隔热密封罐的制作方法

文档序号:15574308发布日期:2018-09-29 05:12阅读:219来源:国知局

本发明涉及具有膜的流体密封隔热罐领域。具体地说,本发明涉及用于储存和/或输送低温液体的流体密封隔热罐的领域,例如输送例如温度在-50℃和0℃之间的液化石油气(也称为gpl)的罐,或在大气压下在约-162℃下输送液化天然气(gnl)的罐。这些类型的罐可以安装在陆地或浮式结构上。当这些罐安装在浮式结构的情况下,罐可以用于输送液化气体或用于接收用作推进浮式结构的燃料的液化气体。



背景技术:

例如wo-a-2013093262,fr-a-2973098或wo-a-2016046487公开了一种流体密封隔热罐,其包括限定罐的内部空间的多个罐壁,所述多个罐壁包括至少一个非水平壁,该非水平罐壁包括:

一非水平支撑壁,

多个锚定件,布置在支撑壁的内表面上,

一隔热屏障,包括多个隔热块,多个隔热块以重复图案并置在支撑壁的内表面上并通过锚定件固定到支撑壁上,以及

一流体密封膜,其由所述隔热屏障承载,

其中每个锚定件包括:

一突出元件,设置在所述多个并置的隔热块之间并朝向罐的内部空间突出,

一夹紧元件,直接或间接附接到突出元件,且横向延伸至突出元件以与之间布置有突出元件的隔热块相互作用,进而将所述隔热块夹紧在支撑壁上。

当仅通过将隔热块夹紧在非水平支撑壁上或在隔热块安装凸缘抵靠非水平支撑壁来将隔热块锚固到支撑壁上时,期望防止地心引力通过在支撑壁上的滑动,外加由于船舶在海上的运动而导致可能的加速,而产生隔热块的移动。

隔热块的移动的确会产生很多问题。例如,隔热块的隔热材料可能因与部分锚定件摩擦而遭到损坏,或者隔热块的移动可能产生热点,促使隔热不连续的区域中产生对流现象。此外,如果流体密封膜被固定在隔热块上则这种移动可能局部地引起流体密封膜中的补充伸长并导致不希望的应力集中。



技术实现要素:

本发明的一个构思是提供一种至少解决一部分这些问题的膜罐壁结构。本发明的另一个构思是提供一种制造过程可靠且简单的膜罐壁结构。

为了实现上述目的,本发明提供一种流体密封隔热罐,其包括限定罐的内部空间的多个罐壁,所述罐壁包括至少一个非水平罐壁,尤其包括在地面重力场中是垂直的或倾斜的罐壁,所述非水平罐壁包括:

一非水平支撑壁,

多个锚定件,布置在支撑壁的内表面上,

一隔热屏障,包括多个隔热块,多个隔热块以重复图案并置在支撑壁的内表面上并通过锚定件固定到支撑壁,以及

一流体密封膜,其由所述隔热屏障承载,其中锚定件包括一个或多个锚定和定位构件。

根据多个实施例,这种类型的罐可以包括以下一个或多个特征。

根据一个实施例,所述或每个锚定和定位构件包括:

一突出元件,其在一个隔热块中或在一个或多个隔热块附近朝向罐的内部空间突出;

一夹紧元件,其直接或间接附接到突出元件,且横向延伸至突出元件以便与一个或多个隔热块相互作用,其中,所述突出元件布置在所述一个隔热块中或旁边,或者所述突出元件布置在多个隔热块之间,进而将所述一个隔热块或多个隔热单元夹紧在支撑壁上;以及

一定位止动器,其与突出元件相互作用,该定位止动器例如接合在突出元件上,且沿着罐壁的厚度方向布置在夹紧元件的上方(即朝向罐的内部)或下方(即朝向罐的外部),所述定位止动器包括一止动表面,该止动表面朝向支撑壁的向上方向,该向上方向与支撑壁的最大斜率方向(即,相对于所述地球重力场上升的方向)平行或倾斜;

并且中间或旁边布置有突出元件的至少一个隔热块的内部或外部侧表面与定位止动器的止动表面相邻,使得定位止动器将所述至少一个隔热块的侧表面保持在距突出元件预定距离的位置处。

借助于这些特性,可以相对于设置在隔热块内或隔热块旁边的锚定件,将隔热块或至少一部分隔热块牢固地定位,从而防止它们朝向支撑壁的底部滑动。因此由隔热块形成的重复图案可以以精确的方式实现,特别是与完美的周期性图案相比消除一定比例的差异。具体地,这种差异产生于支撑壁的制造公差,所述支撑壁可以是承载结构的壁,在该承载结构的壁中构造有流体密封隔热罐,或者覆盖有次流体密封膜的次隔热屏障。

定位止动器还可用于将隔热块定位在支撑壁的水平方向上,同样地以便与完美的周期性图案相比也能消除差异。

定位止动器可以以不同的方式安装在突出元件上。根据一个实施例,定位止动器布置在支撑壁和夹紧元件之间的突出元件上,这使得可以将定位止动器简单而牢固地固定到罐壁中。实际上,在罐的使用寿命期间,定位止动器不会意外脱离这点是很重要的。

为了能够消除在制造这种类型的罐的过程中可能出现的不同幅度的差异,特别是由于制造公差而引起的差异,建议库存中放置各类具有不同尺寸的定位止动器。

根据一个实施例,定位止动器选自具有不同尺寸的预定批量的定位止动器,以调节所述至少一个隔热块的侧表面和突出元件之间的预定距离。可以制造这种类型的批次,其尺寸按照预定刻度有系统地进行,所述预定刻度例如一个或几个毫米的刻度。

根据一个实施例,定位止动器具有用于接收突出元件的壳体。该壳体例如可以在定位止动器的厚度方向上横穿定位止动器。

根据一个实施例,例如平行于隔热块的厚度和/或宽度方向的第一止动表面位于距壳体预定的第一距离处并且围绕壳体沿着第一方向定向,而第二止动表面则位于距壳体预定的第二距离处并且围绕壳体沿着第二方向定向,定位止动器构造成能够在第一止动面朝向支撑壁的向上方向的第一位置处和第二止动面朝向支撑壁的向上方向的第二位置处接合在突出元件上。

因此,取决于待消除的差异的幅度,可以使用同一个定位止动器来进行两次不同的调节,这使得可以限制必须用于罐的制造的不同定位止动器的库存。

根据一个实施例,第一止动表面和第二止动表面是布置在壳体的任一侧上的定位止动器的两个平行的相对表面。

根据一个实施例,所述或每个锚定和定位构件包括至少两个突出元件,这两个突出元件布置在多个所述并置的隔热块之间并朝向罐的内部空间突出。

在这种情况下,定位止动器可以具有两个壳体,所述两个壳体在定位止动器的厚度方向上横穿定位止动器以容纳两个突出元件;一第一止动表面,其平行于所述厚度方向,且位于距所述第一壳体的第一壳体的预定的第一距离处;以及一第二止动表面,其平行于所述厚度方向,且位于距所述第二壳体的第二壳体的预定的第二距离处,定位止动器构造成能够在第一位置和第二位置处接合在所述两个突出元件上,其中第一止动表面在第一位置处面向支撑壁的向上方向以接收隔热块的侧表面,第二止动表面在第二位置处面向支撑壁的向上方向以接收隔热块的侧表面,所述第二位置相对于所述第一位置发生了改变。

定位止动器可能形成为单件或多个部件。

根据包括多个部件的一个实施例,定位止动器包括支撑体和调节插入件或调节带,其中支撑体具有构造为第一止动表面的侧表面,而调节插入件或调节带具有预定厚度,且安装在第一止动表面上并平行于第一止动表面,调节插入件或调节带的一个表面被构造为第二止动表面,该第二止动表面通过调节插入件或调节带的预定厚度与第一止动表面间隔开来,调节插入件或调节带可拆卸地安装在支撑体上以选择性地用调节插入件或调节带覆盖或不覆盖第一止动表面,使得所述至少一个隔热块的侧表面选择性地邻接抵靠在定位止动器的第一止动表面或第二止动表面。

在这种情况下,定位止动器还可以包括一个或多个附加的调节带,所述附加调节带可拆卸地重叠在调节带上,使得可以调节所述至少一个隔热块的侧表面与突出元件之间的预定距离。

因此,取决于待消除的差异的幅度,可以使用同一个定位止动器来进行两次或更多次不同的调节,这使得可以限制必须用于罐的制造的不同定位止动器的库存。调节插入件或调节带以及所述或每个附加调节带可以通过任何适当的方法,例如粘合剂粘合、螺丝连接、卡扣装接或嵌套安装在支撑体上。

根据包括多个部件的另一个实施例,支撑体具有第一附件,并且调节插入件具有构造为第二附件的侧表面,该侧表面适于可拆卸地附接到第一附件以将调节插入件安装在支撑体上,具有构造为第二止动表面的侧表面的调节插入件位于第二附件的相对位置。

在这种情况下,调节插入件选自具有不同尺寸的预定批量的调节插入件,以调节所述至少一个隔热块的侧表面和突出元件之间的预定距离。可以这样制造这种类型的批次,其尺寸按照预定刻度例如一个或几个毫米的预定刻度有系统地进行。第一附件和第二附件可以以不同的方式制造,例如榫头和榫眼、螺钉和螺纹孔、凸形啮合和凹形啮合等。

所述止动表面和所述至少一个隔热块的侧表面可以具有不同的几何形状。优选地,所述止动表面和所述至少一个隔热块侧表面是平面的并且是平行的。

隔热块可以以不同的方式制造。根据一个实施例,一个或每个平行六面体隔热块包括容纳所述隔热填充物的罐体,所述罐体包括底板、盖板以及可选地在所述底板和盖板之间延伸的侧板。根据另一实施例,一个或每个平行六面体隔热块包括底板和盖板,用插入的泡沫块形成隔热填充物。

优选地,一个或每个隔热块包括底板,并且邻接抵靠在定位止动器的隔热块的侧表面包括所述底板的侧表面。因此,定位止动器可以简单地放置在与底板相同的水平面上的支撑表面上。

在这种情况下,底板可以在底板的四个拐角处具有凹入切口的整体为矩形的形状,并且底板的凹入切口的外侧表面邻接抵靠定位止动器。

根据一个实施例,底板的凹入切口包括两个外侧表面,这两个外侧表面分别平行于底板的长度方向和宽度方向且布置成邻接抵靠在定位止动器的两个相互垂直的止动表面上。

根据另一实施例,底板的凹入切口包括一外侧表面,该外侧表面相对于底板的长度方向和宽度方向倾斜且布置成邻接抵靠在定位止动器的止动表面。

根据一个实施例,所述罐壁或每个罐壁的流体密封膜包括沿第一方向延伸的第一系列波纹和沿垂直于第一方向的第二方向延伸的第二系列波纹。

流体密封膜的波纹可以以不同的方式形成。根据多个实施例,波纹相对于平坦部分朝向罐的内部突出,或者波纹相对于平坦部分朝罐的外部突出并容纳在由隔热块的盖板制成的凹槽中。在存在多个膜的情况下,可以组合这些实施例。

锚定和定位构件可相对于隔热块以不同的方式布置。具体而言,锚定和定位构件可被定位以便锚固或有助于同时锚固单个隔热块或多个隔热块,例如两个,三个或四个隔热块。

根据锚定和定位构件的一个实施例,突出元件布置在多个所述并置的隔热块之间,且其间布置有突出元件的一个或多个隔热块具有邻接抵靠在定位止动器的止动表面上的外侧表面。

根据一个实施例,隔热块以多个相互平行的排的形式布置,每行例如沿着罐壁的水平线延伸或倾斜地延伸,并且一个锚定和定位构件布置在一排中至少两个隔热块之间的界面处。定位止动器的止动表面与该排的至少两个隔热块中的每一个的外侧表面相互作用,使得定位止动器将该排的至少两个隔热块中的每一个的外侧表面保持在距突出元件预定距离处。

有利的是,锚定和定位构件布置在位于锚定和定位构件上方的支撑表面上的隔热块的上排和位于锚定和定位构件下方的支撑表面上的隔热块的下排之间,定位止动器的止动表面与上排的至少两个隔热块中的每一个的外侧表面相互作用。

根据一个实施例,锚定和定位构件布置在上排的至少两个隔热块之间的界面处和下排的至少两个隔热块之间的界面处,该夹紧元件被构造成与上排的至少两个隔热块和下排的至少两个隔热块相互作用,以将所述隔热块夹紧在支撑壁上。

因此,锚定和定位构件可以有助于同时锚固至少四个隔热块。

根据锚定和定位构件的另一实施例,突出构件接合在隔热块的厚度中形成的壳体中,该隔热块的厚度与隔热块的边缘相距一定距离,壳体由隔热块的内侧表面限定,所述内侧表面邻接抵靠在定位止动器的止动表面上。

夹紧元件和突出元件可以以不同的方式制造。根据多个实施例,夹紧元件为十字形或矩形板。根据一个实施例,突出元件包括固定螺钉。

支撑壁可以是承载结构的壁,其中构造了流体密封隔热罐。

在这种情况下,隔热屏障可以是单个屏障,并且流体密封膜可以是单个膜。或者,隔热屏障可以是次隔热屏障,而流体密封膜可以是次流体密封膜。

所述罐壁进一步包括布置在次流体密封膜上的主隔热屏障和由所述主隔热屏障承载的主流体密封膜。

厚度止动器优选围绕锚定和定位构件的突出元件布置并且沿着罐壁的厚度方向在承载结构和定位止动器之间布置,厚度止动器具有内表面,之间布置有突出元件的隔热块通过夹紧元件抵靠在所述内表面上。。

支撑壁可以是覆盖有次流体密封膜的次隔热屏障。在这种情况下,隔热屏障是罐壁的主隔热屏障,由所述主隔热屏障承载的流体密封膜是主流体密封膜,所述罐壁还包括次隔热屏障,次隔热屏障覆盖有形成所述支撑壁的次流体密封膜。

优选地,在这种情况下,锚定和定位构件的突出元件被紧固到次隔热屏障并且相对于次流体密封膜的内表面突出。

这样的罐可以形成陆基存储设施的一部分,例如用于储存液化气,或者可以安装在沿海水域或离岸的浮动结构中,特别是甲烷油轮,lpg运输船,浮式储存和再气化装置(fsru),浮式生产储卸油装置(fpso)等。

根据一个实施例,用于运输冷液体产品的船舶包括船体和布置在船体内的前述罐。

根据一个实施例,本发明还提供了一种用于装载或卸载这种船舶的方法,在该方法中,冷液体产品通过隔热管道从浮动或陆基存储设施传送到船舶的罐中,或从船舶的罐中传送到浮动或陆地存储设施。

根据一个实施例,本发明还提供了一种用于输送冷液体产品的系统,系统包括上述船舶,布置成将安装在船舶中的罐连接到浮式或陆基础存储设施的隔热管道,和用于使冷液体产品通过隔热管道在浮式或陆地存储设施和船舶的罐之间流动的泵。

附图说明

通过参考附图,在接下来对本发明的几个特定实施例进行描述的过程中,本发明将被更好地理解,并且本发明的其他目的,细节,特征和优点将变得更加清楚明了,其中给出的几个特定实施例仅为了说明而非限制。

图1是运输和/或储存液化气体的罐的一部分的剖视透视图,示出了根据第一实施例的平坦罐壁。

图2是根据一实施例的锚定件的截面图。

图3是图2的锚定件的放大透视图。

图4是图1的平坦罐壁的细节的俯视图。

图5是运输和/或储存液化气体的罐的一部分的剖视透视图,示出了根据第二实施例的平坦罐壁。

图6是根据一实施例的夹紧元件的透视图。

图7是图5的平坦罐壁的细节的俯视图。

图8是根据一实施例的具有不同尺寸的一系列定位止动器的俯视图。

图9是根据另一实施例的具有不同尺寸的一系列定位止动器的俯视图。

图10是具有剥离的调节带的定位止动器的俯视图。

图11是图10的定位止动器的放大透视图,其中部分地移除了调节带。

图12和13是具有可拆卸调节带的定位止动器在分离状态和组装状态下的两个透视图。

图14和15是支撑体的两个透视图,示出了支撑体的两个相对的面。

图16是可以安装在图14和图15的支撑体上并且具有不同厚度的一系列调节插入件的透视图。

图17是根据第三实施例的平坦罐壁中的隔热块的图18的线xvii-xvii上的示意性截面图。

图18是图17的隔热罐体的示意性俯视图。

图19是类似于图7的视图,示出了通过将插入件安装在支撑体上而获得的定位止动器。

图20是根据第四实施例的平坦罐壁的俯视图。

图21是处于两个相互交换位置的可交换定位止动器的俯视图。

图22是根据第五实施例的平坦罐壁的俯视图。

图23是根据第六实施例的平坦罐壁的俯视图。

图24是甲烷油轮或用于运输lpd的船舶的罐和用于装卸/卸载该罐的终端的剖面的示意图。

具体实施方式

下面结合用于运输液化气体的船舶的双壳体的内壁构成的承载结构描述附图。这种类型的承载结构具有众所周知的多面体几何形状。

承载结构的每个壁承载相应的罐壁。根据一个第一实施例,每个罐壁由一单个的隔热屏障组成,隔热屏障承载一单个的流体密封膜,流体密封膜与储存在罐内的流体接触,流体为例如含有丁烷、丙烷、丙烯等的液化石油气,且液化石油气的平衡温度在-50℃和0℃之间。

参照图1至图4,现在将给出罐的平坦壁的更多细节的描述。在这方面,应该注意的是,平坦壁是根据平面的两个方向上的周期性图案产生的,并且取决于要覆盖的表面的尺寸大小,该图案可以在更大或更小程度上进行重复。因此,所表示的隔热元件8的数量不受限制,并且可以根据由于承载结构的几何形状所产生的要求在一种或另一种意义上进行修改。此外,在大范围的平坦壁上,可能局部存在一个或多个奇特区域,在所述一个或多个奇特区域中,为了通过障碍物或接收特定设备而必须修改图案。图1示出了根据第一实施例的罐的竖直壁或倾斜壁。箭头100指示罐壁的最大倾斜方向并且朝向上方。

罐壁的隔热屏障由锚固在整个承载壁1上的多个平行六面体隔热元件8构成。隔热元件8一起形成平坦表面,其中以切割形式示出的流体密封膜12锚固在所述平坦表面上。隔热元件8并列为规则的矩形网格。借助于布置在规则矩形网格的每个节点处的锚定件10将隔热元件8锚固在承载壁1上。

每个隔热元件8包括底板17,两个纵向侧板21,两个横向侧板22和盖板19。所有这些面板都是矩形的,并且限定了隔热元件的内部空间。底板17和盖板19彼此平行并平行于承载壁1延伸。侧板21,22垂直于底板17延伸并且在隔热元件的整个周边上连接底板17和盖板19。在平行于纵向侧板21的隔热元件的内部空间中,可以在底板17和盖板19之间布置承载间隔件(未示出)。垂直于纵向侧板21延伸的横向侧板22包括通孔23。这些通孔23旨在允许惰性气体在隔热屏障中循环。面板和承载间隔件通过任何合适的方式例如螺钉,u形钉或钉子附接,并一起形成罐体,在该罐体中布置有隔热填充物(未示出)。该隔热填充物优选为非结构性的,例如珍珠岩或玻璃棉或低密度聚合物泡沫,密度例如约为10-50kg/m-3

底板17包括从纵向侧板21突出的纵向边界11和从横向侧板突出的横向边界56。突出部57在隔热元件8的拐角处由纵向边界11所承载,以与锚定件10相互作用。

图1还示出了胶泥60的珠子,隔热元件靠在其上。这些胶泥60的珠子优选地是不粘的,以便隔热元件8相对于承载壁1进行滑动间隙。通过布置在四个拐角处的锚定件10将隔热元件8锚固到承载壁上,所述多个隔热元件8都这样固定,其中在每种情况下,一个锚定件10与四个相邻的隔热元件8相互作用。

如图1所示,锚定件10布置在每个隔热元件8的拐角处。隔热元件8的每个突出部57与相应的锚定件10相互作用,同一个支撑构件10与四个相邻的隔热元件8的突出部57相互作用。相邻隔热元件8的拐角包括凹部,该凹部伴随着与锚定件10对齐的长杆形成。该长杆允许在安装期间接入紧固构件10。该长杆填充有隔热填充物41并且用封闭板42覆盖,以与隔热元件8的盖板形成平坦表面。

图2和图3示出了锚定件10的一个实施例。销38垂直于承载壁1延伸。销38与承载壁1相对的一端包括螺纹。矩形形状的支撑板39包括由销38穿过的中心孔。螺母40安装在销38的螺纹端上。每个销38的支撑板39因此通过所述螺母40抵靠突出部57的罐侧面。图1还示出了插入在支撑板39和螺母40之间的一组贝氏垫圈37,用于将支撑板39弹性地支撑在隔热元件8上。

在外端,固定螺钉38拧入容纳在中空基部62中的开槽螺母61中。包含开槽螺母61的中空基部62已预先焊接到承载壁1。因此,固定螺钉38的安装是简单的。或者,固定螺钉38可以直接焊接在承载壁1上。

在承载壁1上围绕中空基部62放置厚度止动器63,以便容纳四个相邻隔热元件8的拐角,其中隔热元件8搁置在厚度止动器上。厚度止动器63和胶泥60的珠子用于消除承载壁的不平坦性并因此为隔热元件8提供了所搁置的平坦表面。

此外,在厚度止动器63上方突出的定位止动器64围绕中空基部62安装在厚度止动器63上。定位止动器64用作固定隔热元件8的拐角的止动件。更确切地说,1纵向边界11恰好是纵向侧板21的长度,而横向边界56恰好是横向侧板22的长度,使得拐角处的纵向边界11的端面和横向边界56的端面形成两个正交的表面,这两个正交的表面相对于底板17的矩形轮廓限定凹入切口9且与定位止动器64的两个相应面接触。

定位止动器64和厚度止动器63可以制造成单件,但是这需要大量增加止动器的数量以覆盖所有尺寸的组合。

图4是与锚定件10垂直的罐壁放大俯视图,并且更精确地示出了四个隔热元件8相对于定位止动器64的位置。以虚线绘制出厚度止动器63和支撑板39。

相对于最大斜率100的方向,隔热块被布置成与水平线平行的多排的形式,换言之此处为上排3和下排4。锚定件10布置在上排3和下排4之间以及上排3的两个隔热元件8之间的界面处以及下排4的两个隔热元件8之间的界面处。因此,支撑板39均与上排3的两个隔热元件8和下排4的两个隔热元件8相互作用,以将四个隔热元件8夹紧在承载壁1上。

定位止动器64布置在中空基部62的顶侧上并且具有朝向承载壁的第一止动表面5,该第一止动表面5接收抵靠上排3的两个隔热元件8的纵向边界11的端面。这种邻接确保隔热元件8沿着最大斜率100的方向明确而持久地地定位。

此外,定位止动器64具有第二止动表面6,该第二止动表面6面向接收抵靠位于图4右侧的两个隔热元件8的横向边界56的端面的一侧。这种邻接确保隔热元件8沿着与最大斜率100的方向垂直的方向明确而持久地定位。由于定位间隙,在定位止动器64的相对面7和位于图4的左侧的两个隔热元件8的横向边界的端面之间存在一间隙。

自然地,如果多排隔热元件8是水平的,则在右侧或左侧上邻接隔热元件8在技术上是一样的。另一方面,如果多排隔热元件8是倾斜的,则优选抵靠在最低拐角所在的隔热元件8的侧面上。因此,隔热元件8相对于定位止动器64的止动位置是在隔热元件8的重量的作用下稳定的位置。

通过将隔热元件8邻接在定位止动器64上,可以看出,锚定件10还实现了定位隔热元件8的功能。在上述实施例中,优选的是,所有的锚定件10是锚定和定位构件,以便壁的所有隔热元件8可靠地定位。在一个实施例中,定位止动器64可以从某些锚定件10中省略,特别是如果锚定件10的数量更多。定位止动器64包括面向上排3的两个隔热元件8的内部切口,使得当将定位止动器64放置在基部62上时可以提供灵活性,从而可以方便定位止动器的安装。

回到图1,流体密封膜12覆盖于多个彼此并置的金属板上。这些金属板优选为矩形。将金属板焊接在一起以确保流体密封膜的密封性。每个隔热元件8在罐侧表面上包括两个垂直的锚固带14,所述锚固带14容纳在相应的埋头孔中并且旋拧或铆接在盖板上。锚固带14优选平行于波纹13布置。锚固带14在容纳有锚固带14的埋头孔的中央部分上延伸。热保护装置54容纳在埋头孔的端部。

金属板的拐角和边缘与支撑流体密封膜12的隔热元件8的锚固带14对齐。流体密封膜12的金属板被焊接在金属板所抵靠的锚固带14上。热保护装置54防止在沿着金属板的边界彼此焊接金属板时隔热元件8的劣化。热保护装置54由耐热材料制成,例如由基于玻璃纤维的复合材料制成。金属板在锚固带14上的焊接允许流体密封膜12保持在隔热屏障上。

为了使密封膜响应于罐受到的各种应力而变形,特别是响应于液化气加载到罐中所引起的热收缩而变形,金属板包括多个波纹13,波纹面向罐的内部。更具体地,流体密封膜12包括形成规则矩形图案的第一系列波纹13和第二系列波纹13。

图1还示出了每个波纹金属板包括在沿着四个边缘中的两个边缘的凸起边界区域66中偏移的厚度,其他两个边缘是平坦的。凸起的边界区域66覆盖相邻的金属板的平坦的边界区域,并且将最终以连续的方式焊接到平坦的边界区域上,以便确保两个金属板之间的流体密封连接。凸起的边界区域66通过形成折叠的操作获得,所述折叠也被称为台阶部分。

上述用于形成具有单个流体密封膜的罐的技术也可以用于各种类型的罐中,例如用于在陆基设施中,或者在浮式结构中,例如甲烷油轮等,形成液化天然气(gnl)的双膜罐。在这种情况下,前面附图中示出的流体密封膜可以被认为是次流体密封膜,并且可以认为,主隔热屏障以及主流体密封膜(未示出)也需要被添加到该次流体密封膜。因此,该技术也可以应用于具有多个隔热屏障以及叠置的流体密封膜的罐。

现在将参考图5至图7描述特别适合于双膜罐的平坦罐壁的第二实施例。

图5示出了用于储存流体的流体密封的隔热罐的多层结构的剖视图。

罐的壁从罐的外部到内部包括,一次隔热屏障201,次隔热屏障201包括固定到承载结构203的并置的隔热块202,一次流体密封膜204,次流体密封膜204由次隔热屏障201的隔热块202承载,一主隔热屏障205,主隔热屏障205包括并置的隔热块206,隔热块206通过主保持构件固定到次隔热屏障201的隔热块202上,以及一主流体密封膜207,主流体密封膜207由主隔热屏障205的隔热块206承载并用于与容纳在罐中的低温流体接触。

承载结构203尤其可以是自支撑金属板,或者更一般地是具有合适机械性能的任何类型的刚性隔离物。承载结构203可以特别地由船舶的壳体或双壳体形成。承载结构203包括限定罐的整体形状的多个壁,多个壁通常是多面体形式。

次隔热屏障201包括借助粘合树脂珠(未示出)粘合到承载结构203的多个隔热块202。为了确保隔热块202的锚定,树脂珠本身必须具有足够的粘性。可替代地或组合地,隔热块202可以借助于上述锚定件10或放置在隔热块202外围或隔热块202内部中的类似机械装置来锚固。隔热块202具有基本上矩形的平行六面体形状。

如图5所示,隔热块202并排设置并有间隔地分开,保证了功能性的安装间隙。次隔热屏障的隔热块202承载主锚定件219,例如固定螺钉或金属杆,并且主隔热屏障包括多个并置的矩形平行六面体隔热块206,隔热块206被锚定到主要锚定件。

次流体密封膜204包括例如多个波纹金属板,每个波纹金属板基本上为矩形。波纹金属板相对于次隔热屏障201的隔热块202以偏置的方式布置,使得每个所述波纹金属板共同地在至少四个相邻的隔热板202上延伸。

次流体密封膜204包括切口以允许主锚定件219突出到次流体密封膜204上方,并且次流体密封膜204的切口的边缘以密封方式围绕主锚定件219焊接到次隔热屏障的隔热块202的金属锚固件上。优选地,这些切口在矩形板的边缘上形成,但是它们也可以在位于矩形板内的平坦部分中产生。

例如,隔热块202各自包括一层隔热聚合物泡沫,其夹在构成盖板的内部刚性板和构成底板的外部刚性板之间。内部刚性板和外部刚性板例如是粘合到一层隔热聚合物泡沫的胶合板。隔热聚合物泡沫尤其可以是基于聚氨酯的泡沫。聚合物泡沫有利地用玻璃纤维加强,玻璃纤维有利于减小热收缩。

内板210具有彼此垂直的两个系列的两个凹槽,以形成凹槽网络。所述系列凹槽中的每一个凹槽平行于隔热块202的两个相对侧。凹槽5旨在容纳朝向罐的外侧突出的波纹13,该波纹13形成于次流体密封屏障204的金属板上。

每个波纹金属板具有沿第一方向延伸的第一系列平行波纹13和沿第二方向延伸的第二系列平行波纹13。两个系列波纹13的方向是相互垂直的。系列波纹13中的每一个平行于波纹金属板的两个相对边缘。波纹13在此向罐的外侧突出,即朝向承载结构203突出。波纹金属板包括多个在波纹13之间的平坦部分。在两个波纹13的每个相交处,金属板包括一节点区域。节点区域包括一中心部分,中心部分具有朝向罐的外侧突出的顶点。

次流体密封膜204例如由制成:即铁和镍的合金,其膨胀系数通常在1.2×10-6和2×10-6k-1之间,或者为高锰含量的铁合金,其膨胀系数通常约为7×10-6k-1。或者,次流体密封膜204也可以由不锈钢或铝制成。

可以采用不同的已知技术来生产主隔热屏障205和主流体密封膜207,例如如wo-a-2016046487中所教导的。

如图5所示,主隔热屏障205在这里包括多个基本上为矩形平行六面体形式的隔热块206。隔热块206相对于次隔热屏障201的隔热块202偏置,使得每个隔热块206在次隔热屏障201的多个隔热块202上延伸,例如在四个或八个隔热块202上延伸。

就像第一实施例的隔热元件8一样,如果隔热块206仅通过卷边保持,则隔热块206可能通过在次流体密封膜204上滑动而移动。为了防止这种情况的发生,至少在非水平壁上或在所有壁上,至少一些主锚定件219,例如位于隔热块206底部的拐角处的那些主锚定件,被配置为主锚定和定位构件,以便壁的隔热块206可靠地定位。为此,可以以与第一实施例的定位止动器64类似的方式布置定位止动器。

在一个实施例中,可以以图7所示的方式将主隔热屏障205的隔热块206紧固在由次隔热屏障201承载的主锚定和定位构件上。图7是与图5的区域vii垂直的主隔热屏障205的俯视图,示出了主锚定和定位构件的实施例。

主锚定和定位构件包括销15,销15相对于次级流体密封膜204在四个隔热块206的相邻拐角之间形成的方形凹部30中突出。凹部30借助于在每个隔热块206的每个拐角中形成的凹入切口7形成。隔热块206包括斜槽18,该斜槽18暴露邻近凹入切口7的外部刚性板的区域29。

在图7中示出的十字形夹紧元件65包括突片68,该突片68容纳在斜槽18内并抵靠凹槽内未被覆盖的外板的区域29,以便将外板夹在突片68和次隔热屏障201的隔热块202之间。夹紧元件65接合在销15上。此外,螺母(未示出)与销15的螺纹相互作用以紧固夹紧元件65。

定位止动器16在销15上接合在夹紧元件65和未被覆盖在凹部30的底部处的部分次流体密封膜204之间。为此,夹紧元件65可以形成为如图6所示的那样,其具有半球形的大致形状,该半球形的大致形状包括中心部分67,在所述中心部分67下可以容纳定位止动器16,并且突片68相对于中心部分67朝向罐的外侧弯曲。每个突片68的端部包括平行于中心部分67的部分以平坦地支撑在外板的区域29上。中心部分67包括用于销15通过的孔66。

定位止动器可以以不同的方式制造。在图7和图8所示的实施例中,定位止动器16具有带槽21的孔20,以便实现弹性间隙,从而使得定位止动器16能够卡扣在销15的合适部分上。平坦止动表面22布置在距孔20预定距离处并且在操作期间面向罐壁的向上方向。位于高于定位止动器的两个隔热块206的外板的侧表面抵靠在平面止动表面22上。此侧表面在此处位于形成在隔热块206的拐角处的凹入切口7中。

图8示出了具有不同尺寸的一批定位止动器16,以便调节隔热块206的侧表面和销15之间的预定距离。此处,该批次可以制造成尺寸按照例如具有一个或几个毫米的预定刻度尺系统地进行。指示定位止动器16的尺寸的标记24可以被印刷或雕刻在其上,以便于组装操作。标记24在此表示作为相对于标记的标称尺寸“0”的间隔的尺寸。色码可以交替使用或与标记24结合使用。

在图9所示的实施例中,定位止动器25不是对称的,并具有用于接收销15的孔26,第一止动表面27和第二止动表面28,其中第一止动表面27位于距孔26预定的第一距离处并且沿第一方向定向,第二止动表面28位于距孔26预定的第二距离处并且沿着与第一止动表面27相反的第二方向定向。

定位止动器25可以在相对于彼此转过180°的两个位置上接合在销15上,以使第一止动表面27或第二止动表面28面向上并接收位于较高位置的隔热块206的侧表面。或者,止动表面27和28可以相对于彼此成90°或以另一角度定向。可以设想更多的止动表面。

图9示出具有不同尺寸的一批定位止动器25,已知每个实例已经提供对应于两种调节的两个尺寸。指示两个尺寸的标记24可以用在定位止动器16中。

图10和图11示出了定位止动器31,该定位止动器31包括具有构造为第一止动表面的侧表面33的支撑体32和安装在第一止动表面上的具有预定厚度的调节带34。调节带34的表面35被构造为与第一止动表面间隔开调节带的预定厚度的第二止动表面。调节带34可拆卸地安装在支撑体32上。因此,根据调节带34是否存在,定位止动器31还提供对应于两种调节的两个尺寸。指示两个尺寸的标记24可以用在定位止动器16中。

在图12和图13的实施例中,定位止动器44包括设置有孔46的支撑体45和可拆卸地重叠在支撑体45上的多个调节带47,以允许调节止动表面48和孔46之间的距离。调节带47在此用螺钉49安装,但其他组装技术也是可能的。

在图14至16和19所示的实施例中,定位止动器50包括支撑体51,支撑体51具有构造为燕尾榫52的两个相对的侧表面。或者,可以提供多于或少于两个的燕尾榫。调节插入件53具有构造为燕尾槽54的侧表面,侧表面适于接合在燕尾榫52中的一个或另一个上,以便将调节插入件53可拆卸地附接在支撑体51上。调节插入件53具有侧表面55,该侧表面55被构造为相对于燕尾槽54的止动表面。

图14和15示出了支撑体51的两个面。图16至18示出了具有不同尺寸的预定批量的三个调节插入物53。图19是类似于图7的视图,示出了使用定位止动器5将隔热块206相对于销15定位。

图21示意性地示出了在两个不同位置中的可用于上述罐壁中的锚定和定位构件82。锚定和定位构件82包括两个突出元件83,84,突出元件83,84布置在多个所述并置的隔热块之间并朝罐的内部空间突出。

定位止动器85具有两个壳体86,87,所述两个壳体86,87横穿定位止动器85的厚度以接收两个突出元件83,84。第一止动表面88位于距壳体86的中心第一距离b处,并且平行于第一止动表面88的第二止动表面89位于距壳体87的中心第二距离b处。

定位止动器85可以在所示出的两个位置处接合在两个突出元件83,84上,第二位置可以与第一位置交换。

图20示意性地示出了使用布置在隔热块91的拐角处的锚定和定位构件90的另一罐壁。省略了流体密封膜。

这里,隔热块91具有由角已经被倾斜切割的矩形产生的八边形轮廓。位于隔热块91下方的倾斜表面92与两个定位止动器93的同样倾斜的止动表面95相互作用。

为了保持定位止动器93和夹紧元件(未示出),锚定和定位构件90在此包括五个突出杆94,并且每个定位止动器93在其中两个突出杆上接合。然而,可以设想更多或更少数量的突出杆。对于其余部分,实现可以类似于上述实施例。

由此布置隔热块的周期性图案不一定是规则的矩形网格。图22和图23示出了不同的图案,其中隔热块具有矩形轮廓并且包括隔热块96和隔热块97,隔热块96的长度在最大斜率100的方向上定向,隔热块97的宽度在最大斜率100的方向上定向,彼此交替。

在图22和图23中,位于隔热块97下方的侧表面98与位于隔热块97的两个纵向端部处的两个定位止动器99相互作用。为了保持定位止动器99和夹紧元件(未示出),锚定和定位构件101在此包括五个或七个突出杆102,并且每个定位止动器99在其中两个突出杆上接合。然而,可以设想更多或更少数量的突出杆。对于其余部分,实现可以类似于上述实施例。

定位止动器99是矩形板,其在图22和图23中以两个不同的方向使用。在图22中,止动表面平行于定位止动器99的宽度。因此定位止动器99的纵向尺寸用于相对于锚定和定位构件101调节隔热块97的定位。

在图23中,止动表面平行于定位止动器99的长度。因此,定位止动器99的横向尺寸用于相对于锚定和定位构件101调节隔热块97的定位。

上述定位止动器可以以类似的方式与不同制造的锚定件一起使用,例如在fr-a-2887010,fr-a-2973098或wo-a-2013093262中教导的锚定件。

图17和图18进一步示出了罐壁的另一实施例,其中与前述实施例不同,定位止动器364与隔热块308的内侧表面相互作用。与图1中的元件类似或相同的元件具有相同的附图标记,该附图标记增加了300。

更确切地说,隔热块308形成覆盖支撑表面301的重复系列隔热块的一部分,用于锚固隔热块308的杆338以突出方式固定在该支撑表面301上。为了接收杆338和将被紧固在该接收杆上的夹紧元件339,隔热块308在每种情况下包括一壳体,该壳体在距边缘一定距离处形成,例如在隔热块308的中间区域中,在隔热块308的厚度中形成。

在所示的示例中,隔热块包括夹在例如由胶合板制成的盖板319和底板317之间的隔热材料块58,例如聚氨酯泡沫。在此,壳体包括长杆59,该长杆穿过盖板319和隔热材料块58的整个厚度,以露出底板的区域69,夹紧元件339在安装位置处施加压力在该区域69上。

此外,壳体还包括在长杆59的延伸部分中穿过底板317制成的孔309,以接收杆338。为了将隔热块308相对于杆338定位,定位止动器364接合在杆338上并且与孔309的内侧表面相互作用。因此,此处与定位止动器364接触的正是底板317的内侧表面。

在一个变型中,特别地,通过在定位止动器接触的隔热材料区域上提供保护覆盖物,定位止动器364可以在长杆59中定位得更高,位于夹紧元件339的上方或下方。在放置夹紧元件339之后,长杆59填充有隔热填充物341。

定位止动器364可以具有不同的形状,设计成与孔309的内侧表面的一个或多个区域接触。在图18的示例中,定位止动器364的椭圆形状具有两个止动区域,其相对于最大斜率100的方向倾斜地定向。在该示例中,椭圆形状不是对称的,以便允许使用止动器,以在两种不同情况下通过使止动器枢转180°而定位面板。剖面线xvii-xvii穿过两个止动区域中的一个。可以设想其他形状,特别是规则或不规则的多边形形状。

为了简单起见,上述定位止动器优选由注塑塑料制成,例如高密度聚乙烯。也可以使用其他材料,特别是金属。此外,通过接合在锚定件的杆、销或其他突出元件上,定位止动器的安装可以非常快速地实现。

参照图24,甲烷油轮70的剖视图示出了整体形状为棱形的流体密封隔热罐71,密封隔热罐安装在船舶的双壳体72中。罐71的壁包括旨在与容纳在罐中的液化气体接触的主流体密封屏障,布置在主流体密封屏障和船舶的双壳体72之间的次流体密封屏障,以及分别布置在主流体密封屏障和次流体密封屏障之间以及次流体密封屏障和双壳体72之间的两个隔热屏障。在简化版本中,船舶包括单壳体。

以本身已知的方式,布置在船舶的上甲板上的装载/卸载管道73可以通过合适的连接器连接到海上终端或港口终端,以将液化气体的货物往来于罐71之间运输。

图24示出了包括装载和卸载站75,水下管道76和陆基设施77的海上终端的一个示例。装载和卸载站75是固定的离岸设施,其包括移动臂74和塔架78,塔架78支撑移动臂74。移动臂74支撑一束隔热柔性管79,其可以连接到装载/卸载管道73。可定向的移动臂74可以适应所有尺寸的甲烷油轮。未示出的连接管,在塔架78内延伸。装载和卸载站75允许甲烷油轮70卸载到陆基设施77或从岸上设施77装载。岸上设施77包括液化气储罐80和连接管道81,连接管道81通过水下管道76连接到装载或卸载站75。水下管道76允许液化气体在装载或卸载站75与陆基设施77之间长距离传送,传送距离例如为5km,使得甲烷油轮70在装载和卸载操作期间能够与海岸之间保持远距离。

为了产生输送液化气体所需的压力,使用船70上装载的泵和/或陆基设施77配备的泵和/或装载和卸载站75配备的泵。

尽管已经结合多个特定实施例描述了本发明,但是非常明显的是,本发明不以任何方式受限于此,并且其包括所描述的方式的所有技术等同物以及它们的组合,前提是它们的组合也在本发明的保护范围内。

“包括”或“包含”以及其同义的动词的使用不排除权利要求中列出的元件或步骤以外的元件或步骤的存在。

在权利要求中,括号之间的任何参考符号不应被解释为对权利要求的限制。

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