用于储存流体的罐的隔热块的制作方法

本发明涉及密封和隔热罐的领域，该罐具有用于储存和/或运输流体的膜，流体例如为低温流体。

背景技术：

带膜的密封和隔热罐尤其用于储存液态天然气(lng)，液态天然气(lng)在大气压下储存在约-162℃。这些罐以安装在陆地上或浮动结构上。

文献fr2877638和wo2015/079135描述了一种密封且隔热的罐，其包括罐壁，该罐壁在从罐的内部到外部的厚度方向上连续地设有一主密封屏障，该主密封屏障设计成接触液态天然气，一主绝缘屏障，一次密封屏障和锚固在支撑结构上的一次绝缘屏障。

绝缘屏障由多个并列的隔热块构成。隔热块基本上是平行六面体，并且包括两个面板，设置在两个面板之间的隔热衬里，以及通过隔热衬里的厚度上升的支柱，以便吸收面板之间的压缩力。

在使用中，罐壁受到许多应力。特别地，壁受到由罐的填充产生的压缩力，冷却期间的热应力以及由容纳在罐中的流体的动态冲击引起的力。而且，力在切向和垂直方向上施加在隔热块的面板上。

另外，支柱的横截面通常很小，以便限制通过支柱的热传导。然而，具有小横截面的支柱易于通过冲压损坏面板。

根据现有技术的支柱通常制造复杂，因此成本高。

技术实现要素：

本发明所基于的概念是提出一种根据新的和创造性的实施例的支柱，使得能够简单地并且因此以降低的成本生产符合其功能要求的支柱，使得基于该类型支柱的隔热块具有良好的隔热性能，同时具有良好的抗力。

为此，根据一个实施例，本发明提供一种用于热交换块的支柱，包括：

至少一个第一基本平的板，包括一个第一直槽，该第一直槽在其长度的一部分上延伸，例如在其长度的大致一半上延伸，第一板具有长度的剩余部分，该部分没有所述第一槽口；

至少一个第二基本平的板，其长度与所述至少一个第一板基本相同，第二板包括一个第二直槽，该第二直槽在其长度的一部分上延伸，例如在其长度的大致一半上延伸，第二板具有长度的剩余部分，其没有所述第二槽口，

其中所述至少一个第一板和所述至少一个第二板基本上垂直地组装，所述第一槽口接收第二板的剩余部分，而所述第二槽口接收第一板的剩余部分。

根据一些实施例，这种类型的柱可包括一个或多个下列特征。

根据一个实施例，板还包括一盘，盘在与槽口相对的端部处基本上垂直于板的其余部分，优选地通过弯曲板或通过注射产生。

根据另一个特征，所述至少一个第一板和/或所述至少一个第二板包括背对背组装的两个相似的层。

根据另一个特征，至少一个板由复合材料制成，优选地包括热定形或热塑性树脂和纤维，所述纤维优选地基本上平行于槽口设置。

根据另一个特征，在通过热定型树脂制造复合材料的情况下，至少一个板包括第二盘，该第二盘基本上垂直于板的其余部分，在与槽口相对的端部处，第二盘面向的方向与板的方向相反。

根据另一个特征，支柱还包括填充物，该填充物设置在第一板和第二板之间形成的至少一个二面体中，优选地由绝缘泡沫制成。

根据一个实施例，第一和第二槽口的累积长度大于第一板的长度，并且第一和第二板以第一和第二槽口的基部之间的相互间隔组装。

本发明还提供了一种制造用于隔热块的支柱的方法，包括以下步骤：生产，优选连续地生产长片，切割长片，以便形成基本上具有相同长度的至少一个第一板和一个第二板，在第一板长度的一部分上切割所述至少一个第一直槽，并且在第二板(14)长度的一部分上切割所述至少一个第二直槽，所述至少一个第一槽口在没有第二槽口的第二板的长度的剩余部分上相互接合，并且所述至少一个第二槽口在没有第一槽口第一板的长度的剩余部分上相互接合，以及所述至少一个第一板和所述至少一个第二板的基本上垂直的装配。

根据另一个特征，该方法还包括弯曲与至少一个板的槽口相对的端部的步骤，以便形成基本垂直于板的其余部分的盘。

根据另一个特征，所述至少一个第一板和/或所述至少一个第二板包括两个相似的层，并且该方法还包括在接合步骤之前背对背组装两个层的步骤。

根据另一个特征，至少一个板由复合材料制成，优选地包括热定形或热塑性树脂和纤维，所述纤维优选地基本上平行于所述槽口设置。

本发明还提供了一种生产隔热块支柱的方法，包括以下步骤：

-通过注入至少一个第一板和至少一个第二板生产，所述至少一个第一板包括在其长度的一部分上的第一直槽，所述至少一个第二板包括在其长度的一部分上的第二直槽；

-所述至少一个第一槽口在没有第二槽口的第二板的长度的剩余部分上相互接合，并且所述至少一个第二槽口在没有第一槽口的第一板的长度的剩余部分上相互接合；

-基本上垂直装配所述至少一个第一板和所述至少一个第二板。

根据另一个特征，在生产步骤期间，生产至少一个板，以便在与槽口相对的端部处形成盘，该盘基本上垂直于板的剩余部分。

根据另一个特征，该方法包括填充在第一板和第二板之间形成的至少一个二面体的最终步骤，优选地通过绝缘泡沫填充。

本发明还提供了一种用于储存流体的罐的隔热块，包括：第一面板和第二面板，它们基本上平行并且在隔热块的厚度方向上间隔开，至少一个支撑支柱或多个支柱，其轴线基本垂直于面板，一隔热衬里，设置在面板之间的自由空间中，至少一个如上所述的支柱。

根据另一个特征，至少一些支柱包括至少一个第一盘和/或至少一个第二盘，所述可选的至少一个第一盘固定在第一面板上，所述可选的至少一个第二盘被固定在第二面板上。

本发明还涉及一种用于存储流体的罐，包括至少一个隔热屏障，该隔热屏障包括多个这种并列的隔热块，以及至少一个靠在隔热屏障上的密封膜。

这种类型的罐可以形成用于存储在陆地上的装置的一部分，例如用于存储液化气体，或者它可以安装在浮动，沿海或深水结构中，特别是船，用于运输lpg的船舶，浮动存储和再气化单元(fsru)，浮式生产，存储和卸载(fpso)单元等。这种类型的罐也可用于任何类型的船舶，例如渡轮或集装箱船，的燃料储存。

根据一个实施例，一种用于运输冷液体产品的船，包括船体和设置在船体中的如上所述的罐。

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类型的船舶的方法，其中冷液体产品通过绝缘管道从浮动或陆地存储装置输送到船舶的罐或从船舶的罐输送到浮动或陆地存储装置。

根据一个实施例，本发明还提供了一种用于冷液体产品的传送系统，该系统包括上述船舶，绝缘管道，其布置成将安装在船体中的罐连接到浮动或陆地存储装置，以及通过绝缘管道驱动冷液体产品，从浮动或陆地存储装置输送到船体，或从船体输送到浮动或陆地存储装置的泵。

附图说明

本发明的其他特征，细节和优点将从以下通过结合附图的指示提供的详细描述中变得更加明显，其中：

-图1是根据一个实施例的密封隔热罐罐壁的透视剖视图；

-图2是可用于支柱的板的透视图；

-图3是根据第一实施例的用于形成支柱的两个板的装配的透视图；

-图4是根据另一实施例的用于形成支柱的四个板的装配的透视图；

-图5是图4中的装配结果的透视图；

-图6是图5中支柱的横截面；

-图7是根据一个实施例的支柱的细节的透视图；

-图8是与支柱一致的隔热块的细节的透视图；

-图9是船的罐和用于装载/卸载该罐的终端的剖面示意图。

具体实施方式

在图1中，示出了密封和隔热罐的壁。这种类型的罐的一般结构具有多面体形式并且是众所周知的。因此，将仅描述罐的一个壁区域，应理解罐的所有壁可具有类似的总体结构。

从罐的外部到内部，罐的壁包括支撑结构1，次级隔热屏障2，其由并列在支撑结构1上并由通过次级保持单元4锚固在其上的隔热块3形成，由隔热块3支撑的次级密封膜5，由隔热块7形成的主隔热隔板6，隔热块7通过主保持单元8并列并锚固在次级密封膜5上，以及主密封隔膜9，其由隔热块7支撑，并设计成与容纳在容器中的流体，例如低温流体接触。支撑结构1尤其可以是自支撑金属板，或者更一般地，是具有适当机械特性的任何类型的刚性支撑件。支撑结构尤其可以由船的单壳体或船的双壳体形成。支撑结构包括多个平坦部分，这些平坦部分限定了罐的普通形式。

主9和次级5密封膜例如由具有凸起边缘的连续金属板层构成，所述板通过其凸起边缘焊接到保持在隔热块3,7上的平行焊接支撑件上。金属板条例如，由invar或具有高含量锰的铁合金制成，以具有非常低的膨胀系数。

隔热块3,7具有大致长方体形状。次级隔热屏障2的隔热块3，和主隔热屏障6的隔热块7可以具有相同或不同的结构，并且尺寸可以相同或不同。

图8示意性地示出了隔热块3,7的结构。隔热块3,7包括两个基本上平行的面板17,18，它们在隔热块的厚度方向上间隔开，沿着图1中所示的垂直方向。面板17,18基本上是平的，并且限定了隔热块3,7的主面。面板17,18的装配和根据厚度保持它们的间距可通过设置在两个面板17,18之间的至少一个支柱10确保，并且有利地通过其相应的端部固定在每个面板上。凭借它们的设计，某些类型的支柱具有仅通过面向面板的端部固定在单个面板上的特定特征，另一端简单地与相应的面板接触。支柱10的纵向轴线基本垂直于两个面板17,18。所述至少一个支柱10使得可以吸收压缩力。支柱10也是分布式的，并且例如有利地根据多个排对齐，和/或交错分布。确定支柱10之间的距离，以便允许压缩力的良好分布。根据一个实施例，支柱10等距分布。

隔热衬里(未示出)有利地设置在面板17,18之间在支撑面板10之间提供的空间中。隔热衬里例如由玻璃棉，棉絮或聚合物泡沫构成，聚合物泡沫例如为聚氨酯泡沫，聚乙烯泡沫或聚氯乙烯泡沫。在制造隔热块3,7期间，这种类型的聚合物泡沫可以通过注射操作设置在支柱10之间。或者，可以通过提供孔来生产隔热衬里，以在预切割的聚合物泡沫块，玻璃棉或棉絮中接收支柱10。根据其他实施例，隔热衬里由块状绝热材料构成。这种类型的绝热材料可以是粒状或粉末材料，例如珍珠岩，蛭石或玻璃棉，或气凝胶类型的纳米多孔材料。在这种情况下，隔热块3,7在其周边上配备有沿绝热块厚度方向延伸的未示出的周边隔板，并且周边隔板可以保持隔热衬里。。

已经说明了这一点，现在将根据有利的实施例描述用于这种类型的隔热块3,7的支柱10。

如图5所示，这种类型的支柱10包括至少一个第一板11和至少一个第二板14。板11,14通过切割成薄的热塑性材料板制成，并且具有基本上矩形的形状。板11,14也可以通过热固性材料的注射成型(树脂传递模塑或rtm)来生产。

如图2所示，这种类型的第一板11基本上是平的。另外，它包括设置在所述第一板11的大致一半长度上的第一直槽12。如下文所述，槽口12与支柱10的轴线对齐，该支柱设计成设置在绝热块3,7的厚度方向上。槽口12优选地但不是必须地设置在板11的最大尺寸或长度上。

相应地，第二板14基本上是平的，其长度基本上与第一板11的长度相同，并且包括设置在所述第二板14的大致一半长度上的第二直槽15。根据优选的实施例，因为它简化了板11,14的生产，第二板14与第一板11相同。

如图3所示，第一槽口12和第二同源槽口15使得可以通过相互接合形成支柱10，其中第一板11和第二板14基本上垂直地彼此重叠成瓦状。每个槽口12,15的长度允许板11和14在槽口12和15中相互接合。

这种类型的支柱10具有十字形横截面，如图6所示。这种类型的横截面特别有利，因为它具有机械强度，并且主要是抗弯曲，这对于横截面的小的表面积是最佳的。这是特别有利的，因为这个小的表面积确保了沿界面柱，即根据隔热块3,7的厚度，的轴线的热量的低传导。

如图2-5所示，根据优选实施例，至少一个板11,14，优选所有板，还包括盘13,16。这种类型的盘13,16形成为例如基本上垂直于板11,14的剩余部分，并因此垂直于支柱10的轴线。盘设置在与槽口12,15相对的端部。因此，盘13,16位于支柱10的一端。可以通过任何方式将盘13,16组装在板11,14上。根据优选实施例，盘13,16与板11,14成一体。这种类型的实施例可以通过弯曲板11,14来制造。这种类型的实施例也可以通过注塑成型板由盘13,16提供的板11,14来生产。

设置在第一板11的端部的盘13使得可以在支柱10的端部处形成支脚。设置在第二板14的端部处的盘16使得可以在支柱10的端部处形成支脚。这种类型的支脚允许支柱10支撑在面板17,18上，同时相对于两个板11,14的十字形横截面增加支撑表面，因此，减小了小横截面上的应力集中，并因此降低了所述面板17,18的冲压风险。这种类型的支脚也可以提供与面向面板17,18基本平行的表面，因此，便于面对面的固定支脚，并且因此便于固定支柱10与面板17,18。

根据另一个实施例，其更具体地在图4中示出，所述至少一个第一板11，所述至少一个第二板14或两者，包括两个背靠背装配的类似层。因此，所述至少一个第一板可包括两个层11,11a，并且所述至少一个第二板可包括两个层14,14a。一对这种类型的板层11,11a,14,14a背靠背放置。槽口12,12a和15,15a面对面叠加，并允许相互啮合。图4中的装配使得可以提供如图5所示的支柱10。

第一板11或第二板14的加倍也有利地使得可以使盘13,13a,16,16a加倍。这些层背对背的放置提供了相对的盘，因此在一端，优选在支柱10的两端使支脚的表面积加倍，并使其对称以便更好地平衡。

板11,11a,14,14a可由任何刚性材料制成，即木材，铁，塑料，复合材料等。

根据优选实施例，板11,11a,14,14a由复合材料制成，复合材料优选地为包括由纤维增强的树脂基质的类型。该树脂可以是热定形的或热塑性的。任何纤维优选地基本上平行于槽口12,15设置，即基本上平行于支柱10的轴线，以便沿着支柱10的轴线在受到最大应力，换言之，在受到压缩或牵引，的方向上提供增加的强度。

作为说明，该复合材料尤其可以是由缩写gmt表示的材料，用于“玻璃纤维层增强热塑性塑料”。gmt材料由包括玻璃垫和热塑性聚合物垫形式的基质的组件构成，所述热塑性聚合物垫互锁在玻璃垫中，因此形成设计成热压的织物。举例来说，这种类型的材料由vétrotex公司以名称销售。环氧树脂，聚氨酯或聚酯类树脂的其他实例可与纤维或织物，特别是玻璃纤维或织物结合使用。

根据图7中所示的另一可选特征，示出了支柱10的端部的细节，可以在第一板11和第二板14之间形成的四个二面体中的至少一个中添加至少一个填充物19。通过填充最初十字形轮廓的两个分支之间的空间，有利地产生这种类型的填充物，以便使支柱10的轮廓凸出。该填充物19优选由泡沫制成，例如为聚合物泡沫，聚合物泡沫例如为聚氨酯泡沫。

由此获得的支柱10的横截面的凸起有助于在隔热块3,7中放置隔热衬里。然而，为此目的，根据隔热块3的刚性，可能需要在隔热衬里的隔热块3的边界提供凸槽。

与隔热块3,7的隔热目的相反，填充物19还可以降低已存空间的风险，这对于它们处于对流运动的位置是有害的。

填充物19还使得可以改善机械性能，特别是支柱10的抗弯曲性，并且增加对支柱10所承受的压缩力的抵抗力。

已经看到，为了减小支柱10的横截面，十字形的形状是有利的。板的厚度也应相对于其宽度减小。作为尺寸的说明，板具有2至3mm的厚度和约70mm的宽度。支柱的有用长度取决于它必须承受的力，惯性矩和弹性模量。盘13的长度有利地等于板的宽度的一半，以便形成具有板的宽度的支脚(两个盘)。

现在将描述用于制造这种类型的支柱10的方法。这种方法包括以下步骤。第一步产生长片，优选连续地产生长片。该长片的宽度有利地等于板11,14的宽度。此外，在切割长片的第二步期间，每个板包括一个切口，生产板的坯料。以板的方式生产的切口的长度与板11,14的长度基本相等且相同。

在第三步期间，其可选地与第一切割步骤同时，在每个板11,14中切割一槽口12,15。槽口12,15是直的，并且沿着板11,14的大致一半长度延伸。这里考虑的用于计算一半的板的长度是板11,14的有用长度，即不考虑板的长度，可选地向后弯曲以形成盘13。

第四步包括将第一槽口12,12a接合在第二槽口15,15a中。第一板11,11a垂直于第二板14,14a。

在第五个可选步骤期间，可以通过所述至少一个第一板11与所述至少一个第二板14的任何方法的(粘合，焊接等)组装来执行。

根据另一个特征，该方法还可以包括在与槽口12,15相对的端部处弯曲至少一个板11,14的步骤。这使得可以形成盘13,16，该盘基本垂直于板11,14剩余部分。这种弯曲可以通过任何方式进行，例如在辊子周围，并且在热塑性材料的情况下在热条件下进行。

现在将描述用于制造这种类型的支柱10的第二种方法。这种方法包括以下步骤。第一步，通过注射成型产生第一板11和第二板14，第一板11被模制成在其长度的一部分上包括第一直槽12，并且第二板14被模制成包括在其长度的一部分上包括第二直槽15。在第一步期间，第一板11被注塑成型，以便在与第一槽口12相对的一端形成盘13，盘13基本上垂直于第一板11的剩余部分。类似地，第二板14被注塑成型，以便在与第二槽口15相对的一端形成盘16，盘16基本上垂直于第二板14的剩余部分。

第二步骤包括将第一槽口12,12a接合在第二槽口15,15a中。第一板11,11a垂直于第二板14,14a。

在第三可选步骤期间，可以通过所述至少一个第一板11与所述至少一个第二板14的任何方法的(粘合，焊接等)组装来进行。

根据一个实施例，所述至少一个第一板11和/或所述至少一个第二板14包括两个相似的板11,11a,14,14a。在这种情况下，该方法还包括将两层板11,11a,14,14a背靠背放置的步骤。该步骤在切割槽口的步骤之后或在注射生产步骤之后，和接合步骤之前进行。这种背靠背放置可以任选地通过以任何方式(粘合，焊接，装订，铆接等)组装两个层11,11a,14,14a来进行。

根据一个实施例，在通过注射成型生产的方法中，第一板11和第二板14可以模制成每个板包括与第一盘13,16相对的第二盘13,16，例如面对与第一盘方向相反的方向。

根据另一个特征，至少一个板11,14由复合材料制成，优选地，在通过注射制造的情况下包括热固树脂的类型制成，或者在通过长片和纤维生产的情况下由热塑性材料制成。在存在纤维的情况下，它们有利地基本上平行于第一槽口12和第二槽口15设置，在这种情况下对齐并重合。

根据另一个特征，该方法还包括在接合步骤之后进行的最终步骤，即填充在第一板11和第二板14之间形成的至少一个二面体，优选为泡沫。

在图8中示意性地示出了用于储存流体的罐的隔热块3,7。该隔热块3,7包括基本平行且以隔热块的厚度方向间隔开的第一面板17和第二面板18，至少一个支柱，其轴线基本垂直于面板17,18，以及隔热衬里(未示出)，设置在面板17,18之间的自由空间中。一个或多个或每个支柱是根据前述实施例之一的支柱10。面板17,18可以由任何材料制成，例如由胶合板制成。根据替代实施例，面板17,18可包括由复合材料制成的主体，该复合材料包括由纤维增强的热定形或热塑性基质。根据另一个替代实例，面板17,18可包括浸渍有热塑性基质的木制主体。

根据另一个特征，这些支柱10中的一个包括固定在第一面板17上的至少一个第一盘13和/或固定在第二面板18上的至少一个第二盘16。这种固定可以通过任何方式进行。有利地，可以通过防止任何倾斜的风险来保持支柱10。在支柱10的每个端部处进行固定的情况下，通过使面板17,18压缩和牵引成为一体，支柱有助于保持隔热块3,7的内聚力。

用于储存流体的罐的主隔热屏障6和/或次级隔热屏障2可以借助于前述的多个隔热块来生产。

参考图9，船70的剖视图示出了密封且隔热的罐71，其具有装配在船的双壳体72中的大致棱柱形状。罐71的壁包括主密封屏障，其设计成与容纳在罐中的液态气体接触，次级密封屏障，设置在主密封屏障和船的双壳体72之间，以及两个绝缘屏障，分别布置在主密封屏障和次级密封屏障之间，以及布置在次级密封屏障和双壳体72之间。在简化版本中，船包括一单壳体。

以已知的方式，设置在船的上甲板上的装载/卸载管道73可以通过适当的连接器连接到海上或港口终端，以便将液体气体的货物从罐71往来于罐71。

图9示出了包括装载和卸载站75，海底管道76和陆地77上的装置的海事终端的示例。装载和卸载站75是固定的海上设施，包括移动臂74和桅杆78，桅杆78支撑一束绝缘的柔性管79，柔性管79可以连接到装载/卸载管道73。可以定向的移动臂74以适应所有的油罐计量器。未示出的一连接管在桅杆78内部延伸。装载和卸载站75允许从陆地77上的装置装载船70，或从船70卸载至陆地77。陆地77包括液体气体储存罐80和连接管81，连接管81通过海底管道76连接到装载或卸载站75。海底管道76允许液体气体在装载或卸载站75与陆地77上的装置之间长距离传输，例如5km，这使得在装载和卸载操作期间，使船70保持与海岸的长距离成为可能。

为了产生液体气体输送所需的压力，在船70上安装泵和/或在陆地77上设备上安装泵和/或在装载和卸载站75安装泵。

尽管已经结合多个特定实施例描述了本发明，但显然它绝不限于此，并且它包括所描述的装置的所有技术等同物，以及它们的组合，在本发明的范围内。

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