganliegend am ersten Innenbehälter angeordnet ist.

Patentanwalt.

209828/0851

Lee rs e

i te