NO145827B - Lasteskip for transport av flytendegjort, nedkjoelt gass - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et lasteskip .for transport av flytendegjort, "nedkjølt gass,omfattende et skrog, et hoveddekk forbundet med ''skroget, i det minste _en tank ..for gassen,. anbragt i skroget og ragende over hoveddekket, og et dekse;'

som omgir det parti av tanken som r:ag,er over dekket , idet . tanker, har kuleform i dette parti - og idet dekselet .hoved- .if sakelig er en del av en kuleflate- ,...„,., .,.„..,,.,,..,.,;,.

Tankskip har lenge vært i bruk for å transportere'■ b%jeV -bensin

og andre kjemikalier som vanligvis lagres ved omgivelsestemperatur.., ,1.; denv senere^ rtiid.-! er -dets? bla-ttt cf unnet praktisk,"'

og økoqpmisk;.-gunstig.;, .å-, transportere, nedkjølte.' 'væsket i'-ski^s-tanker. En særlig anvendelse av siike; skip har vært å transportere , f lytendeg jorte: naturgasser, .i det følgende /kalto^LNG^-SoM"' holder, .seg^-flytende..ved, en rtemp.eratur- -under.- omtrent'"-1- 'i62°': C;-

ved atmosfæretrykk., x.—: :y;,-.~'i v.-~p;;;:-;( i i-' a J "i'q'-';-"-

En-.av..,de mang£1^or;s,kj:e^iig)e._ typ^r^-skip* sdm .ér blitt-..utviklétf-'

for transport av LNG ^^ j^ ptpr^^ oce^^ pl^^ r^^ ry^ j^ gi^ JJS^ patentnr. 3.841.269 og 3.9o8.574 beskriver eksempler på denne type skip. Ved,, kon struts j_o,nn ay.,.tet,0skip, -,a_y-, de_nne,ncfyfpgj.iej?jc.d^ti ifcatjfci chens-<y>m

til .f lere .f ak.t.o.r,er-, sonj.-ikke.,.J|orbjtndesj;^e^jvan^get ol;j e t-ank-epe, sl ik sora^den dimens j ons f or,a.ndring. rSom; skyldes^; termiskn kpn-?.. j 'l tråks jorn og. ek.s.pans j,.pn- s,pm,,opps-tårf ._me-ltom--.de.n-. pepipde tankene er fylte og i nedkjølt tilstand og den periode, nårde^rero;>c?>'■ tomme og ved omgivelsestemperatur, for eksempel under inspek-s j on . eller balla.stf art. j q.r.:i.- J--- vqivr^J: s. :te>-. -: •■"

Disse store kulet anker irage.reovérohoveddekket'spå:;. skipet1,^ &\ mo

og det er viktig at de beskyttes mot spruten av saltvann og lignende. Dessutenj er-,s like-t ankei?; utermi sk;. isolerte £xetter £r-

som det kreves en tilstrekkelig termisk barriere mellomrdenxi lave temperatur i væsken i tanken og omgivelsestemperaturen i., den , omgivende atmosfære. Det er også vanligvis ønskelig å'J'?

opprettholde en inert atmosfære rundt det ytre av LNG-tankene.

Forskjellige typer deksler har vært foreslått og brukt på skip som inneholder kuletanker. Et slik skip omfatter store, hovedsakelig sylindriske dekselseksjoner som passer over det ovre parti av hver tank, med undre sylindriske seksjoner anbragt mellom tankene, og med de sylindriske seksjoner sammenbundet med seksjoner i form av avkortede kjegler. Andre typer deksler som er blitt foreslått er hovedsakelig halvkuleformet og anvendes sammen med solide støtte-elementer langs meridianer, med horisontale for-bindelser for dannelse av et bærende rammeverk som deksel-platene anbringes på.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme fram til et forbedret beskyttelsesdeksel for væsketanker som rager over hoveddekket på et skip , nærmere bestemt å

komme fram til et forbedret deksel for beskyttelse av kuleformede lavtemperaturtanker ombord i skip. Et annet formål med oppfinnelsen er å komme fram til deksler for kuleformede lavtemperaturtanker og som er av selvbærende konstruksjon, slik at de kan bygges på land og deretter løftes ombord i skipet og monteres over tankene.

I henhold til oppfinnelsen er dette oppnådd med et lasteskip som angitt i de etterfølgende patentkrav. Oppfinnelsen vil fremgå klarere av den følgende beskrivelse av en foretrukket utforelsesform av oppfinnelsen, under henvisning til de vedføyde tegninger. Fig. 1 viser i perspektiv et skip til sjøs, og som omfatter 5 store kuletanker som hver er beskyttet av et deksel som omfatter de forskjellige trekk ved oppfinnelsen. Fig. 2 viser i forstørret målestokk et vertikalsnitt etter linjen 2-2 i fig. 1. Fig. 3 viser et forstørret oppriss av et av dekslene vist på skipet i fig. 1. Fig. 3a viser et forstørret utsnitt av en annen utførelses-form av dekslet vist i fig. 3.

Fig. 4 viser et deksel som i fig. 3 sett ovenfra.

Fig. 5 viser i forstørret målestokk et snitt etter linjen 5-5 i fig. 4. Fig. 6 og 7 viser tilsvarende snitt som i fig. 5, men av andre utførelsesformer.

Oppfinnelsen utgjør et frittstående deksel beregnet til å dekke det parti av en stor kuletank som rager over hoveddekket på et LNG-skip. Det viste deksel er en del av en hul kule som er delt i flere, dvs. i det minste 3, seksjoner, hvilke seksjoner er innbyrdes forbundet ved hjelp av ekspansjonselementer langs meridianer. De enkelte dekselseksjoner er frittstående enheter, vanligvis laget av sveisede plater av passende tykkelse, og som når de forbindes med hverandre danner det frittstående deksel. Ekspansjonselementene gir fjæring til å oppta de deformasjoner som skyldes påkjenning-ene på et sjøgående skip, og som ellers ville ha ødeleggende virkning på et fullstendig stivt deksel, og ekspansjonselementene vil også kunne utligne de dimensjonsforandringer som oppstår ved termisk ekspansjon og kontraksjon.

Fig. 1 er vist et skip 11 som inneholder 5 kuletanker, hver dekket av et beskyttelsesdeksel 13. Hver tank 17 er laget av metall, fortrinnsvis aluminium, og dekslet 13 beskytter det øvre parti av tanken 17 som rager over hoveddekket 15 på skipet.

Som det best fremgår av fig. 2, er hver av tankene 17 kuleformede, og bæres av et metallskjørt 19 som er forbundet med tanken langs dens ekvatorlinje. Selv om detaljene ved for-bindelsen mellom skjørtet og tanken ikke er vist, kan de være av den type som er vist i US patentnr. 2.9ol.592. Det nederste parti av metallskjørtet 19 er på passende måte, for eksempel ved sveising, forbundet med et passende område på skroget 21 for skipet 11. Selv om tanken 17 er vist med denne foretrukne understøttelse ved hjelp av et skjørt, vil det forstås at forskjellige understøttelsesanordninger for tankene kan anvendes.

Om ønskelig kan også et lag isolasjon 23 legges på den indre flate av skroget 21, under kuletanken 17, slik at væsken i tanken i tilfelle lekkasje kan fordampe på isolasjonen uten at skroget utsettes for fare. Den kuleformede ytre flate av tanken omfatter en kledning av et passende tykt lag termisk isolasjonsmaterial, for eksempel polyurethanskum, hvis ytterflate er dekket med en passende, elastomerdampbarriere, for eksempel butylgummi, slik at tanken 17 får det glatte, kuleformede utseende som er vist i fig. 2. Alternativt er det mulig å isolere den indre flate av denne metalliske tank-vegg på behørig måte.

Hver av kuletankene 17 er utformet med en kuppel 25 på toppen, gjennom hvilken alle rørforbindelser er ført, og gjennom hvilken det er adkomst til tanken 17, for eksempel for inspek-sjon, via en trapp eller stige anordnet i en ytre sjakt (ikke vist). Som det fremgår av fig. 1 og 2, rager kuppelen 25 over dekselet 13 gjennom en åpning 27 i dette. Dekselet 13 er således utstyrt med et midtre, øvre ringelement eller krage -29, og det indre av ringelementet eller kragen er forbundet med en ringformet plate 3o som åpningen 27 er dannet i og er dimensjonert for å passe rundt det ytre av kuppelen 25 og rør-forbindelsene som rager ut fra kuppelen. Som nevnt, er dekselet 13 fortrinnsvis selvbærende, slik at det kan bygges i et skipsverft på land og deretter løftes av en kran for å monteres omkring den isolerte lavtemperaturtank, etter at tanken er montert i skroget 21 i et skip 11. Når tanken er på plass i skroget, monteres en passende fleksibel tetning 31 mellom den ringformede plate 3o og en ringformet plate 32 med mindre dimensjoner, og som er festet til kuppelen 25, for således å tette området mellom dekselet 13 og den ytre flate av kuppelen 25 og sikre gasstetning på dette sted, i det minste i de tilfeller der det er ønskelig å opprettholde en inert atmosfære i området mellom det indre av dekselet 13 og det ytre av lavtemperaturtanken 17.

Det viste deksel 13 har hovedsakelig form av en hul halv-

kule opptil den midtre krage 29, men det har en høyde som er noe mindre enn radien for kulen, fordi ekvatorlinjen for kuletanken ligger et stykke under (for eksempel omtrent 4 m) nivået av hoveddekket 15. Formen av dekselet 13 er hovedsakelig angitt som kuleformet, og med dette menes at det kan være nøyaktig en del av en kule, men det kan også ha form av en annen omdreiningsflate, eller det kan være tilnærmet en slik flate. Selv om formen av dekselet 13 fortrinnsvis bør være til-passet overflaten av det øvre parti av tanken 17, for dannelse av et relativt jevnt mellomrom mellom dekselet og tanken og for å holde det volum som må fylles med inert gass, så lite som ønskelig, kan avvikelser fra denne tilpassede form være tenkelige. Likeså, dersom selve tanken ikke har et nøyaktig kuleformet øvre parti, men istedet har form av en annen om-dreiningsf late , kan det være fordelaktig at dekselet har en tilsvarende form, men dekselet 13 kan i dette tilfelle også ha form av en del av en kule.

Som det best fremgår av fig. 4, er dekselet 13 satt sammen av flere underseksjoner 35 som sammen danner den kuleformede seksjon. I det minste 3 underseksjoner 35 anvendes, og det vil som regel ikke anvendes mer enn 8 underseksjoner. I den viste, foretrukne- utførelsesform anvendes 4 kvadrantseksjoner. Hver av de 4 kvadrantseksjoner 35 er selvbærende og dobbeltkrummet, og er på passende måte, for eksempel ved sveising forbundet med hoveddekket 15 langs den nedre kant 37 og til den øvre ring 29 langs den øvre kant 39. Den øvre ring eller krave 29 kan være laget av stålplate med passende bredde og tykkelse,

og som er formet til en sylinderflate med diameter som er tilstrekkelig til at kragen kan omgi platen 3o som har klaring

mot kuppelen 25. Hver av sidekantene 41 av hver kvadrant-seks jon 35 er på passende måte, for eksempel ved sveising, forbundet med et ekspansjonselemenet 43 som rager fra hoveddekket 15 til den midtre krage 29, og som følgelig har den samme krumning som sidekanten av kvadrantseksjonene 35.

Som det best fremgåt av fig. 5, er tverrsnittsformen av det viste ekspansjonselement sirkulær, og tykkelsen av metallet som ekspansjonselementet 43 er dannet av er hovedsakelig mindre enn tykkelsen av platen som de selvbærende kvadrant-seks joner 35 er dannet av. Som det best fremgår av fig. 4,

er hvert ekspansjonselement 43 sveiset, eller festet på

annen passende måte, til sidekantene av to nabo-kvadrantseksjoner 35. Ekspansjonselementene 43 har som sin primære oppgave å oppta deformasjoner som dannes på grunn av skipets bevegelse. Fordi den ytre overflate av dekslet 13 alltid vil ha omgivelsestemperatur, og fordi det er isolasjon mellom dekselet og den nedkjølte væske, oppstår det ikke noen spenninger av betydning i dekselet på grunn av temperaturfor-andringer så lenge alt virker som det skal.

De deformasjoner som oppstår i et skip med den lengde som tankskip har, og som arter seg som bøyedeformasjoner i lengderetningen i grov sjø, overfører betydelige påkjenninger på konstruksjoner som befinner seg over hoveddekket 15. Det er funnet at bruken av de 4 ekspansjonselementer 43, som ligger på linje langs meridianer fra hoveddekket 15 til den øvre krage 29, effektivt kompenserer for tendensen som de platelignende kvadrantseksjoner 35 har til å bevege seg på grunn av deformasjonene i skipet. Ekspansjonselementene 43 opp-hever således de ødeleggende påkjenninger som ellers ville kreve vesentlige forsterkninger eller en slik øket plate-tykkelse at det ville medføre en vesentlig vektøkning og for-dyrende fremstilling.

Ekspansjonselementene 43 som anvendes har en slik tverrsnitts-form at deres sidevegger, som sidekantene av underseksjonene 35 er festet til, kan deformeres mot og fra hverandre uten at det oppstår noen permanent deformasjon. Med stiplede linjer er i fig. 5 vist den deformasjon som de motstående side-

vegger av et sirkulært ekspansjonselement 43 ville utsettes for under påvirkning av kompresjonskrefter. I de ekspansjonselementer 43 der kreftene virker i den motsatte retning til tverrsnittet forlenges i stedetfor å forminskes i den viste retning. For å oppnå maksimal virkning i denne henseende er det sannsynlig at dekselet 13 bør rettes inn ombord i skipet med 2 av ekspansjonselementene 43 innrettet etter hverandre i skipets tverretning, og med de to andre ekspansjonselementer 43 liggende etter hverandre i lengderetningen, slik som vist i fig. 1. Med denne orientering oppnås antageligvis den beste kompensasjon for deformasjoner ved hjelp av ekspansjonselementene 43. Dersom det for eksempel bare anvendes tre underseksjoner 35, bør et av ekspansjonselementene 43 være innrettet etter skipets lengderetning og de øvrige to anbragt med vinkelavstander på 18o°.

Ekspansjonselementene 43 er utført hovedsakelig rør-formet, og har fortrinnsvis et tverrsnitt i form av et fullstendig rør. Eksempler på noen alternative rørkonstruksjoner er vist i fig. 6 og 7. I fig. 6 er vist et ekspansjons-

element 43 med eliptisk tverrsnitt, og med hovedakse som ligger i vertikalplanet. Fig. 7 viser et rør 43b med firkantet tverrsnitt, med den største dimensjon liggende i vertikalplanet,

og denne konstruksjon har visse fordeler i forhold til et rør med tverrsnitt i form av en sirkel eller en annen rotasjons-form. Ekspansjonselementer 43 med et tverrsnitt som er vist

i figur 7 kan også anvendes.

Bevegelsen innover eller utover ved bøyning av sideveggene

i et ikke-rørformet ekspansjonselement vil medføre en viss tendens til dreining om sveiselinjen mellom sidekanten av den plateformede deksel-underseksjon 35 og sideveggene av ekspansjonselementet, hvilket vil kreve øket styrke langs sveiselinjene. Med stiplede linjer er i figur 7

vist bøyning både innover og utover av det firkant-

ede rør 43b, og det fremgår av bevegelsen av underseksjonene 35 er rettet innover eller utover, Således vil det ses at en fordel med bruken av et lukket eller fullstendig rør bevirker at det unngås slike spenninger på grunn av dreining langs skjøtene.

Ekspansjonselementene 43 og deksel-underseksjonene 35 kan

være laget av hvilket som helst passende metallisk material som har tilstrekkelig styrke og gir en akseptabel vekt. Vanligvis, men ikke nødvendigvis, er underseksjonene 35 og ekspansjonselementene 43 laget av samme material, og vanligvis brukes stål. På grunn av rørformen er ekspansjonselementene 43 mykere, og deformeres ved bøyepåkjenninger slik at de forandrer tverrsnitt, mens underseksjonene 35 opprettholder sin form som deler av en kuleflate. Ekspansjonselementene 43 er laget av et material med en slik veggtykkelse at det for en rimelig rørdiameter og ved en gitt deformasjon ikke oppstår for høye spenninger i ekspansjonselementene. Vanligvis vil tykkelsen være mindre enn for deksel-underseksjonene. Et eksempel på

et deksel for en kuletank med diameter på omtrent 36 m kan ha deksel-underseksjoner laget av stålplate med tykkelse på omtrent 14 mm, mens ekspansjonselementene 43 er stålrør med sirkeltverrsnitt og diameter på omtrent 9o cm og veggtykkelse på omtrent 9,5 mm. Lavtemperaturtanken 17 som er beskyttet av dekselet er fortrinnsvis laget av plater av aluminium eller et stål med høyt nikkelinnhold. Når stål anvendes for dekselet 13, dekkes det med et beskyttende lag som vil gjøre det motstands-dyktig mot den korroderende virkning fra saltvannsatmosfæren som dekselet hele tiden vil utsettes for. Når det er ønskelig med en kappe av inert gass, anbringes det et forråd av inert gass eller et anlegg 49 for fremstilling av inert gass på skipet, for å fremskaffe inert gass til å omgi kule-

tankene i områdene under dekslene og i nærheten av tank-

ene under dekk.

For å lette adkomsten for skipets personell mellom kuplene

25 og nabotanken 17, uten at det er nødvendig å stige ned til dekket og deretter klatre opp på den neste tank, er det anordnet en gangbro 45 som spenner over mellomrommene mellom tankene. For tilpasning av gangbroen er ekspansjonselementene 43 utstyrt med avflatede partier 47 (se fig. 3) i nærheten av de steder der de er tilsluttet kraven 29. De avflatede partier 47 har liten innvirkning på bøyningsegenskapene for ekspansjonselementene 43, og muliggjør en stabil montering av gangbrosystemet 45. Dessuten, fordi plassutnyttelse er vesentlig ombord i skip, er tankene 17 plassert nær inntil hverandre og avflatede, vertikale partier 48 kan være anordnet i de fremre og bakre ekspansjonselementer 43 i nærheten av der dekselet ligger an mot hoveddekket. De avflatede partiet 48

gir klaring for dannelse av en passasje i skipets tverretning, mellom dekslene 13 på hoveddekket 15.

I fig. 3a er vist en alternativ utforming av et deksel 5o, hvilket hovedsakelig ligner den skallkonstruksjon som er vist i fig. 3, men som omfatter et ytterligere spenningsreduserende element. Dekselet 5o omfatter en bunnring 51 med stor diameter og som er laget av et rør med sirkeltverrsnitt og forløper i 36o° rundt den nedre kant av dekselet. De nedre kanter av dekselkvadrantene eller underseksjonene 53 er på passende måte, for eksempel ved sveising, sammenføyd et sted på den øvre overflate av bunnringen 51, og den nedre ende av hvert av ekspansjonselementene 55 er passende tilskåret til å passe sammen med den ringformede overflate av bunnrøret som disse nedre ender er festet til, for eksempel ved sveising. Dekselet 5o er, i stedet for å være festet med de nedre kanter av underseksjonene direkte til hoveddekket på skipet, forbundet med hoveddekket indirekte ved hjelp av bunnringen 51. Bunnringen har ekspansjons-og kontraksjonsegenskaper på lignende måte som meridianelement-ene, og gir således ytterligere beskyttelse mot potensielle ødeleggende spenninger i de selvbærende. platelignende underseksjoner 53 når skipet deformeres i grov sjø.

Claims (5)

1. Lasteskip for transport av flytendegjort, nedkjølt gass, omfattende et skrog, et hoveddekk forbundet med skroget, i det minste en tank for gassen, anbragt i skroget og ragende over hoveddekket, og et deksel som omgir det parti av tanken som rager over dekket, idet tanken har kuleform i dette parti, og idet dekselet hovedsakelig er en del av en kuleflate, karakterisert ved at dekselet (13) omfatter i det minste tre selvbærende underseksjoner (35) laget av metallplater, der hver underseksjon er dobbeltkrummet og langs den nedre kant er forbundet med hoveddekket (15), og at dekselet omfatter i det minste tre eks-pans j onselementer (43) som hvert er sammmenføyd med sidekantene av to nabo-underseksjoner og har hovedsakelig rør-formet tverrsnitt, med en veggtykkelse som er mindre enn tykkelsen av underseksjonene.

2. Skip som angitt i krav 1, karakterisert ved at en kuppel (25) er anordnet på toppen av tanken (17) og at en sirkulær åpning er anordnet øverst i kuppelen, hvilken åpning befinner seg innvendig i en krave (29) som er festet til toppen av hvert av ekspansjonselementene (43) og langs den øvre kant av hver deksel-underseksjon (35).

3. Skip som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at den nedre kant av hver av underseksjonene (35) er direkte forbundet med en undre ring (51 ) med rørtverrsnitt, idet ringen er forbundet med hoveddekket.

4. Skip som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at sammenføyningen mellom deksel-underseksjonene (35) og ekspansjonselementene (43) er slik at dekselet er gasstett, for opprettholdelse av en inert atmosfære rundt tanken (17).

5. akip som angitt i krav 1 - 4, karakterisert ved at det er anordnet fire deksel-underseksjoner (3b) av innbyrdes samme størrelse samt fire ekspansjonselementer (43) og at to av ekspansjonselementene ligger på linje med hverandre i skipets lengderetning.