用于制造用于储存流体的船舶的热绝缘的自支撑壳体的方法以及由此制造的自支撑壳体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具有隔膜的不透流体的（fluid-tight，流体密封的）、热绝缘的罐的 领域，所述罐用于流体（诸如低温流体）的储存和/或运输。
[0002] 具有隔膜的不透流体的、热绝缘的罐特别用于液化天然气（GNL)的储存，所述液 化天然气在大约-162Γ下以大气压储存。这些罐可安装在陆地上或安装在浮动装置上。在 浮动装置的情况中，罐可旨在用于运输液化天然气或接收液化天然气，该液化天然气用作 用于推进浮动装置的燃料。
【背景技术】
[0003] 文献FR2877639描述了一种不透流体的、热绝缘的罐，罐包括罐壁，罐固定至浮 动装置的支撑结构，并且罐在从罐的内部向外部的厚度方向上相继地呈现有被锚定于支撑 结构的主流体密封阻挡部、主绝缘阻挡部、副流体密封阻挡部、以及副绝缘阻挡部，所述主 流体密封阻挡部旨在与液化天然气接触。
[0004] 绝缘挡板包括多个相邻的、平行六面体的、热绝缘的壳体。平行六面体壳体包括层 板基底面板、层板覆盖面板、以及夹设于基底面板与覆盖面板之间的多个支承腹板。支承腹 板是波状的，以确保良好地阻止在垂直于基底面板和覆盖面板的方向上的压缩力，从而阻 止由容纳在罐中的液体施加的流体静压力。壳体还填充有热绝缘衬里，所述热绝缘衬里在 布置于支承腹板之间的隔室内延伸。
[0005] 此文献提供了基底面板和覆盖面板的内面中的凹槽的机加工，以通过互锁形状将 支承腹板接合于基底面板和覆盖面板。然而，这种组装需要附加的机加工操作。
[0006] 还已知通过装订针将支承腹板接合于基底面板和覆盖面板。然而，当支承腹板由 复合材料制成时，这种装订针是不合适的。实际上，用装订针将复合材料壁固定至基底面板 和覆盖面板趋向于降低腹板的强度。
【发明内容】
[0007] 本发明基于的构思是提出一种用于制造用于对流体储存罐热绝缘的自支撑壳体 的方法，其中，以简单且可靠的方式实现将支承腹板固定于基底面板和/或覆盖面板。
[0008] 根据一个实施例，本发明提供一种用于制造用于对具有不透流体的隔膜的流体储 存罐提供热绝缘的自支撑壳体的方法，所述方法包括：
[0009]-提供多个支承腹板，所述多个支承腹板由包含纤维增强型热塑性基质的复合材 料制成的支承腹板；
[0010] -提供基底面板和覆盖面板；
[0011] -在基底面板与覆盖面板之间插入支承腹板，使得基底面板和覆盖面板在壳体的 厚度方向上隔开，并且支承腹板在所述厚度方向上延伸；
[0012] -将支承腹板固定至基底面板并且/或者固定至覆盖面板；
[0013]-用热绝缘衬里对布置在支承腹板之间的多个隔室进行加衬；
[0014] 其中，基底面板和覆盖面板中的每一个均包括用于固定支承腹板的至少一个热塑 性元件；并且其中，通过在支承腹板与基底面板和覆盖面板的热塑性元件之间的界面区域 处执行的热塑性焊接操作，将支承腹板固定至基底面板和覆盖面板。
[0015] 因此，可以简单且可靠的方式将支承腹板接合于基底面板和/或覆盖面板，因为 固定元件不会使支承腹板的结构完整性变差，从而使得它们的强度不会由于固定至基底面 板和/或覆盖面板而被降低。
[0016] 根据实施例，方法可包括以下特征中的一个或多个：
[0017]-基底面板和覆盖面板均具有外面以及朝向壳体的内部的内面，通过热塑性膜来 覆盖基底面板和覆盖面板的内面，以固定支承腹板。
[0018]-用热塑性膜完全覆盖基底面板和/或覆盖面板的内面。
[0019]-该方法包括以下步骤：在焊接操作之前，在界面区域之间的基底面板的内面和/ 或覆盖面板的内面上布置可移除的保护遮罩。因此，膜在支承腹板的固定区域外部被保护。
[0020] -还用热塑性膜覆盖基底面板和/或覆盖面板的外面。因此，当罐变冷时平衡板的 热屈曲。
[0021] -用热塑性膜部分地覆盖基底面板和/或覆盖面板的内面，多个热塑性膜带中的 每一个均被布置在具有支承腹板的界面区域中。
[0022] -基底面板和/或覆盖面板包括层板本体，热塑性膜粘附于层板本体。
[0023]-热塑性膜是包含纤维增强型热塑性基质的复合材料。这种热塑性膜增加了基底 面板和/或覆盖面板的屈曲强度和抗穿刺能力。
[0024]-基底面板和/或覆盖面板包括由复合材料制成的本体，该复合材料包含纤维增 强型热塑性基质，所述本体形成用于固定支承腹板的热塑性元件。
[0025]-基底面板和/或覆盖面板包括浸有热塑性基质的、用于固定支承腹板的木制本 体。
[0026]-热塑性元件是热塑性栓柱，所述热塑性栓柱被插入于布置在基底面板和/或覆 盖面板中的孔内以及布置在支承腹板中的孔内。
[0027]-用于固定支承腹板的热塑性元件包含与支承腹板的热塑性基质相同的热塑性基 质。这便于进行焊接操作。
[0028] -通过从以下方法中选择的方法来执行热塑性焊接：通过红外辐射进行焊接、 超声焊接、感应加热、摩擦焊接、通过添加填充材料进行焊接、热空气喷射焊接和燃烧 (flaming)〇
[0029]-该制造方法提供：
[0030] ?支承腹板具有上端，所述上端旨在支撑覆盖面板并设置有固定带，固定带旨在锚 定用于不透流体的隔膜的金属列板的焊接的焊接支撑部，金属列板旨在搁置抵靠于自支撑 壳体，所述固定带包括折叠的纵向边缘，所述折叠的纵向边缘旨在与焊接支撑部的折叠的 纵向边缘配合；
[0031] ?覆盖面板具有在覆盖面板的整个厚度上延伸的平行凹槽；
[0032]?支承腹板布置在基底面板与覆盖面板之间，使得固定带中的每一个均在覆盖面 板的凹槽内延伸。
[0033]-在支承腹板的成型过程中将固定带设置到支承腹板的主体部中。
[0034]-支承腹板包括主体，主体的上端设置有容纳部，并且包含热塑性材料的插入部被 模制在固定带上，所述插入部定位于支承腹板的主体的上端的容纳部中、并通过热塑性焊 接操作固定至所述主体。
[0035] 根据一个实施例，本发明还提供一种自支撑壳体，其旨在用于具有不透流体的隔 膜的流体储存罐的热绝缘，所述壳体包括：
[0036] -基底面板和覆盖面板，所述基底面板和所述覆盖面板在壳体的厚度方向上间隔 开；
[0037] -多个支承腹板，所述多个支承腹板夹设在所述基底面板与所述覆盖面板之间，并 且在厚度方向上延伸，以限定多个隔室，所述支承腹板由包含纤维增强型热塑性基质的复 合材料制成；以及
[0038]-热绝缘衬里，所述热绝缘衬里在布置于支承腹板之间的所述隔室内延伸，
[0039] 其中
[0040]-基底面板和覆盖面板中的每一个均包括至少一个热塑性元件；并且
[0041]-通过在支承腹板与基底面板和覆盖面板的热塑性元件之间的界面区域中的热塑 性焊接，支承腹板被固定至基底面板和/或覆盖面板。
[0042] 根据实施例，这种壳体可包括以下特征中的一个或多个：
[0043]-支承腹板具有载荷分布板，载荷分布板分别沿着所述支承腹板的面向基底面板 和覆盖面板布置的两个边缘延伸。
[0044]-支承腹板具有多个波状部，所述多个波状部的轴线垂直于基底面板和覆盖面板 延伸。
[0045] 根据一个实施例，本发明还提供一种用于制造用于具有不透流体的隔膜的流体储 存罐的热绝缘的自支撑壳体的方法，所述方法包括：
[0046]-提供多个支承腹板，所述多个支承腹板由包含纤维增强型热塑性基质的复合材 料制成；所述支承腹板具有上端，该上端旨在用于支撑覆盖面板并设置有固定带，固定带用 于锚定用于不透流体的隔膜的金属列板的焊接的焊接支撑部，金属列板旨在搁置抵靠于自 支撑壳体，所述固定带包括折叠的纵向边缘，该折叠的纵向边缘用于与焊接支撑部的折叠 的纵向边缘配合；
[0047]-提供基底面板和覆盖面板，覆盖面板具有在覆盖面板的整个宽度上延伸的平行 凹槽；
[0048] -在基底面板与覆盖面板之间插入支承腹板，使得基底面板和覆盖面板在壳体的 厚度方向上隔开，并使得支承腹板在厚度方向上延伸，从而使得固定带中的每一个均在覆 盖面板的凹槽内延伸；
[0049]-用热绝缘衬里对设置于支承腹板之间的多个隔室进行加衬；
[0050] -将支承腹板固定至基底面板并固定至覆盖面板。
[0051] 根据实施例，一种用于制造自支撑壳体的方法可包括以下特征中的一个或多个：
[0052]-通过用包含纤维增强型热塑性基质的复合材料成型来制造支承腹板，并且在支 承腹板的成型过程中将固定带设置在支承腹板的主体部中。
[0053] -制造支承腹板的步骤包括：
[0054] ?在模具中布置包含纤维增强型热塑性基质的复合材料；
[0055] ?在模具内插入固定带，固定带旨在锚定用于不透流体的隔膜的金属列板的焊接 的焊接支撑部；
[0056] ?使复合材料成型，在该步骤的过程中，将固定带设置到所述支承腹板的主体部 中。
[0057] -通过热成型或热压缩来使复合材料成型。
[0058] 根据其它实施例，用于制造自支撑壳体的方法可包括以下特征中的一个或多个：
[0059] -支承腹板包括主体，该主体具有设置有容纳中的上端，并且包含热塑性材料的插 入部被模制在固定带上，所述插入部被定位于支承腹板的主体的上端的容纳部中、并且通 过热塑性焊