自支撑密封罐壁的制作方法

本发明涉及用于储存或运输流体的密封罐壁的领域，以及涉及用于低温液化气(诸如液化石油气(lpg)、液化天然气(lng)和液态氢)的密封且绝热的罐的领域。

背景技术：

棱柱形密封罐例如由专利ep0166492已知。此类罐包括外部结构，所述外部结构包括组装在一起以形成棱柱形结构，尤其是长方体结构的多个平壁。

为此，使用脚手架将多个平壁组装在一起以形成棱柱形结构。

为了使此类罐自支撑，即能够在没有外部帮助的情况下承受罐中所含的流体的压力，罐包括被设计为加固外部结构的壁的内部加强构件系统。在这种情况下，内部加强构件是将一个壁接合到相对壁的杆，以便防止由于从罐的内部施加到外部的流体的压力而引起的罐的壁的变形。

内部加强构件布置在罐中以形成格子结构。此类罐包括在不同方向上布置的多个杆，以便吸收由在多个方向上施加的流体的压力而引起的力。

然而，具有紧固到平壁的这种内部加强构件系统的罐不适于运输诸如液化天然气的低温流体。实际上，低温容器特别是由于引起罐的组成部分的热收缩的其极低温度并且由于在罐的壁上产生显著压力的其气相随时间推移的增加而在罐上施加显著应力。

技术实现要素：

本发明的核心思想是促进罐壁的组装，同时增加壁抵抗流体的压力的强度。

本发明的另一个核心思想是提高抵抗例如由罐中所包含的流体的压力和存在的任何热收缩引起的高应力的自支撑罐的强度。

本发明的另一个核心思想是优化自支撑罐的紧凑性，即，优化罐的容器的可用容积与罐所占据的总容积之间的比率。

根据一个实施例，本发明提供了用于形成储存流体的密封罐的密封罐壁，所述壁包括：

-平坦框架，其包括周界部和纵向加强构件，所述纵向加强构件在纵向方向上布置在所述周界部的内部，使得每个纵向加强构件从所述周界部的一侧延伸到所述周界部的相对侧，所述周界部和所述纵向加强构件被设计成在所述框架中形成开口，

-凸壁，其通过围绕所述开口进行焊接以封闭所述开口而紧固到所述框架，以便在与所述平坦框架正交的厚度方向上朝向待形成的所述罐的外部突出。

平坦框架是指在厚度方向上没有弯曲的框架。

这些特征使得罐壁能够由简单的元件制成。实际上，框架形成了便宜的结构，用于使用纵向加强构件来紧固凸壁并支撑罐壁。其平坦的形状使得罐壁能够被平坦地组装。这消除了使用脚手架组装壁的需求。此外，焊接机器人由于其平坦形状而特别地可以用于将凸壁紧固到框架，从而简化并加速组装。

因此，罐的凸壁有助于提高外部结构的机械强度。实际上，凸壁使得在罐的加压期间存在的力能够朝向纵向加强构件和框架的周界部重定向，从而防止框架受到过大的力。这有助于限制凸壁的厚度，所述凸壁比等效的平坦壁经受较小的力。

最后，与具有平坦壁的罐相比，通过显著增加可用容积，罐的向外弯曲的凸壁有助于优化罐的容量。

根据实施例，这种罐壁可以具有下列一个或多个特征。

根据一个实施例，周界部具有矩形形状并且包括组装在一起的多个杆。

根据一个实施例，所述框架具有补充加强构件，所述补充加强构件具有紧固到所述周界部的一侧的第一端和紧固到所述周界部的相对侧的第二端，并且补充加强构件在垂直于所述纵向加强构件的所述纵向方向的横向方向上延伸。

根据一个实施例，所述壁在待形成的所述罐的外部上具有紧固到所述框架的绝热屏障。

根据一个实施例，绝热屏障具有成形为与凸壁相匹配的内表面。

根据一个实施例，所述绝热屏障具有由柔性可变形绝缘材料制成的内层和由刚性绝缘材料制成的外层。

根据一个实施例，所述凸壁具有带有至少两个弯曲侧面的弯曲板以及定位在所述弯曲板的所述弯曲侧面上的封闭板，所述封闭板将所述弯曲侧面密封地接合到所述框架。

根据一个实施例，所述弯曲板是具有两个弯曲侧面和两个笔直侧面的矩形弯曲板，所述笔直侧面在开口的两侧上焊接到所述框架。

根据一个实施例，框架在厚度方向上形成在优选为平坦的外部封套和优选为平坦的内部封套之间。

根据一个实施例，凸壁从所述壁紧固在其中的框架的外部封套突出。

根据一个实施例，凸壁定位在所述壁紧固在其中的框架的外部封套和内部封套之间。

根据一个实施例，两个弯曲侧面在开口的两侧上密封地焊接到框架。

根据一个实施例，本发明提供了用于储存流体的密封罐壁，所述罐包括：

-外部结构，其包括组装在一起以形成界定内部空间的棱柱形结构的多个罐壁，所述罐壁中的至少两个如上所述，

-内部加强构件，其定位在所述外部结构的所述内部空间中以形成格子结构，每个内部加强构件具有紧固到所述至少两个罐壁中的第一罐壁的所述框架的第一端和紧固到所述至少两个罐壁中的与所述第一罐壁相对的第二罐壁的所述框架的第二端，所述内部加强构件紧固到所述框架以吸收由所述内部空间中的所述压力引起的力。

根据一个实施例，内部加强构件中的一个、一些、数个或所有与所述框架的纵向加强构件位于同一水平。根据一个实施例，内部加强构件中的一个、一些、数个或所有垂直于所述罐壁中的一个延伸。根据一个实施例，内部加强构件中的一些、数个或所有与所述框架的纵向加强构件位于同一水平，并且垂直于罐壁中的一些、数个或所有延伸。

根据一个实施例，两个相反的壁是平行的，并且所述内部加强构件中的一个或数个基本上笔直地并且垂直于两个罐壁延伸。

根据一个实施例，罐壁中的每一个如上所述。

根据实施例，这种罐可以具有下列一个或多个特征。

根据一个实施例，框架由例如通过焊接彼此紧固的方管制成。

由于框架仅由易于组装在一起的元件组成，因此这使得框架制造简单且便宜。

根据一个实施例，罐具有通过围绕每个开口进行焊接以密封地封闭所述开口而紧固到框架的凸壁。

根据一个实施例，内部加强构件紧固到纵向加强构件。

根据一个实施例，内部加强构件规则地分布在纵向加强构件中的每一个上。

根据一个实施例，框架、凸壁和/或内部加强构件由金属制成，诸如不锈钢、铝、即其膨胀系数通常在1.2×10^-6和2×10^-6k^-1之间的铁和镍的合金，或者膨胀系数为约7×10^-6k^-1的锰含量高的铁合金。

根据一个实施例，所述凸壁具有带有至少两个弯曲侧面的弯曲板以及定位在所述弯曲板的所述弯曲侧面上的封闭板，所述封闭板将所述弯曲侧面密封地接合到所述框架中的一个。

根据一个实施例，所述弯曲板是具有两个弯曲侧面和两个笔直侧面的矩形弯曲板，所述笔直侧面在开口的两侧上焊接到外部结构的框架中的一个。

根据一个实施例，封闭板中的一个、一些、数个或所有是细长的平板。

根据一个实施例，封闭板中的一个、一些、数个或所有具有至少一个表面和至少一个边缘，所述表面紧固到至少一个弯曲板的弯曲侧，并且所述边缘紧固到框架。

根据一个实施例，封闭板中的一个、一些、数个或所有是形成旋转椭圆体的一部分的板。

根据一个实施例，封闭板中的一个、一些、数个或所有具有两个边缘，一个边缘紧固到弯曲板并且另一边缘紧固到框架。

根据一个实施例，所述内部加强构件包括在第一方向上取向的第一加强构件、在与所述第一方向不同的第二方向上取向的第二加强构件、以及在与所述第一方向和所述第二方向不同的第三方向上取向的第三加强构件。

根据一个实施例，第一方向、第二方向和第三方向形成三维正交框架。

这些特征使得内部加强构件能够形成三维格子，从而使得外部结构能够承受在所有方向上施加到罐上的应力。

(权利要求14)根据一个实施例，内部加强构件由正方形截面的杆制成。

根据一个实施例，所述第一加强构件中的一个、一些、数个或所有具有至少一个孔口，所述孔口被设计成使得所述第三加强构件中的一个能够穿过所述第一加强构件。

凭借这些特征，孔口使得在第一方向上的第一加强构件能够与在第三方向上的第三加强构件相交，这例如通过防止所述加强构件屈曲而有助于在这些相交处加固加强构件。

根据一个实施例，所述第二加强构件中的一个、一些、数个或所有具有至少一个孔口，所述孔口被设计成使得所述第三加强构件中的一个能够穿过所述第二加强构件。

凭借这些特征，孔口使得在第二方向上的第二加强构件能够与在第三方向上的第三加强构件相交，这例如通过防止所述加强构件屈曲而有助于在这些相交处加固加强构件。

根据一个实施例，每个内部加强构件具有至少一个细长片材和至少一个型材，所述型材包括紧固到所述细长片材的基座和所述基座的两侧上的两个凸缘，所述凸缘从所述细长片材突出。

因此，型材有助于增加内部加强构件的刚度，特别是在弯曲方面。

根据一个实施例，所述框架中的一个、一些、数个或所有具有补充加强构件，所述补充加强构件具有紧固到所述周界部的一侧的第一端和紧固到所述周界部的相对侧的第二端，并且补充加强构件在垂直于所述纵向加强构件的所述纵向方向的方向上延伸。

这些特征有助于在垂直于纵向加强构件的方向的方向上加固框架。

根据一个实施例，所述第一加强构件中的一个、一些、数个或所有和/或所述第二加强构件中的一个、一些、数个或所有具有两个细长片材和定位在所述两个细长片材之间的多个型材，所述型材包括紧固到所述细长片材中的一个的基座和在所述基座的两侧上的两个凸缘，所述凸缘从每个细长片材突出，并且其中所述型材在所述细长片材上规则地间隔开。

根据一个实施例，被设计成使得所述第三加强构件中的一个能够穿过所述第一加强构件中的一个或所述第二加强构件中的一个的所述孔口是在所述型材之间形成的空间。

因此，第一加强构件和第二加强构件被设计成增加刚度并增强外部结构的加强作用。此外，型材间隔开以便实现加强构件的格子的相交。

根据一个实施例，所述补充加强构件中的一个、一些、数个或所有具有两个细长片材和定位在所述两个细长片材之间的多个型材，所述型材包括紧固到所述细长片材中的一个的基座和在所述基座的两侧上的两个凸缘，所述凸缘从每个细长片材突出，并且其中所述型材在所述片材上规则地间隔开，以便形成被设计成实现与框架的所述纵向加强构件相交的空间。

根据一个实施例，内部加强构件中的一个、一些、数个或所有和/或纵向加强构件中的一个、一些、数个或所有和/或补充加强构件中的一个、一些、数个或所有在其端部处具有鱼尾板。

因此，鱼尾板有助于减小在与纵向加强构件或框架的周界部的接合处施加到加强构件的应力。

根据一个实施例，鱼尾板是三角形鱼尾板或圆弧鱼尾板。

根据一个实施例，所述第三加强构件中的一个、一些、数个或所有具有两个细长片材和定位在所述两个细长片材之间的一个或多个型材，所述一个或多个型材包括紧固到所述细长片材中的一个的基座和在所述基座的两侧上的两个凸缘，所述凸缘从每个片材突出。

根据一个实施例，第三加强构件中的一个、一些、数个或所有具有在第三加强构件的一些或全部长度上延伸的单个型材。

根据一个实施例，第三加强构件中的一个、一些、数个或所有具有在其长度上连续地或间隔开地布置的多个型材。

根据一个实施例，第三加强构件的截面小于孔口的截面。

根据一个实施例，第三加强构件的两个片材之间的距离小于第一加强构件和/或第二加强构件的两个片材之间的距离。

根据一个实施例，在与第一加强构件或第二加强构件的相交处的第三加强构件的片材的宽度小于第一加强构件或第二加强构件的两个型材之间的距离。

因此，第三加强构件的尺寸使得所述加强构件能够插入第一加强构件或第二加强构件中的一个中，以在加强构件之间形成相交。

根据一个实施例，密封罐在框架中的每一个上具有紧固到外部结构的外部的绝热屏障。

根据一个实施例，绝热屏障具有成形为与凸壁相匹配的内表面。

根据一个实施例，内表面被预切割以配合凸壁的弯曲形状。

根据一个实施例，绝热屏障具有一层或多层的一种或多种材料，例如纤维材料，诸如玻璃棉、矿物棉、聚合物泡沫、尤其是聚氨酯泡沫、膨胀聚苯乙烯或聚乙烯泡沫。

根据一个实施例，绝热屏障具有由诸如玻璃棉的柔性可变形绝缘材料制成的内层。

因此，绝热屏障的第一层可以被压缩在凸壁上以配合形状。

根据一个实施例，绝热屏障具有由诸如聚氨酯泡沫或膨胀聚苯乙烯的刚性绝缘材料制成的外层。

根据一个实施例，绝热屏障由彼此紧靠布置的多个绝缘面板制成。

根据一个实施例，远离罐的棱柱形结构的边缘定位的绝缘面板是长方体面板。

根据一个实施例，定位在罐的棱柱形结构的边缘上的绝缘面板是具有三角形基座的圆柱形面板。

根据一个实施例，每个第三加强构件包括从一个罐壁延伸到相对的罐壁的单个细长加强构件。

根据一个实施例，每个第一加强构件和/或每个第二加强构件分别具有多个第一杆和/或第二杆，所述第一杆或所述第二杆分别在所述第一方向或所述第二方向上彼此对准，所述第一杆或所述第二杆彼此间隔开。

根据一个实施例，第三加强构件中的一些或每一个具有多个第三杆，所述第三杆在所述第三方向上彼此对准并且彼此间隔开。

根据一个实施例，补充加强构件中的一些或每一个具有多个补充杆，所述补充杆彼此对准并且彼此间隔开。

根据一个实施例，补充加强构件中的一些或每一个具有多个补充杆，所述补充杆彼此对准并且彼此间隔开。

根据一个实施例，所述第一杆包括定位在所述第一加强构件的所述端部处的两个第一端杆和定位在所述第一端杆之间的至少一个第一中间杆，两个相邻的第一杆借助于所述第三加强构件中的一个彼此紧固。

根据一个实施例，所述第二杆包括定位在所述第二加强构件的所述端部处的两个第二端杆和定位在所述第二端杆之间的至少一个第二中间杆，两个相邻的第二杆借助于所述第三加强构件中的一个彼此紧固。

根据一个实施例，第三杆包括定位在第三加强构件的端部处的两个第三端杆和定位在第三端杆之间的至少一个第三中间杆。

根据一个实施例，第一端杆或第二端杆具有紧固到外部结构的第一端和紧固到第三加强构件中的一个的第二端。

根据一个实施例，第一中间杆或第二中间杆具有紧固到第三加强构件中的一个的第一端和紧固到第三加强构件中的另一个的第二端。

根据一个实施例，所述格子结构具有加强构件节点，每个加强构件节点被设计成在所述格子结构中形成至少两个内部加强构件相交的交叉区域。

内部加强构件是指由第一加强构件中的一个、第二加强构件中的一个、第三加强构件中的一个、加固加强构件中的一个或者在适用情况下补充加强构件中的一个形成的加强构件。

根据一个实施例，每个加强构件节点被设计为在格子结构中形成交叉区域，其中两个第一杆和两个第二杆紧固到给定的第三加强构件。

根据一个实施例，罐具有由至少一个连接板形成的连接器，并且两个第一相邻杆或两个第二相邻杆或两个第三相邻杆借助于连接器中的一个彼此紧固。

根据一个实施例，所述连接器是由第一连接板和与第一连接板正交的第二连接板形成的双连接器，第一连接板具有配合孔，第二连接板经由配合孔穿过第一连接板。

根据一个实施例，两个相邻的第一杆和两个相邻的第二杆焊接到双连接器中的一个的第一连接板，并且两个相邻的第三杆焊接到所述双连接器的第二连接板。

根据一个实施例，罐具有由单个连接板形成的单连接器，连接板紧固到罐的框架中的一个，例如紧固到纵向加强构件中的一个或紧固到框架的周界部。

根据一个实施例，补充杆在其每个端部处焊接到单连接器中的一个的连接板。

根据一个实施例，第一端杆、第二端杆和第三端杆在其一端处焊接到单连接器中的一个，并且在其另一端处焊接到双连接器中的一个。

根据一个实施例，第一中间杆、第二中间杆和第三中间杆在其端部中的每一个处焊接到双连接器中的一个。

根据一个实施例，内部加强构件例如通过焊接而紧固到另一个内部加强构件。

根据一个实施例，内部加强构件通过焊接而紧固到连接器中的一个。

根据一个实施例，内部加强构件和连接器被设计成以至少两个自由度，优选地两个平移自由度，并且更优选精确地两个平移自由度而组装在一起。

根据一个实施例，至少一个连接板是平坦的。

根据一个实施例，两个平移自由度在连接板的平面中。

根据一个实施例，内部加强构件和连接器被设计成在内部加强构件焊接到连接器之前被组装在一起。

根据一个实施例，至少一个连接板具有平坦周界部边缘，内部加强构件在连接板的平坦周界部边缘上焊接到连接器。

根据一个实施例，内部加强构件和/或补充加强构件和/或加固加强构件的杆在其每端处具有一对平行的紧固狭槽，并且内部加强构件和/或补充加强构件和/或加固加强构件的杆被设计成通过将所述连接板插入一对紧固狭槽中而焊接到连接板中的一个。

根据一个实施例，内部加强构件和/或补充加强构件和/或加固加强构件由圆形截面的杆组成。

根据一个实施例，给定的一对紧固狭槽中的紧固狭槽在直径上相反。

根据一个实施例，给定的一对紧固狭槽中的紧固狭槽定位在杆的端部的两个相反边缘上。

根据一个实施例，内部加强构件和/或补充加强构件和/或加固加强构件的杆被设计成通过将所述连接板插入一对紧固狭槽中而焊接到连接板中的一个。

这使得连接板能够用作平坦的焊接支撑件，以便于将杆紧固到连接器。此外，在杆中而不是在板中形成狭槽，而使装置更适合并且消除对组装和制造公差的需求。

根据一个实施例，所述罐具有加固加强构件，所述加固加强构件相对于所述第一方向、所述第二方向或所述第三方向以大约45°的角度倾斜，所述加固加强构件在其所述端部中的一个端部处紧固到第一加强构件节点并且在其所述端部中的其他端部处紧固到第二加强构件节点或所述罐壁中的一个。

根据一个实施例，罐具有在罐的边缘处紧固到格子结构的加固加强构件，每个加固加强构件相对于第一方向、第二方向或第三方向以45°的角度倾斜。

根据一个实施例，第一加强构件、第二加强构件、第三加强构件和加固加强构件以及在适用情况下的补充加强构件彼此紧固以形成格子结构。

根据一个实施例，通过将所述第一罐壁的所述框架焊接到所述第二罐壁的所述框架，将所述罐壁中的第一罐壁紧固到所述罐壁中的第二罐壁。

根据一个实施例，所述罐壁中的第一罐壁借助于凸角壁紧固到所述罐壁中的第二罐壁，所述凸角壁具有紧固到所述第一罐壁的所述周界部的第一笔直边缘和紧固到所述第二罐壁的所述周界部的第二笔直边缘。

根据一个实施例，凸角壁从格子结构朝向罐的外部突出。

根据一个实施例，每个凸角壁具有弯曲板，所述弯曲板具有两个笔直边缘和至少两个弯曲边缘，优选四个弯曲边缘。

根据一个实施例，凸角壁的笔直边缘焊接到外部结构的两个相邻框架的周界部。

根据一个实施例，凸角壁中的一个经由弯曲边缘焊接到至少一个其他相邻凸角壁，优选地焊接到两个其他相邻凸角壁。

根据一个实施例，在第一方向、第二方向或第三方向中的一个方向上延伸的凸角壁的弯曲边缘中的一个焊接到在第一方向、第二方向或第三方向中的另一个方向上延伸的凸角壁的弯曲边缘中的一个。

根据一个实施例，凸角壁与外部结构的框架组装，以便形成封闭的密封表面。

根据一个实施例，本发明提供了用于储存流体的密封罐，所述罐包括：

-外部结构，其包括组装在一起以形成界定内部空间的棱柱形结构的多个罐壁，

-内部加强构件，其定位在所述外部结构的所述内部空间中以便形成格子结构，每个内部加强构件具有彼此对准并彼此间隔开的多个杆，

-连接器，其包括至少一个连接板，至少两个相邻的杆焊接到连接板，连接器形成内部加强构件在不同方向上彼此相交的加强构件节点。

这种罐可以是例如用于储存lng的陆上储存设施的一部分，或者安装在海岸或深水浮式结构(特别是液化天然气运输船)、浮式储存和再气化单元(fsru)、浮式生产、储存和卸载(fpso)单元等上。这种罐还可以用作任何类型的船中的燃料罐。

根据一个实施例，本发明还提供了用于运输冷液体产品的船，所述船包括双层船体和布置在所述双层船体中的前述罐。

根据一个实施例，密封罐使用缆索而紧固到双层船体。

根据一个实施例，所述密封罐在所述框架之间的接合处具有中心和边缘，所述缆索紧固在所述罐的所述边缘处并且紧固到所述双层船体，以便与将所述罐的所述中心接合到所述缆索紧固到的所述边缘的方向正交地取向。

因此，缆索被取向成使得在罐的任何热收缩期间绕其在双层船体上的锚定点转动，从而防止可能导致缆索断裂的缆索上的任何压缩/拉伸应力。

根据一种实施例，本发明还提供了用于棱柱形密封罐的制造方法，其中所述方法包括以下步骤：

-提供前述罐壁中的数个，

-将所述罐壁密封地组装在一起，以形成敞开的棱柱形外部结构，

-提供多个内部加强构件，

-将所述内部加强构件紧固到所述外部结构的所述内部，以便形成格子结构，每个内部加强构件具有紧固到框架的第一端和紧固到相反框架的第二端，所述内部加强构件紧固到所述纵向加强构件或紧固到所述框架的所述周界部，

-将一个或多个罐壁组装到所述敞开的外部结构，以便密封地封闭所述棱柱形外部结构。

因此，由加强构件形成的格子结构可以既用于加固罐，又用作用于组装用来封闭外部结构的最后壁的脚手架。

根据一种实施例，本发明还提供了用于棱柱形密封罐的制造方法，其中所述方法包括以下步骤：

提供前述罐壁中的数个，

布置所述罐壁中的一个，以便形成所述罐的底壁，

提供多个内部加强构件，

将所述内部加强构件紧固到所述罐的所述底壁并彼此紧固，以便形成格子结构，

将所述其他罐壁密封地组装到所述罐的所述底壁并且彼此组装，以便形成封闭的棱柱形外部结构，每个内部加强构件具有紧固到框架的第一端和紧固到相反框架的第二端，所述内部加强构件紧固到所述纵向加强构件或紧固到所述框架的所述周界部。

因此，由加强构件形成的格子结构可以既用于加固罐，又用作将壁组装在一起并组装到底壁的脚手架。

根据一个实施例，本发明还提供了用于装载到这种船或从这种船卸载的方法，其中通过绝缘管路将冷液体产品从岸上或浮式储存设施运送到所述船上的所述罐或从所述船上的所述罐运送到所述岸上或浮式储存设施。

根据一个实施例，本发明还提供了用于冷液体产品的运输系统，所述系统包括：前述船；绝缘管路，其被布置成将安装在所述船的所述船体中的所述罐连接到岸上或浮式储存设施；以及泵，所述泵用于通过所述绝缘管路将冷液体产品流从所述岸上或浮式储存设施驱动到所述船上的所述罐或从所述船上的所述罐驱动到所述岸上或浮式储存设施。

附图说明

参考附图，在下面仅作为非限制性示例给出的本发明的几个特定实施例的详细描述中，可以更好地理解本发明，并且更清楚地阐明本发明的其他目的、细节、特征和优点。

图1是设置有用于自支撑密封罐的补充加强构件的框架的透视图。

图2是根据第一变型的用于自支撑密封罐的内部或补充加强构件的透视图。

图3是设置有用于自支撑密封罐的内部加强构件的外部结构的透视图。

图4是图3的详细视图，仅示出两个内部加强构件之间的一个相交部分。

图5是根据第一实施例的框架的透视图，所述框架设置有使用弯曲板和封闭板形成的凸壁。

图6是根据第二实施例的包括凸壁的自支撑密封罐的透视图。

图7是包括外部结构、加强构件和绝热屏障的自支撑密封罐的透视图。

图8是图7的局部剖视图，示出设置有凸壁和绝热屏障的框架中的一个。

图9是紧固到船的双层船体上的罐的透视图。

图10是包括密封且绝热的流体储存罐的船和该罐的装载/卸载码头的剖视示意图。

图11是由根据第二变型的内部加强构件形成的格子的透视图。

图12是图11的详细视图xii，示出多个组装的内部加强构件。

图13是根据第三实施例的包括凸壁的自支撑密封罐的透视图。

图14是沿图13中的线xiv-xiv截取的罐壁中的一个的剖视图。

图15是根据第三实施例的由用于自支撑密封罐的根据第二变型的内部加强构件形成的格子的一部分的透视图。

图16是根据另一个实施例的用于自支撑密封罐的外部结构的透视图。

图17是包括具有根据第三变型的内部加强构件的格子的自支撑密封罐的剖视图。

图18是根据第三变型的内部加强构件的透视图。

图19是沿图17中的线xix-xix截取的剖视图，示出内部加强构件与双连接器的连接。

具体实施方式

下面参考图1至图9和图11至图19描述可以用于理解本发明的根据一个实施例的自支撑密封罐1。

自支撑密封罐1包括外部结构2，所述外部结构2包括组装在一起以便形成棱柱形结构的多个框架3，例如图3和图9中的长方体的形式所示。

图1特别示出外部结构2的框架3。框架3包括例如矩形的周界部4。周界部4由在其端部焊接在一起以形成矩形的方管制成。此外，周界部4的顶点配合有鱼尾板20以增加周界部4的机械强度。纵向加强构件5放置在周界部4的内部，以便在框架3中形成开口6。每个纵向加强构件5包括鱼尾板20配合到其端部的方管。纵向加强构件5焊接到周界部4并且规则地分布在周界部4的一侧上。纵向加强构件5的端部中的一个焊接到周界部4的一侧，而纵向加强构件5的另一端焊接到周界部4的相对侧。

为了加强框架3，补充加强构件14在垂直于纵向加强构件5的纵向方向的方向上焊接到框架3的周界部4。每个补充加强构件14具有焊接到周界部4的一侧的第一端和焊接到周界部4的相对侧的第二端。

如图3所示，自支撑密封罐1还包括紧固在外部结构2的内部以便形成格子结构的内部加强构件11、12、13。

图2示出内部加强构件11、12、13或补充加强构件14。加强构件11、12、13、14包括至少一个细长片材15和在细长片材15的长度上规则分布的多个型材16。型材16具有紧固到细长片材15的表面的基座17和在基座17的任一侧上的两个凸缘18。凸缘18被设计成在相同的方向上从基座17突出以形成具有u形截面的型材16。

型材16在细长片材15上间隔开。型材16之间的这些空间形成孔口19，所述孔口19尤其使得加强构件11、12、13、14能够与罐1的另一个元件相交。

在补充加强构件14的情况下，如图1所示，孔口19被设计成使得纵向加强构件5能够与补充加强构件14中的每一个相交，以便形成相互加固加强构件5、14的网。

在图3和图4所示的实施例中，内部加强构件11、12、13被加倍，即，存在两个细长片材15，每个细长片材配合有型材16。第一片材15的型材16的凸缘18被取向成朝向第二片材15并且相对于第二片材15的型材16的凸缘18相互地突出。内部加强构件11、12、13在其端部处还配合有用于紧固到外部结构2的鱼尾板20。

如图3所示，内部加强构件11、12、13在其端部处焊接到框架3的纵向加强构件5。实际上，每个内部加强构件11、12、13在其一端处焊接到第一框架3的纵向加强构件5，并且在其另一端处焊接到与第一框架3相对的第二框架3的纵向加强构件5。内部加强构件11、12、13包括在第一方向上取向的第一加强构件11、在与第一方向正交的第二方向上取向的第二加强构件12以及在与第一方向正交并且与第二方向正交的第三方向上取向的第三加强构件13。因此，第一方向、第二方向和第三方向形成三维正交框架。

如图3和图4所示，每个第一加强构件11和每个第二加强构件12紧固到外部结构2，以便与多个第三加强构件13相交。实际上，借助于在第一加强构件11和第二加强构件12的型材16之间形成的孔口19，第三加强构件13插入到多个第一加强构件11和第二加强构件12中。为此，第三加强构件13被设计成具有比第一加强构件11和第二加强构件12小的截面。换句话说，每个第三加强构件13的两个细长片材15之间的距离小于每个第一加强构件11和每个第二加强构件12的两个细长片材之间的距离。此外，如图4所示，第一加强构件11和第二加强构件12的两个型材16之间的空间大于第一加强构件11的细长片材15在加强构件的相交处的宽度。

图5示出根据第一实施例的设置有凸壁7、10的外部结构2的框架3。在该实施例中，凸壁7、10由弯曲板7和封闭板10组成。弯曲板7是矩形的并且具有两个弯曲侧面8和两个笔直侧面9。取决于弯曲板7在框架3上的定位，每个笔直侧面8被密封地(即借助于沿着侧面的整个长度的连续焊缝)焊接到纵向加强构件5或到周界部4。弯曲侧面8被密封地焊接到封闭板10，所述封闭板10进而被密封地焊接到周界部4。因此，设置有凸壁7、10的框架3形成密封表面。在该实施例中，封闭板10是平坦的细长板，其包括第一平坦表面、第二平坦表面和多个边缘。每个封闭板10经由其平坦表面中的一个紧固到一个或多个弯曲板的弯曲侧面8。每个封闭板10通过其边缘中的一个紧固到框架3。因此，包括弯曲板7、封闭板10和框架3的组件形成密封的封闭表面。

在图5所示的实施例中，封闭板10用于焊接到多个弯曲板7。实际上，在所示的示例中，封闭板10使得数个弯曲板7的弯曲侧面8能够紧固到框架3，这有助于限制需要紧固的零件的数量。在未示出的变型中，不同的封闭板10可以用于弯曲板7中的每一个。

图6示出安装在自支撑密封罐上的凸壁7、10的第二实施例。在该实施例中，封闭板10是旋转的椭圆体的一部分，例如四分之一椭圆体，如图所示。封闭板10因此以船体的方式延伸弯曲板7，以便使弯曲板7的弯曲侧面8朝向框架3转动。实际上，由封闭板10形成的边缘中的一个焊接到弯曲板7的弯曲侧面，而由封闭板10形成的另一边缘焊接到框架3。因此，包括弯曲板7、封闭板10和框架3的组件形成密封的封闭表面。在该图所示的实施例中，形成在周界部4上的框架3的鱼尾板20和纵向加强构件有助于封闭密封表面。实际上，封闭板10的焊接到框架3的边缘既焊接到纵向加强构件和/或周界部4，又焊接到与其相邻的鱼尾板20。

在未示出的另一个实施例中，凸壁7、10例如通过冲压制成，使得凸壁是细长圆顶，所述圆顶焊接到纵向加强构件5并且焊接到限定开口6的周界部4，凸壁放置在所述开口中。因此，在该实施例中，凸壁由单个元件构成，并且不需要包括弯曲板7和封闭板10，因为细长圆顶围绕其整个圆周紧固到框架3。

图7示出在组装期间在所述罐配合有第二加强构件12和形成外部结构2的框架3中的一个之前的自支撑密封罐1。如从图7和图8中可以看出，密封罐1也由绝热屏障21制成。绝热屏障21包括多个绝缘面板22，所述多个绝缘面板22分布在整个外部结构2上，以便在整个罐上形成连续的绝热屏障21，以获得例如与低温流体一起使用的密封且绝热的罐1。

绝缘面板22包括两个层23、24，在这种情况下由玻璃棉制成的内层23，以及在这种情况下由低密度聚氨酯泡沫制成的外层24。内层23被预切割以配合弯曲板7的弯曲形状。由于用于制造内层23的材料易于压缩，因此切割不需要弯曲，但是可以沿着两个倾斜平面进行。实际上，当将绝缘面板22紧固到外部结构2时，内层23被压缩在弯曲板7上以配合弯曲板7的形状，如图8所示。

因此，每个罐壁包括设置有周界部4和纵向加强构件5的框架3、紧固到框架3的补充加强构件14、紧固到框架3的凸壁7、10、以及形成绝热屏障21的绝缘面板22。

为了组装这种密封且绝热的自支撑罐1，首先组装不同的罐壁。实际上，罐壁的设计使得可以平直地工作而无需脚手架。因此，首先使用方管组装框架3，以形成周界部4和纵向加强构件5。补充加强构件14然后焊接到周界部4，与纵向加强构件5重叠。

弯曲板7然后放置在形成在框架3中的开口6中，并且经由其笔直侧面焊接到框架3。这使得焊接机器人能够用于紧固弯曲板7，从而减少组装时间。封闭板10然后焊接到弯曲板的弯曲侧面和周界部4两者，以便封闭在弯曲侧面和周界部4之间打开的空间，以获得密封的罐壁。最后，绝缘面板22放置在凸壁7、10上并且紧固到框架3，以便形成用于每个罐壁的绝热屏障21。因此，罐壁中的每一个被单独且简单地组装。此外，框架的平坦度使得每个壁能够在将壁组装在一起之前被平坦地组装，从而消除对脚手架的需求。

一旦所有的罐壁都已经被组装，就通过将每个框架3的相邻边缘彼此焊接而将罐壁组装在一起。如图7所示，仅一个罐壁未组装，使得第一加强构件11和第三加强构件13能够在不同的纵向加强构件5上紧固到罐的内部。罐顶壁配合有液体圆顶26，其尤其使得能够接近用于填充和清空罐1而且当最后的罐壁与其他组装时完成罐1的组装的不同设备。然后最后的罐壁与其他罐壁组装，并且第二加强构件12焊接到所述壁和相对的壁。

图9示出紧固到船70的双层船体72的密封且绝热的自支撑罐1。如该图所示，罐1在其边缘处配合有边缘绝缘面板27，以实现第一壁的绝缘面板22和与第一壁正交的第二壁的绝缘面板23之间的接合。因此，在所示的实施例中，边缘绝缘面板27是具有三角形基座的圆柱形。

为了将罐1紧固到双层船体72，缆索25用于将罐顶壁的边缘接合到双层船体72，以及将罐底壁的边缘接合到双层船体72。因此，缆索具有紧固到双层船体72的一端和紧固在下和上框架的周界部4处的另一端。

缆索25被紧固成与接合缆索25被紧固的罐1的边缘和罐1的相对边缘的方向正交地取向。因此，在罐1的热收缩期间，缆索25被取向成绕其在双层船体72上的锚定点转动，从而防止缆索上的可能导致缆索断裂的任何压缩/拉伸应力。因此，考虑到例如由低温流体的货物引起的热收缩的可能性，罐1以坚固的方式紧固到双层船体72。

图11和图12示出由根据第二变型的内部加强构件形成的自支撑密封罐的格子结构，未示出外部结构2以提高可视性。该变型在内部加强构件的形状方面以及在内部加强构件相对于彼此的布置方面不同于在图3中特别示出的第一变型。

与之前一样，图11和图12中的格子结构包括在第一方向上延伸的第一加强构件11、在第二方向上延伸的第二加强构件12和在第三方向上延伸的第三加强构件13。然而，在该变型中，加强构件11、12、13由正方形截面的杆制成。

此外，第三加强构件13由从一个罐壁延伸到相对罐壁的单个细长杆制成。每个第一加强构件11由定位在第一加强构件11的端部处的两个第一端杆111和定位在第一端杆111之间的多个第一中间杆112形成。给定的第一加强构件11的第一杆在第一方向上彼此对准并间隔开。

类似地，每个第二加强构件12由定位在第二加强构件12的端部处的两个第二端杆121和定位在第二端杆121之间的多个第二中间杆122形成。给定的第二加强构件12的第二杆在第二方向上彼此对准并间隔开。

为了形成格子结构并且使所有内部加强构件相对于彼此固化，第一加强构件11和第二加强构件12在加强构件节点28处紧固到第三加强构件13，从而形成第一加强构件11、第二加强构件12和第三加强构件13之间的交点。因此，在如图12中更详细示出的加强构件节点28处，两个第一杆111、112和第二杆121、122紧固在第三加强构件13的侧面中的每一个上。两个相邻的第一杆111、112之间或两个相邻的第二杆121、122之间的空间因此被第三加强构件13填充。

第一端杆111和第二端杆121具有紧固到外部结构2的第一端和紧固到第三加强构件13中的一个的第二端。第一端杆111和第二端杆121的第一端配合有鱼尾板20，所述鱼尾板20由紧固在端杆111、121的两侧上的两个三角形凸缘形成。

图11和图12中的格子结构还包括定位在外部结构2的边缘处的加固加强构件29。实际上，加固加强构件29在一侧上紧固到外部结构2的边缘，并且在另一侧上紧固到邻近外部结构2的所述边缘的加强构件节点中的一个，使得取决于边缘的取向，加固加强构件相对于第一方向、第二方向或第三方向以45°的角度倾斜。

图13示出根据第三实施例的包括凸壁的自支撑密封罐。在前述实施例中，凸壁的弯曲板7从罐向外突出，以便也在弯曲板7紧固在其上的厚度方向上突出到框架3的外部。与这些实施例不同，第三实施例示出在框架3的厚度中包含的凸壁，所述凸壁紧固在所述框架中，这使得尽管有凸壁，但罐壁是平坦的。因此，如图14中的剖视图所示，凸壁的弯曲板7仍朝向罐的外部突出，但是在这种情况下，弯曲板的四个边缘焊接到框架3。由于框架3在厚度方向上形成在平坦的外部封套31和平坦的内部封套32之间，因此凸壁定位在平坦的外部封套31和平坦的内部封套32之间。

在图13所示的实施例中，不同罐壁的框架3没有直接彼此紧固。实际上，在这种情况下，框架3借助于格子结构紧固在一起，而不是经由其周界部彼此紧固。布置在与第一方向相对应的法向平面中的框架3在其周界部4和其纵向加强构件5处焊接到第一端杆111。布置在与第二方向相对应的法向平面中的框架3在其周界部4和其纵向加强构件5处焊接到第二端杆121。布置在与第三方向相对应的法向平面中的框架3在其周界部4和其纵向加强构件5处焊接到第三加强构件13的端部。

因此，相邻框架3的周界部4例如在第一端杆111的第一端与第二端杆121的第一端之间以最小距离间隔开。为了围绕整个罐形成封闭的密封表面，将凸角壁30焊接到相邻框架3的周界部4，以填充这些框架3之间的空间。每个凸角壁30具有带有两个笔直边缘和四个弯曲边缘的弯曲板。凸角壁30的笔直边缘焊接到外部结构2的两个相邻框架3的周界部4。弯曲边缘进而被焊接到相邻的凸角壁30的弯曲边缘。

图15示出图13所示的第三实施例的自支撑密封罐的格子结构的一部分。该格子结构有点类似于图11所示的结构形成，但是由于存在凸角壁30和两个相邻框架3之间的间隙而与其不同。为此，图15中示出格子结构的仅一个拐角。实际上，由于外部结构2的修改，关于图11所示的变型，仅加固加强构件29的布置被修改。在图15所示的变型中，加固加强构件29在凸角壁30的下方延伸，并且紧固在焊接到框架3的周界部4的内部加强构件中的一个的一端的一侧上以及在焊接到相邻框架3的周界部4的内部加强构件中的一个的端部的另一侧上。

图17至图19示出由根据第三变型的内部加强构件形成的自支撑密封罐的格子结构。由于内部加强构件彼此组装，该变型与先前示出的变型显著不同。

图17示出包括格子结构的罐的一部分。如前所述，该结构具有第一加强构件11、第二加强构件12、第三加强构件13、补充加强构件14和加固加强构件29。

如在第二变型中，第一加强构件11和第二加强构件12由第一端杆111、第一中间杆112、第二端杆121和第二中间杆122形成。与第二变型不同，每个第三加强构件13具有多个第三杆131、132，所述第三杆131、132在第三方向上彼此对准并且彼此间隔开。第三杆包括定位在第三加强构件13的端部处的两个第三端杆131和定位在第三端杆131之间的多个第三中间杆132。补充加强构件14也由多个补充杆141形成。

格子结构还包括双连接器33和单连接器34。双连接器33由第一连接板35和与第一连接板35正交的第二连接板36形成。第一连接板35具有配合孔37，所述配合孔37使得第二连接板能够穿过第一连接板，以将所述板紧固在一起以形成双连接器33，如图19结合图17所示。单连接器34由单连接板35形成。单连接器34的连接板35紧固到罐的框架中的一个，纵向加强构件或框架的周界部中的任一个。

第一端杆111、第二端杆121和第三端杆131在其一端处焊接到单连接器34中的一个，并且在其另一端处焊接到双连接器33中的一个。第一中间杆112、第二中间杆122和第三中间杆132在其端部中的每一个处焊接到双连接器33中的一个。

两个相邻的第一杆111、112和两个相邻的第二杆121、122焊接到双连接器33中的一个的第一连接板35，并且两个相邻的第三杆131焊接到所述双连接器33的第二连接板36。因此，双连接器33形成内部加强构件11、12、13的交叉区域，被称为加强构件节点28。

格子结构还包括由加强杆291形成的加固加强构件29。加强杆291相对于第一方向、第二方向或第三方向以大约45°的角度倾斜。如图17和图19所示，加强杆291在其一端处紧固到双连接器33，并且在其另一端处紧固到另一个双连接器33或到单连接器34。因此，一些双连接器33焊接到八个加强杆291、两个第一杆111、112、两个第二杆121、122和两个第三杆131、132，而其他双连接器仅焊接到两个第一杆111、112、两个第二杆121、122和两个第三杆131、132。

如图18所示，所有内部加强构件11、12、13、加固加强构件29和补充加强构件14由圆形截面的杆111、112、121、122、131、132、141、291形成。圆形截面的杆111、112、121、122、131、132、141、291的每个端部具有一对直径上相反的紧固狭槽38。因此，通过将连接板35、36中的一个插入一对紧固狭槽38中，这些杆111、112、121、122、131、132、141、291焊接到连接器33、34。

图16是根据另一个实施例的仅示出框架3的外部结构2的透视图。在该实施例中，外部结构2仅由形成罐1的两个相反壁的两个框架3形成。在这种情况下，框架3借助于纵向加强构件5在其相应的周界部4处彼此紧固。此外，纵向加强构件5也彼此紧固，以便在外部结构2的其他壁上形成开口6，所述开口6与框架3中的开口6相同。

在该另外实施例中，密封罐的制造方法与先前公开的实施例略有不同。实际上，由于外部结构2仅包括两个框架3，因此框架3中的一个首先组装并且配合有凸壁，以便形成罐的底壁。内部加强构件彼此组装以便形成格子结构。最后，其他框架3与框架3组装，以使用纵向加强构件形成罐的底壁。

参考图10，液化天然气运输船70的剖视图示出密封且绝缘的罐71，其具有安装在船的双层船体72中的整体棱柱形状。罐71的壁具有被设计成与容纳在罐中的lng接触的主密封屏障、布置在第一密封屏障与船的双层船体72之间的辅密封屏障，以及分别布置在第一密封屏障与第二密封屏障之间和在第二密封屏障与双层船体72之间的两个绝缘屏障。

以已知的方式，布置在船的上甲板上的装载/卸载管73可以使用适当的连接器连接到海上或港口码头，以往返罐71运输货物lng。

图10示出示例性海上码头，其包括装载/卸载点75、海底管线76和陆上设施77。装载/卸载点75是静态的近海装置，其包括可移动臂74和保持可移动臂74的柱78。可移动臂74承载可以连接到装载/卸载管73的一束绝缘软管79。可取向的可移动臂74可以适合于各种尺寸的液化天然气运输船。连接管线(未示出)在柱78内部延伸。装载/卸载点75使得可以往返陆上设施77装载和卸载液化天然气运输船70。该设施具有液化气储存罐80和连接管线81，所述连接管线81经由海底管线76连接到装载/卸载点75。海底管线76使得在较大距离上(例如5km)在装载/卸载点75与陆上设施77之间运输液化气，这使得液化天然气运输船70在装载和卸载操作期间能够保持距离海岸很远。

为了产生运输液化气所需的压力，使用了承载在船70上的泵和/或安装在陆上设施77处的泵和/或安装在装载/卸载点75处的泵。

尽管已经相对于几个具体实施例描述了本发明，但是显然本发明绝不限于此，并且其包括所描述的装置的所有技术等同物及其组合，它们均落入本发明的范围内。

使用动词“包括”或“包含”(包括词形变化时)并不排除存在除权利要求中提到的以外的其他要素或其他步骤。

在权利要求中，括号之间的附图标记不应被理解为对权利要求的限制。