用于液化气体的储存设施、传输系统和方法与流程

本发明涉及用于液化气体的储存设施的领域，该用于液化气体的储存设施包括具有密封膜的密封且热绝缘的罐。特别地，本发明涉及用于储存和/或运输处于低温的液化气体的密封且热绝缘的罐的领域，诸如用于运输温度为例如-50℃至0℃之间的液化石油气(也称为lpg)的罐，或者用于在大气压力下运输约-162℃的液化天然气(lng)的罐。这些罐可以安装在岸上或浮动结构上。在浮动结构的情况下，罐可以用于运输液化气体或者用于接收液化气体作为用于浮动结构的推进的燃料。

背景技术：

1、fr2549575描述了一种结合在运载工具的支撑结构中的密封且热绝缘的罐，该密封且热绝缘的罐包括次级热绝缘屏障、次级密封膜、初级热绝缘屏障和初级密封膜。该罐具有彼此组装的多个罐壁。密封膜各自具有多个平行的板条。每个板条都具有在第一方向上延伸的平坦中央部分以及在平坦中央部分的两侧上相对于中央部分朝向罐的内部突出的两个凸起的边缘。因此，这些板条以重复的模式并置并且在凸起的边缘处被焊接在一起。

2、在罐的角部处使用连接环将密封膜固定到支撑结构。因此，每个连接环一方面固定到支撑结构，另一方面固定到密封膜，以便允许在膜与运载工具的船体之间传输应力。

3、连接环特别地使得可以承担由船体的热收缩、变形引起的张力和压缩应力，船体的变形例如与船梁的屈曲以及罐填充的有多满相关联。具体来说，这种通常被称为张紧膜的密封膜与波纹状膜不同，密封膜在第一方向上没有吸收张力和压缩应力的区域。

4、在这种类型的结构中，密封膜不得不在开口处被中断，例如，以便允许装载/卸载管道穿过。

5、为了保持罐的密封，特别是初级密封膜的密封，在此开口处设置有连接区域。

技术实现思路

1、本发明基于以下观察，在密封膜上产生张紧应力和压缩应力的现象期间，连接区域可能经受显著的循环压缩和张紧应力，特别是在焊接部处，这可能导致这些区域的密封的疲劳失效。

2、构成本发明基础的一种思想是提高密封膜在连接区域的抗应力能力。

3、根据一个实施方式，本发明提供了一种用于液化气体的储存设施，包括金属的支撑结构和布置在该支撑结构中的密封且热绝缘的罐，

4、罐包括至少一个金属密封膜和至少一个热绝缘屏障，至少一个金属密封膜限定了内部储存空间，热绝缘屏障放置在密封膜和支撑结构之间，

5、支撑结构包括上部支撑壁，

6、罐包括固定至上部支撑壁的至少一个顶部壁，

7、其中，顶部壁的热绝缘屏障包括并置的绝缘块，

8、其中，顶部壁的密封膜包括在第一方向上延伸的多个平行的板条，每个板条包括搁置在绝缘块的上表面上的平坦的中央部分以及相对于中央部分朝向罐的内部突出的两个凸起的边缘，板条以重复的模式沿第二方向进行并置并且在凸起的边缘处以密封的方式焊接在一起，第二方向垂直于第一方向，

9、顶部壁局部地被中断，以便界定用于使装载/卸载管道穿过的装载/卸载开口，所述装载/卸载开口对顶部壁的密封膜的所述板条中的至少一个板条进行中断，

10、其中，罐包括放置在装载/卸载开口中的覆盖件，覆盖件包括金属的密封壁以及位于密封壁与上部支撑壁之间的热绝缘结构，覆盖件固定到上部支撑壁，

11、其中，在第二方向上延伸的金属连接条将覆盖件的密封壁连接到中断的密封膜，以确保覆盖件的密封壁与顶部壁的密封膜之间的密封的连续性，金属连接条包括在第二方向上延伸的第一端部边缘和与第一端部边缘相对的第二端部边缘，金属连接条的第一端部边缘焊接到覆盖件的密封壁，并且金属连接条的第二端部边缘焊接到顶部壁的密封膜，

12、其中，顶部壁的热绝缘屏障和覆盖件的热绝缘结构包括支撑元件，支撑元件一起形成对顶部壁的密封膜、覆盖件的密封壁和金属连接条进行支撑的支撑组件，

13、其中，金属连接条通过至少一个第一固定装置和至少一个第二固定装置固定到支撑组件，至少一个第一固定装置位于第一端部边缘附近，并且至少一个第二固定装置位于第二端部边缘附近，

14、以及其中，金属连接条适于在下述两个位置之间移动：第一位置，在第一位置中，金属连接条在没有经受压缩应力时是平面的；以及，第二位置，由于压缩应力，第二位置与第一位置不同。

15、表述“在端部边缘的附近”在本文是指在第一方向上考虑，固定装置被定为成更靠近端部边缘而不是更靠近连接条的中间。

16、由于这些特性，位于覆盖件的密封壁与密封膜之间的连接区域中的抗应力能力、特别是在焊接部处的抗应力能力得到了增强。具体来说，当密封膜经受压缩应力后再经受张紧应力时，金属连接条可能最终会屈曲，从而在焊接部上产生弯曲应力。因此，第一固定装置和第二固定装置使得可以通过使金属连接条的任何屈曲远离焊接部，从而减轻焊接部的损伤。

17、根据实施方式，这样的储存设施可以包括下列特征中的一个或更多个。

18、根据一个实施方式，在第二位置，所述金属连接条包括位于第一固定装置和第二固定装置之间的至少一个波纹部。

19、事实上，作为压缩应力的结果，金属连接条可能为了消散所述应力而引起屈曲。因此，在第二位置，金属连接条是弯曲的并且具有一个或更多个波纹部。因此，这种屈曲在距离金属连接条与密封膜之间的焊接部或金属连接条与金属密封壁之间的焊接部较远的距离处进行，从而避免对这些焊接部造成应力。

20、根据一个实施方式，锚固至绝缘块且平行于第一方向的锚固翼状件被放置在并置的板条之间，以便将密封膜保留在热绝缘屏障上。

21、根据一个实施方式，支撑元件由板组成。

22、根据一个实施方式，每个绝缘块包括至少一个支撑单元，板条的平坦的中央部分搁置在绝缘块的支撑单元的上表面上。

23、根据一个实施方式，覆盖件的热绝缘结构包括至少一个支撑元件，金属密封壁搁置在热绝缘结构的支撑元件的上表面上。

24、根据一个实施方式，金属连接条的第一端部边缘搭接于覆盖件的密封壁，并且金属连接条的第二端部边缘搭接于顶部壁的密封膜。

25、根据一个实施方式，储存设施包括在第二方向上彼此间隔开的多个第一固定装置和/或在第二方向上彼此间隔开的多个第二固定装置。

26、根据一个实施方式，第一固定装置在第二方向上对准和/或第二固定装置在第二方向上对准。

27、因此，第一固定装置和第二固定装置由此使得可以通过使金属连接条的任何屈曲远离焊接部来减轻对第二方向上延伸的焊接部的损伤。

28、根据一个实施方式，储存设施包括：放置在至少一个第一固定装置上的第一金属覆盖元件，第一金属覆盖元件密封地焊接到金属连接条；和/或放置在至少一个第二固定装置上的第二金属覆盖元件，第二金属覆盖元件密封地焊接到金属连接条。

29、根据一个实施方式，第一金属覆盖元件在第二方向上延伸，第一金属覆盖元件被放置在一些第一固定装置上，优选地放置在全部第一固定装置上。

30、根据一个实施方式，第二金属覆盖元件在第二方向上延伸，第二金属覆盖元件被放置在一些第二固定装置上，优选地被放置在全部第二固定装置上。

31、根据一个实施方式，储存设施包括多个第一金属覆盖元件和/或多个第二金属覆盖元件，每个第一固定装置和/或每个第二固定装置分别由第一金属覆盖元件中的一个或第二金属覆盖元件中的一个覆盖。

32、因此，金属覆盖元件使得可以通过对固定装置进行密封覆盖来增强固定装置穿过的金属连接条的密封性。

33、根据一个实施方式，通过至少一个第一固定装置和至少一个第二固定装置实现的固定选自旋拧连接、钉接和铆接。

34、因此，第一固定装置和第二固定装置由例如钉子、旋拧件或铆钉组成。优选地，第一固定装置和第二固定装置是相同的。

35、根据一个实施方式，所述金属连接条在正常状态下是平坦的，在正常状态下所述金属连接条没有经受任何压缩应力。

36、根据一个实施方式，支撑组件的布置在金属连接条下方的部分包括在第二方向上延伸的凹槽，凹槽沿第一方向位于至少一个第一固定装置与至少一个第二固定装置之间。

37、根据一个实施方式，凹槽形成在两个相邻的支撑元件之间的接合处，以便沿第一方向在两个相邻的支撑元件的一部分上延伸。

38、根据一个实施方式，凹槽沿第一方向在单个支撑元件上延伸。

39、根据一个实施方式，凹槽包括底部，并且金属连接条的一部分在厚度方向上与凹槽的底部以非零距离间隔开，使得随着第一方向的压缩应力，金属连接条可以在凹槽中通过屈曲进行变形。

40、厚度方向垂直于第一方向和第二方向。

41、根据一个实施方式，顶部壁的密封膜包括在第二方向上延伸的连接支架，用于将热绝缘屏障与覆盖件的热绝缘结构密封分离，连接支架包括第一翼状件和连接到第一翼状件的第二翼状件，第一翼状件焊接到被开口中断的所述至少一个板条，并且第二翼状件连接到上部支撑壁。

42、根据一个实施方式，金属连接条的第二端部边缘焊接到连接支架的第一翼状件。

43、根据一个实施方式，绝缘块包括在第一方向上与覆盖件相邻的端部绝缘块。

44、根据一个实施方式，连接支架的第一翼状件固定到端部绝缘块上，例如通过旋拧连接、钉接、铆接或黏附结合来固定到端部绝缘块。

45、根据一个实施方式，连接支架的第一翼状件例如通过焊接固定到固定板，该固定板刚性地固定到端部绝缘块的上表面。

46、根据一个实施方式，金属连接条通过例如旋拧连接、钉接、铆接或黏附结合固定到第二端部边缘上的端部绝缘块。

47、根据一个实施方式，被开口中断的所述至少一个板条焊接到、优选地搭接到金属连接条。

48、根据一个实施方式，被开口中断的至少一个板条焊接到固定板，连接支架的第一翼状件固定到该固定板。

49、根据一个实施方式，顶部壁的密封膜、覆盖件的密封壁和连接条由铁和镍的合金制成，该合金具有在0.5×10-6k-1至2×10-6k-1之间的热膨胀系数。也可以使用铁和锰的合金，该合金具有通常约7×10-6k-1的膨胀系数。

50、根据一个实施方式，支撑结构包括在第一方向上位于罐的两侧的后围堰壁和前围堰壁，装载/卸载开口形成在后围堰壁附近，连接条被布置在覆盖件与前围堰壁之间。

51、根据一个实施方式，金属连接条为第一连接条，并且储存设施包括布置在覆盖件与后围堰壁之间的第二连接条。

52、根据一个实施方式，密封膜是用于与液化气体接触的初级密封膜，热绝缘屏障是初级热绝缘屏障，罐从罐的外部到内部在厚度方向上还包括：固定到支撑结构的次级热绝缘屏障，以及布置在次级热绝缘屏障和初级热绝缘屏障之间的金属次级密封膜。

53、根据一个实施方式，连接支架为初级连接支架，次级密封膜包括次级连接支架，用于将次级热绝缘屏障与覆盖件的热绝缘结构密封分离，次级连接支架包括第一翼状件和连接到第一翼状件的第二翼状件，次级连接支架的第一翼状件焊接到被开口中断的次级密封膜的至少一板条，并且次级连接支架的第二翼状件焊接到上部支撑壁。

54、根据一个实施方式，初级连接支架的第二翼状件焊接到次级连接支架的第二翼状件。

55、这种储存设施可以是陆上储存设施，例如用于储存lng的陆上储存设施，也可以是沿海或深水的浮动结构，特别是液化气体的运载工具、浮动储存和再气化设备(fsru)、远程浮动生产和储存设备(fpso)等。这种设施也可以在任何类型的运载工具中被用作燃料罐。

56、根据一个实施方式，上述储存设施被生产成浮动结构的形式，其中所述支撑结构由浮动结构的双层船体组成，并且其中第一方向为浮动结构的纵向方向。

57、第二方向是浮体结构的横向方向。

58、根据一个实施方式，浮动结构是用于运输冷液体产品的运载工具。

59、根据一个实施方式，本发明还提供了用于传输冷液体产品的传输系统，该系统包括：上述运载工具；绝缘管线，绝缘管线被布置成将安装在运载工具的船体中的罐连接到浮动储存设施或陆上储存设施；以及泵，该泵用于将冷液体产品的流通过绝缘管线从浮动储存设施或陆上储存设施泵送到运载工具的罐，或者从运载工具的罐泵送到浮动储存设施或陆上储存设施。

60、根据一个实施方式，本发明还提供了一种用于对这种运载工具进行装载或卸载的方法，其中，通过绝缘管线将冷液体产品从浮动储存设施或陆上储存设施运送到运载工具的罐或者从运载工具的罐运送到浮动储存设施或陆上储存设施。