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DE102005057451A1 - Vorrichtung zur Lagerung eines Tankes in einem Schiff - Google Patents

Vorrichtung zur Lagerung eines Tankes in einem Schiff Download PDF

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DE102005057451A1
DE102005057451A1 DE102005057451A DE102005057451A DE102005057451A1 DE 102005057451 A1 DE102005057451 A1 DE 102005057451A1 DE 102005057451 A DE102005057451 A DE 102005057451A DE 102005057451 A DE102005057451 A DE 102005057451A DE 102005057451 A1 DE102005057451 A1 DE 102005057451A1
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Germany
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tank
saddle
insulating layer
foundation
longitudinal direction
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DE102005057451A
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English (en)
Inventor
Frank-Torsten Appel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TGE Gas Engineering GmbH
Original Assignee
TGE Gas Engineering GmbH
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Publication date
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Priority to PCT/EP2006/011205 priority patent/WO2007062770A2/de
Priority to EP06829100A priority patent/EP1945498B1/de
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Abstract

Eine Vorrichtung zur Lagerung eines Tankes in einem Schiff (1) umfasst mindestens zwei Fundamente (4), die in Längs- oder Querrichtung des Schiffes (1) voneinander beabstandet an der Schiffshülle angebracht sind und jeweils einen der Form des Tankes (3) angepassten Sattel (6) zur Aufnahme des Tankes (3) tragen; eine an jedem Sattel (6) vorgesehene Isolierschicht (8) zur thermischen Isolierung der Fundamente (4) gegenüber dem Tank (3) und Sicherungen (10; 12; 15) zur Halterung des Tankes (3) auf den Fundamenten (4), die eine Relativbewegung zwischen Tank (3) und mindestens einem Fundament (4) an der Isolierschicht (8) in Tanklängsrichtung zulassen. Jeder Sattel (6) ist unmittelbar am Tank (3) befestigt und hat eine ebene Unterseite (7), jedes Fundament (4) hat eine ebene Oberseite (5) und alle Unter- und Oberseiten (7; 5) sind parallel zueinander. Die Isolierschicht (8) ist jeweils zwischen der Unterseite (7) des Sattels (6) und der Oberseite (5) des zugeordneten Fundamentes (4) angeordnet, und die Sicherungen (10; 12; 15) lassen eine begrenzte Relativbewegung zwischen jedem Sattel (6) und seinem Fundament (4) an oder in der Isolierschicht (8) zu.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung eines unabhängigen Tankes für Flüssiggas, insbesondere LNG, in einem Schiff nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie einen für die Vorrichtung besonders geeigneten biloben Drucktank.
  • Für den Transport von Flüssiggas in Schiffen, namentlich hochseegehenden Schiffen, gibt es traditionell mehrere Lösungen. In jedem Fall geht es darum, einen Behälter für das kalte oder tiefkalte Flüssiggas in dem Schiff gegenüber der Schiffshülle thermisch zu isolieren und gleichzeitig eine Verbindung des Behälters mit der Schiffshülle zu schaffen, die der Last der Beladung und den bei der Fahrt auftretenden Beschleunigungen von bis zu 1,5 g standhält. Neben Integraltanks, Membrantanks und Semi-Membrantanks werden unabhängige Tanks für das Flüssiggas eingesetzt, die in sich selbst, d.h. ohne Rückgriff auf die Schiffskonstruktion mechanisch stabil sind. Dabei wird weiter zwischen drucklosen Tanks und Drucktanks unterschieden, wobei die Temperatur des Flüssiggases im drucklosen Tank naturgemäß besonders niedrig ist.
  • Flüssiges Erdgas (LNG) stellt dabei besondere Anforderungen an die Konstruktion, weil seine Temperatur niedriger als die der meisten technischen Flüssiggase ist.
  • Es sind bereits Schiffe für den Transport von Flüssiggas mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gebaut worden, bei welchen der Tank kreiszylindrisch ist und mit seiner Längsachse in Längsrichtung, gelegentlich auch in Querrichtung des Schiffes liegt. Dabei bilden das an der Schiffshülle befestigte Fundament und der dem kreiszylindrischen Tank angepaßte, in etwa kreisabschnittförmige Sattel eine bauliche Einheit und die Isolierschicht ist zwischen Sattel und Tank angeordnet. An einem der beiden Sättel ist der Tank gegenüber Längsverschiebungen gesichert, jedoch am anderen Sattel gegenüber diesem in Längsrichtung beweglich, so daß keine thermischen Spannungen in Längsrichtung entstehen können. Quer zur Längsrichtung wird der Tank festgehalten, weil er formschlüssig im Sattel liegt. Die thermische Schrumpfung in dieser Richtung erfolgt aber zum tiefsten Punkt im Sattelfundament, weshalb auch insoweit keine signifikanten thermischen Spannungen auftreten.
  • Das letztere trifft nicht zu für sogenannte bilobe Tanks, die die Form zweier paralleler und ineinander verschnittener Kreiszylinder haben. Solche biloben Tanks werden seit einiger Zeit eingesetzt, weil sie den Schiffsraum effizienter als kreiszylindrische Tanks nutzen und gleichzeitig deren Vorteile hinsichtlich der mechanischen Stabilität bewahren. Zur Lagerung bilober Tanks in Schiffen sind Vorrichtungen der zuvor beschriebenen Bauweise mit gemeinsamen Sätteln für beide Tankhälften schon verwendet worden. Entsprechend der Tankform haben diese Sättel die Gestalt zweier in Querrichtung des Tankes aneinander anschließender Kreisabschnitte. Die thermische Schrumpfung in Querrichtung erfolgt hier zur Mitte des Sattels auf seinen höchsten Punkt mit der Folge, daß thermische Spannungen entstehen. Diese sind gerade noch akzeptabel, wenn es sich um ein relativ hoch siedendes Flüssiggas, z.B. Ethylen (Ladungstemperatur ca. –100°C) handelt. Bei niedrigeren Temperaturen, wie sie z.B. bei flüssigem Erdgas auftreten, stößt die bekannte Konstruktion an ihre Grenzen, und zwar wegen der Temperaturen selber und zusätzlich wegen des höheren Wärmedehnungskoeffizienten des Tank-Werkstoffes, der für tiefkalte Flüssiggase eingesetzt werden muß.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die nicht nur für kreiszylindrische, sondern auch für bilobe Tanks geeignet ist, die mit besonders kalten, sog. tiefkalten Flüssiggasen, insbesondere LNG, befüllt werden sollen.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit der in Anspruch 1 gekennzeichneten Vorrichtung gelöst, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen hervorgehen. Ein an die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders angepaßter bilober Drucktank gemäß der Erfindung ist in Anspruch 10 gekennzeichnet.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden Fundament und Sattel keine bauliche Einheit. Vielmehr sind beide voneinander getrennt und haben zwei zueinander parallele ebene Flächen, zwischen denen die dementsprechend ebenfalls ebene thermische Isolierschicht liegt. An dieser oder auch, bei zweiteiliger Ausbildung der Isolierschicht mit zwei ebenen Grenzflächen, innerhalb dieser können nun Relativbewegungen zum Ausgleich thermischer Spannungen in allen Richtungen, also gerade auch quer zur Längsrichtung des Tankes stattfinden, so daß es für das Funktionieren der Konstruktion auf die Querschnitts-Gestalt des Tankes und, weil die Spannungen nicht aufgefangen, sondern abgebaut werden, auf eine Mindesttemperatur des Flüssiggases nicht mehr ankommt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist deshalb insbesondere prädestiniert zur Lagerung von biloben Tanks für den Transport von LNG.
  • Die Isolierschichten der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen vorzugsweise aus einem druck- und schubfesten Material, damit sie nicht nur der Last des gefüllten Tankes, sondern auch den Reibungskräften standhalten können, die bei temperaturdifferenzbedingten Relativbewegungen eingeleitet werden. Das Material kann ein polymerer Kunststoff sein. Vorzugsweise kommt jedoch in an sich bekannter Weise Pressholz zum Einsatz. Die Isolierschichten können fest an der Oberseite des Fundamentes oder fest an der Unterseite des zugeordneten Sattels angebracht sein. Im Falle zweiteiliger Isolierschichten ist ein Teil an der Oberseite des Fundaments und der andere Teil an der Unterseite des zugeordneten Sattels fest angebracht, womit die Relativbewegung zwischen beiden innerhalb der Isolierschicht an den ebenen Grenzflächen der beiden Teile stattfindet.
  • Erfindungsgemäß bevorzugt wird die erste Alternative, bei der jede Isolierschicht an der Oberseite ihres Fundamentes fest angebracht ist, so daß die Relativbewegung zwischen Sattel und Fundament an der Unterseite des Sattels stattfindet. Das ist konstruktiv am einfachsten.
  • Bei dieser Ausbildung erfolgt die Halterung des Tankes im Schiff zur Vermeidung von Verschiebungen insgesamt am besten mit den Mitteln des Anspruchs 4, bei welchem die Stege Gleitbewegungen zwischen der Unterseite der Sättel und der am Fundament festgehaltenen Isolierschicht jeweils quer zur ihrer Längserstreckung unterbinden. Natürlich ist dabei Auswahl und Anordnung der Stege so zu wählen, daß der Abbau thermischer Spannungen nicht eingeschränkt wird. Eine bevorzugte Anordnung insoweit geht aus den Ansprüchen 5 und 6 hervor. Der mindestens eine Steg, der sich in Tankquerrichtung an einem Sattel erstreckt, verhindert die Bewegung des Tankes an diesem Sattel in Längsrichtung. An dem oder den anderen Sätteln gibt es dagegen keinen quer verlaufenden Steg, so daß dort die notwendige Relativbewegung zum Abbau zum Spannungen in Längsrichtung möglich ist. In Querrichtung sichern den Tank die längslaufenden Stege gemäß Anspruch 6, lassen aber symmetrisch zu ihren beiden Seiten die Relativbewegungen in Querrichtung zu, die hier zum Abbau der thermischen Spannungen notwendig sind. Liegt der Tank mit seiner Längsachse parallel zur Schiffslängsrichtung, der üblichen und bevorzugten Anordnung, sollen sich die längslaufenden Stege genau in der Mitte des Schiffes, bezogen auf seine Querrichtung, befinden, damit der Tank bei einer allfälligen Dehnung oder Schrumpfung in Bezug auf das Schiff zentriert bleibt und somit dessen Trimmung nicht gestört wird.
  • Die Sicherungen, die bei Seegang das Abheben des Tankes von den Fundamenten unterbinden, sind vorzugsweise gemäß Anspruch 7 ausgestaltet. Sie sind ebenfalls in der Quer-Mitte des Schiffes angeordnet. Dies hat gegenüber einer denkbaren Anordnung an beiden Seiten des Tankes den Vorteil, daß es bei der Entladung des Tankes nicht zu Verklemmungen zwischen Tank und Schiffshülle kommt aufgrund einer leichten konkaven Einwölbung des Schiffsbodens, die bei der Entladung in der Tat eintritt.
  • Selbstverständlich können in einem Schiff mehrere Tanks jeweils mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gelagert sein. Die Auslegung des Schiffes insoweit richtet sich nach üblichen, bekannten Kriterien. Ebenso ist es natürlich möglich, einen erfindungsgemäß gelagerten Tank im Bedarfsfall auch mit anderen flüssigen Medien, z.B. Chemikalien zu befüllen, um eine wirtschaftliche Nutzung des Schiffes sicherzustellen.
    •
  • Im Folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten an Hand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 einen vereinfachten Querschnitt durch ein Schiff mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Lagerung eines biloben Tankes;
  • 2 einen Teil-Längsschnitt durch die Vorrichtung und den Tank nach 1 im Bereich eines in Schiffslängrichtung vorderen Fundamentes und Sattels;
  • 3 einen 2 entsprechenden Teil-Längsschnitt im Bereich eines hinteren Fundamentes und Sattels;
  • 4 einen Ausschnitt zu 2 in vergrößerter und detaillierter Darstellung;
  • 5 einen Ausschnitt zu 3 in vergrößerter und detaillierter Darstellung;
  • 6 einen Teil-Querschnitt durch eine Konsole an einem Sattel des Tankes und durch die zugeordnete, schiffsseitige Abstützung;
  • 7 einen Schnitt nach der Linie A-A in 6.
  • In den Zeichnungen und in den Ansprüchen bedeuten übereinstimmend:
    • 1
    Schiff
    3
    Tank
    4
    Fundament
    5
    ebene Oberseite
    6
    Sattel
    7
    ebene Unterseite
    8
    Isolierschicht
    10
    Steg, quer
    11
    Ausnehmung, quer
    12
    Steg, längs
    13
    Ausnehmung, längs
    14
    Konsole
    15
    Abstützung
    16
    Isolierschicht zwischen Konsole und Abstützung

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Lagerung eines unabhängigen, zylindrischen Tankes (3) für Flüssiggas, insbesondere LNG, in einem Schiff (1), mit mindestens zwei Fundamenten (4), die in Längs- oder Querrichtung des Schiffes (1) voneinander beabstandet an der Schiffshülle angebracht sind und jeweils einen der Form des Tankes (3) angepaßten Sattel (6) zur Aufnahme des Tankes (3) tragen, mit einer an jedem Sattel (6) vorgesehenen Isolierschicht (8) zur thermischen Isolierung der Fundamente (4) gegenüber dem Tank (3) und mit Sicherungen (10; 12; 15) zur Halterung des Tankes (3) auf den Fundamenten (4), die eine Relativbewegung zwischen Tank (3) und mindestens einem Fundament (4) an der Isolierschicht (8) in Tanklängsrichtung zulassen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sattel (6) unmittelbar am Tank (3) befestigt ist und eine ebene Unterseite (7) hat, daß jedes Fundament (4) eine ebene Oberseite (5) hat, daß alle Unter- und Oberseiten (7; 5) parallel zueinander sind, daß die Isolierschicht (8) jeweils zwischen der Unterseite (7) des Sattels (6) und der Oberseite (5) des zugeordneten Fundamentes (4) angeordnet ist, und daß die Sicherungen (10; 12; 15) begrenzte Relativbewegungen zwischen jedem Sattel (6) und seinem Fundament (4) an oder in der Isolierschicht (8) quer zur Tanklängsrichtung zulassen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschichten (8) aus einem druck- und schubfesten Material, vorzugsweise Pressholz, bestehen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Isolierschicht (8) an der Oberseite (5) ihres Fundamentes (4) fest angebracht ist, so daß die Relativbewegung zwischen Sattel (6) und Fundament (4) an der Unterseite (7) des Sattels (6) stattfindet.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungen zur Halterung des Tankes (3) auf den Fundamenten (4) feste Stege (10; 12) an den Unterseiten (7) der Sättel (6) umfassen, die senkrecht wegstehen und in korrespondierenden Ausnehmungen (11; 13) in der Isolierschicht (8) aufgenommen sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite (7) eines Sattels (6) mindestens ein Steg (10) vorgesehen ist, der sich quer zur Tanklängsrichtung erstreckt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite (7) jedes Sattels (6) in der Mitte des Tankes (3), bezogen auf seine Querrichtung, mindestens ein Steg (12) vorgesehen ist, der sich in Tanklängsrichtung erstreckt.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungen zur Halterung des Tankes (3) auf den Fundamenten (4) an jedem Sattel (6) ein oder zwei Konsolen (14) umfassen, die am Sattel (6) in der Mitte des Tankes (3), be zogen auf seine Querrichtung, ausgebildet sind, in Tanklängsrichtung weisen und jeweils unter einer mit der Schiffshülle verbundenen Abstützung (15) angeordnet sind, wobei zwischen Abstützung (15) und Konsole (14) eine Isolierschicht (16) zur thermischen Isolierung eingefügt ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in Tanklängsrichtung sich erstreckenden Stege (12) im Bereich der Konsolen (14) vorgesehen sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für einen biloben Drucktank (3).
  10. Bilober Drucktank (3) zum Transport vom Flüssiggas, insbesondere LNG, in Schiffen (1), mit mindestens zwei Sätteln (6) für die Lagerung des Drucktankes im Schiff (1), die in Längsrichtung des Drucktankes (3) voneinander beabstandet am Drucktank (3) befestigt sind und ebene Unterseiten (7) haben, wobei alle Unterseiten (7) zueinander parallel sind, und die an ihren Unterseiten (7) senkrecht wegstehende Stege (10; 12) aufweisen, von denen ein oder mehrere Stege (10) an einem Sattel (6) sich quer zur Längsrichtung des Drucktankes (3) erstrecken und sich an jedem Sattel (6) mindestens ein Steg (12) in der Mitte des Drucktankes (3), bezogen auf seine Querrichtung, in Längsrichtung des Drucktankes (3) erstreckt.
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