DOBBELTSKRÅNENDE BAUGTANK FOR NLG-FARTØY

Transkript

1 DOBBELTSKRÅNENDE BAUGTANK FOR NLG-FARTØY 1 Oppfinnelsens tekniske område Den foreliggende oppfinnelsen vedrører fremstilling av tette og varmeisolerte tanker integrert i en bæresktruktur, særlig skroget til et skip bestemt for sjøtransport av flytendegjort gass og spesielt transport av flytendegjort naturgass (NLG) med høyt innhold av metan. Teknikkens stand Figur 1 gjengir et skip 1 for sjøtransport av NLG. Skipet 1 omfatter tre eller fire sylindriske tanker 2, med oktogonalt snitt, og en baugtank 3 (fr.: cuve de pointe), også kalt tank nr. 1, som føyer seg etter formen på skipets 1 forstavn. Tankene er integrert i en bærestruktur bestående av det doble skroget til skipet 1. Figur 2 gjengir baugtanken 3 mer detaljert. Som det kan ses, omfatter baugtanken 3 en fremre vegg 4 og en bakre vegg som er vinkelrette på skipets 1 lengderetning, en bunnvegg 6 og en takvegg 7, to sidevegger 8 og 9 og fire skråvegger, 11, 12 og 13 som binder sideveggene til bunn- og takveggen. 2 På kjent måte omfatter hver av de ovennevnte veggene, fra tankens indre mot tankens ytre, en primær tett barrière, en primær varmeisolerende barrière, en sekundær tett barrière og en sekundær varmeisolerende barrière. Den primære tette barrièren og eventuelt den sekundære tette barrièren består henholdsvis av metalliske plateganger med opphøyde kanter mot tankens indre, der plategangene er fremstilt i tynt stål med lav dilatasjonskoeffisient og er sveiset kant i kant. Det kan ses i figur 2 at plategangene 14 i skråveggen 13 strekker seg fra den fremre veggen 4 til den bakre veggen, parallelt med ryggen dannet kantene til veggene 13 og 6. Ved veggene 4 og er plategangene 14 festet til

2 2 bærestrukturen ved hjelp av vinkelstrukturer (ikke gjengitt). Når tanken 3 avkjøles, utsettes plategangene 14 for termisk sammentrekning. De tilsvarende kreftene, angitt ved pilene 16, overføres til bærestrukturen ved hjelp av vinkelstrukturene. På bunnveggen 6 strekker plategangene seg parallelt med skipets 1 lengderetning, fra den bakre veggen mot den fremre veggen 4. Noen av disse plategangene (ikke gjengitt) strekker seg helt til veggen 4. Andre plateganger 17 strekker seg fra veggen helt til ryggen, der de har en trunkert kant. For å ta opp kreftene som skyldes den termiske sammentrekningen, angitt ved pilene 18, er det nødvendig å feste plategangene 17 til bærestrukturen, ved ryggen. Det samme behovet oppstår ved ryggene dannet henholdsvis av skjæringspunktet mellom veggene 6 og 12, veggene 7 og 11 og veggene 7 og. På kjent måte er festingen av hver plategang 17 til bærestrukturen, ved ryggen, fremstilt med en pillar 19 gjengitt i figur 3. Pillaren 19 omfatter et legeme bestående av et rør i rustfritt stål. Legemet er festet til bærestrukturen ved hjelp av en ankerflate 21. Pillaren 19 omfatter også en primær plate 22 og en sekundær plate 23. En primær kloss 24 er anordnet på den primære platen 22, og en sekundær kloss 2 er anordnet på den sekundære platen 23. Den sekundære klossen 2 tjener til plasseringen av kassene som danner den sekundære varmeisolerende barrièren. 2 Den trunkerte enden av en plategang 17 er festet på en finérbjelke (ikke gjengitt), som selv henger sammen med pillaren 19 ved hjelp av den primære klossen 24. På den andre siden er den trunkerte enden av en plategang (ikke gjengitt) til den sekundære tette barrièren sveiset på platen Tankens form 3 har den fordelen at den er enkel. Likevel har denne formen den ulempen at den reduserer skipets 1 transportkapasitet, samtidig som den kompliserer arkitekturen til dettes forstavn. Det er derfor ønskelig å kunne anvende andre former til baugtanken, for å forbedre transportkapasiteten og forenkle forstavnens arkitektur. En baugtank med en annen form bør likevel ikke være for komplisert å fremstille i forhold til baugtanken 3. Det bør faktisk unngås at fordelene ved denne andre formen oppveies av vanskelighetene ved fremstillingen.

3 3 Dokumentet FR beskriver et skip omfattende en baugtank med samme form som baugtanken 3. Dette dokumentet foreslår en annen oppstilling for plategangene i invar til bunnveggen. Denne oppstillingen innebærer anvendelse av spesielle paneler ved bunnveggens symmetriplan. Kort beskrivelse av oppfinnelsen Et problem som den foreliggende oppfinnelsen foreslår å løse er å tilveiebringe et skip som ikke har i det minste noen av de ovennevnte ulempene ved kjent teknikk. Særlig er et formål for oppfinnelsen å foreslå en baugtank hvis form tillater å forbedre transportkapasiteten og å forenkle forstavnens arkitektur. Et annet formål for oppfinnelsen er å tilveiebringe en slik tank som er enkel å fremstille ved å begrense antall elementer som skal fremstilles og sammenstilles. 2 Løsningen som foreslås av oppfinnelsen er et skip omfattende en bærestruktur og en tett og varmeisolert baugtank bestemt for å inneholde flytendegjort naturgass, der baugtanken omfatter flere tankvegger festet til bærestrukturen, der hver tankvegg har suksessivt, i bredderetningen fra baugtankens indre til dens ytre, en primær tett barrière, en primær varmeisolerende barrière, en sekundær tett barrière og en sekundær varmeisolerende barrière, en første vegg og en andre vegg blant tankveggene som er tilstøtende ved en rygg, der den primære tette barrièren til den første veggen omfatter minst en første plategang som ved ryggen er forbundet med bærestrukturen ved hjelp av en pillar, k a r a k t e r i s e r t v e d at den primære tette barrièren til den andre veggen omfatter minst en andre plategang som ved ryggen er forbundet med bærestrukturen ved hjelp av pillaren. 3 Takket være disse egenskapene kan kan to plateganger til to tilstøtende vegger være forbundet, ved deres trunkerte ender, med bærestrukturen ved hjelp av én enkelt pillar. Antall pillarer som må fremstilles og installeres er dermed begrenset. I tillegg tillater dette å tenke seg en form på tanken i hvilken to tilstøtende vegger har plateganger som ved sine trunkerte ender er forbundet med bærestrukturen ved en felles rygg. En foreslått form for tanken tillater å øke transportkapasiteten for NLG og å forenkle arkitekturen til skipets forstavn.

4 4 Bærestrukturen har foretrukket et første stykke som er parallelt til den første veggen, og et andre stykke som er parallelt til den andre veggen, der pillaren er festet til det første stykket. I dette tilfellet er plategangene til de to tilstøtende veggene forbundet med et samme stykke av bærestrukturen. Slik unngås det at systemet blir hyperstatisk. Fordelaktig omfatter pillaren minst én plate, der den minst ene platen har en første del som er parallell til det første stykket, og en andre del som er parallell til det andre stykket, der den første plategangen er festet til pillaren ved den første delen, og den andre plategangen er festet til pillaren ved den andre delen. Denne strukturen tillater å ha en første del av platen ved den ene veggen og en andre del av platen forskjøvet ved den andre veggen. Ifølge en utførelsesform er den første plategangen festet til en bjelke som er forbundet med pillaren, der pillaren har en nedfalt kant, som hindrer bjelken i å fjerne seg fra den første veggen. Likedan kan den andre plategangen være festet til en bjelke som befinner seg bak en nedfalt kant. Bjelken og den nedfalte kanten tillater pillaren å gjenoppta en vertikal komponent av kreftene generert i plategangene. 2 Foretrukket omfatter baugtanken, blant de flere tankveggene, en takvegg og to skråvegger som er tilstøtende til takveggen, der takveggen og de to skråveggene har en rektangulær form. Veggene med rektangulær form er lette å fremstille og innebærer ikke anvendelse av pillarer. Fordelaktig er den første veggen og den andre veggen trapesformet og er henholdsvis parallell og skrånende i forhold til en lengderetning til skipet. 3 Ifølge en særlig utførelsesform strekker den første plategangen og den andre plategangen seg henholdsvis parallelt og skrått i forhold til lengderetningen.

5 Denne formen på tanken tillater å øke transportkapasiteten for NLG og å forenkle arkitekturen til skipets forstavn. Kort beskrivelse av figurene Oppfinnelsen vil forstås bedre, og andre formål, detaljer, egenskaper og fordeler ved denne vil tre klarere frem i den følgende beskrivelsen av en særlig utførelsesform av oppfinnelsen, gitt kun i illustrerende og ikke-begrensende øyemed, med henvisning til de medfølgende tegningene. I disse tegningene er: figur 1 et perspektivriss av et skip for transport av NLG ifølge kjent teknikk, figur 2 et perspektivriss av tank nr. 1 til skipet i figur 1, figur 3 et perspektivriss av en pillar til tanken i figur 2, figur 4 er et perspektivriss av en tank ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen, figur og 6 er snittriss av tanken i figur 4, og figur 7 og 8 er henholdsvis et perspektivriss og et sideriss, av en pillar til tanken i figur 4. Detaljert beskrivelse av en utførelsesform ifølge oppfinnelsen Figur 4 og 6 gjengir en baugtank 3 som har en form som er ulik baugtanken 3. 2 baugtanken 3 omfatter en fremre vegg 4 og en bakre vegg som er vinkelrette på skipets lengderetning. Baugtanken 3 omfatter også en bunnvegg 6, en takvegg 7, to sidevegger 8 og 9 og fire skråvegger 60, 61, 62 og 63 som strekker seg fra den fremre veggen 4 til den bakre veggen Det kan ses at takveggen 7 og skråveggene 60 og 61 er rektangulære og parallelle til skipets lengderetning. Sagt med andre ord er baugtanken 3 i den øvre delen identisk med en standard sylindrisk tank 2. I den nedre delen er sideveggene 8 og 9, skråveggene 62 og 63 og bunnveggen 6 trapesformet. Veggende 6, 8 og 9 er anordnet parallelt til skipets lengderetning. Veggene 62 og 63 er anordnet skrått i forhold til skipets lengderetning.

6 6 I forhold til baugtanken 3 tillater formen på tanken 3 å øke transportkapasiteten for NLG og å forenkle arkitekturen til skipets forstavn. Som i tilfellet med baugtanken 3 omfatter hver av baugtankens 3 vegger, fra tankens indre mot tankens ytre, en primær tett barrière, en primær varmeisolerende barrière, en sekundær tett barrière og en sekundær varmeisolerende barrière. Den primære tette barrièren og den sekundære tette barrièren består henholdsvis av metalliske plateganger med opphøyde kanter mot tankens indre, der plategangene er utført i tynt stål med lav dilatasjonskoeffisient og er sveiset kant i kant. plategangene til skråveggen 63 strekker seg fra den fremre veggen 4 mot den bakre veggen, skrått i forhold til skipets lengderetning. Noen av disse plategangene (ikke gjengitt) strekker seg helt til den bakre veggen. Det kan ses i figur 4 at andre plateganger 64 strekker seg fra den fremre veggen 4 helt til ryggen 6, dannet av skjæringspunktet til veggene 63 og 6, der de har en trunkert kant. For å ta opp kreftene som skyldes den termiske sammentrekningen, angitt ved pilene 66, er det nødvendig å feste plategangene 64 til bærestrukturen, ved ryggen 6. 2 På bunnveggen 6 strekker plategangene seg parallelt med skipets lengderetning, fra den bakre veggen mot den fremre veggen 4. Noen av disse plategangene (ikke gjengitt) strekker seg helt til veggen 4. Andre plateganger 61 strekker seg fra veggen helt ryggen 6, der de har en trunkert kant. For å ta opp kreftene som skyldes den termiske sammentrekningen, angitt ved pilene 68, er det nødvendig å feste plategangene 67 til bærestrukturen, ved ryggen. Med andre ord er det ved ryggen 6 nødvendig å forbinde to serier av plateganger med bærestrukturen, én for hver vegg. Det samme behovet oppstår ved ryggene dannet henholdsvis av skjæringspunktet mellom veggene 6 og 62, veggene 62 og 8 og veggene 63 og 9. 3 En enkel løsning når det gjelder konstruksjon består i å anvende, ved ryggen 6, to serier av pillarer som er identiske med pillaren 19, der hver serie av pillarer tjener til å forbinde en respektiv veggs plateganger med bærestrukturen. Likevel

7 7 vil antall pillarer som skal fremstilles og installeres i tanken være høyt. Fremstillingen av tanken vil dermed være kjedelig og kostbar. Derfor er plategangene 64 og plategangene 67, ifølge en særlig utførelsesform, forbundet med bærestrukturen, ved ryggen 6, av én enkelt serie pillarer med en ny konstruksjon. Disse pillarene kalles "dobbeltskrånende pillar" og et eksempel er gjengitt i figur 7 og 8. Pillaren 69 omfatter et legeme 70 bestående av et rør i rustfritt stål. Legemet 70 er festet til bærestrukturen ved hjelp av en ankerflater 71. I figur 8 kan det ses at bærestrukturen omfatter særlig et stykke 81 til hvilket bunnveggen 6 er festet og et stykke 82 til hvilket skråveggen 63 er festet. Figur 8 viser også ankerinnretninger 83 som tillater å feste en kasse (ikke gjengitt) tilhørende den sekundære varmeisolerende barrièren. Legemet 70 strekker seg vinkelrett på stykket 81, og ankerflatene 71 er sveiset til stykket 81. Det kan konstateres at legemets 70 og ankerflatenes 71 konfigurasjon er den samme som i baugtanken 3 ifølge kjent teknikk. Slik er antall henvisninger for deler i produksjon begrenset for skipsfabrikanten. I tillegg kan han anvende det samme verktøyet og de samme fremgangsmåtene for å sveise ankerflatene 71 og legemet 70. Ankerflatene 71 tillater, som ankerflatene 11, regulering i høyden. 2 Pillaren 69 omfatter også en primær plate 72 og en sekundær plate 73 festet til legemet 71. Den primære platen 72 omfatter en del 78 som er parallell til stykket 81, og en del 79 som er forskjøvet og parallell til stykket 82. Den sekundære platen 73 omfatter en del 80 som er parallell til stykket 81, og en del 86 som er forskjøvet og parallell til stykket Forsterkningsplater 76 forbinder legemet 70 med den andre platen 73 og med ankerflaten 71. Et rør 77 forbinder delen 86 av den andre platen 73 med delen 79 av den første platen 72. Forsterkningsplatene 76 og røret 77 bidrar til å gi pillaren 69 en stiv struktur, noe som tillater å overføre plategangenes krefter til bærestrukturens stykke 81. I tillegg, ettersom pillaren 69 tillater å utføre en forankring av plategangene til to tilstøtende vegger på et samme stykke av bærestrukturen, unngås det at systemet blir hyperstatisk. To primære klosser 74 er anordnet ved den primære platen 72, henholdsvis på delene 78 og 79. Hver primære kloss 74 har en nedfalt kant 84. To sekundære

8 8 klosser 7 er anordnet ved den sekundære platen 73, henholdsvis på delene 80 og 86. Hver sekundære kloss 7 har en nedfalt kant 8. Den trunkerte enden av en plategang 67 er festet på en finérbjelke (ikke gjengitt), som selv henger sammen med pillaren 69 ved hjelp av den primære klossen 74 til delen 78, og den trunkerte enden av en plategang 64 er festet på en finérbjelke (ikke gjengitt), som selv henger sammen med pillaren 69 ved hjelp av den primære klossen 74 til delen 79. På den andre siden er de trunkerte endene til plategangene (ikke gjengitt) på den sekundære tette barrièren sveiset på den sekundære platen 73, henholdsvis på delene 80 og 86. Slik tillater, takket være delen 79 av den primære platen 72 og delen 86 av den sekundære platen 73, pillaren 69 å overføre kreftene generert i skråveggens 63 tette barrièrer, i tillegg til kreftene generert i bunnveggens 6 tette barrièrer. Antall pillarer som må fremstilles og installeres er dermed begrenset. Fremstillingen av baugtanken 3 er følgelig forenklet og mindre kostbar. I tillegg, for å sveise plategangene til klossene, kan skipsfabrikanten anvende det samme verktøyet og de samme fremgangsmåtene som for tilfellet med pillaren 19 og slik dra nytte av en behersket og bifalt teknologi. 2 Ved å se på figur 4 kan det utledes at kreftene gjengitt ved pilene 66 og 68 omfatter en vertikal komponent, det vil si som er vinkelrett på stykket 81. Finérbjelkene nevnt nedenfor er anordnet under de nedfalte kantene 84. Disse kreftene tas slik opp på primært nivå av den nedfalte kanten 84. På sekundært nivå tas de opp av sveisingen av plategangene på den sekundære platen 73. Selv om oppfinnelsen har blitt beskrevet med tilknytning til en særlig utførelsesform, er det åpenbart at den på ingen måte er begrenset til denne, og at den omfatter alle tekniske ekvivalenter til de beskrevne midlene, samt kombinasjoner derav dersom disse inngår i oppfinnelsen omfang.

9 9 P a t e n t k r a v 1. Skip omfattende en bærestruktur og en tett og varmeisolert baugtank (3) bestemt for å inneholde flytendegjort naturgass, der baugtanken omfatter flere tankvegger (4,, 6, 7, 8, 9, 60, 61, 62, 63) festet til bærestrukturen, der hver tankvegg har suksessivt, i bredderetningen fra baugtankens indre til dens ytre, en primær tett barrière, en primær varmeisolerende barrière, en sekundær tett barrière og en sekundær varmeisolerende barrière, der en første vegg (6) og en andre vegg (63) blant tankveggene er tilstøtende ved en rygg (6), der den første veggen (6) og den andre veggen (63) er trapesformet og er henholdsvis parallell og skrånende i forhold til en lengderetning til skipet, slik at ryggen (6) strekker seg skrått i forhold til skipets lengderetning, der den primære tette barrièren til den første veggen omfatter minst en første plategang (67) som strekker seg parallelt med skipets lengderetning, og som har en trunkert ende ved ryggen, der dem første plategangen (67) er forbundet, ved ryggen, med bærestrukturen ved hjelp av en pillar (69), k a r a k t e r i s e r t v e d at den primære tette barrièren til den andre veggen omfatter minst en andre plategang (64) som strekker seg skrått i forhold til skipets lengderetning og har en trunkert ende ved ryggen, der den andre plategangen er forbundet, ved ryggen, med bærestrukturen ved hjelp av pillaren (69) Skip ifølge det foregående kravet, i hvilket bærestrukturen har et første stykke (81) som er parallelt til den første veggen, og et andre stykke (82) som er parallelt til den andre veggen, der pillaren er festet til det første stykket. 3. Skip ifølge det foregående kravet, i hvilket pillaren omfatter minst én plate (72, 73), der den minst ene platen har en første del (78, 80) som er parallell til det første stykket, og en andre del (79, 86) som er parallell til det andre stykket, der den første plategangen er festet til pillaren ved den første delen, og den andre plategangen er festet til pillaren ved den andre delen Skip ifølge et av de foregående kravene, i hvilket den første plategangen er festet til en bjelke som er forbundet med pillaren, der pillaren har en nedfalt kant (84), som hindrer bjelken i å fjerne seg fra den første veggen.. Skip ifølge et av de foregående kravene, i hvilket baugtanken omfatter, blant de flere tankveggene, en takvegg (7) og to skråvegger (60, 61) som er

10 tilstøtende til takveggen, der takveggen og de to skråveggene har en rektangulær form.

11 1

12 2

13 3