NO160125B

NO160125B - AMFIBIE-KJOERETOEY.

Info

Publication number: NO160125B
Application number: NO842763A
Authority: NO
Inventors: Raul Santos Cascallana Garcia
Original assignee: Cascallana Garcia Raul S
Priority date: 1983-07-07
Filing date: 1984-07-06
Publication date: 1988-12-05
Also published as: DK326384D0; FI842722A0; ES273356Y; FI74658B; FI74658C; PH23439A; NO160125C; IL72201A0; KR850001102A; FI842722A; NO842763L; EG16674A; ES273356U; DK326384A

Description

Dobbelt-vegget kryogenisk tank. Double-wall cryogenic tank.

Foreliggende oppfinnelse angår generelt isolerte beholdere til bruk i lasteskip beregnet for transport av kryogeniske laster, slik som flytendegjort naturgass ved atmosfærisk trykk. Mer spesielt angår den foreliggende oppfinnelse forbedringer ved isolerte tank-konstruk-sjoner av dobbelt-vegg typen hvor der er et minimum av differensial utvidelse eller termiske påkjenning mellom den første og annen vegg i tanken. The present invention generally relates to insulated containers for use in cargo ships intended for the transport of cryogenic cargoes, such as liquefied natural gas at atmospheric pressure. More particularly, the present invention relates to improvements in insulated tank constructions of the double-wall type where there is a minimum of differential expansion or thermal stress between the first and second walls of the tank.

Det har vist seg at transport av gasser, slik som naturgasser eller lignende, til fjerne steder best og mest effektivt kan opp-nås ved å redusere gassens volum ved. å føre den over til flytende til-stand. En slik overføring bevirker at kravene til lagervolum kan redu-seres i en stor grad (f.eks. tilnærmet en sekshundredel for et gitt Kfr. kl. 65a1-! It has been shown that the transport of gases, such as natural gases or the like, to distant places can best and most efficiently be achieved by reducing the volume of the gas by to transfer it to a liquid state. Such a transfer means that the requirements for storage volume can be reduced to a large extent (e.g. approximately one six-hundredth for a given Kfr. at 65a1-!

65a<2->30 65a<2->30

kvantum av metangass) og, hvilket vil bli satt pris på, muliggjør den mest effektive overføring av gass til fjerne områder. quantity of methane gas) and, which will be appreciated, enables the most efficient transfer of gas to distant areas.

For å overføre flytendegjort gass på en praktisk og økonom-is^ måte i et relativt stort volum, er det nødvendig å lagre flytendegjor gass ved tilnærmet atmosfærisk trykk ettersom det ville være upraktisk om ikke umulig å konstruere forbruk på sjøgående tankskip eller lignende store beholdere bygget til å motstå super atmosfæriske trykk. Imidlertid har flytendegjorte gasser som holdes ved atmosfærisk trykk ekstremt lave fordampningspunkter som varierer fra ca -260°C for flytendegjorte hydrogen til -33>5°c ?or flytendegjort ammoniakk, og disse usedvanlig lave væsketemperaturer bevirker visse problemer ved utformning og pro-duksjon av isolerte lastebeholdere. Spesielt må beholderene varmeiso-leres meget godt for å hindre varmetap hvilket ville føre til alt for stor fordampning av den lagrede flytendegjorte gass samt at de må ha en tilstrekkelig styrke for å motstå de indre påkjenninger som kan oppstå i disse ved.store temperaturforskjeller gjennom beholderens vegger. I til legg til dette må skipet være sikret mot at en ukontrollert strøm av væske ved lav temperatur kan komme i kontakt med deler av konstruksjonen som kan bli ødelagt derved. Følgelig er det for det formål å øke sikkerheten og påliteligheten i samsvar med det aksepterte "Coast Guard codes" In order to transfer liquefied gas in a practical and economical manner in a relatively large volume, it is necessary to store liquefied gas at approximately atmospheric pressure as it would be impractical if not impossible to construct consumption on seagoing tankers or similar large containers built to withstand super atmospheric pressures. However, liquefied gases held at atmospheric pressure have extremely low vaporization points ranging from about -260°C for liquefied hydrogen to -33>5°C for liquefied ammonia, and these exceptionally low liquid temperatures cause certain problems in the design and production of insulated cargo containers. In particular, the containers must be thermally insulated very well to prevent heat loss, which would lead to excessive evaporation of the stored liquefied gas, and that they must have sufficient strength to withstand the internal stresses that can arise in these at large temperature differences through the container's walls. In addition to this, the ship must be secured against an uncontrolled flow of liquid at a low temperature coming into contact with parts of the construction that could be destroyed thereby. Accordingly, for the purpose of increasing safety and reliability in accordance with the accepted "Coast Guard codes"

•reglativ, blitt praksis å anordne en første væsketett barriere og en •regulative, it has become practice to arrange a first liquid-tight barrier and a

anrien væsketett barriere i beholdere som brukes for lagring av flytendegjorte naturgasser ved kryogeniske temperaturer, og hvor hver av barrierene hver for seg er i stand til å motstå de termiske og hydro-statiske påkjenninger forårsaket ved de flytendegjorte gasser. anrien liquid-tight barrier in containers used for the storage of liquefied natural gases at cryogenic temperatures, and where each of the barriers is individually able to withstand the thermal and hydrostatic stresses caused by the liquefied gases.

Med disse krav til en dobbelt-vegget isolert beholder, har det vært vanlig å plassere den nødvendige isolasjon mellom de to vegger. Samtidig som det mellomliggende isolasjonsmateriale bevirker en mekanisk støtte av den indre vegg, frambringer den også en stor temperaturforskjell mellom de indre og ytre vegger hvilket gjør det nødvendig å ta forholdsregler mot vesentlige termisk frambragte dimensjonale for-andringer mellom de to vegger i tanken når det blir lagret kryogenisk væske. With these requirements for a double-walled insulated container, it has been common to place the necessary insulation between the two walls. At the same time as the intermediate insulation material provides mechanical support for the inner wall, it also produces a large temperature difference between the inner and outer walls, which makes it necessary to take precautions against significant thermally produced dimensional changes between the two walls in the tank when stored cryogenic liquid.

Den foreliggende oppfinnelse ved den anbringelse av isolasjonsmateriale utenpå ytterveggen av den dobbelt-veggede tank, tillater at hver vegg blir utsatt for omtrent den samme temperatur hvorved nød-vendigheten for å sørge for anordninger for å tillate dimensjonsforandringer mellom disse er eliminerte. The present invention, by placing insulating material on the outside of the outer wall of the double-walled tank, allows each wall to be exposed to approximately the same temperature whereby the necessity to provide devices to allow dimensional changes between them is eliminated.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører således en lagerbeholder for transport av flytende gasser ved atmosfærisk trykk og lav temperatur ombord på skip hvor beholderen består av en primær indre tank av vesentlig samme form som lasterommet, en større ytre sekundær tank av vesentlig samme form som lasterommet og som omgir den primære tank, varmeledende avstandslegemer for å holde den sekundære tank som en enhet i fast avstand rundt den primære tank og for å nedsette varmegradienten mellom den primære og sekundære tank, og hvor begge tankene er av et metall som er i stand til å motstå laster med lav temperatur, for å tilveiebringe en primær og en sekundær væsketett barriere, og hvor det karakteristiske er at et varmeisolasjonslag er påført utvendig på dén sekundære tank slik at det oppfyller denne, idet isolasjonslaget kun er ugjennomtrengelig til en viss grad for å forhindre overføring av kulde ved varmeledning fra den ytre tank til den indre hud eller garnering på skipet. The present invention thus relates to a storage container for the transport of liquefied gases at atmospheric pressure and low temperature on board a ship where the container consists of a primary inner tank of essentially the same shape as the hold, a larger outer secondary tank of essentially the same shape as the hold and which surrounds the primary tank, thermally conductive spacers to keep the secondary tank as a unit at a fixed distance around the primary tank and to reduce the thermal gradient between the primary and secondary tanks, and where both tanks are of a metal capable of withstanding loads with low temperature, to provide a primary and a secondary liquid-tight barrier, and where the characteristic is that a thermal insulation layer is applied externally to the secondary tank so that it meets this, the insulation layer being impermeable only to a certain extent to prevent the transfer of cold by heat conduction from the outer tank to the inner skin or trim of the ship.

Et annet karakteristisk trekk ved den foreliggende oppfinnelse er at det i de avstandslegemer som avstøtter den ytre og indre tank mot hverandre, har åpninger slik at det kan tilføres en utblåsnings (purging) inært gass til tomrommet mellom tankene. Another characteristic feature of the present invention is that the spacers which push the outer and inner tank against each other have openings so that a blow-out (purging) inert gas can be supplied to the void between the tanks.

Følgelig er det et vesentlig trekk ved foreliggende oppfinnelse å framskaffe en forbedret og billigere dobbeltvegget kryogenisk beholder som ikke trenger anordninger for å kompansere for forskjellige termiske utvidelser mellom de indre og ytre vegger. Accordingly, it is an essential feature of the present invention to provide an improved and cheaper double-walled cryogenic container which does not need devices to compensate for different thermal expansions between the inner and outer walls.

Et annet trekk ved oppfinnelsen er å framskaffe en forbedret dobbelt-vegget kryogenisk beholder som er billig, økonomisk i bygning, og pålitelig i bruk. Another feature of the invention is to provide an improved double-walled cryogenic container which is cheap, economical in construction, and reliable in use.

Det vises til den følgende beskrivelse i forbindelse med de medfølgende tegninger hvor Reference is made to the following description in connection with the accompanying drawings where

fig. 1 viser et tverrsnitt av et tankskip i hvilket den nye og forbedrede kryogeniske beholder omfattende oppfinnelsens prinsipper er blitt installert, og fig. 1 shows a cross-section of a tanker in which the new and improved cryogenic container incorporating the principles of the invention has been installed, and

fig. 2 et forstørret snitt gjennom en del av fig. 1 som viser detaljer ved konstruksjonen. fig. 2 an enlarged section through part of fig. 1 which shows details of the construction.

Som vist på fig. 1 er den nye og forbedrede kryogeniske beholder 10 installert i et tankskip 11 med dobbelt hud (skjønt et tankskip med enkel hud-kan nyttes) som har en ytre hud 12 og en indre hud eller garnering 13 som begrenser et lasterom 14. Hvor det er ønsket eller blir funnet nødvendig, kan tankskipet 11 ha tverrgående koffer-dammer og/eller skott. As shown in fig. 1, the new and improved cryogenic container 10 is installed in a double-skinned tanker 11 (although a single-skinned tanker may be used) having an outer skin 12 and an inner skin or trim 13 delimiting a cargo space 14. Where desired or found necessary, the tanker 11 can have transverse coffer dams and/or bulkheads.

Beholderen 10 omfatter en lukket første barriere eller indre tank 15 med hovedform som lasterommet 14> og som er laget av aluminium, rustfritt stål, høy nikkel stål, aluminiumlegering eller et lignende materiale som er i stand til å motstå de termiske påkjenninger fram-bragt av de kryogeniske laster. I samsvar med oppfinnelsens prinsipper, er den indre tank 15 som danner en første væske og gass ugjennomtrengelig barriere omsluttet av en lignende ytre tank 16 som danner en andre barriere som også er laget av et materiale som aluminium eller lignende hvilket ikke blir skadelig påvirket av de flytendegjorte gassers ekstremt lave temperaturer. Som vist blir den indre og ytre beholder 15 og 16 gjensidig adskilt og holdt sammen som en enhet av stive distanseorganer 17 som er festet til disse. Distanseorganene 17 er tilstrekkelige i størrelse og antall til å støtte den belastede indre tank 15 og er fortrinnsvis laget av metalliske materiale tilstrekkelig ledende til å sette ned temperaturdifferensene mellom beholderene 15 og 16 ved lasting og lossing. Ikke viste anordninger kan nyttes for å fylle tomrommet 18 mellom tankene med en passende ikke brennbar gass ved et forutbestemt trykk høyere enn atmosfæretrykket, når det er ønskelig eller passende, for å utelukke luft og fuktighet og for å øke sikkerheten til hele beholderenheten 10. Det er sørget for en flerhet av åpninger 22 i distanseorganene 17 for å tillate fri sirkulasjon av inert gass i rommet 18 fra et enkelt gassforråd. The container 10 comprises a closed first barrier or inner tank 15 with the main shape as the cargo space 14> and which is made of aluminium, stainless steel, high nickel steel, aluminum alloy or a similar material which is able to withstand the thermal stresses produced by the cryogenic loads. In accordance with the principles of the invention, the inner tank 15 which forms a first liquid and gas impermeable barrier is enclosed by a similar outer tank 16 which forms a second barrier which is also made of a material such as aluminum or the like which is not adversely affected by the extremely low temperatures of liquefied gases. As shown, the inner and outer containers 15 and 16 are mutually separated and held together as a unit by rigid spacers 17 which are attached thereto. The spacers 17 are sufficient in size and number to support the loaded inner tank 15 and are preferably made of metallic material sufficiently conductive to reduce the temperature differences between the containers 15 and 16 during loading and unloading. Devices not shown may be used to fill the void 18 between the tanks with a suitable non-flammable gas at a predetermined pressure higher than atmospheric pressure, when desired or appropriate, to exclude air and moisture and to increase the safety of the entire container assembly 10. is provided for a plurality of openings 22 in the spacers 17 to allow free circulation of inert gas in the space 18 from a single gas supply.

Som et viktig trekk ved oppfinnelsen, er de selvstendige beholdere 15 og 16 som i virkning og form treffende kan bli karakterisert som en dobbelt-vegget beholder 9> isolert med et ytre termisk isolasjonsbelegg 19. På dette vis blir det ved arbeidstemperatur, ingen vesentlig temperaturforskjell mellom den første beholder 15, den andre beholder 16 og distansestykkene 17. Det er derfor ikke nødvendig å ta forholdsregler mot forskjellig utvidelse eller termiske påkjenninger mellom disse komponenter. Dette er en direkte motsetning til andre kjente dobbelt-veggede kryogeniske beholdere i hvilke isolasjonen er installert mellom de to vegger hvilket gjør det nødvendig å ta forholdsregler mot vesentlige dimensjonsforandringer mellom de to vegger når det blir lagret kryogeniske væsker i den indre beholder. Videre behøver isolasjonsbelegget på grunn av dets plassering, ikke å være selvbærende, væsketett, eller ha stor styrke og det kan enkelt og hurtig påføres utvendig og festes til den ytre beholdervegg 16. Som vist i fig. 2 kan isolasjonsbelegget 19 f.eks. være sammensatt av sammenstøtende, individuelt omhyllede polyuretanskum paneler 20 direkte festet til den dobbelt-veggede tank ved hjelp av et klebemiddel 21 eller ved andre passende anordninger. Det bør i alle tilfeller være klart at den valgte isolasjon og dens festemåte til den ytre beholders . l6 overflate, kun trenger å være tilstrekkelig til å danne en fullgod termisk isolasjon for å forhindre varmeoverføring som ville søke å fordampe lasten eller som ville søke å gjøre skipets konstruksjon skjørt. Følgelig behøver den påførte isolasjon ikke å ha de usedvanlige styrkeegenskaper og/eller høye grad av dimensjonsstabilitet som er til stede i de kryogeniske beholders isolasjon hvor isolasjonslaget tjenestegjør som en av de nødvendige væske- og gassbarrierer og som en slik barriere, ofte trenger omhyggelig utarbeidede anordninger for å kompansere for utvidelse og sammentrekning som f.eks. ekspansjonsfor-bindelser eller lignende. Derfor kan omkostningene ved isolasjonsmateriale og dets fabrikasjon til et omhyllende isolasjonsbelegg 19 bli effektivt redusert til et minimum ved den foreliggende oppfinnelses system. As an important feature of the invention, the independent containers 15 and 16 which in effect and shape can be aptly characterized as a double-walled container 9> are insulated with an outer thermal insulation coating 19. In this way, at working temperature, there is no significant temperature difference between the first container 15, the second container 16 and the spacers 17. It is therefore not necessary to take precautions against different expansion or thermal stresses between these components. This is in direct contrast to other known double-walled cryogenic containers in which the insulation is installed between the two walls, which makes it necessary to take precautions against significant dimensional changes between the two walls when cryogenic liquids are stored in the inner container. Furthermore, due to its location, the insulation coating does not need to be self-supporting, liquid-tight, or have great strength and it can be easily and quickly applied externally and attached to the outer container wall 16. As shown in fig. 2, the insulation coating 19 can e.g. be composed of abutting, individually sheathed polyurethane foam panels 20 directly attached to the double-walled tank by means of an adhesive 21 or by other suitable means. It should in all cases be clear that the chosen insulation and its attachment method to the outer container. l6 surface, need only be sufficient to form an adequate thermal insulation to prevent heat transfer which would tend to vaporize the cargo or which would tend to weaken the ship's structure. Accordingly, the applied insulation does not need to have the exceptional strength properties and/or high degree of dimensional stability present in the cryogenic container insulation where the insulation layer serves as one of the necessary liquid and gas barriers and as such a barrier often needs carefully designed devices to compensate for expansion and contraction such as expansion joints or the like. Therefore, the costs of insulating material and its fabrication into an enveloping insulating coating 19 can be effectively reduced to a minimum by the system of the present invention.

Som vist i fig. 1 blir den isolerte dobbelt-veggede beholder 9 og dens omhyllende isolasjon 19 stabilisert og støttet som en enhet inne i lasterommet 14 av treblokker 23 eller andre passende anordninger som er i stand til å motstå vekten av beholderen 9 og som er i stand til å oppta beholderenhetens 10 dimensjonsforandringer som et hele, når den blir utsatt for ekstreme temperaturvariasjoner fra omgivelsens temperatur når den er tom til -l62°C, f.eks. når den er fyllt med en last av flytendegjort metan. As shown in fig. 1, the insulated double-walled container 9 and its enveloping insulation 19 are stabilized and supported as a unit within the hold 14 by wooden blocks 23 or other suitable devices capable of withstanding the weight of the container 9 and capable of accommodating the dimensional changes of the container unit 10 as a whole, when exposed to extreme temperature variations from the ambient temperature when empty to -162°C, e.g. when filled with a cargo of liquefied methane.

Det vil tydelig framgå av det foregående at den nye og forbedrede kryogeniske beholder gir en enkel konstruert men allikevel meget pålitelig lastebeholder som kan bli brukt til å lagre og trans-portere kryogeniske laster av flytendegjorte gasser på en meget trygg og effektiv måte. Videre ved bruk av den nye og forbedrede, selvbærende dobbelt-veggede beholder ifølge oppfinnelsen, kan det vanligvis dyre termiske isolasjonssystem bli skaffet tilveie med meget små omkostninger. It will be clear from the foregoing that the new and improved cryogenic container provides a simply constructed but nevertheless very reliable cargo container which can be used to store and transport cryogenic cargoes of liquefied gases in a very safe and efficient manner. Furthermore, by using the new and improved self-supporting double-walled container of the invention, the usually expensive thermal insulation system can be provided at very little cost.

I den nye beholder-konstruksjonen, blir den indre eller første beholder støttet av og inne i en lignende andre tank som igjen er støttet av skipslasterommet. Den strukturelle forbindelse mellom den første og den andre beholder forbedrer styrken til den sammensatte enhet, slik at beholderen lett kan motstå de termiske og mekaniske påkjenninger den blir utsatt for under bruk. Samtidig unngås at isolasjonsmateriale blir utsatt for mekanisk belastning av lasten, og den utgjør endog ikke noen del av den andre barrierekonstruksjon slik at den trenger kun å virke som en isolerende del uten spesielle hensyn til styrke eller motstand mot lasten. In the new container construction, the inner or first container is supported by and inside a similar second tank which is in turn supported by the ship's hold. The structural connection between the first and second containers improves the strength of the composite unit so that the container can easily withstand the thermal and mechanical stresses to which it is subjected during use. At the same time, it is avoided that the insulating material is exposed to mechanical stress from the load, and it does not even form any part of the second barrier structure, so that it only needs to act as an insulating part without special regard for strength or resistance to the load.

Claims

1. Storage container for the transport of liquefied gases at atmospheric pressure and low temperature on board a ship where the container consists of a primary inner tank of essentially the same shape as the hold, a larger outer secondary tank of essentially the same shape as the hold and which surrounds the primary tank, thermally conductive spacers to keep the secondary tank as a unit at a fixed distance around the primary tank and to reduce the thermal gradient between the primary and secondary tanks, and where both tanks are of a metal capable of withstanding low temperature loads, for to provide a primary and a secondary liquid-tight barrier, characterized in that a thermal insulation layer (19) is applied externally to the secondary tank (16) so that it envelops this, the insulation layer (19) being only impermeable to a certain extent to prevent transfer of cold by heat conduction from the outer tank (16) to the inner skin or garnish (13K

2. Storage container according to claim 1, where the inner tank is separated by means of spacers from the outer tank so that a void is formed between them, characterized in that the spacers (17) have openings (22) so that an exhaust ( purging) inert gas to the void (l8) between the tanks.