安装用于密封且隔热的储罐的锚固装置的方法与流程

本发明涉及用于储存和/或运输流体、如低温流体的密封且隔热的储罐的领域。

密封且隔热的储罐主要用于储存液化天然气(lng)，液化天然气在大气压下、-162℃左右的温度下储存。

背景技术：

lng运载船只的储罐例如从法国专利fr-a-2549575中已知。lng运载储罐具有多个纵向储罐壁和多个横向储罐壁。储罐的各壁具有双密封膜片，其插入有双重隔热屏障。该储罐集成到承载结构中，在这种情况下承载结构由lng运载船只的船壳形成。

在装载和卸载lng时，温度的变化和填充储罐的过程会在储罐的膜片上施加高应力。类似地，在海上运输期间，船只的运动会在储罐的屏障上施加相当大的力。为了避免储罐的密封和隔热特性退化，一级密封膜片和二级密封膜片借助于在储罐的横向壁与纵向壁之间的转角处的连接环锚固到承载结构。

连接环在承载结构上的锚固在一方面上、并且它们与密封膜片的连接在另一方面上允许在膜片与船只的船壳之间传递载荷，从而加强了储罐的整体结构。

连接环尤其使得能够承受由形成密封屏障的金属元件的热收缩、船壳在海中的变形以及填充储罐的过程引起的拉伸应力。

在fr-a-2629897中，已经提出用具有正方形横截面的梁制备连接环，这使得能够减少在船只上的组装操作。

当使用这种梁时，由于对对准的要求较高，必须小心地进行安装操作：若干相继的梁之间的偏移可能造成旨在支撑密封膜片的支撑表面缺乏一致性，并因此可能造成该膜片局部弱化的风险。

技术实现要素：

本发明所基于的构思是提供一种在形成边缘的两个壁之间的接合部附近安装储罐的壁的方法，该方法在精度和操作简单性方面均提供有优势。

本发明提供了一种安装用于密封且隔热的储罐的锚固装置的方法，储罐用于储存流体，并提供了一种可以通过该安装方法获得的密封且隔热的储罐。

密封且隔热的储罐包括多个储罐壁，其中每个储罐壁在厚度方向上均包括承载壁、锚固到承载壁的二级隔热屏障、平行于承载壁的二级密封膜片、一级隔热屏障和平行于承载壁并且设计成与储罐中的流体接触的一级密封膜片。

密封且隔热的储罐主要包括：

-承载结构，承载结构包括在边缘处相接的第一承载壁和第二承载壁，所述第一承载壁和所述第二承载壁中的每一者均具有一级锚固板和二级锚固板，一级锚固板和二级锚固板朝向储罐的内侧突出，并且平行于边缘地放置，使得二级锚固板与边缘之间的距离对应于二级隔热屏障的厚度并且一级锚固板与二级锚固板之间的距离对应于一级隔热屏障的厚度，以及

-由平直金属片材组成的连接梁，其中平直金属片材焊接在一起以形成：

中空的中央芯部，中央芯部具有平行四边形截面，中央芯部具有第一转角、第一侧部和第二侧部，第一转角的值与第一承载壁和第二承载壁之间的角的值相同，第一侧部的长度等于第一承载壁的一级锚固板与二级锚固板之间的距离，并且第二侧部的长度等于第二承载壁的一级锚固板与二级锚固板之间的距离，

两个二级锚固凸缘，二级锚固凸缘从中央芯部的第一转角朝向中央芯部的外侧突出、并与中央芯部的在所述第一转角处相交的两个侧部对齐，

两个二级连接凸缘，二级连接凸缘关于中央芯部在与二级锚固凸缘相反的方向上朝向中央芯部的外侧突出、并且也与中央芯部的在所述第一转角处相交的两个侧部对齐，

两个一级连接凸缘，一级连接凸缘从中央芯部的第二转角朝向中央芯部的外侧突出、并与中央芯部的在所述第二转角处相交的两个侧部对齐，其中第二转角与中央芯部的第一转角沿对角线相对，以及

两个一级锚固凸缘，一级锚固凸缘关于中央芯部在与一级连接凸缘相反的方向上朝向中央芯部的外侧突出、并且也与中央芯部的在所述第二转角处相交的两个侧部对齐。

本发明还提供了一种连接梁，一个或多个隔热元件固定到连接梁并且/或者固定在连接梁中；这些隔热元件可选自于由中央隔热元件、侧部隔热元件和角部隔热元件组成的组中。

根据实施例，隔热元件呈填充有由各种材料制成的隔热衬料的平行六面体腔室的形式，或者呈胶合板-聚氨酯泡沫-胶合板制成的夹层结构的形式。

根据一个实施例，该过程以提供承载结构和连接梁、或者使用已经提供的承载结构和连接梁开始，并且还包括以下步骤：

借助于多个长度可调节的紧固件通过在第一承载壁的二级锚固板和第二承载壁的二级锚固板的方向上调节两个二级锚固凸缘而将连接梁平行于边缘地附接到承载结构，长度可调节的紧固件放置在两个一级锚固凸缘与第一承载壁的一级锚固板和第二承载壁的一级锚固板之间，

调节长度可调节的紧固件的长度，以调节一级连接凸缘或二级连接凸缘相对于参考表面的距离和平行度，

将两个二级锚固凸缘焊接到第一承载壁的二级锚固板和第二承载壁的二级锚固板，以将连接梁固定到承载结构，

移除长度可调节的紧固件，以及

通过将连接板焊接在一起而将两个一级锚固凸缘固定到第一承载壁的一级锚固板和第二承载壁的一级锚固板。

由于这些特性，可以相对于由例如承载结构提供的参考表面精确地定位连接梁，使得可以以较高的精准度对齐不同段的连接梁，即，通常使相继两段之间的偏差小于+/-2mm。

根据实施例，这种安装方法可以包括在将连接梁附接到承载结构之前将一个或多个隔热元件固定到连接梁并且/或者固定在连接梁中的步骤；这些隔热元件可选自于由中央隔热元件、侧部隔热元件和角部隔热元件组成的组中。

根据一个实施例，连接梁由片材或具有低膨胀系数的其他任意金属构成。

根据一个实施例，第一壁的承载结构是船只的纵向壁，第二壁的承载结构是船只的横向壁。

根据一个实施例，本发明还提供一种由上述安装方法所获得的储罐。

这种储罐可以是陆上储存设备的例如用于储存lng的部分，或者可以安装在浮式、沿海或深水结构中，尤其是乙烷或lng运载船只，浮式储存和再汽化单元(fsru)、浮式生产储存卸货单元(fpso)等。在浮式结构的情况下，储罐可以被设计成容纳作为用于推进浮式结构的燃料的液化天然气。

根据一个实施例，用于运输流体的船只包括船壳、如双层船壳以及安装在船壳中的前述储罐。

根据一个实施例，本发明还提供了一种装载或卸载这种船只的方法，其中通过隔热管在船只的储罐与浮式或陆上储存设备之间来回地输送流体。

根据一个实施例，本发明还提供了一种用于流体的转移系统，其中该系统包括上述船只，布置成将安装在船只的船壳中的储罐连接到浮式或陆上储存设备的隔热管以及用于通过隔热管在船只的储罐与浮式或陆上储存设备之间来回地运载流体的泵。

附图说明

在下面参照附图对仅出于说明性而非穷尽性的目的给出的本发明的几个特定实施例进行描述的过程中，将更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特征和优点将变得更加清楚。

-图1是密封且隔热的储罐在两个壁之间的接合部处的局部剖切透视图。

-图2是在定位连接梁时的图1中示出的密封且隔热的储罐的两个壁之间的接合部的截面视图。

-图3是在定位连接梁时使用的长度可调节的紧固件的放大的详细视图。

-图4是在定位连接梁期间密封且隔热的储罐的两个壁之间的接合部的透视图。

-图5是根据第二实施例的连接梁的透视图。

-图6是根据第三实施例的连接梁的透视图。

-图7是lng运载船只的储罐和用于装载/卸载该储罐的码头的剖切示意图示。

-图8是包括多个储罐的船只的示意性透视图。

具体实施方式

图8表示出船只70，例如lng运载船只，其包括多个储罐71。

这种船只70包括船壳90，其形成有用于多个储罐71(在图8中以实线表示)的承载结构(在图8中以虚线表示)。

集成在船壳90中的储罐71具有多面体形状。更具体地，储罐71具有底部纵向壁1a、顶部纵向壁1b、两个纵向侧壁1c以及下部斜切纵向壁和上部斜切纵向壁1d。

这种储罐71的总体结构是众所周知的。因此，考虑到储罐的所有壁可以具有类似的总体结构，将仅描述储罐的一个壁区域。

关于图1，描述了根据一个实施例的储罐壁1的多层结构。储罐壁1在储罐的厚度方向上、从外到内地、具有二级隔热屏障6、二级密封膜片7、一级隔热屏障8和设计成与储存在储罐中的流体接触的一级密封膜片9，其中二级隔热屏障6置靠于承载壁5。

一级隔热屏障8和二级隔热屏障6均由隔热元件构成，更具体地由平行六面体隔热室10构成，所述隔热室10以规则样式并置。已知用于制备这种隔热元件的不同的技术。例如，每个隔热室10均具有底板11和盖板12。侧板13和内部分隔件14在储罐壁的厚度方向上于底板11与盖板12之间延伸。侧板13、底板11和盖板12以及内部分隔件14界定了装配隔热衬料的空间，隔热衬料例如由玻璃棉、聚合物泡沫、膨胀珍珠岩或其他材料制成。每个隔热室10均借助于锚固装置放置在承载壁5上，所述锚固装置可以根据已知技术以不同的方式制造而成，并且例如如fr2973098公开物中所描述那样。一级隔热屏障8和二级隔热屏障6的隔热室10分别具有一级膜片9和二级膜片7。

二级膜片7和一级膜片9例如由一系列具有折叠边缘的、被称为平行条板15的金属板构成，这些平行条板15与长形的焊接支撑件16交替放置。条板15和焊接支撑件16由具有低膨胀系数的合金制成。条板15和焊接支撑件16例如由即一种铁和镍的合金、制成，其膨胀系数通常介于1.2×10^-6/k至2×10^-6/k之间，或者由具有高锰含量的铁合金制成，其膨胀系数通常为7×10^-6/k的量级。二级膜片7和一级膜片9的厚度通常介于0.5mm至1.5mm之间，优选地为0.7mm。

条板15在整个宽度上包括平直的中央条带和折叠的侧边缘，其中平直的中央条带置靠于隔热室10的盖板12。折叠的边缘垂直于平直的中央条带略微延伸。条板15的折叠的边缘密闭地焊接到焊接支撑件16。焊接支撑件16总是放置在下层的隔热屏障6、8处，例如通过以倒置的t或j的形式容置在形成于隔热室10的盖板12中的凹槽中。在fr2968284公开物中给出了制造这种膜片的更多细节。

以下段落更清晰地描述了储罐的角部区域。图1是第一储罐壁1(在yz平面中延伸)和第二储罐壁2(在xz平面中延伸)之间的接合部区域100的透视图。

在接合部100处，第一壁1的承载壁5和第二壁2的承载壁25在边缘101(沿z方向延伸)处相接，两个储罐壁1、2的二级膜片7、27和一级膜片9、29通过锚固装置连接，以第一方面将二级密封膜片7、27和一级密封膜片9、29锚固至第一壁1的承载壁5并且第二方面将二级密封膜片7、27和一级密封膜片9、29锚固至第二壁2的承载壁25。

更具体地，第一壁1的二级膜片7和一级膜片9垂直地锚固在第二壁2的承载壁25上。类似地，第二壁2的二级膜片27和一级膜片29垂直地锚固在第一壁1的承载壁5上。

锚固装置使得能够承受由二级膜片7、27和一级膜片9、29的热收缩引起的拉伸应力。锚固装置还使得能够承受由船壳的变形引起的、尤其是由船只的纵向壁的弯曲引起的应力，该应力对应于船只横梁效应。

锚固装置包括长形的连接梁17，该连接梁17具有中空的中央芯部，该中央芯部具有平行四边形截面，在这种情况下该平行四边形截面是矩形，因为两个承载壁5、25形成直角。与密封膜片一样，连接梁17可以主要由具有低膨胀系数的合金制成，例如以厚度介于0.5mm与1.5mm之间的片材制成。

为了将连接梁17保持在边缘101的每一侧部上，承载壁5、25中每一者均包括一级锚固板30和二级锚固板31。从二级锚固板31到边缘101的距离对应于二级隔热屏障的厚度。锚固板30与锚固板31之间的距离对应于一级隔热屏障的厚度。一级锚固板30和二级锚固板31的厚度例如介于6mm与12mm之间，优选地为8mm。

参照图2至图4，以下段落现在将更清晰地描述安装上述锚固装置的方法。

如图2和图4所示，连接梁17由平直金属片材制成，平直金属片材焊接在一起以形成：

-具有矩形或正方形截面的中空的中央芯部32，该中央芯部32的与各承载壁平行的侧部的长度分别等于相应承载壁的一级锚固板30与二级锚固板31之间的距离，

-从中央芯部的转角34朝向中央芯部32的外侧伸出、并与中央芯部的在该转角34处相交的两个侧部48对齐的两个二级锚固凸缘33，

-在与二级锚固凸缘33相反的方向上朝向中央芯部32的外侧伸出的两个二级连接凸缘35，

-从与中央芯部32的转角34沿对角线相对的转角37朝向中央芯部32的外侧伸出、并与中央芯部的在转角37处相交的两个侧部对齐的两个一级连接凸缘36，

-在与一级连接凸缘36相反的方向上朝向中央芯部32的外侧伸出两个一级锚固凸缘38。

在图2和图3的实施例中，连接梁17在被固定到承载结构时是裸梁。可替代地，连接梁可以在被固定到承载结构之前预组装有一个或多个隔热元件。

因此，图5图示了连接梁117，其与连接梁17的不同之处在于，在将连接梁117附接到承载结构之前：

-中央隔热元件40已经固定在中央芯部32中，并且/或者

-侧部隔热元件41已经沿着中央芯部的在转角34处相交的两个侧部48放置在中央芯部32的外侧。

侧部隔热元件41填充分别沿中央芯部的在二级锚固凸缘33与一级锚固凸缘38之间的所述两个侧部中的每一者定位的两个空间，并且侧部隔热元件41固定到一级锚固凸缘38和二级锚固凸缘33。

图6图示了连接梁217，其与连接梁17的不同之处在于，在将连接梁117附接到承载结构之前：

-中央隔热元件40已经固定在中央芯部32中，并且/或者

-角部隔热元件42已经沿两个二级锚固凸缘33之间的转角34放置在中央芯部32的外侧，并且角部隔热元件42固定到两个二级锚固凸缘33。

隔热元件40、41、42可以以不同方式制造。理想地，它们呈平行六面体腔室的形式，其主要由根据已知技术组装在一起的胶合板制成，并填充有可以由诸如玻璃棉、膨胀珍珠岩、膨胀聚苯乙烯或聚合物泡沫的不同材料制成的隔热衬料。可替代地，胶合板-聚氨酯泡沫-胶合板的夹层结构可以用作隔热元件。

可替代地，连接梁可以将图5和图6的预组装的隔热元件相结合。

回到图2，在将连接梁17、117、217附接到承载结构之前的第一步涉及将第一排隔热元件45放置在位于第一承载壁5和第二承载壁25的端部部分46之间、并且位于二级锚固板31和边缘101之间的平行六面体空间中。

如果使用预组装有角部隔热元件42的连接梁217，则第一排隔热元件45形成有凹部44，在图2中以虚线示出该凹部44的轮廓，以在将梁217平行于边缘101地附接到承载结构时容置角部隔热元件42。如果不使用上述连接梁217，则第一排隔热元件45优选地基本上填充整个上述平行六面体空间，以最小化可能增加储罐的壁中的对流的空置空间。

第一排隔热元件45可以以不同方式制造。

在一个实施例中，第一排隔热元件45制成刚性块的形式、如平行六面体腔室，主要由根据已知技术组装在一起的胶合板制成，并填充有隔热衬料，该隔热衬料可以由诸如玻璃棉、膨胀珍珠岩、膨胀聚苯乙烯或聚合物泡沫的不同材料制成。可替代地，胶合板-高密度聚氨酯泡沫-胶合板的夹层结构可以用作刚性块。

在另一实施例中，第一排隔热元件45由更具柔性的隔热材料例如玻璃棉或低密度聚合物泡沫制成，并且不具有结构功能。

在第二步中，连接梁17、117、217借助于多个长度可调节的紧固件50通过在二级锚固板31的方向上调节两个二级锚固凸缘33而平行于边缘101地附接到承载结构，紧固件50放置在两个一级锚固凸缘38与第一承载壁5和第二承载壁25的一级锚固板30之间。

如图4所示，长度可调节的紧固件50可以沿两个一级锚固凸缘38以规则的间隔分布，以与负载的分布相平衡，从而使连接梁17、117、217在此阶段的弯曲最小。在示出的示例中，沿例如长度为3m的横梁部段的每个一级锚固凸缘38分布有三个长度可调节的紧固件50。

必须注意的是，预组装的隔热元件40、41和/或42的存在使得可以使连接梁更加刚性，以使该阶段期间的弯曲最小化。此外，如果已经使用了刚性的第一排隔热元件45，则在该步骤期间，可以将连接梁17、117、217的两个二级锚固凸缘33置靠于第一排隔热元件45的上边缘区域49上，或者如果需要，可以将角部隔热元件42置靠于界定凹部44的表面上，这也使得可以限制连接梁17、117、217的弯曲。

在该第二步中，如果第一排隔热元件45没有用作支撑件，例如如果它们由柔性的材料制成，则它们的在先的设置并非必需，并且也可以随后执行上文指示为第一步的步骤。

在第三步中，对长度可调节的紧固件50的长度进行调节，以调节一级连接凸缘36或二级连接凸缘35相对于参考表面的距离和平行度。

参考表面可以以多种方式获得，例如相对于先前安装的梁部段或相对于承载结构。

在图2的实施例中，参考表面51由多个垫片52的上表面界定，所述多个垫片52放置在至少一个承载壁上，在这种情况下，放置在第一承载壁5上，其中垫片52以这样的方式确定尺寸：与对应的承载壁5的平直度相比，参考表面51具有更好的平直度。这些垫片52用于填充承载壁相对于理想平直的理论表面的间隙，并且可以通过光学方法确定垫片52的大小。

在图2的实施例中，为了调节二级连接凸缘35相对于参考表面51的距离和平行度，提供有调节工具53，在这种情况下为l形调节工具，其包括第一表面54和第二表面55，第二表面55平行于第一表面54并与第一表面54隔开预定距离a。通过压靠在垫片52地放置第一表面54而使第一表面54与参考表面51重合，然后，对长度可调节的紧固件50的长度进行调节，直到二级连接凸缘35被放置为压靠调节工具53的第二表面55。

在第四步中，两个二级锚固凸缘33焊接到第一承载壁5和第二承载壁25的二级锚固板31，以将连接梁17、117、217固定到承载结构。取决于二级锚固凸缘33的宽度，焊接接头可以直接形成在二级锚固凸缘33与二级锚固板31之间，或者通过插置于二级锚固凸缘33与二级锚固板31之间的连接板56而形成。

一旦形成有这些焊接接头，就可以移除长度可调节的紧固件50。

在第五步中，第二排隔热元件57(图1)放置在位于第一承载壁5和第二承载壁25中的每一者的一级锚固板30与二级锚固板31之间的两个平行六面体空间58(图2)中，以在第一储罐壁1和第二储罐壁2的厚度方向上对所述平行六面体空间58进行填充直到中央芯部32，或者、如果在中央芯部32处已经预组装有侧部隔热元件41、则进行填充直到侧部隔热元件41。平行六面体空间58的这种填充使得可以通过压靠第二排隔热元件57来使连接梁17、117、217稳定。

在第五步中，通过将连接板59(图1)焊接在一起，两个一级锚固凸缘38固定到第一承载壁5和第二承载壁25的一级锚固板30。换句话说，连接板59取代了仅用作连接梁17、117、217的临时紧固的、长度可调节的紧固件50。

如果连接梁17、117、217尚未预组装有中央隔热元件40，则可以在该阶段将中央隔热元件40引入并固定在中央芯部32中。

因此可以看出的是，通过确保二级隔热和一级隔热的连续性，已经形成了储罐角部区域。

上述安装过程的某些步骤可以按照与本说明书中提及的顺序不同的顺序进行。优选地，仅在将两个二级锚固凸缘焊接到二级锚固板之后移除长度可调节的紧固件。优选地，仅在移除长度可调节的紧固件之后将一级锚固凸缘焊接到一级锚固板。

为了确保一级膜片在储罐角部处的密封度的连续性，一级连接凸缘36和连接梁的转角37必须沿它们的整个长度被密封，甚至在相继的两段连接梁之间的接合部处也被密封。

类似地，为了确保二级膜片在储罐角部处的紧密度的连续性，二级连接凸缘35、中央芯部32的侧部48和连接梁的转角34必须沿它们的整个长度被密封，甚至在相继的两段连接梁之间的接合部处也被密封。

相反，中央芯部32的另外两个侧部不需要密封，并且如图4至图6所图示的，它们可以在一段连接梁的端部处具有凹口19。凹口19使得可以引入接合套件，以将端对端地放置的相继的两段连接梁17、117、217连接起来。

在所示的实施例中，承载壁1和2之间的角度值是90°。也可以是其他角度值，例如135°。

图3示出了长度可调节的紧固件的实施例。在该实施例中，紧固件60包括螺钉张紧装置，该螺钉张紧装置包括致动柄64和两个同轴布置的螺杆61、62，螺杆61、62的一端朝向紧固件60的中心拧动，并旋入固定到致动柄64的两个螺母63中。致动柄64可旋转地安装在两个螺杆61、62上，使得螺杆61、62更靠近彼此、因而紧固件60的长度通过沿一个方向旋转而减小，并且使得螺杆61、62彼此分离、因而紧固件60的长度通过沿相反方向旋转而增加。两个螺杆61、62在另一端处焊接或固定到两个u形紧固件65的基部，该两个u形紧固件65朝向与螺钉张紧装置相反的方向敞开。

u形紧固件65可以分别接合在一级锚固板30和一级锚固凸缘38上并且例如通过螺钉或销66固定到一级锚固板30和一级锚固凸缘38。为此，沿一级锚固板和一级锚固凸缘38设置有所需的穿孔。

可以考虑其他技术来附接长度可调节的紧固件，例如通过使用配备有用于通过夹紧或卡扣接合进行锁定的装置的伸缩杆。

参照图7，lng船只70的剖切图示出了安装在船只的双层船壳72中的、具有棱柱形的整体形状的密封且隔热的储罐71。储罐71的壁包括设计成与储罐中的lng接触的一级密封屏障、放置在一级密封屏障与船只的双层船壳72之间的二级密封屏障、以及分别放置在一级密封屏障与二级密封屏障之间和二级密封屏障与双层船壳72之间的两个隔热屏障。

以本身已知的方式，船只的上层甲板上的装载/卸载管线73可以通过合适的连接器联接到海运或港口码头，以将lng货物转移到储罐71中或将lng货物从储罐71转移出来。

图7示出了包括装载和卸载站75、海底管道76和陆上设施77的海运码头的示例。装载和卸载站75是离岸固定设施，包括可移动臂74和支撑可移动臂74的柱78。可移动臂74容置可以连接到装载/卸载管线73的隔热的柔性管束79。可调节的可移动臂74适于所有lng运载器大小。连接管(未示出)在柱78内侧延伸。装载和卸载站75允许lng运载船只70从陆上设施77装载或卸载到陆上设施77。该设施包括液化气储存储罐80和通过海底管道76连接到装载或卸载站75的连接管1081。海底管道76在装载或卸载站75与陆上设施77之间经较长距离地、例如5km、转移液化气体，这使得可以在装载和卸载操作期间在与海岸相距较远距离处保持lng运载船只70。

为了产生用于转移液化气体所需的压力，使用船只70上所载的泵和/或装配在陆上设施77上的泵和/或装配在装载和卸载站75上的泵。

尽管已经结合若干特定实施例描述了本发明，但显然本发明绝不仅限于此，显然本发明包括所描述的装置的所有技术等同物以及它们的组合，如果这些技术等同物以及组合在本发明的范围内。

动词“包括”、“由...组成”或“包含”及其变形形式的使用不排除权利要求中提到的那些元件或步骤之外的其他元件或步骤的存在。除非另有说明，否则对元件或步骤使用不定冠词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件或步骤。