DE4037577A1 - Tankschiff - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tankschiff der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Wenn derartige Tankschiffe zum Transport von umweltgefährdenden Stoffen, wie zum Beispiel Öl verwendet werden, so besteht die Gefahr, daß bei einer durch Materialermüdung oder durch eine Kollision mit anderen Schiffen oder Hindernissen hervorgerufene Schädigung eines Seitentanks oder eines Mitteltanks dazu führt, daß ein Teil der in den Tanks transportierten Ladung ausläuft und zu schwerwiegenden Umweltschäden führt.

Es besteht die Absicht, beispielsweise für Tankschiffe zum Transport von Öl vorzuschreiben, daß diese mit doppelten Seitenwänden und/oder Böden versehen sein müssen, so daß bei einer Kollision und einer dabei entstehenden Beschädigung des Rumpfes kein Öl aus den Tanks ausläuft. Derartige Tankschiffe mit Doppelwänden sind sowohl von ihrer Konstruktion als auch von den Betriebskosten her sehr aufwendig, wobei zusätzliche Probleme durch die Unzugänglichkeit des von den Doppelwänden und Doppelböden umschlossenen Raums entstehen. Dies gilt insbesondere für Doppelböden, da hierbei die Gefahr eines Einsickerns von Öl in den durch den Doppelboden umschlossenen Raum und eine daraus resultierende Explosionsgefahr besteht.

Um diese Probleme zu beseitigen, ist es bereits bekannt (Literaturstelle ′Lloyds List′, 22. Nov. 1990, Seite 6), ein Tankschiff lediglich mit doppelten Seitenwänden, nicht jedoch mit einem doppelten Boden zu versehen, wobei die Menge des bei einer Grundberührung austretenden Öls dadurch begrenzt wird, daß der Schiffsrumpf durch ein Mitteldeck unterhalb der Wasserlinie unterteilt ist. Der bei einer Grundberührung durch einen Bodenschaden betroffene, unterhalb des Mitteldecks liegende Tank ist hierbei weitgehend gegen das Ausströmen von Öl geschützt, weil der Druck des Seewassers in diesem Bereich größer als der Druck des Öls in diesem unteren Tank ist, so daß Seewasser in den Tank eindringt, nicht jedoch Öl austritt. Dieser Effekt kann dadurch verbessert werden, daß der untere Tank nicht vollständig gefüllt wird, so daß eine Luftschicht zwischen der Oberfläche des Öls und dem Mitteldeck verbleibt, die beim Eindringen von Seewassser in diesen Tank komprimiert wird, so daß eine größere Seewassermenge in den beschädigten Tank eindringen kann. Da sich jedoch die doppelten Seitenwände nach wie vor über die gesamte Höhe des Schiffes erstrecken und einen erheblichen Abstand voneinander aufweisen müssen, der durch die IMO-Bestimmungen über den Abstand zwischen Außenhaut und Längsschott eines Außentanks von Tankschiffen bestimmt ist, ergibt sich immer noch ein sehr großer ungenutzter Raum des Tankschiffes, der unerwünscht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tankschiff der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei großer Sicherheit im Kollisions- oder Beschädigungsfall das Volumen des ungenutzten Raumes des Tankschiffes verringert.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Tankschiffes ist sichergestellt, daß im Kollisionsfall und bei Beschädigung der Außenhaut des Schiffes nur eine sehr geringe Ölmenge austreten kann, wobei diese Menge gemäß einem älteren Vorschlag des gleichen Anmelders weiter dadurch verringert werden kann, daß die gefährdeten Außentanks über großvolumige Rohrleitungen mit unter Unterdruck stehenden Sicherheitstanks in Verbindung stehen, wobei in den Rohrleitungen angeordnete Absperrventile bei Beschädigung eines Außentanks automatisch geöffnet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich weiterhin die Bodenwände der Mitteltanks ausgehend von einem die Außentanks voneinander trennenden mittleren Längsschott schräg nach oben bis zu einer vorgegebenen Höhe des Schiffes, die unterhalb der niedrigsten anzunehmenden Wasserlinie des Schiffes liegt. Hierdurch sind die Bodenwände der Mitteltanks noch besser gegen eine Beschädigung bei einer Grundberührung geschützt, die zumeist seitlich der Mittellinie des Schiffes auftritt.

Die Außentanks können gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung im Bereich dieser vorgegebenen Höhe weiterhin durch Mitteldecks unterteilt sein, so daß aufgrund des hydrostatischen Druckes des Seewassers praktisch keine Möglichkeit für das Ausströmen von Öl aus den Seitentanks unterhalb der Mitteldecks besteht.

Hierbei ist es möglich, den Bereich der Außentanks oberhalb der Mitteldecks ungefüllt zu lassen, so daß diese Bereiche einen doppelwandigen Bereich bilden, der bei einer seitlichen Kollision die Mitteltanks schützt.

In diesem Fall ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß diese oberen Bereiche der Außentanks über Absperrventile, Rohrleitungen und gegebenenfalls Pumpen mit den Sicherheitstanks verbindbar sind, um in einem extremen Schadensfall, bei dem die Sicherheitstanks nicht in der Lage sind, die aus beschädigten Tanks zu entfernende Ladungsmenge aufzunehmen, den Inhalt der Sicherheitstanks periodisch in diese oberen, im Normalbetrieb ungefüllten Bereiche der Außentanks zu entleeren.

Die Außentanks können weiterhin mit Niveauwächtern versehen sein, die ein durch das Eindringen von Seewasser hervorgerufenes Ansteigen des Pegels des Öls in diesen Seitentanks anzeigen und zur Auslösung der Absperrventile in den Sicherheitsleitungen führen, die die Seitentanks mit den Sicherheitstanks verbinden.

Die Ausgangssignale der Niveauwächter der einzelnen Tanks können auch zu einem Anzeigefeld im Bereich der Brücke des Schiffes geleitet werden, so daß es im Kollisionsfall möglich ist, einen schnellen Überblick über die entstandene Situation zu erhalten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines herkömmlichen Tankschiffes,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines Tankschiffes,

Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung der hydrostatischen Verhältnisse bei dem Tankschiff nach Fig. 2,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des Tankschiffes,

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform des Tankschiffes,

Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung der Anordnung von Sicherheitstanks in dem Tankschiff,

Fig. 7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A nach Fig. 6.

In Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines konventionellen Tankschiffes dargestellt. Dieses Tankschiff weist einen Boden 9, Seitenwände 10 und 11 sowie ein Oberdeck 12 auf. Der durch diese Wände begrenzte Raum ist durch Längsschotte 13, 14 in Mitteltanks 1 sowie Außentanks 2, 3 unterteilt, wobei sowohl die Mitteltanks 1 als auch die Außentanks 2, 3 durch Querschotte in ihrer Länge unterteilt sind, wodurch die bei einer Beschädigung der Außenhaut des Schiffes austretende Menge der Ladung, die im folgenden als lediglich als Öl bezeichnet wird, soweit wie möglich verringert wird. Selbstverständlich gelten die gleichen Überlegungen und Bedingungen auch für andere Arten von flüssigen Ladungen.

Die normale Wasserlinie oder Tauchtiefe des Schiffes oberhalb des Schiffsbodens 9 ist mit T bezeichnet.

Bei einem Bodenschaden 4 gelangt das Innere eines oder mehrerer Mitteltanks 1 bekannter Tankschiffe gemäß Fig. 1 mit dem umliegenden Seewasser in Verbindung, wobei aus dem Mitteltank so lange Öl austreten kann, bis an beiden Seiten der Schadensstelle 4 der gleiche Druck herrscht.

Der Druck von außen ist das Produkt der Höhe T (Tiefgang) des Seewassers und seiner Dichte d_sw. Der Druck im Inneren des beschädigten Mitteltanks 1 ist in ähnlicher Weise das Produkt des Ölstandes H und der Dichte d_o des Öls. Durch den Bodenschaden 4 läuft daher Öl aus, bis

T·d_sw = H_E·d_o

ist. Da die Dichte des Seewasser d_sw < als die Dichte des Öls d_o ist, ist H_E < als T, wobei H_E die Druckgleichgewichts-Ölhöhe ist.

Das Ölvolumen, das ins Meer fließt, um dieses Gleichgewicht zu erreichen, ist

V_BD = (H-H_E) x B x L,

wobei B die Breite und L die Länge des beschädigten Tanks ist.

Gleiches gilt selbstverständlich für die Beschädigung eines der Außentanks 2, 3 im Bereich ihres Bodens bzw. unterhalb der Wasserlinie.

Um die austretende Ölmenge bei einer Beschädigung im Bereich des Bodens 9 des Tankschiffes möglichst gering zu halten, ist gemäß einer ersten, in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des Tankschiffes vorgesehen, daß sich der Boden der Mitteltanks 5 nicht bis zum Boden des Schiffes 9 erstreckt, sondern in einem Abstand von diesem angeordnet ist, so daß sich die Seitentanks 6, 7 unter diese Mitteltanks 5 erstrecken und durch ein mittleres Längsschott 50 voneinander getrennt sind.

Gleichzeitig ist die Breite der Mitteltanks 5 wesentlich vergrößert, während die Breite der Außentanks 6, 7 im Bereich oberhalb der Wasserlinie wesentlich verringert ist und diese Breite der Breite entspricht, die in den IMO-Bestimmungen über den Abstand zwischen Außenhaut und Längsschott eines Außentanks von Tankschiffen festgelegt ist. Wie dies aus Fig. 2 zu erkennen ist, erstrecken sich die Bodenwände 51, 52 der Mitteltanks 5 vorzugsweise ausgehend von der Oberkante des mittleren Längsschotts 50 schräg nach oben bis zu einer vorgegebenen Höhe, die unterhalb der Tauchtiefe und damit der Wasserlinie des Schiffes liegt, wobei diese vorgegebene Höhe so angesetzt wird, daß sie einem Wellental abzüglich einer gewissen Toleranz entspricht. Oberhalb dieser vorgegebenen Höhe T1 erstrecken sich die Seitenwände oder Längsschotten 53, 54, die die Mitteltanks von den Außentanks trennen, im wesentlichen senkrecht nach oben.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist die bei einem Bodenschaden 4 austretende Ölmenge wesentlich verringert, da die Breite der Außentanks oberhalb der Höhe T1 und insbesondere oberhalb der Ausgleichshöhe H_E wesentlich verringert ist.

Wie dies weiter unten noch näher erläutert wird, wird weiterhin ein großer Teil des Volumens V_BD mit Hilfe von Sicherheitstanks im Schadensfalle aufgefangen.

Die Menge des möglicherweise austretenden Öls bei einem Bodenschadens kann gemäß Fig. 3 weiter dadurch verringert werden, daß die Außentanks nur bis zur Höhe H_S beladen werden. Da diese Höhe unterhalb der Ausgleichshöhe H_E liegt, ist der Druck des Öls im Inneren der Außentanks 6, 7 kleiner, so daß durch den Bodenschaden 4 Wasser in den Außentank 7 eintritt, nicht jedoch Öl nach außen hin austritt.

Fig. 4 zeigt eine weitere verbesserte Ausführungsform unter Anwendung der gleichen vorstehend skizzierten Grundgedanken. Bei dieser Ausführungsform sind die Außentanks 6, 7 in der Höhe T1, die der Sicherheitshöhe H_S nach Fig. 3 entspricht, durch eine Querwand oder einen Boden 55 unterteilt, so daß bei einem Bodenschaden kein Öl aus den Seitentanks 6, 7 austreten kann, sondern lediglich Seewasser in diesen Seitentank 7 eintritt. Die durch den oberen Boden 55 entstehenden oberen Seitentanks 70 stehen nach wie vor für den Öltransport zur Verfügung, sind jedoch gegen seitliche Kollisionen nicht geschützt. Die Menge des möglicherweise bei einer seitlichen Kollision aus den oberen Außentanks 70 austretenden Öls kann jedoch dadurch klein gehalten werden, daß diese oberen Außentanks durch Einbau von Querschotten 61, 71 in ihrer Größe verringert werden, wie dies weiter unten anhand der Fig. 6 noch näher erläutert wird. Weiterhin ergibt sich auch hierbei durch die ebenfalls weiter unten erläuterte Möglichkeit der Verwendung von Sicherheitstanks eine Verringerung der möglicherweise austretenden Ölmenge.

Wenn selbst diese kleine möglicherweise austretende Ölmenge nicht hingenommen werden kann, so ist die Ausführungsform nach Fig. 5 vorzuziehen, bei der der in Fig. 4 durch die oberen Außentanks eingenommene Raum als doppelwandiger Schiffsbereich 60, 70 mit einer Breite ausgebildet ist, der den IMO-Bestimmungen über den Abstand zwischen Außenhaut und Längsschott eines Außentanks von Tankschiffen entspricht. Bei Beschädigung der Seitenwand 10 unterhalb der Sicherheitshöhe H_S kann kein Öl aus den Seitentanks 6, 7 austreten, da der Außendruck des Seewassers immer größer ist als der Innendruck des Öls. Dies ist in der rechten Hälfte der Fig. 5 durch die Drucklinien in Abhängigkeit von der Höhe näher erläutert, wobei weiterhin in der linken Hälfte die zugehörigen Höhen H_E und T dargestellt sind. T ist der normale Tiefgang oder die Tauchtiefe des Schiffes, während H_E die Gleichgewichtshöhe ist, das heißt die Höhe des Ölstandes, die sich bei dem Tiefgang T ergibt, wenn unterhalb dieser Höhe T eine Beschädigung des Schiffsrumpfes auftritt. In der rechten Hälfte ist weiterhin die Höhe T_min dargestellt, die beispielsweise dem minimalen Tiefgang im Bereich eines Wellentals entspricht. Die Sicherheitshöhe H_S, in der der obere Boden 55 angeordnet ist, befindet sich in einer Höhe, die dem minimalen Tiefgang T_min abzüglich einer gewissen Toleranz entspricht. Der Gleichgewichtshöhe H_E entspricht ein Druckverlauf P_E, während der Sicherheitshöhe H_S ein Druckverlauf P_S entspricht. Diesen Öldrücken in Abhängigkeit von der Höhe über der Bodenwand 9 entspricht ein Außendruck des Seewassers, der sich aus dem Druckverlauf P_T bzw. P_Tmin, das heißt bei der minimalen Tauchtiefe ergibt. Es ist zu erkennen, daß zwar der Druck P_E dem Außendruck P entspricht, daß jedoch der Druckverlauf P_S immer kleiner als der Außendruck P_Tmin ist. Daher besteht keine Gefahr eines Austretens von Öl aus den Außentanks 6, 7, und da der Bereich oberhalb der Sicherheitshöhe H_S, das heißt die doppelwandigen Bereiche 60, 70 nicht mit Öl gefüllt sind und die Mitteltanks 5 schützen, besteht insgesamt keinerlei Gefahr des Austretens von Öl bei einer Beschädigung des Schiffes.

Geringe Ölmengen können aus den Außentanks 6, 7 allenfalls durch Strömungsbewegungen des Seewassers gegenüber dem Schiffsrumpf hervorgerufen werden, und diese Gefahr kann weiterhin dadurch beseitigt werden, daß ein Teil der Ölmenge eines beschädigten Außentanks 6, 7 in die im folgenden anhand der Fig. 6 erläuterten Sicherheitstanks abgepumpt wird.

Zu diesem Zweck können die oberen Böden 55 der Außentanks 6, 7 mit sich nach oben erstreckenden Schächten oder Rohren in Verbindung stehen, in denen Niveauwächter angeordnet sind. Bei einem Schaden an dem Rumpf des Schiffes unterhalb der Sicherheitshöhe H_S tritt aus den vorstehend genannten Gründen Seewasser in den jeweiligen Tank ein, so daß Öl nach oben hin verdrängt wird. Dies wird durch die Niveauwächter 23 unmittelbar festgestellt, die zur Betätigung von Absperrventilen verwendet werden, die diese Seitentanks mit Sicherheitstanks verbinden, so daß unmittelbar zumindestens ein Teil des in dem beschädigten Außentank enthaltenen Öls in die Sicherheitstanks überführt wird.

In Fig. 6 ist die Anordnung von Sicherheitstanks 80, 82 in dem Tankschiff gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind die Sicherheitstanks von den Mitteltanks 5 durch Querschotte 83, 84 abgetrennt und versteift, so daß in diesen Sicherheitstanks 80, 81 ein hoher Unterdruck aufrechterhalten werden kann, der bei der Öffnung der entsprechenden Absperrventile unmittelbar zur Überführung des Öls von den Außentanks in diese Sicherheitstanks führt.

Der Sicherheitstank 80 steht bei der Ausführungsform nach Fig. 6 über die Rohrleitungen 85 und die Absperrventile 91 in Verbindung mit den Außentanks 6 und 7, während die Außentanks 6a und 7a über die Absperrventile 92 direkt mit dem Sicherheitstank 80 verbunden sind. Weiterhin ist der Sicherheitstank 80 über Absperrventile 93 direkt mit den Seitentanks 6b und 7b verbunden. Der Sicherheitstank 82 steht über die Absperrventile 94 in direkter Verbindung mit den Seitentanks 6c und 7c sowie über die Absperrventile 95 in Verbindung mit den Seitentanks 6d und 7d. Die beiden Sicherheitstanks sind über Rohrleitungen 86 und 87 miteinander verbunden, wobei zwischen diesen Rohrleitungen ein Absperrventil 81 angeordnet ist.

Weiterhin können die Sicherheitstanks 80, 82 jeweils durch ein Längsschott in zwei Kammern unterteilt sein. Diese Sicherheitstanks stehen in der bereits genannten Weise dauernd unter Unterdruck und die Absperrventile sowie die Rohrleitungen 85, 86, 87 sind mit hohem Querschnitt dimensioniert, so daß die Überführung des Öls von einem Seitentank in die Sicherheitstanks sehr schnell erfolgen kann. Bei Öffnen der Absperrventile entsteht durch den Druckunterschied zwischen dem Seitentank und dem jeweiligen Sicherheitstank eine sehr hohe Saugwirkung, die zu einer schnellen Entleerung der Seitentanks führt, die ggf. noch durch die Schwerkraft unterstützt wird.

In Fig. 6 ist hinsichtlich der oberen Bereiche 60, 70 der Außentanks 6, 7 die weitere Unterteilung durch Querschotten 61, 71 angedeutet. Hierdurch kann bei Beschädigung der Außenwand 10, 11 eines oberen Bereiches des Außentanks die aus diesem Bereich möglicherweise austretende Ölmenge verringert werden.

Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A nach Fig. 6, wobei die Anordnung der Sicherheitstanks im Inneren der Außentanks und die Anordnung der Längsschotte in den Sicherheitstanks erkennbar ist. Weiterhin ist aus dieser Figur nochmals die Anordnung der oberen Böden oder Querwände 55 ersichtlich, die die oberen Bereiche 60, 70 vom Hauptteil der Außentanks 6a, 7a abtrennen. Wenn diese oberen Bereiche 60, 70 im Normalbetrieb ungefüllt gelassen werden, damit sie einen doppelwandigen Schutz für die Mitteltanks 5 bilden, so ist es bei extremen Schäden an einer großen Anzahl von Tanks möglich, den Inhalt der Sicherheitstanks 80, 82 periodisch in diese oberen Bereiche 60, 79 zu entleeren, wenn die Sicherheitstanks die aus den beschädigten Tanks zu entfernende Ölmenge nicht aufnehmen können. Auch für diesem Fall sind die Sicherheitstanks 80, 82 über Rohrleitungen, Absperrventile und gegebenenfalls Pumpen mit den oberen Bereichen 60, 70 verbunden.

Claims (9)

1. Tankschiff mit einer Anzahl von Tanks, die in Reihen nebeneinander parallel zur Längsachse des Schiffes angeordnet und miteinander über Rohrleitungen verbunden sind, wobei ein Teil der Tanks außenliegende Außentanks und ein anderer Teil innenliegende Mitteltanks bildet, und wobei Pumpeinrichtungen zum Umpumpen des Inhalts eines Tanks zu einem anderen sowie zum Füllen und Entleeren der Tanks vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die außenliegenden Außentanks (6, 7) bis unter die Mitteltanks (5) erstrecken und voneinander unterhalb der Mitteltanks (5) durch ein Längsschott (50) voneinander getrennt sind.

2. Tankschiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Außentanks (6, 7) in einem Bereich, der sich von einer vorgegebenen Höhe, die unterhalb der Tauchtiefe (T) des Schiffes liegt, bis zum Schiffsdeck (12) erstreckt, dem Wert entspricht, der für den Abstand zwischen Außenhaut und Längsschott von doppelwandigen Tankschiffen vorgeschrieben ist.

3. Tankschiff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bodenwände (51, 52) der Mitteltanks (5) ausgehend von dem mittleren Längsschott (50) schräg nach oben erstrecken.

4. Tankschiff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg verlaufenden Bodenwände (51, 52) der Mitteltanks (5) in der vorgegebenen Höhe enden.

5. Tankschiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außentanks (6, 7) in der vorgegebenen Höhe durch ein Zwischendeck (55) in Vertikalrichtung in einen untenliegenden Hauptteil und obere Bereiche (60, 70) unterteilt sind.

6. Tankschiff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischendeck (55) in der vorgegebenen Höhe die Seitentanks (6, 7) von einem doppelwandigen Seitenwandbereich (60, 70) des Tankschiffes trennt, der durch die Außenwand (10, 11) und ein Längsschott gebildet ist, das die Außenwand (53) der Mitteltanks (5) bildet.

7. Tankschiff nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischendeck (55) Öffnungen aufweist, die in einen Schacht oder ein Rohr (22) münden, das sich vertikal nach oben erstreckt und in dem Niveauwächter (23) angeordnet sind.

8. Tankschiff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Mitteltanks (5) oder Teilbereiche hiervon als Sicherheitstank (80, 82) ausgebildet sind, die dauernd mit Unterdruck beaufschlagt sind und über Absperrventile mit den Außentanks (6, 7) in Verbindung stehen.

9. Tankschiff nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß die Sicherheitstanks (80, 82) über Absperrventile, Rohrleitungen und/oder Pumpen mit dem Inneren der doppelwandigen Seitenwandbereiche (60, 70) in Verbindung stehen, die im Schadensfall ein Umfüllen des Inhaltes der Sicherheitstanks in die Seitenwandbereiche ermöglichen.