安置在浮式雙層船殼中的密封隔熱罐的製作方法
2023-12-12 09:26:52 1

本發明涉及特別是用於冷的產品(特別是液化氣體,例如包含高的甲烷含量並且在大氣壓力下在約-162℃下為液態的液化天然氣(LNG)的儲存和/或運輸的布置在浮式結構中的具有密封隔熱膜(隔膜,membrane)的罐的領域。
背景技術:
在膜式罐的現有技術中,支承(bearing)結構的內表面(諸如雙層(double,雙)船殼(船體/外殼,hull)船舶的內船殼)襯有多層結構,該多層結構包括與兩個隔熱層交替的兩個薄的密封膜,這兩個隔熱層既用於限制通過罐壁的熱通量又為密封膜提供結構支撐。
為了使這種罐的操作產量最大化,期望優化可以裝載到罐中和從罐卸載的貨物的可用體積。然而,使用朝向罐的頂部吸取液體的卸載泵意味著需要將一定量的液體頭留在罐的底部,否則泵的抽吸構件將與氣相連通,而這將導致泵被空氣阻塞和/或損壞。考慮到湧浪(swell)穿梭於貨物的方式,僅可以非常困難地最小化所需的液體頭。
公開申請FR-A-2832783設想出在罐的低溫隔熱部中建立貯槽(sump)作為一種昂貴且相當低效的解決方案。
公開申請KR-10-2010-0092748公開了一種通過在膜式罐的底壁中建立凹形臺階狀部分而獲得的貯槽。然而,鑑於需要將罐壁的整個多層結構轉移到凹形臺階狀部分中,這種臺階狀部分仍然難以實現。
FR1318891描述了一種用於液化氣體的自支撐金屬罐,該罐定位在其中自支撐金屬罐與船舶的內船殼之間插入有厚的隔熱層的船舶中。在一個實施方案中,金屬罐的側壁穿透有通向管的排氣孔,該排氣孔藉助於拾取管(pickup pipe)和控制閥或旋塞將金屬罐連接至泵貯槽。在另一個實施方案中,金屬罐的底壁穿透有通向管的孔,該孔經由拾取管和控制閥或旋塞將金屬管連接至泵貯槽。布置在泵貯槽中的離心泵通過使液體經過旨在連接至岸上設施的立管(豎管,riser)而允許液體移動。泵貯槽、離心泵和立管被布置在金屬罐的外部,特別是在船舶的橫向艙壁的兩個壁之間,此處它們能夠容易地進入。
技術實現要素:
本發明潛在的一種構思是提供一種在膜式罐的底壁中可靠的且製造相對簡單的貯槽結構。
根據一個實施方案,本發明提供了一種布置在浮式雙層船殼中的密封隔熱罐(密封隔離罐,密封絕緣罐),該罐包括固定至浮式雙層船殼的內壁的罐壁,在該罐中罐壁包括具有在厚度方向上疊置的多個層的多層結構,該多層結構包括:旨在與包含在罐中的產品接觸的初級密封膜、布置在初級密封膜與雙層船殼的內壁之間的次級密封膜(次密封膜)、布置在次級密封膜與雙層船殼的內壁之間並且支撐次級密封膜的次級隔熱屏障(barrier,阻擋層)、以及布置在初級密封膜與次級密封膜之間並且支撐初級密封膜的初級隔熱屏障,
其中,雙層船殼的內底壁支承罐的底壁和局部地中斷罐的底壁的初級密封膜的貯槽結構,貯槽結構包括剛性容器,該剛性容器被布置成通過罐的底壁的厚度並且旨在容納泵的抽吸構件,
其中,剛性容器包括:底壁,該底壁在罐的底壁的厚度方向上位於比罐的底壁的次級密封膜更外部的水平處;以及外周側壁,該外周側壁以密封的方式連接至罐的底壁並且從容器的底壁向罐的內部延伸至少遠至罐的底壁的初級密封膜,外周側壁具有與容器的底壁相對並且通向罐的內部的開口,
其中,貯槽結構包括包圍容器的初級連接板,初級連接板具有平行於罐的底壁的初級密封膜延伸的連接表面,罐的底壁的初級密封膜以密封的方式完全圍繞貯槽結構附接至連接表面。
得益於這些特徵,可以用貯槽結構局部地中斷初級膜,並且將初級密封膜平坦地連接至初級連接板。另外,由於容器底壁的定位,可以獲得相對大容量的容器。
根據一些實施方案,這種罐可以具有以下特徵中的一個或多個。
根據一個實施方案,貯槽結構還包括用來支撐密封罐中的設備的支撐基座,支撐基座包括中空殼體,該中空殼體具有基本上垂直於雙層船殼的內底壁的縱向軸線,中空殼體的第一縱向端部抵靠雙層船殼的內底壁,並且中空殼體的第二縱向端部伸入罐中以在距初級密封膜一定距離處支撐設備,
貯槽結構的容器被固定在中空殼體內,初級連接板被布置在中空殼體的第一縱向端部與第二縱向端部之間,並且具有以密封的方式完全圍繞中空殼體連接至中空殼體的內邊緣。
可以以各種方式產生容器的側壁,例如部分地或完全地與中空殼體分離和/或部分地或完全地與中空殼體結合。
根據相應的實施方案,容器的外周側壁在容器的至少下部範圍內被容納在中空殼體中,和/或容器的外周側壁在容器的至少上部範圍內由中空殼體構成。
根據一個實施方案,貯槽結構還包括次級連接板,其布置在初級連接板與中空殼體的第一縱向端部之間,並且具有以密封的方式完全圍繞中空殼體連接至中空殼體的內邊緣,次級連接板具有平行於罐的底壁的次級密封膜延伸的連接表面,罐的底壁的次級密封膜以密封的方式完全圍繞貯槽結構附接至連接表面。
得益於這些特徵,可以通過貯槽結構局部地中斷次級密封膜,並且可以局部地將次級密封膜平坦地連接至次級連接板。
根據一個實施方案,貯槽結構還包括次級密封壁,其在容器的外部固定在中空殼體內並且限定在容器與次級密封壁之間的中空殼體內的初級空間;以及多孔隔熱填料,其布置在中空殼體內的初級空間內。
根據一個實施方案,次級密封壁形成具有內部空間的第二容器,貯槽結構的第一容器的下部布置在該第二容器中。
根據一個實施方案,初級連接板具有以密封的方式完全圍繞容器連接至容器的外周側壁的內邊緣。
根據一個實施方案,貯槽結構還包括次級連接板,其布置在初級連接板與容器的底壁之間,並且具有以密封的方式完全圍繞容器連接至容器的外周側壁的內邊緣,次級連接板具有平行於罐的底壁的次級密封膜延伸的連接表面,罐的底壁的次級密封膜以密封的方式完全圍繞貯槽結構附接至連接表面。
根據一個實施方案,貯槽結構還包括第二容器,該第二容器具有內部空間,貯槽結構的容器的下部設置在該第二容器中,第二容器包括在罐的底壁的厚度方向上布置在與第一容器的底壁相同水平處或者比第一容器的底壁更向外的水平處的底壁,第二容器包括外周側壁,其以密封的方式連接至第二容器的底壁並且從第二容器的底壁朝向罐的內部延伸至少遠至罐的底壁的次級密封膜,
並且,其中,貯槽結構還包括次級連接板,其布置在初級連接板與第二容器的底壁之間並且具有以密封的方式完全圍繞第二容器連接至第二容器的外周側壁的內邊緣,次級連接板具有平行於罐的底壁的次級密封膜延伸的連接表面,罐的底壁的次級密封膜以密封的方式完全圍繞貯槽結構連接至連接表面。
根據一個實施方案,第一容器的底壁和第二容器的底壁由單個密封板形成,第一容器的外周側壁和第二容器的圍繞第一容器的外周側壁的外周側壁連接至該單個密封板。
根據另一實施方案,第二容器的底壁在罐的底壁的厚度方向上與第一容器的底壁間隔開。
優選地,在這種情況下,支撐元件可以布置在兩個容器的底壁之間,以便增加第一容器的支撐。根據相應的實施方案,第一容器的外周側壁(側向外周壁)在罐的底壁的厚度方向上延伸超過第一容器的底壁,並且抵靠第二容器的底壁。
根據一個實施方案,多孔隔熱填料布置在第一容器與第二容器之間(特別是在它們的外周側壁之間)限定的初級空間中。
根據一個實施方案,隔熱材料塊布置在雙層船殼的內底壁上,隔熱材料塊包括與雙層船殼的內底壁相對的上表面,第一容器和第二容器中的至少一個的底壁抵靠隔熱材料塊的上表面。
根據一個實施方案,貯槽結構還包括中空延伸結構,其作為伸出部固定在雙層船殼的內底壁的外表面上,
雙層船殼的內底壁還包括通向中空延伸結構的內部空間的開口,所述開口使得貯槽結構的容器穿過其中,使得容器的底壁在罐的底壁的厚度方向上比雙層船殼的內底壁更向外的水平處位於延伸結構的內部空間中。
優選地,隔熱材料圍繞第一容器並且適當的話圍繞第二容器容納在中空延伸結構的內部空間中。對此存在多種選擇。
根據一個實施方案,隔熱材料塊布置在延伸結構的底壁上,隔熱材料塊包括與延伸結構的底壁相對的上表面,第一容器和第二容器中的至少一個的底壁抵靠隔熱材料塊的上表面。
根據一個實施方案,支撐基座使第二容器的外周側壁(側向外周壁)在罐的底壁的厚度方向上延伸超過第二容器的底壁並且抵靠延伸結構的底壁。
根據一個實施方案,多孔隔熱填料布置在第二容器的外周側壁與延伸結構的外周側壁之間限定的次級空間中。
根據一個實施方案,貯槽結構的容器的外周側壁包括在罐的底壁的初級密封膜上方伸出的張開的(flared,呈喇叭形張開的)上部。
根據一個實施方案,張開的上部配備有通孔和與該孔相關聯並且具有在容器的內部的方向定向的開口方向的止回閥。
可以以各種形式產生容器和延伸結構,特別是根據期望的容量和可用的空間或關於尺寸的約束。根據以下中的一個實施方案,第一容器的底壁、第二容器的底壁和延伸結構的底壁中的至少一個或每一個平行於雙層船殼的內底壁。
可以根據各種標準(特別是泵的輸送率和應用的目標具體情況(特別是是否存在任何浪湧,是否需要完全清空罐))來選擇貯槽容器的容量,以便能夠對具有不同化學組成的貨物進行裝載(當化學化合物在它們的液化溫度下以液態運輸時,通過語言誤用提及多組分氣體或單組分氣體應用)。例如,浪湧的典型時間段為15s的量級,這意味著對在這種情況下能夠適用的貯槽加工尺寸的一個標準是,其能夠容納用以維持在該時間段的過程中泵的輸送率的足夠體積的液體(即對於15m3/小時量級的輸送率,至少62.5升)以及在貯槽中的液體的殘餘物,以便保證泵的正確操作。該值根據應用並且根據泵的具體情況而變化。
存在實現罐壁的多層結構的多種可能的方式。
根據一個實施方案,初級隔熱屏障和次級隔熱屏障基本上由聚氨酯泡沫的平行六面體塊構成,次級密封膜由通過粘結組裝的密封複合材料層片製成,並且初級密封膜使用焊接在一起的壓花的金屬片材來實現。關於建立這種多層結構的其他細節可以在例如公開申請FR-A-2781557中找到。
根據一個實施方案,初級隔熱屏障和次級隔熱屏障基本上由聚氨酯泡沫的平行六面體塊構成,次級密封膜使用焊接在一起的壓花的金屬片材製成,並且初級密封膜使用焊接在一起的壓花的金屬片材製成。關於建立這種多層結構的其他細節可以在例如公開申請FR-A-2996520中找到。
根據一個實施方案,初級隔熱屏障和次級隔熱屏障基本上由填充有隔熱填料的平行六面體木箱構成,並且初級密封膜和次級密封膜由具有低的膨脹係數的合金製成的列板(strake)構成,列板在翻起邊緣處彼此平行地焊接在一起以形成膨脹角撐板(gusset)。關於建立這種多層結構的進一步細節可以在例如公開申請FR-A-2798902中找到。
這種罐可以安裝在浮式結構、岸上結構或離岸結構(特別是甲烷運輸船舶、浮式儲存和再氣化單元(FSRU)、浮式生產儲存和卸載(FPSO)單元等)中。
根據一個實施方案,一種用於運輸冷的液體產品的船舶包括雙層船殼和布置在雙層船殼體中的上述罐。
根據一個實施方案,本發明還提供一種用於裝載或卸載這種船舶的方法,其中冷的液體產品通過隔熱管從浮式儲存設施或岸上儲存設施運送至船舶的罐或者從船舶的罐運送至浮式儲存設施或岸上儲存設施。
根據一個實施方案,本發明還提供了一種用於輸送冷的液體產品的輸送系統,該系統包括:上述船舶;以將安裝在船舶的船殼中的罐連接至浮式儲存設施或岸上儲存設施布置的隔熱管;和泵,用於將冷的液體產品流通過隔熱管從浮式儲存設施或岸上儲存設施驅動至船舶的罐或者從船舶的罐驅動至浮式儲存設施或岸上儲存設施。
附圖說明
在以下參考隨附附圖僅通過例示性且非限制性實施例給出的本發明的多個具體實施方案的描述的過程中,將更好地理解本發明,並且本發明進一步的目的、細節、特徵和優點將變得更加清楚地顯而易見。
·圖1是裝備有根據第一實施方案的貯槽結構的罐的底壁的橫截面的平面示意圖;
·圖2是裝備有根據第二實施方案的貯槽結構的罐的底壁的橫截面的示意性立體圖,在該附圖中省略了隔熱填料以便允許看見延伸結構的內部空間。
·圖3是裝備有根據第三實施方案的貯槽結構的罐的底壁的橫截面的示意性立體圖。
·圖4是裝備有根據第四實施方案的貯槽結構的罐的底壁的橫截面的示意性立體圖。
·圖5是裝備有根據第五實施方案的貯槽結構的罐的底壁的橫截面的示意性立體圖。
·圖6是根據第六實施方案的貯槽結構的橫截面的平面示意圖。
·圖7是類似於圖6的視圖,其中,貯槽結構被示出為與罐的底壁組裝在一起。
·圖8是裝備有根據第七實施方案的貯槽結構的罐的底壁的橫截面的平面示意圖。
·圖9是裝備有根據第八實施方案的貯槽結構的罐的底壁的橫截面的平面示意圖。
·圖10是類似於圖9的視圖,其中,貯槽結構還設置有張開的套環(collar,套管)。
·圖11是位於卸載塔的基部處並且其中可以使用貯槽結構的罐的底部區域(region)的橫截面的平面示意圖。
·圖12是甲烷運輸船舶的罐和用於裝載/卸載該罐的裝載/卸載碼頭(terminal)的具有局部剖視圖(cutaway)的示意圖。
具體實施方式
在下面的描述中,將描述可在用於儲存和/或運輸NLG的罐的底壁中使用的各種貯槽結構。底壁表示相對於地球的重力場位於罐的底部中的壁,優選地是整體平面的。罐的整體幾何形狀可以附帶地是各種類型。多面體幾何形狀是最常見的。圓柱形、球形或某些其他幾何形狀也是可能的。
罐的壁由多層結構形成,該多層結構固定至支承壁並且包括與兩個隔熱屏障交替的兩個密封膜。假定存在許多已知的用於建立這些多層結構的技術,本文中下面的描述將使其自身局限於貯槽結構以及位於緊鄰貯槽結構的壁的區(zone)。
參考圖1,由附圖標記(數字)1示意性描繪的泵的抽吸頭容納在布置在位於罐的底部的罐壁2中的貯槽結構10中。
罐壁2安裝在例如由厚鋼板製成的平面支承壁3上,諸如雙層船殼船舶的內船殼。罐壁2具有多層結構,該多層結構依次包括例如通過乳香脂珠8固定至支承壁3的次級隔熱屏障4,由次級隔熱屏障4支撐的次級密封膜5,覆蓋次級密封膜5的初級隔熱屏障6和由初級隔熱屏障6支撐的初級密封膜7。
在貯槽結構10的位置(site)處,支承壁3具有圓形開口9,貯槽結構10通過該圓形開口接合,並且該圓形開口允許貯槽結構10在罐壁2的厚度方向上向外突出超過支承壁3。
中空圓柱形碗狀物20圍繞開口9固定至支承壁3並且朝向支承壁3的外部伸出以形成延伸結構,該延伸結構提供其中用於容納貯槽結構10的額外空間。更具體地,中空圓柱形碗狀物20包括圓柱形側壁21,例如圓形等,圓柱形側壁的上邊緣完全圍繞開口9焊接至支承壁3;以及平坦底壁22,例如圓形等,該平坦底壁焊接至圓柱形側壁21的下邊緣並且平行於支承壁3而布置。中空圓柱形碗狀物20可以由與支承壁3類似的材料製成。
為了防止中空圓柱形碗狀物20具有收集偶然存在於次級隔熱屏障4中的液體(諸如由在壓艙物的區域中的密封缺陷產生的冷凝水或水)的傾向,優選地完全圍繞開口9在支撐壁3上設置有朝向罐的內部伸出的唇部26。
貯槽結構10包括提供與罐的內部連通的第一容器的初級圓柱形碗狀物11;和提供包圍第一容器的下部的第二容器的次級圓柱形碗狀物16。初級圓柱形碗狀物11連續地連接至初級膜7,其因此以密封的方式完成。類似地,次級圓柱形碗狀物16連續地連接至次級膜5,其因此以密封的方式完成。
更具體地,初級圓柱形碗狀物11包括圓柱形側壁12,該圓柱形側壁的軸線垂直於支承壁3,並且該圓柱形側壁具有基本上與密封膜7對齊的上邊緣和在支承壁3下面接合在中空圓柱形碗狀物20中的下邊緣。平行於支承壁3的底壁13在圓柱形側壁12的下邊緣處封閉圓柱形側壁。平面環形唇部14固定至圓柱形側壁12的上邊緣,並且完全圍繞初級圓柱形碗狀物11朝向圓柱形側壁的外部徑向伸出。
初級膜7因此具有窗口(例如圓形窗口或方形窗口)形式的中斷,初級膜的邊緣15包圍貯槽結構10並且以密封的方式(例如通過焊接或粘結)連接至平坦唇部14的上表面。
類似地,次級圓柱形碗狀物16包括圓柱形側壁17,圓柱形側壁的軸線垂直於支承壁3,並且圓柱形側壁具有基本上與次級密封膜5對齊的上邊緣和在底壁13以下接合在中空圓柱形碗狀物20中的下邊緣。平行於支承壁3的底壁18在圓柱形側壁17的下邊緣處封閉圓柱形側壁。圓柱形側壁17與圓柱形側壁12隔開一定距離而包圍圓柱形側壁12。平面環形唇部19固定至圓柱形側壁17的上邊緣,並且完全圍繞次級圓柱形碗狀物16從圓柱形側壁17的上邊緣向外徑向伸出。
次級膜5因此具有窗口(例如圓形窗口或方形窗口)形式的中斷,次級膜的邊緣25包圍貯槽結構10並且以密封的方式(例如通過焊接或粘結)連接至平坦唇部19的上表面。
在罐壁2中,包括在支承壁3與次級膜5之間的空間是次級空間,該次級空間容納次級隔熱屏障4,並且作為安全預防措施能夠在該空間中使氮氣流循環。在貯槽結構10中,包括在次級圓柱形碗狀物16與中空圓柱形碗狀物20之間的空間也是次級空間27,該次級空間與罐的壁2的次級空間連通,以便接收氮氣的這種掠過。
次級隔熱屏障4由例如相對均勻地並置成與支承壁3成直線的模塊化塊構成。如由邊緣28指示的,這些模塊化塊在距貯槽結構10一定距離處停止。可以設計具有合適形狀的隔熱塊,以便達到相對靠近貯槽結構10或裝配到貯槽結構10中,從而限制在次級隔熱中仍然要填充的間隙。隔熱材料容納在次級隔熱屏障4的邊緣28與次級圓柱形碗狀物16之間的間隙29以及在貯槽結構10的次級空間27中,以完成圍繞次級圓柱形碗狀物16的隔熱。具體地,在初級膜7意外洩漏的情況下,次級膜5和次級圓柱形碗狀物16很可能與LNG接觸。
存在可以適合於因此完成次級隔熱的各種隔熱材料,例如玻璃棉或巖棉、聚合物泡沫(特別是聚氨酯或PVC泡沫)、輕木、膠合板、氣凝膠等。
優選地,容納在底壁22與底壁18之間的隔熱材料也具有足夠的剛性以在結構上支撐次級圓柱形碗狀物16和初級圓柱形碗狀物11。為此,在圖1中,相對剛性的隔熱面板30容納在底壁22與底壁18之間,這例如以夾在兩個膠合板片材之間的聚氨酯泡沫塊的形式製成。隔熱面板30例如使用固定裝置31固定至底壁22,固定裝置包括固定的螺柱(thread studs),使得它們從底壁22伸出,並且接合於在下膠合板片材的外周區中製作的孔中,其中螺母擰緊到螺柱上。
底壁18例如使用類似的固定裝置固定至隔熱面板30的頂部,該固定裝置與底壁18的外周唇部32協作,該外周唇部徑向突出超過側壁17。
類似地,在罐壁2中,包括在次級膜5與初級膜7之間的空間是初級空間,該初級空間包含初級隔熱屏障6,並且作為安全預防措施能夠在該空間中使氮氣流循環。在貯槽結構10中,包括在初級圓柱形碗狀物11與次級圓柱形碗狀物16之間的空間也是初級空間33,該初級空間與罐壁2的初級空間連通,以能夠接收這種氮氣掠過。
初級隔熱屏障6由例如相對均勻地並置成與支承壁3成直線的模塊化塊構成。如由邊緣34指示的,這些模塊化塊在距貯槽結構10一定距離處停止。可以設計具有合適形狀的隔熱塊,以便相對靠近貯槽結構10搭建(get up)或裝配到貯槽結構中,並且因此限制在初級隔熱中仍然要填充的間隙。隔熱材料容納在初級隔熱屏障6的邊緣34與初級圓柱形碗狀物11之間的間隙35以及在貯槽結構10的初級空間33中,以完成圍繞初級圓柱形碗狀物11的隔熱。這是因為在使用期間初級膜7和初級圓柱形碗狀物11與LNG接觸。
存在可以適合於因此完成初級隔熱的各種隔熱材料,例如玻璃棉或巖棉、聚合物泡沫(特別是聚氨酯或PVC泡沫)、輕木、膠合板、氣凝膠等。
優選地,容納在底壁18與底壁13之間的隔熱材料也具有足夠的剛性以在結構上支撐初級圓柱形碗狀物11。為此,在圖1中,相對剛性的隔熱面板36容納在底壁18與底壁13之間,這例如以膠合板塊的形式產生。隔熱面板36例如使用固定裝置37固定至底壁18,固定裝置包括螺柱,所述螺柱從底壁18伸出,並且接合於在膠合板塊的外周區中製作的孔中,並且螺母擰緊到螺柱上。
底壁13通過固定裝置37固定在隔熱面板36的頂部,該固定裝置與底壁13的外周唇部38協作,該外周唇部徑向突出超過側壁12。
在操作中,由於其位置在初級膜7下方,因此初級碗狀物11以貯槽的方式接收在重力下位於罐中的任何殘餘液體。初級碗狀物11具有足夠的容量,以將泵1的抽吸頭保持浸沒在液體中一定時間段,例如15秒或更多的量級。
為了具有良好的結構穩定性,初級碗狀物11和次級碗狀物16由比密封膜更剛性的材料(例如使用厚度為6至20mm量級的金屬板)製成。
參考圖2至圖4,現在將描述貯槽結構的其他實施方案,這些實施方案更特別地適合於使用公開申請FR-A-2781557或FR-A-2961580中描述的技術生產的罐壁。與圖1的那些元件類似或相同的元件具有相同的附圖標記,並且僅在他們不同於圖1的情況下再次描述。
在這種情況下,初級隔熱屏障6基本上由覆蓋有形成初級膜支撐表面的膠合板片材40的聚氨酯泡沫平板(slab)製成。在圖2至圖4中已經省略的初級膜由從其他地方已知的薄的壓花金屬板片材製成。為了將壓花的金屬板固定至膠合板片材40,膠合板片材裝配有固定到膠合板片材40的頂部上的斑點(spot)面中的金屬板41、42。
在貯槽結構的緊鄰處的初級膜的結構可以按照與如公開申請FR-A-2961580中教導的初級膜與支撐基座之間的連接相同的方式而生產。
更具體地,固定至膠合板片材40的金屬板42距平坦環形唇部14一小段距離包圍貯槽結構的平坦環形唇部,從而為了簡單起見形成例如方形輪廓。還未描繪的封閉板圍繞平坦環形唇部14布置並且圍繞其整個外周以密封的方式焊接至環形唇部。為此,封閉板在它們的內邊緣上被切成半圓形,而它們的外邊緣限定了方形,該方形完全圍繞貯槽結構與金屬板42疊置,以便通過焊接固定至金屬板42。一方面,通過將壓花的金屬密封板的邊緣焊接至封閉板,並且,另一方面通過密封在該點處可能中斷的波紋的任何端部來補充貯槽區10中的初級密封屏障。
通過形成具有方形輪廓的唇部19,在貯槽結構的緊鄰處的次級膜的結構可以以與如在公開申請FR-A-2961580中教導的在次級膜與支撐基座之間的連接完全相同的方式實現。特別地,次級膜由密封的複合層片(ply)5構成,該密封的複合層片粘結至構成次級隔熱屏障4的聚氨酯泡沫的模塊化模塊。為了確保圍繞貯槽結構的次級密封屏障的連續性,由鋁和玻璃纖維箔製成的密封複合材料的四個條(strip)43被粘結至平坦唇部19和密封複合層片5。條43被定位成使得其在每種情況下橫跨唇部19的一側和密封複合層片5的邊緣。
可替代地,平坦唇部19可以形成有圓形輪廓。在這種情況下,緊鄰貯槽結構的次級膜的結構可以以與如在2013年2月22日提交的申請號為1351584的法國申請FR3002515中所教導的次級膜與支撐基座之間的連接相同的方式生產。
圖2的實施方案還示出了用於支撐初級碗狀物11和次級碗狀物16的具體布置。特別地,支撐基座45延伸次級碗狀物16的側壁17使得抵靠底壁22。結果,容納在次級空間27中並且在圖2中未描繪的隔熱材料不需要提供與隔熱面板30一樣多的結構剛度,並且可以由較軟的材料製成。
類似地,支撐壁46延伸初級碗狀物11的側壁12使得抵靠底壁18。結果,容納在初級空間33中並且在圖2中未描繪的隔熱材料不需要提供與隔熱面板36一樣多的結構剛度,並且可以由更軟的材料製成。支撐壁46中的孔47允許氣相在初級空間中循環。
此外,環形唇部48圍繞側壁17定位,以提供與支承壁3對齊的額外的支撐表面,特別是為了支撐具有適於緊密包圍側壁17的形狀的小隔熱塊49。環形唇部48可以固定至支承壁3和/或側壁17。
圖3的實施方案類似於圖2的實施方案,但是包括下隔熱塊30,而不是支撐基座45,或者與支撐基座組合。
在還未描繪的替代形式中,為了簡化起見,一個且同一壁18可以形成初級碗狀物11和次級碗狀物16的底部。為此,通過與圖3相比,省略壁13和隔熱面板36,並且堵塞孔47。這於是產生了不通過初級碗狀物11下方但僅繞過初級碗狀物的次級碗狀物。
在圖4的實施方案中獲得了額外的簡化水平,其中完全省略了次級碗狀物。平坦唇部19例如通過焊接圍繞初級碗狀物11的側壁12直接地固定。
圖5的實施方案在兩個方面與圖3不同。
一方面,中空圓柱形碗狀物20不那麼深,以便限制在支承壁3的外部上的貯槽結構的容積。因此,次級碗狀物16的底壁18在此位於支承壁3的內部。
另一方面,貯槽結構10在這裡與根據公開申請FR-A-2798902中描述的技術生產的罐壁組合使用。與圖1的那些元件類似或相同的元件具有相同的附圖標記,並且僅在它們不同於圖1的情況下進行描述。
在這種情況下,初級隔熱屏障6和次級隔熱屏障4基本上由填充有隔熱填料(例如由珍珠巖、玻璃棉等構成)的膠合板箱50構成。初級膜7和次級膜5由具有翻起邊緣的平行列板製成,該列板由具有已知名稱為的低膨脹係數的鋼製成,其藉助於細長的焊接支撐物保持在膠合板箱50的覆蓋面板上。
圍繞初級碗狀物11,初級膜7的列板被切割以形成方形窗口51。初級膜7在窗口51的邊緣與平坦唇部14之間的連續性可以通過如上所述的封閉板實現。
圖6至8的實施方案涉及貯槽結構,其共同建立支撐基座110。與圖1的那些元件類似或相同的元件具有增加100的相同附圖標記,並且僅在它們不同於圖1時進行描述。
為了清楚起見,在圖6中已經省略了罐壁。支撐基座110的形狀為具有截頭圓錐形下部52和直的上部53的旋轉中空體,截頭圓錐形下部為了穩定性而向下張開並且抵靠支承壁3。在圖6的實施方案中省略了開口9。初級碗狀物111具有類似於直的上部53的直徑,並且在截頭圓錐形下部52內固定在直的上部的延長部分中。更具體地,側壁112的上邊緣以密封的方式完全圍繞支撐基座110固定至截頭圓錐形下部52的內表面。次級碗狀物116具有較大的直徑,並且在截頭圓錐形下部52內部固定在初級碗狀物111下面。更具體地,側壁117的上邊緣以密封的方式完全圍繞支撐基座110固定至截頭圓錐形下部52的內表面。
在其外表面上,支撐基座110支承與初級碗狀物111的上邊緣或多或少處於相同的水平高度的平坦唇部114以及與次級碗狀物116的上邊緣或多或少處於相同的水平高度的平坦唇部119。如前所述,平坦唇部114和119用於以密封的方式圍繞支撐基座110附接初級密封膜和次級密封膜(未描繪出)。
入口孔54通過支撐基座110的壁略微在唇部114上方形成,使得它們略微位於初級密封膜的上方。即使當罐的填充水平低於支撐基座110的頂部55時,它們也允許液體在重力作用下被收集在初級碗狀物111中。
類似地,循環孔56和57通過支撐基座110的壁在唇部114與119之間並且在唇部119下方形成,以便允許氣相分別地在罐壁的初級空間與支撐基座110的初級空間133之間以及在罐壁的次級空間與支撐基座110的次級空間127之間通過。
在公開申請FR-A-2961580中已經描述了如何實現支撐基座與罐壁的初級膜和次級膜之間的連接。這種連接適用於支撐基座110。
圖7示意性地例示了形成這些連接的另一種方式。在該實施方案中,罐壁具有類似於圖2的結構。與圖2的那些元件類似或相同的元件具有增加了100的相同附圖標記。在這種情況下,形成初級密封膜7的片狀金屬板的邊緣完全圍繞支撐基座110直接焊接至平坦唇部114。此外,密封的複合條143被粘結以完全圍繞支撐基座110橫跨平坦唇部119和相鄰模塊化塊的密封層片5。
在圖6和7中,在側壁112的上邊緣與入口孔54之間,支撐基座110的壁因此以密封的方式延伸初級碗狀物111的壁。初級碗狀物111和支撐基底110的壁的該部分因此一起形成密封容器,密封容器的支撐基座110的壁形成上部。
為了增加初級碗狀物111的容量,可以將支撐基座110與在承載壁103的外部上延伸的中空圓柱形碗狀物120組合。在圖8中示意性地例示了這種組合。因此,初級碗狀物111的底壁可以移離到支承壁103的外部,以便增加碗狀物的容量。
調節初級碗狀物111的容量的另一種方式是改變支撐基座110的直徑。在優選的實施方案中,該直徑在0.4m到1m之間的範圍內。
此外,儘管碗狀物111和116已經被描繪為與支撐基座110完全分離,但是顯然的是,支撐基座110的側壁可以替代地在其高度的至少部分範圍內構成碗狀物111或116的側壁。為了實現以上內容,所需要的是提供在期望的水平高度封閉支撐基座110的部分的底壁113或118。
圖9和圖10的實施方案涉及保持在支承壁203內部的貯槽結構,以便限制罐的容積。與圖1中的那些元件類似或相同的元件具有增加了200的相同的附圖標記,並且僅在與圖1不同的情況下進行描述。省略了初級密封膜。
在圖9的實施方案中,初級碗狀物211和次級碗狀物216未彼此固定。初級碗狀物211的平坦唇部214抵靠在模塊化塊206的頂部上的斑點面上,該模塊化塊形成平坦唇部固定到其上的初級隔熱屏障。類似地,次級碗狀物216的平坦唇部219支撐在模塊化塊204的頂部上的斑點面中,形成平坦唇部固定到其上的次級隔熱屏障。在支承壁203與次級碗狀物216的底部218之間,具有相對較小厚度的隔熱塊230優選地由具有非常高的隔熱能力的材料(例如氣凝膠或真空隔熱面板)製成。可選地,相對剛性的塊(未描繪出)可以安裝在底部218和底部213之間,以便改進初級碗狀物211的支撐。
次級密封膜205以密封的方式連接至平坦唇部219。優選地,循環凹槽形成在模塊化塊206的底板59中,以便允許氣相在罐壁的初級空間與貯槽結構的初級空間233之間穿過。
圖10的實施方案與圖9的不同之處僅在於在初級碗狀物211的上方增加了截頭圓錐形上端部件58。該端部件在其基底處,剛好在未被描繪出的初級密封膜上方,配備有由止回閥控制的入口孔61,所述止回閥未被描繪出但是允許在截頭圓錐形上端部件58中捕獲存在於罐的底部中的殘餘液體。
上文描述的用於建立貯槽結構的技術可以用於各種類型的罐,例如浮式結構(諸如甲烷運輸船舶等)的LNG罐。
圖11示意性地例示了在甲烷運輸船舶罐中的裝載/卸載塔60的基部處,即豎直地在罐的液體圓頂上方,安裝貯槽結構,這裡對應於圖9的儲罐結構210。裝載/卸載塔60由擱置在支承壁3上的支撐基座63支撐,支承壁是船舶的雙層船殼的內底壁。裝載/卸載塔60特別地包括主泵62和比主泵62具有更小容量的輔助泵1。貯槽結構210被設計成容納輔助泵1的抽吸入口。此外,因為貯槽結構被併入到罐壁的厚度中,因此罐壁65可以根據常規的平面多層結構既根據底壁3又根據橫向圍堰(cofferdam)64而生產,並且獲得了到貯槽結構210的連接而不會使密封膜顯著地偏離它們通常的平面幾何形狀。
參考圖12,甲烷運輸船舶70的剖視圖示出了安裝在船舶的雙層船殼72中的整體形狀為稜柱形的密封隔熱罐71。罐71的壁包括旨在與容納在罐中的LNG接觸的初級密封屏障,布置在初級密封屏障與船舶的雙層船殼72之間的次級密封屏障,以及分別布置在初級密封屏障與次級密封屏障之間以及次級密封屏障與雙層船殼72之間的兩個隔熱屏障。
以一種本身已知的方式,布置在船舶的上甲板上的裝載/卸載管73可以通過合適的連接件連接至海運碼頭或臨港碼頭,以便從罐71輸送LNG的貨物或者將LNG的貨物輸送至罐。
圖12描繪了包括裝載和卸載站75、水下管76和岸上設施77的海運碼頭的一個實施例。裝載和卸載站75是固定的離岸設施,包括移動臂74和支撐移動壁74的塔78。移動臂74承載一束隔熱柔性管79,所述隔熱柔性管可以連接至裝載/卸載管73。可定向的移動臂74適於適應所有尺寸的甲烷運輸船舶。未描繪出的連接管沿塔78的內部延伸。裝載和卸載站75允許從陸上設施77裝載到甲烷運輸船舶70或者從甲烷承載船舶卸載到陸上設施。陸上設施包括液化氣儲存罐80和由水下管76連接至裝載或卸載站75的連接管81。水下管76允許液化氣體在裝載或卸載站75與岸上設施77之間的較大距離(例如5km)上輸送,這意味著甲烷運輸船舶70可以在裝載和卸載操作期間離岸保持較長距離。
為了生成用於輸送液化氣體所需的壓力,使用在船舶70上承載的泵和/或岸上設施77配備的泵和/或裝載和卸載站75配備的泵。為了卸載罐,特別地可以使用布置在罐內部的輔助泵1和/或主泵62。
雖然已經結合多個具體實施方案描述了本發明,但很顯然的是,本發明不以任何方式限制於此,並且本發明包括所描述的裝置的所有技術等同物及它們的組合,其中這些落入本發明的範圍內。
動詞「包括(comprise)」、「包括(include)」或「具有(have)」及它們的結合形式的使用不排除存在除了在現有權利要求中列出的那些元件或步驟之外的其他元件或步驟。除非另有說明,否則對元件或步驟使用不定冠詞「一(a)」或「一(an)」不排除存在多個這樣的元件或步驟。
在權利要求中,括號中的任何附圖標記不應被解釋為限制權利要求。