密封隔热罐的制作方法

本发明涉及带有隔膜的密封隔热罐领域。本发明尤其涉及用于存储和/或运输低温液体的密封隔热罐，例如运输介于零下50℃到0℃之间的液化石油气(也称为lpg)，也可运输在大气压下约为零下162℃的液化天然气(lng)的罐。这些存储罐可以安装在陆地上，也可以安装在浮动结构上。在存储罐安装在浮动结构上的情况下，其可用于运输液化气或存储用作推进浮动结构的燃料的液化天然气。

背景技术：

在隔膜式密封隔热罐技术中，一支撑结构，例如船体，提供支撑壁，其内表面覆盖有形成存储罐密封隔热壁的多层结构，该多层结构包括一个或多个密封膜及位于支撑壁和密封膜之间的一个或多个隔热屏障。

当存储罐充满低温液体时，存储罐壁的散热通常会使支撑结构的内表面温度低于外界大气的温度。如果潮湿的外界空气能够进入支撑结构的内部空间，特别是进入支撑结构和罐壁之间，这种低温会使得支撑结构的内表面上出现凝结和液体径流的现象。

因此，建议配置排水系统，从而避免水或其他液体堆积在底部支撑壁上。

kr-a-20150120701公开了一种用于液化天然气的隔膜存储罐，其底部支撑壁包括一排水孔。

技术实现要素：

本发明思想基于通过引导支撑结构的内表面上的径流或液体流向排水孔来提高排水孔的效率。

为此，本发明提供了一种用于存储或运输低温液体的密封隔热罐，所述存储罐包括限定支撑结构的支撑壁和附着在所述支撑壁的内表面上的罐壁，其中每个罐壁包括一层密封膜和一道介于密封膜和支撑壁之间的隔热屏障，其中所述支撑结构包括一层底部支撑壁，而底部支撑壁分布着穿过底部支撑壁的一个或多个排水孔以实现支撑结构的排水，其中所述底部支撑壁带有凸出翼缘从而引导液体流向所述排泄孔，凸出翼缘在距底部支撑壁的边缘一定距离处沿着其边缘基本在整个周边上连续大幅延伸，凸出翼缘被附着在底部支撑壁上的罐壁的隔热屏障所覆盖。

由于这些特性，凸出翼缘将沿支撑结构侧壁向下流动的液体限制在位于凸出翼缘和底部支撑壁边缘之间的边界区域内，从而促进液体流向排水孔。

在有利的实施例中，这样的存储罐可以体现一个或多个以下特征。

在一实施例中，凸出翼缘在所述排水孔或每个排水孔处中断，使得液体流向排水孔。由于凸出翼缘在排水孔处的中断，流入位于凸出翼缘外侧的底部支撑壁的边缘区域的液体，例如冷凝水，以及流入位于凸出翼缘内侧的底部支撑壁的中心区域的液体也可流到任何位置的排水孔，即中心区域、边缘区域或跨越中心区域和边缘区域。

在另一实施例中，凸出翼缘是可以连续的，并且可以在凸出翼缘的两侧提供单独的排水孔。

在一实施例中，凸出翼缘靠近底部支撑壁的边缘，例如在垂直于支撑壁的相应边缘的方向上距底部支撑壁的边缘的距离小于底部支撑壁的尺寸的十分之一。在一实施例中，凸出翼缘和底部支撑壁的边缘之间的距离小于1米。

由于这些特点，边界区域比支撑壁的中心区域小得多。因此，例如在由于船舶侧面支撑壁的水密性问题(如由于施工期间的碰撞或焊接故障)而导致海水进入的情况下，小尺寸的边界区域能够使水迅速进入排水孔，从而便于检测是否存在水。在一个实施例中，排水孔配备有检测是否有水存在的传感器。

许多材料都可适用于生产凸出翼缘。在一实施例中，凸出翼缘包括附着在底部支撑壁上的由聚合物树脂制成的珠状物。各种聚合物树脂都可用于此目的，尤其是聚氨酯树脂和环氧树脂。在一实施例中，凸出翼缘包括焊接在底部支撑壁上的一系列金属部件。这些金属部件可以是比如焊接到底部的金属条或金属棒，覆盖形成连续的轮廓，但排水孔处除外。

金属零件也可以与聚合物树脂珠结合使用，形成凸出翼缘。在这种情况下，聚合物树脂珠状物可以用于制造金属部件之间的密封接头，这也避免了通过焊接来连接这些密封接头的麻烦。

支撑结构可以呈现各种几何形状，例如基本球形或棱柱形，优选具有平底支撑壁。在一实施例中，支撑结构包括至少一垂直或倾斜的侧支撑壁，其连接到支撑结构的脊上的底部支撑壁的边缘，凸出翼缘被设置在平行于脊处。形成脊的两个支撑壁之间的角度有不同的值，例如90°，135°或其他值。

在一实施例中，采用了每个支撑壁(尤其是底部支撑壁)上的并列绝缘块以模块化的方式制造存储罐的隔热屏障，以便基本覆盖底部支撑壁的内表面。这种绝缘块还可以包括角结构和/或平面绝缘块。这种模块化结构的优点是在并列的绝缘块之间留有间隙。在需要促进液体流动的区域，可以将这些间隙设置为流动通道，例如通过在这些间隙中留出自由空间或使用多孔绝缘材料。

在一实施例中，附着在底部支撑壁上的罐壁的隔热屏障包括沿支撑结构的脊部分布的多个角结构，每个角结构包括覆盖底部支撑壁的边界区域的第一翼和相对于第一翼倾斜并覆盖侧支撑壁的边界区域的第二翼。两翼之间的倾斜角通常等于形成脊的两个支撑壁之间的角度。由于这些特性，支撑结构的脊部上的隔热屏障的制造可以使用可预制的转角结构以简单的方式进行。

凸出翼缘可相对于隔热屏障以不同方式放置。在一实施例中，凸出翼缘位于角结构的第一翼下，例如沿支撑结构的脊相对的角结构的第一翼的外侧。在另一实施例中，凸出翼缘位于附着在底部支撑壁上的扁平绝缘块的下方。由于这些特性，凸出翼缘，特别是由聚合物树脂制成的凸出翼缘，可以同时引导流动，支撑隔热屏障，并充当垫片，以弥补底壁内表面和用作隔热屏障定位基准的平面理论表面之间的差异。

在一实施例中，凸出翼缘包括由聚合物制成的珠状物，该聚合物被沉积并粘附在设计为与支撑结构相对的角部结构的表面上。

这种聚合物树脂珠状物，例如可以通过沉积在支撑壁上，而形成为一片。或者，它可以由连续的相互关联部分形成。这种情况下，角结构可以以包括中间空间的行的形式沿着支撑结构的脊定位，绝缘材料块被插入到行的角结构之间的中间空间中。在这种情况下，凸出翼缘包括由沉积并粘附在被设计为与支撑结构相对的角结构的表面上上的聚合物树脂制成的珠部分，以及由沉积在并粘附在被设计为与支撑结构相对的绝缘材料块的表面上聚合物树脂制成的连接部分，使得连接部分和珠状物彼此连接。

在一实施例中，弹性绝缘密封条插入到中间空间的剩余部分中，以限制对流产生的热传递。

在另一个实施例中，凸出翼缘位于两排绝缘块之间，例如角结构的第一翼和扁平绝缘块之间。

在一个实施例中，附着在底部支撑壁上的罐壁的隔热屏障包括，横跨支撑结构的脊部并且在底部支撑壁上呈现第一边缘支承和抵靠侧面支撑壁的第二边缘支承的一刚性板，由树脂聚合物珠状物组成的凸出翼缘能够安装在刚性板的第一边缘和底部支撑壁之间，以通过粘接将刚性板的第一边缘连接到底部支撑壁。

在这种情况下，优先选择可聚合树脂的第二、不连续的珠状物放置在刚性板的第二边缘和侧支撑壁之间，从而将刚性板的第二边缘附着到支撑壁的侧上。

有利的是，罐壁的隔热屏障包括附着在底部支撑壁和侧面支撑壁上的平面绝缘块，以便基本上覆盖底部支撑壁和侧面支撑壁的内表面，所述刚性板安装在附着在底部支撑壁上的一排扁平绝缘块和附着在侧支承壁上的一排扁平绝缘块之间，并且弹性绝缘材料也安装在刚性板上位于附着在底部支撑壁上的一排扁平绝缘块和附着在侧支承壁上的一排扁平绝缘块之间。

排水孔可以以不同方式放置在底部支撑壁上，并且与凸出翼缘相对。在一个实施例中，排水孔位于与凸出翼缘成直线的位置，凸出翼缘在排水孔的边缘处中断。

在一个实施例中，底部支撑壁的边缘位于凸出翼缘的外侧，而排水孔位于与外侧相对的凸出翼缘的内侧。

这种情况下，罐壁的隔热屏障包括附着在凸出翼缘内侧的底部支撑壁上的平面绝缘块，以及位于凸出翼缘中的中断处和排水孔之间的平面绝缘块，该平面绝缘块包括一凹陷，凹陷限定了平面绝缘块的下表面中的流动通道，流动通道横向延伸到凸出翼缘。

在实施例中，底部支撑壁是平坦的，并且呈现矩形或梯形形状，尤其在船舶的前舱中。

上述存储罐可采用各种类型的安装方式，例如岸上安装或浮式结构(如lng运输船或其他船舶)中。在一个实施例中，支撑结构是船体，排水孔位于朝向船尾的底部支撑壁的边缘附近。

本发明还提供了一种用于运输低温液体产品的船舶，该船舶包括船体和前述存储罐，其中支撑结构由船体组成。

本发明还提供了一种装载或卸载这种船舶的方法，其中低温液体产品通过绝缘管道从漂浮的或岸基的存储设施输送到船舶的油箱或从船舶的油箱输送到漂浮的或岸基的存储设施。

本发明还提供了一种用于低温液体产品的输送系统，该系统包括上述船舶，适合于把安装在船体中的罐体连接到浮动或岸基存储设施的绝缘管，以及使低温液体产品流通过绝缘管道从漂浮或岸基存储设施往来于船舶的油箱的泵。

附图说明

通过对以下几个具体实施例的描述(参照附图)，将更好理解本发明，其目的，细节，特征和优点也将更清晰(此处仅作阐释且非限制性)

图1是棱柱式支撑结构的透视图，在它里面可以构造绝缘隔热罐。

图2是根据第一实施例，沿着图1中的线ii-ii的罐壁的剖视图。

图3是根据第一实施例，沿着图1中的线iii-iii的罐壁的剖视图。

图4是根据第二实施例，类似于图2所展示的罐壁的视图。

图5是根据第二实施例，沿着图1中的线v-v的罐壁的剖视图，

图6是根据第三实施例图1vi区域所展示的罐壁的放大透视图。

图7是根据第三实施例沿着图6中的线vii-vii的罐壁的剖视图。

图8是根据第三实施例沿着图6中的线viii-viii的罐壁的剖视图。

图9是根据第三实施例中变体的罐壁的透视图，展示出了在绝缘外壳的下表面中形成的排水孔和流通管道。

图10是液化天然气运输船和该船的装卸码头的示意剖视图。

图11是根据第二实施例，罐壁的细节透视图。

图12是根据第二实施例，罐壁的另一细节透视图。

图13是根据第二实施例，罐壁中可采用插件的透视图。

具体实施方式

图1是一般棱柱形状的支撑结构1的透视图，该支撑结构可由液化气运输船的船体构成，从而在其内表面上接收多层模块覆盖以形成密封隔热罐。

支撑结构1包括金属支撑壁，即在这种情况下为平底壁2，平行于底壁2的平顶壁3，垂直于船舶轴线的两个平坦横向端壁，即前横壁4和后横壁5，以及两个相对的纵壁，每次由三个平坦部分形成，即下斜角部分6，垂直部分7和上斜面部分8。斜面部分围绕船舶纵轴倾斜，例如成45°角。支撑壁在脊9处连接，其在图1中示为连续直线或虚线，这取决于它们是可见的还是隐藏的。

凸出翼缘10在底壁2的内表面上形成，在这种情况下它成矩形的。凸出翼缘10在距底壁2边缘较短的距离处沿着四个边缘延伸，以便划定边界区域15，而边界区域15中沿着横向端壁或纵壁流出的水则因此会被限制。

凸出翼缘10仅在两个排水孔11处中断，在所示实例中，排水孔11位于后横壁5附近。换句话说，凸出翼缘10具有沿着底壁2的前边缘连续延伸的直段101，沿着底壁2的两个侧边缘分别连续延伸的直段102和103，且直段102和103前端一直连接到直段101的两端，以及沿着底壁2的后边缘延伸的直段104，其两端以连续的方式连接到直段102和103的后端。本例中，直线段104两次中断。

在图1中，凸出翼缘10呈现矩形框架的整体形状。这种形状可以修改，特别是底壁2的角落处的圆形部分。凸出翼缘10的主要功能是将边界区域15中的径流引向排水孔11，从而防止该径流迁移到底壁2的中心部分14。

每个排水孔11穿过底壁2的厚度进入排水管12，排水管12运送排出液体进入排空系统(未示出)。在这种情况下，凸出翼缘10在两个排水孔11的边缘上中断。因此，每个排水孔11可以收集来自边界区域15的液体和来自位于凸出翼缘10另一侧的底壁2的中心区域14的液体。

在船舱中，货物从船舱卸载后，可以填充船舶的压载舱，以便使船体向后方倾斜，这使得聚集在凸出翼缘10周围的底壁的边界区域15中的液体通过重力流向位于船舱后部的排水孔11。

现对关于凸出翼缘10的几个实施例和关于形成罐壁多层模块覆盖的几个实施例进行描述。以下公开的组合非限制性的，并且凸出翼缘的每个实施例都可以与多层模块化覆盖的各种实施例相结合实行。

第一实施例如图2、图3所示。在这种情况下，凸出翼缘10由焊接在底壁2上的细长金属部件20形成。在图2的横截面中可以看到金属部件20。图3中金属部件20未被切割，但位于孔11边缘的其端面是可见的。

罐壁由预制绝缘模块组成，并列呈现在支撑壁上。这些绝缘模块包括覆盖平坦区域的平绝缘块21和覆盖脊区域的角绝缘块22。绝缘块21或22每次都包括次级绝缘屏障元件23、次级密封屏障元件24和初级绝缘屏障元件25。绝缘块21和22可以通过粘合和/或通过机械附件(例如螺栓和螺母)以不同方式附着在支撑结构上。

角绝缘块22包括两个翼，以一个角度弯曲，弯曲角度等于底壁2和相邻侧壁之间的角度，即图2中底壁2和下斜部6之间的脊29处的135°，以及图3中底壁2和后横壁5之间的脊28处的90°。

凸出翼缘10总是位于覆盖脊28、29的一排角绝缘块22和一排扁平绝缘块21之间，其中这排扁平绝缘块21倚靠在紧邻一排角绝缘块22的底壁2上。因此，金属部件20为倚靠在底壁2上的角绝缘块22的翼的端面提供定位止动，从而便于安装角绝缘块22。可聚合树脂27的珠状物，例如环氧腻子，可以沿着朝向角绝缘块22的金属部件20的侧面放置，以精确地调整角绝缘块22与金属部件20相对的位置。可聚合树脂27的珠状物也可以缝合两个连续金属部件20之间的接缝，特别是当这些部件没有焊接在一起的时候。最后，如图2所示，可聚合树脂27的珠状物也可以至少部分地放置在倚靠在底壁2上的角绝缘块22的翼下，以作为垫片来弥补支撑结构的不均匀性。

例如玻璃羊毛或其他材料的隔热衬里31，位于凸出翼缘10上方的两排绝缘块之间，以使二级绝缘屏障中的空间最小化。

主要密封膜26位于绝缘块21和22的上表面上，并且可以以不同方式生产出来。关于密封膜和绝缘块的实施例的其他细节可以在公布文件fr-a-2691520，us-a-5586513和us-a-6035795中找到。

现在描述图4和图5中所示的第二实施例。与图2、图3中元件相同或相似的同一附图的数据将不再作描述。

在第二实施例中，凸出翼缘10专门由可聚合树脂30的珠状物形成。

可聚合树脂的珠状物30放置在角绝缘块22的翼下方，该角绝缘块22倚靠在底壁2上，在罐壁底端，远离脊28或29。这里，除了限制径流之外，可聚合树脂30的珠状物可以用作垫片，以弥补支撑结构的不均匀性。

可聚合树脂30的珠状物可以是环氧腻子。氧腻子是一种膏状材料，由环氧树脂和固化剂组成，在涂抹后使氧腻子变硬。氧腻子涂在与支撑结构相对的绝缘块的表面上。在氧腻子硬化之前，安装绝缘块。氧腻子在这个安装中被挤压。图11中用数字34表示的刚性垫片可以放置在支撑壁上，以控制腻子的最终厚度，并确保放置在同一支承壁上的绝缘块的表面平整度。

如在图4、5和11中可以看到的，角结构22可以由两个连接在一起的部分形成，即主体部分32和附加部分33，该附加部分33沿着主部分32的外表面平行于脊延伸，朝向与脊相反。附加部分33采取与主体部分32具有相同厚度的拉长平行六面体块的形式，并通过粘合或其他方式贴在主体部分32的外表面上。考虑到支撑墙的尺寸公差，其宽度可以自定义。

在这种情况下，可聚合树脂珠状物30可以安装在角结构22的添加部分33下。这便于安装可聚合树脂珠状物30。更准确地说，角结构22的组装从安装主要部分32开始，而没有添加部件33。角结构22沿着脊以排的形式定位。附加部分33在第二阶段安装，预先在其内表面上覆盖可聚合树脂珠状物30的连续部分。因此，附加部分33同时粘附在底壁2和角结构22的主要部分32上。

如在图12中可以看到的，当角结构22一排呈现中间空间35时，其更便于安装罐壁，位于连续角结构22下的珠状物36不一定足以形成连续的凸出翼缘。例如，中间空间35可以是10到50mm宽，有的甚至大约30mm。为了连接珠状物36部分，连接部分37也由可聚合树脂制成。在这种情况下，珠状物36和连接部分37共同形成可聚合树脂珠状物30。

由于可聚合树脂珠状物30的高度，特别是连接部分37的高度不足以在没有任何溢出风险的情况下执行流动排水功能，因此在两个角结构22之间的中间空间35中使用插件38以提升该点的凸出翼缘。插入件38优先通过其侧面粘接到转角结构22的附加部分33上，并通过可聚合树脂珠状物的连接部分37粘附到底壁2上。例如，它可达到大约50mm的高度。

如在图13中可以看到的，插入件38可以以与角结构22类似的方式包括刚性底板39，刚性底板39例如由胶合板制成，以及通过粘合组装的绝缘聚合物泡沫46的覆盖层。可聚合树脂珠状物的连接部分37最初沉积在与支撑结构相对的底板39的表面上。

优选的，弹性绝缘密封材料条，例如玻璃棉，插入角部结构22和平面绝缘块21之间的空间中以及中间空间35的剩余部分中，以限制通过对流进行的热传递。在两个角结构22之间，中间空间35的下部中的插入件38和中间空间35的剩余部分中的弹性条的组合允许液体流动而不会产生任何溢出的风险，同时留下角结构22在中间空间35中轻微移动或变形的可能性，该变形特别是响应于在海上的底壁2的变形。

在图4和5中省略了初级密封膜。在公开wo-a-2014167214和wo-a-2017006044中可以找到关于密封膜和绝缘块的实施例的其他细节。

现在将参考图6至9描述第三实施例。与图1至图5中元件相同或相似的同一附图的参考号将不再作描述。

图6显示了在支撑结构的一角处连接的脊28和29。沿着边缘28，29，罐壁包括一系列刚性板40，例如胶合板。刚性板40跨越支撑结构的脊28或29，并呈现通过可聚合树脂41的珠状物粘接到底壁2上的第一边缘，以及通过可聚合树脂42的珠状物粘接到下斜面部分6或横壁4或5上的第二边缘。可聚合树脂41的珠状物是连续的，并且构成凸出翼缘10。可聚合树脂42的珠状物是不连续的，因此不能防止水流入底壁2。

在这种情况下，罐壁的隔热屏障由绝缘外壳43组成，例如在木材中，填充绝缘材料如玻璃棉、珍珠岩或其他材料。绝缘外壳43并列呈现在支撑壁上，以便基本覆盖支撑结构的内表面。在图7和图8中，刚性板40总是安装在附着在底壁2上的一排绝缘外壳43和附着在横壁4或5或纵壁上的一排绝缘外壳43之间。隔热衬里45(例如玻璃羊毛或另一种弹性绝缘材料)也安装在两排绝缘外壳43之间的刚性板40上。

图9展示出了绝缘外壳50，当排水孔远离凸出翼缘时，该绝缘外壳50可以放置在排水孔11处的底壁2上，在此由刚性板40下方的可聚合树脂41的珠状物形成。这里，排水孔11朝向底壁2的中心区域14偏移。为了便于查看，该图中省略了其他绝缘外壳。

绝缘外壳50位于刚性板40和排水孔11之间，且包括其下板中的凹槽，该凹槽限定具有穿过绝缘外壳50的整个宽度的矩形部分的流动通道51。流动通道51横向延伸到可聚合树脂41的珠状物。可聚合树脂41的珠状物在面向硬质板40的流动通道51的一端出现断裂(未示出)，从而使来自边界区域15的水或液体通过流动通道51流出到排水孔11。

图6还示出了根据已知技术焊接在底壁2和斜面部分6上的锚板60，来附接用于连接密封膜的环。

刚性板40和其下方的可聚合树脂41的珠状物在每个锚板60处中断，但是可聚合树脂41的珠状物以密封的方式连接到每个锚板60的两个面。此外，在脊29处，可以看到锚板60呈现开口61以形成液体的通道。

图7和图8中省略了密封膜。在公开fr-a-2867831和fr-a-2798358中可以找到关于密封膜和绝缘外壳的实施例的其他细节。

如图9所示，排水孔或每个排水孔11优选由网格55覆盖，从而过滤可能存在的固体废物并防止其进入疏散系统。

参照图10，液化天然气运输船70的剖视图显示了安装在船的双壳72中的大致呈棱柱形的密封绝缘罐71。存储罐71的罐壁包括与罐中包含的液化气接触的初级密封屏障，安装在初级密封屏障和船的双壳72之间的次级密封屏障，以及分别安装在初级密封屏障和次级密封屏障之间以及次级密封屏障和双壳72之间的两个绝缘屏障。在简化版本中，船由单个船体组成。

在常规方式中，位于船的上甲板上的装载/卸载管73可以通过适当的连接器连接到海运或港口终端，从而将液化气体货物转出或转到存储罐71。

图10显示了包括装卸站75、海底管道76和岸上设施77的海运终端的示例。装卸站75是一个固定的近海装置，包括移动臂74和支撑移动臂74的塔78。移动臂74带有一束绝缘弹性管79，它可以连接到装卸管73。可调移动臂74适合所有液化天然气运输机尺寸。连接管(未示出)延伸到塔78内部。装卸站75使得能够将液化天然气运输船70装载或卸载到岸上设施77。该装置包括液化气储罐80和通过海底管道76连接到装卸站75的连接管81。海底管道76可以让液化气体在装卸站75和岸上设施77之间的长距离(例如5公里)上传送，从而允许液化天然气运输船70在装载和卸载操作期间远离海岸。

为了产生输送液化气所需的压力，会用到船70上的泵和/或装备岸上设施77的泵和/或装备装卸站75的泵。

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