一种用于低温液化气体储存的半薄膜型围护系统的制作方法

本发明涉及一种安装在如船舶、地下或地上储罐和车辆内的低温液化气体的围护系统，更具体地说，涉及围护系统的构造。

背景技术：

1、

2、lng液货围护系统作为薄膜型lng储罐的核心技术之一，主要功能是保持lng维持在-163℃的液态状态，并隔绝和减少lng与外界之间的热量和温度传递，从而降低天然气的气化和蒸发。

3、但由于薄膜型货物围护系统紧密贴附于船体结构，货物围护系统与船体同期建造，整体建造周期长。并且由于波纹板构柔性较强刚性较弱，考虑到船舶航行过程中储舱自由液面晃荡产生的抨击问题，波纹板会塌陷而失效，目前运输舱充装率通常被限定在小于10％h或高于70％h，并且需根据流体运动分析结果分区调整加强形式和锲型块布置，不但约束了船东的运载方式还增加了设计复杂程度。对于独立型货物围护系统其具有检修空间，并且与船体分开建造，但因主屏壁需具有足够强度，大大增加了系统重量及费用。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种用于低温液化气体储存的半薄膜型围护系统解决了对现有薄膜储罐次屏壁层完全依靠胶水粘连、施工难度高、后期维护围护围护困难的工艺难点。尤其解决了航行过程中储舱自由液面晃荡产生的抨击问题。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种用于低温液化气体储存的半薄膜型围护系统，包括以点阵方式固定在货舱内壳结构表面上的强结构节点所述强结构顶点的顶面设置有纵横连接金属板条梁，构成网格结构的框架；液密的第一屏壁层通过焊接锚固在所述框架上；所述第一屏壁层外侧设置了第一绝缘层，所述第一绝缘层由相邻的4个强结构节点分割成一个个第一绝缘单元，每一所述第一绝缘单元包括中部的第一层绝缘模块和外侧两端的第一绝缘层刚性绝缘材料；所述第一绝缘层的外侧设置了第二屏壁层，所述第二屏壁层外侧与货舱内壳结构表面之间设置了第二绝缘层；所述第二绝缘层由相邻的4个强结构节点分割成一个个第二绝缘单元；每一所述第二绝缘单元包括中部的第二层绝缘模块，所述第二层绝缘模块两端外侧的柔性绝缘材料，以及所述柔性绝缘材料外侧的第二绝缘层刚性绝缘材料。其中，所述第一屏壁层和所述第二屏壁层211为带有凸起波纹的金属薄板，即波纹板；所述强结构节点位于顶面延伸出用于限定所述第一绝缘单元的第一层凸边；所述强结构节点位于中部延伸出用于限定所述第二绝缘单元的第二层凸边。

3、优选方式下，所述第一绝缘层刚性绝缘材料和第二绝缘层刚性绝缘材料为聚氨酯，所述柔性绝缘材料为玻璃丝棉。

4、优选方式下，在第一层绝缘模块、第二层绝缘模块的上下层表面分别均粘有胶合板。

5、优选方式下，所述第二屏壁层通过铆钉固定在第二层绝缘模块上表面的胶合板上。

6、优选方式下，所述第一屏壁层和所述第二屏壁层为不锈钢、铝合金或殷瓦钢制成。

7、优选方式下，所述第二绝缘层与所述货舱内壳结构表面的相对表面上，分别通过涂敷环氧树脂找平，并用牛皮纸将所述第二绝缘层与所述货舱内壳结构表面隔开。

8、优选方式下，通过金属片连接件通过焊接方式将第二屏壁层连接起来，形成密封的次屏壁层。

9、优选方式下，所述强结构节点由玻璃钢、碳纤维构成。

10、优选方式下，所述强结构节点通过螺栓或者粘连固定在货舱内壳结构表面上。

11、优选方式下，所述强结构节点位于顶面设置一个金属板，从而延伸出所述第一层凸边；所述强结构节点位于中部分成上下两部分，并以榫接方式连接，且上下两部分之间嵌有一薄型金属板，从而延伸出第二层凸边。

12、综上，本发明用于低温液化气体储存的半薄膜型围护系统，包括用于将整个围护系统结构分解成网格区域的强结构节点和填充强结构之间区域的绝缘层和液密性结构。所述的强结构节点由玻璃钢、碳纤维或其他相似材料构成，其上设置连接薄膜屏壁层的连接片，该连接片可以是金属材质或者复合材料，具有液密性。强结构节点作为整个围护系统与船体结构连接的纽带，围护系统的绝缘层和屏壁层均通过其固定。每网格区域内由液体直接接触的第一屏壁层，和一层在主屏壁层发生泄露情况下能保证液体安全的第二屏壁层，以及分别位于第一屏壁层和第二屏壁层下的复合结构的绝热层(即绝缘层)。第二屏壁层通过强结构点进行连接和固定，形成一个密封的液密层。在强结构点的顶面，设置有纵横连接的梁，第一屏壁层通过焊接锚固在框架上，形成一个密封的液密层。

13、此外，第二绝缘层由增强型聚氨酯泡沫或其他性能相当的绝缘材料制成，通过强结构固定并限制其在特定范围内膨胀或收缩，强结构边缘设置凸边，保证绝缘能插入且不掉落。第二屏壁层由金属薄板构成，并用过铆钉固定在第二绝缘层上表面的胶合板上。第一绝缘层由增强型聚氨酯泡沫或其他性能相当的绝缘材料和上面和下面各一层胶合板粘连到一起而成。

14、其中，第一屏壁层由耐低温的金属梁框架和金属薄板组成，并且金属刚性薄板带有一定的波形用于抵消低温带来的伸缩变形，金属梁框架通过强结构节点固定。

15、优选方式下，本发明采用了工厂模块化预制和现场组装的方式进行建造。粘连剂将第一和第二绝缘层分别粘连在第二屏壁层的上表面和下表面形成集成的预制绝缘模块。第二绝缘层与强结构节点直接设置硬质泡沫材料限制最大移动距离，同时其间隙由用玻璃丝棉或低导热系数的泡沫填满。第二屏壁层的间隙由金属薄板采用焊接的方式连接起来从而形成完整的第二屏壁层。所有的屏壁层会将最近的强结构节点作为中心，收缩受力；同时，用于连接第二屏壁层的间隙的金属薄板上应设置有波纹以释放在低温状态下的收缩应力。

16、本发明与现有技术相比，有益效果如下：

17、1.本发明的围护系统增加了强结构节点，以加强围护系统的强度，减少了晃荡冲击对围护系统的影响，提高了系统的安全性。尤其本发明通过局部受力支撑整体受力，将整体受力状态分解成多个局部受力，能够有效解决船舶航行过程中储舱自由液面晃荡产生的抨击问题，避免波纹板塌陷，扩大运输舱充装的适用范围，实现自由装载。

18、2.本发明的围护系统与现有的技术相比，避免了现场施工的第二屏壁层的粘连作业，减少了现场施工的设备种类、施工工种以及施工技术难度，降低了施工成本并提高了建造效率。

19、本发明一种用于低温液化气体储存的半薄膜型围护系统，实现了自主知识产权，减少了对专用设备和材料的依赖，从而实现更广泛的全球产业链，促进产业的发展。

技术特征：

1.一种用于低温液化气体储存的半薄膜型围护系统，其特征在于，包括以点阵方式固定在货舱内壳结构表面上的强结构节点(001)，所述强结构顶点的顶面设置有纵横连接金属板条梁，构成网格结构的框架(112)；

2.根据权利要求1所述用于低温液化气体储存的半薄膜型围护系统，其特征在于，所述第一绝缘层刚性绝缘材料(122)和第二绝缘层刚性绝缘材料(222)为聚氨酯，所述柔性绝缘材料(223)为玻璃丝棉。

3.根据权利要求1所述用于低温液化气体储存的半薄膜型围护系统，其特征在于，在第一层绝缘模块(121)、第二层绝缘模块(221)的上下层表面分别均粘有胶合板。

4.根据权利要求1所述用于低温液化气体储存的半薄膜型围护系统，其特征在于，所述第二屏壁层(211)通过铆钉固定在第二层绝缘模块(221)上表面的胶合板上。

5.根据权利要求1所述用于低温液化气体储存的半薄膜型围护系统，其特征在于，所述第一屏壁层(111)和所述第二屏壁层(211)为不锈钢、铝合金或殷瓦钢制成。

6.根据权利要求1所述用于低温液化气体储存的半薄膜型围护系统，其特征在于，所述第二绝缘层与所述货舱内壳结构表面的相对表面上，分别通过涂敷环氧树脂找平，并用牛皮纸将所述第二绝缘层与所述货舱内壳结构表面隔开。

7.根据权利要求1所述用于低温液化气体储存的半薄膜型围护系统，其特征在于，通过金属片连接件通过焊接方式将第二屏壁层连接起来，形成密封的次屏壁层。

8.根据权利要求1所述用于低温液化气体储存的半薄膜型围护系统，其特征在于，所述强结构节点(001)由玻璃钢、碳纤维构成。

9.根据权利要求1所述用于低温液化气体储存的半薄膜型围护系统，其特征在于，所述强结构节点(001)通过螺栓或者粘连固定在货舱内壳结构表面上。

10.根据权利要求1所述用于低温液化气体储存的半薄膜型围护系统，其特征在于，所述强结构节点(001)位于顶面设置一个金属板，从而延伸出所述第一层凸边(003)；所述强结构节点(001)位于中部分成上下两部分，并以榫接方式连接，且上下两部分之间嵌有一薄型金属板，从而延伸出第二层凸边(002)。

技术总结
本发明公开了一种用于低温液化气体储存的半薄膜型围护系统，包括以点阵方式固定在货舱内壳结构表面上的强结构节点(001)，所述强结构顶点的顶面设置有纵横连接金属板条梁，构成网格结构的框架(112)；液密的第一屏壁层(111)通过焊接锚固在所述框架上；所述第一屏壁层外侧设置了第一绝缘层；所述第一绝缘层的外侧设置了第二屏壁层(211)，所述第二屏壁层外侧与货舱内壳结构表面之间设置了第二绝缘层；所述第一屏壁层和所述第二屏壁层为带有凸起波纹的金属薄板。本发明解决了对现有薄膜储罐次屏壁层完全依靠胶水粘连、施工难度高、后期维护困难的工艺难点。尤其解决了航行过程中储舱自由液面晃荡产生的抨击问题。

技术研发人员：杨敏,张义明,毛海波,黄荣纲,吴楠,张林涛
受保护的技术使用者：大连船舶重工集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8