Способ и устройство для хранения криогенной текучей среды, адаптированные для грунтов, в том числе для вечной мерзлоты

Авторы патента:


Способ и устройство для хранения криогенной текучей среды, адаптированные для грунтов, в том числе для вечной мерзлоты
Способ и устройство для хранения криогенной текучей среды, адаптированные для грунтов, в том числе для вечной мерзлоты
Способ и устройство для хранения криогенной текучей среды, адаптированные для грунтов, в том числе для вечной мерзлоты
Способ и устройство для хранения криогенной текучей среды, адаптированные для грунтов, в том числе для вечной мерзлоты
Способ и устройство для хранения криогенной текучей среды, адаптированные для грунтов, в том числе для вечной мерзлоты
Способ и устройство для хранения криогенной текучей среды, адаптированные для грунтов, в том числе для вечной мерзлоты

 


Владельцы патента RU 2565115:

ТОТАЛЬ СА (FR)

Изобретение относится к способу хранения криогенной текучей среды (1) и устройству для его осуществления. В данном способе применяют резервуар (2), содержащий, по меньшей мере, один бак (3), выполненный с возможностью хранения криогенной текучей среды (1). Способ содержит следующие этапы: а) устанавливают на место резервуар (2) на грунте, в грунте или частично в грунте (4), содержащем вечную мерзлоту (5); б) в бак (3) нагнетают криогенную текучую среду (1); и в) обеспечивают теплообмен между криогенной текучей средой (1) и грунтом (4) для замораживания и/или сохранения замороженным участка (8) грунта (4) таким образом, чтобы указанный участок (8) грунта (4) мог служить фундаментом для резервуара (2). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к способу и устройству хранения криогенной текучей среды, адаптированным для грунтов, содержащих вечную мерзлоту.

Рассматриваемые текучие среды производят при помощи технологий низких температур, и, как правило, они имеют температуры ниже -150°С (123К). Среди них можно, например, указать сжиженный природный газ или СПГ примерно при -161°С, а также жидкие азот и кислород.

Для хранения таких текучих сред, как известно, применяют резервуары, содержащие, по меньшей мере, один бак, адаптированный для низких температур, и этот бак окружают очень эффективными средствами изоляции, чтобы свести к минимуму теплопотери между текучей средой и внешней окружающей средой. Как правило, эти средства выполнены в виде стального или бетонного кожуха, окружающего бак и содержащего высокоэффективные изоляционные материалы, такие как перлит. Кроме того, чтобы предотвратить промерзание грунта, под резервуаром располагают средства нагрева, такие как электрические сопротивления. Эти требования изоляции касаются не только резервуаров, расположенных на поверхности, но также и для резервуаров, выполненных в горной породе.

С учетом своей конструкции и размеров резервуары являются очень тяжелыми и, в зависимости от механических свойств грунта, часто приходится предусматривать выполнение фундаментов, дорогостоящих как с точки зрения капиталовложений, так и с учетом продолжительности строительства. Кроме того, эти фундаменты оставляют следы в окружающей среде или затрудняют демонтаж резервуаров.

В таких средах, как полярные или приполярные зоны, строительство резервуаров является проблематичным, по меньшей мере, по двум причинам: с одной стороны, из-за исключительно суровых климатических условий и, с другой стороны, в силу нестабильности грунта, связанной, в частности, с присутствием в грунте вечной мерзлоты (промерзание) на поверхности или на определенной глубине. Вечная мерзлота является грунтом или частью грунта, остающейся замороженной естественным образом в течение не менее двух лет. По сути дела грунт проходит через частичные циклы замерзания/оттаивания, связанные с сезонными колебаниями климата. Протяженность зон грунтов, затронутых вечной мерзлотой, тоже меняется в зависимости от изменения климата. Таким образом, граница между мерзлыми грунтами и незамерзшими грунтами меняется в зависимости от целого комплекса климатических и экологических параметров.

Настоящее изобретение призвано устранить все или часть вышеуказанных недостатков, то есть, в частности, предложить способ хранения криогенной текучей среды в зоне, где грунт содержит вечную мерзлоту, причем этом способ позволяет, в частности, уменьшить стоимость и/или продолжительность строительства и его последствия для окружающей среды.

В связи с этим объектом изобретения является способ хранения криогенной текучей среды, в котором применяют резервуар, содержащий, по меньшей мере, один бак, выполненный с возможностью хранения криогенной текучей среды, при этом способ содержит следующие этапы:

а) устанавливают на место резервуар на грунте или частично в грунте, содержащем вечную мерзлоту;

б) в бак нагнетают криогенную текучую среду; и

в) обеспечивают теплообмен между криогенной текучей средой и грунтом для замораживания и/или сохранения замороженным участка грунта таким образом, чтобы указанный участок грунта мог служить фундаментом для резервуара.

На этапе а) под «установкой на место» следует понимать, что резервуар либо строят на месте, либо предварительно изготавливают и доставляют на место, либо его выполняют частично разборным и собирают на месте. Его можно устанавливать на грунт. Его можно также полностью расположить в грунте. Его можно также частично заглубить в грунт.

Рассматриваемый грунт содержит на своей поверхности и/или глубже вечную мерзлоту. Теплообмен, о котором идет речь на этапе в), происходит между текучей средой при температуре, меньшей или равной -150°С, и грунтом вокруг резервуара. Согласно частному варианту, он происходит непосредственно через стенки резервуара и через возможную плиту, являющуюся частью измененного грунта.

Согласно другому варианту, при помощи соответствующих средств обеспечивают циркуляцию криогенной текучей среды в грунте. Согласно еще одному варианту, теплообмен происходит опосредованно через текучую среду, которая обменивается теплом одновременно с криогенной текучей средой и грунтом.

Тепло (относительное) передается от грунта на криогенную текучую среду, иначе говоря, криогенная текучая среда отдает свой холод в грунт. Это охлаждение грунта позволяет его заморозить или поддерживать его замороженным в зоне заданной протяженности. Замороженный участок грунта необязательно входит в контакт с резервуаром, но подвергается действию усилий, передаваемых на грунт от резервуара. Следствием этого является стабилизация грунта вблизи резервуара, позволяющая избегать его оттаивания. Это позволяет противостоять сезонным климатическим колебаниям (замерзание/оттаивание) или влиянию изменения климата в сторону потепления, которое может заставить отступить вечную мерзлоту. Это позволяет также уменьшить деформации грунта в течение времени, как естественные, так и вызываемые присутствием резервуара.

Стабилизированный таким образом грунт служит естественным фундаментом для резервуара. Зная реологию грунта, можно определить, насколько протяженной должна быть полученная таким образом или сохраняемая замороженная зона для достижения этого эффекта. Изначально предусматривают минимальную протяженность с запасом надежности, так как этот теплообмен происходит за счет энергии, отбираемой из криогенной текучей среды.

Учитываемым параметром является также возможное присутствие поддерживающих элементов, облегчающих резервуар. В этом случае замороженная зона взаимодействует с этими элементами, просто механически поддерживая резервуар и не претерпевая чрезмерной деформации.

Согласно предпочтительному варианту, не применяют никаких поддерживающих элементов, уменьшающих усилие, передаваемое от резервуара на грунт.

Согласно частным вариантам выполнения, изобретение может иметь один или несколько следующих отличительных признаков:

- указанная криогенная текучая среда является сжиженным природным газом (СПГ);

- указанный грунт является морским дном, и на этапе а) резервуар доставляют на плаву, затем его погружают, заполняя одну или несколько балластных емкостей. Эти балластные емкости могут быть временными или постоянными. Под «временными» следует понимать, что эти балластные емкости не являются частью резервуара, установленного на своем рабочем месте;

- на этапе в), поскольку указанный участок грунта, сохраняемый в замороженном виде, имеет заданную протяженность и теплообмен происходит с заданной мощностью, эту мощность регулируют, чтобы контролировать протяженность указанного участка грунта;

- бак, который может содержать криогенную текучую среду, окружен кожухом, при этом первая часть указанного кожуха является изолирующей, и теплообмен на этапе в) включает в себя теплопередачу через вторую часть указанного кожуха, при этом указанная вторая часть входит в контакт с указанным участком грунта;

- на этапе в), поскольку указанная вторая часть обладает заданными свойствами теплопроводности и указанная теплопередача через вторую часть указанного кожуха происходит при заданной мощности теплопередачи, указанную вторую часть изменяют таким образом, чтобы улучшить или ухудшить свойства теплопроводности с целью контроля указанной мощности теплопередачи;

- на этапе а) перед установкой резервуара на грунт производят выравнивание грунта и на нем выполняют основание для установки резервуара;

- перед установкой резервуара на грунт, осуществляемой на этапе а), в грунт нагнетают криогенную текучую среду, чтобы заморозить или сохранить замороженным указанный участок грунта таким образом, чтобы указанный участок грунта мог механически выдерживать резервуар.

Преимуществом полного или частичного погружения резервуара и его размещение на морском дне является то, что его можно изготовить в другом месте и доставить на место установки, например, на плаву. Кроме того, после демонтажа он не оставит следов на берегу, и лишь морское дно может претерпеть незначительные изменения.

Выбор установки резервуара на берегу (on-shore) или в море (off-shore) связан с регламентными требованиями, с доступностью и даже с возможностью строительства на берегу. Изобретение позволяет предусмотреть установку на морском дне с уменьшением веса и объема сооружений, то есть с уменьшением последствий для морского дна. Оно позволяет также увеличить срок службы сооружений, независимо от изменения вечной мерзлоты морского дна.

Изобретение представляет особый интерес для применения на морском дне, содержащем вечную мерзлоту. Действительно, сезонные и более долгосрочные изменения морского дна изучены меньше и прогнозируются труднее, чем в случае грунтов на суше. Морская вечная мерзлота часто имеет ископаемое происхождение и обладает связанным с морем барьерным эффектом, а также подвержена колебаниям солености, течениям и т.д. Поэтому тем более предпочтительно иметь возможность стабилизации такого грунта.

Кроме того, тепловую мощность, измеряемую на замораживаемом грунте или на сохраняемом мерзлом грунте, можно регулировать, чтобы контролировать протяженность несущей зоны. Это позволяет свести к минимуму затраты энергии, предусматривая минимальную зону протяженности, при сохранении запаса надежности того же порядка, что и при реализации классического фундамента.

В частном варианте для обеспечения теплообмена на этапе в) предусматривают теплопередачу через часть кожуха резервуара, при этом другая часть является изолирующей. Разумеется, этим понятиям изоляции и теплопередачи следует придавать относительное значение. Принимая во внимание температуру криогенной текучей среды, можно выбирать материалы и толщину кожуха резервуара таким образом, чтобы получить необходимый коэффициент теплопередачи (в Вт/м2/К) с учетом требуемой протяженности замороженной зоны.

В частности, можно контролировать удельную мощность теплопередачи (в Вт/м2), изменяя заполнение или состав кожуха, состоящего из двойной стенки. Можно также предусмотреть модулируемые тепловые мостики между этими двумя стенками.

Так, согласно другому варианту изобретения, часть кожуха резервуара содержит двойную стенку, и улучшения или ухудшения свойств теплопередачи добиваются:

- либо изменяя степень заполнения двойной стенки жидкостью;

- либо изменяя состав жидкости, содержащейся в двойной стенке;

- либо реализуя модулируемые тепловые мостики между этими двумя стенками.

Перед установкой или строительством резервуара можно подвергнуть изменениям грунт на суше или морской грунт. Его можно выровнять и укрепить при помощи основания или плиты для установки резервуара. Условно в рамках настоящей заявки будет считаться, что эти возможные изменения грунта связаны именно с грунтом, а не с резервуаром. Таким образом, резервуар входит в контакт с грунтом, естественным или измененным.

Чтобы подготовить грунт, который может не соответствовать поставленной задаче, перед установкой резервуара на этапе а) можно предварительно произвести нагнетание криогенной текучей среды. Эта среда может отличаться от текучей среды, предназначенной для хранения. Например, речь может идти о жидком азоте. Это нагнетание можно продолжить и после этапа а). Его можно производить в ходе этапа в) или можно прекратить в заданный момент. Оно позволяет подготовить грунт до установки на место резервуара или до того, как криогенная текучая среда, хранящаяся в резервуаре, начнет оказывать свое влияние.

Объектом изобретения является также устройство для хранения криогенной текучей среды, содержащее:

- резервуар, оборудованный баком, содержащим криогенную текучую среду, при этом резервуар устанавливают на грунте или заглубляют полностью или частично в грунт, содержащий вечную мерзлоту; и

- участок грунта, замороженный или сохраняемый замороженным за счет теплообмена с криогенной текучей средой таким образом, чтобы указанный участок грунта мог служить фундаментом для резервуара.

Замороженный участок грунта может быть единственным фундаментом для резервуара или дополнять классические фундаменты.

Согласно частным вариантам выполнения, изобретение может иметь один или несколько следующих отличительных признаков:

- криогенная текучая среда является сжиженным природным газом СПГ;

- резервуар содержит одну или несколько балластных емкостей, заполняемых водой, и может быть полностью или частично погружен, при этом указанный грунт, содержащий вечную мерзлоту, является морским дном;

- резервуар дополнительно содержит кожух, окружающий указанный бак, при этом указанный кожух содержит первую теплоизоляционную часть и вторую часть, имеющую внутреннюю поверхность со стороны бака и наружную поверхность, контактирующую с указанным участком грунта, при этом указанная вторая часть является теплопроводной, при этом, по меньшей мере, часть указанного теплообмена происходит за счет теплопередачи через указанную вторую часть кожуха;

- поскольку указанная вторая часть кожуха имеет заданный состав, указанные внутренняя и наружная поверхности имеют, каждая, заданную протяженность, при этом вторую часть кожуха выполняют таким образом, чтобы:

+ указанный состав можно было выборочно изменять, чтобы выборочно увеличивать или уменьшать указанную теплопередачу через вторую часть кожуха; и/или

+ указанную протяженность можно было выборочно корректировать, чтобы выборочно увеличивать или уменьшать указанную теплопередачу через вторую часть кожуха;

- указанный кожух содержит участок, входящий в контакт с грунтом, и указанная вторая часть является указанным участком кожуха.

Резервуар может содержать балластные емкости. В зависимости от степени их заполнения морской водой они изменяют массу резервуара и позволяют его затоплять или поднимать на поверхность, в частности, чтобы доставить его на плаву в предусмотренное для установки место.

Если резервуар доставляют к месту сплавом, необходимо учитывать условия плавучести и устойчивости во время фазы транспортировки. В частности, речь идет о сведении к минимуму влияний на устойчивость резервуара в месте его окончательного размещения, установленного на грунт или в грунт, подвергающегося действию выталкивающей архимедовой силы (случай пустых резервуаров), боковым воздействиям со стороны волн, приливов и льдов, толчкам со стороны причаливающих и пришвартовывающихся судов и т.д. Для этого внутри или снаружи сооружения можно установить стационарные и/или временные балластные емкости.

Размеры резервуара должны учитывать совокупность фаз проекта (см., например, Eurocode 0, в котором объединены нормы, касающиеся основ вычисления конструкций) и условия соблюдения безопасности людей и экологические требования.

Кожух, окружающий бак или баки с криогенной текучей средой, содержит классическую изолирующую часть, как правило, в верхней части резервуара. Он может также содержать другую часть, обладающую меньшими изоляционными свойствами и даже являющуюся теплопроводной, как правило, расположенную в нижней части резервуара. Эта менее изолирующая часть предназначена для вхождения в контакт с грунтом. Этот грунт может быть изменен или содержать плиту, и в этом случае теплопередача происходит естественным образом через плиту.

Чтобы контролировать протяженность замороженного участка, связанную с интенсивностью теплопередачи, можно изменить свойства второй части кожуха. Например, можно изменить ее внутренний состав, заполняя ее в большей или меньшей степени материалами, обладающими разной теплопроводностью. Можно также создавать или устранять тепловые мостики. Можно также увеличивать или уменьшать наружную поверхность второй части.

Согласно частному варианту выполнения, вторая часть кожуха, обладающая определенной теплопроводностью, является частью, входящей в контакт с грунтом. Первая часть, являющаяся относительно изолирующей, как правило, входит в контакт с морем или с атмосферой или с конструкциями, которые могут находиться на резервуаре, например, такими как компрессорно-сжижающая установка, мастерские, зал управления или жилые помещения для персонала или посетителей.

Если резервуар установлен на морском дне, можно альтернативно использовать кожух, более теплопроводная вторая часть которого входит в контакт не только с грунтом, но также с морем. При этом вокруг резервуара образуется слой льда, увеличивающий его сцепление с грунтом, то есть способствующий его устойчивости.

Вариант выполнения, адаптированный для случая использования в море, предусматривает строительство резервуара, боковые стенки которого являются двойными, а дно является одинарным.

Устройство может содержать блок мониторинга теплового градиента между грунтом и дном резервуара. Он может, например, содержать термопары, расположенные под резервуаром в соответствующих местах, что позволяет определять протяженность замороженного участка грунта.

Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания неограничивающих примеров осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 схематично показано место, в котором применяют изобретение, вид в вертикальном разрезе;

на фиг.2 показано предварительное изменение грунта в соответствии с изобретением;

на фиг.3 показана термическая обработка грунта в соответствии с изобретением;

на фиг.4 и 5 показаны строительство и способ установки на место резервуара согласно варианту осуществления изобретения;

на фиг.6 показан пример осуществления резервуара в соответствии с изобретением на месте применения.

Из соображений упрощения размеры различных элементов, показанных на чертежах, необязательно выдержаны пропорционально их реальным размерам. Одинаковые обозначения на чертежах соответствуют одинаковым элементам.

На фиг.1 упрощенно показан вертикальный разрез места недалеко от северного полярного круга, где находит свое применение изобретение. Грунт 4 принадлежит к континентальному шельфу. Море 7 имеет небольшую глубину. Грунт содержит вечную мерзлоту 5, часто ископаемого происхождения. Над ней находится слой 6, который не является вечной мерзлотой, то есть не остается замерзшим в течение двух лет подряд.

Разрез будет выглядеть почти так же для грунта на суше, если исключить море. Однако присутствие моря 7 вносит дополнительную сложность по сравнению с ситуацией на суше. Действительно, температура моря 7, его состояние (схвачено льдом или нет), его соленость (чувствительная к впадающим рекам после ледового таяния), присутствие дрейфующих льдов и морские течения меняются и могут усугубить нестабильность грунта 4.

На фиг.2 показано возможное изменение грунта 4 перед установкой на место резервуара для хранения СНГ. Оно включает в себя очистку дна землечерпалкой, в результате чего часть слоя 6 оказывается снятой, выравнивание морского дна и, возможно, создание фарватера доступа (не показан), чтобы суда могли подходить к резервуару. Была затоплена горизонтальная плита 11. На ней будет установлен резервуар. Опять же следует отметить, что эти возможные изменения относятся к грунту 4, который может быть природным или искусственным.

На фиг.3 показана обработка грунта 4, которая состоит в нагнетании, например, жидкого азота 12 непосредственно в грунт 4, чтобы получить замороженный участок грунта. Эта обработка предназначена для подготовки грунта к установке резервуара на место. Это нагнетание можно продолжать и после введения в строй резервуара.

На фиг.4 резервуар 2 показан собранным в сухом доке 2а, находящемся на некотором расстоянии от места, где должен быть установлен резервуар. Он оснащен балластными емкостями 9, позволяющими ему оставаться на плаву после заполнения дока 2а водой. Как показано на фиг.5, резервуар 2 на плаву буксируют при помощи судна 2b до места установки. Затем балластные емкости заполняют морской водой и резервуар 2 «затапливают» в месте, где его необходимо установить. Резервуар может быть выполнен из любого соответствующего материала, выбираемого, в частности, по своим механическим и/или термическим характеристикам.

На фиг.6 показан резервуар2 в рабочем положении после установки на грунт или в грунт 4. Частично резервуар находится над поверхностью воды и может содержать надстройки (не показаны), в частности установки для сжижения, испарения и сжатия СПГ. Возможные линии соединения между резервуаром 2 и сушей (трубопроводы, электрические кабели) на чертеже не показаны.

После сжижения СПГ 1 нагнетают, по меньшей мере, в один бак 3 для хранения. Этот бак окружен кожухом, состоящим из теплоизоляционной первой части 10а, содержащей изоляционные двойные вертикальные боковые стенки и настил, и из второй части 10b, которая является более теплопроводной или менее изолирующей. Эта вторая часть 10b входит в контакт с грунтом 4, который, в случае необходимости, может содержать опорную плиту 11. Кожух содержит внутреннюю поверхность 10с со стороны бака 3 и наружную поверхность 10d, в частности, входящую в контакт с грунтом 4, с морем 7 и с атмосферой.

Холод СПГ 1 передается на грунт 4 за счет теплопередачи через вторую часть 10b кожуха. В результате образуется постоянно замерзающий участок 8 грунта. Он представляет собой «естественный» фундамент для резервуара 2. Нагнетание жидкого азота, показанное на фиг.3, может обеспечить дополнительное охлаждение либо временно, например, пока не установится постоянный режим теплопередачи или в определенные моменты, либо постоянно.

Можно использовать термические свойства (теплопроводность) второй части 10b кожуха или менять ее протяженность, чтобы модулировать теплопередачу.

Резервуар 2 может также содержать классические фундаменты (не показаны), например, в виде свай. В этом случае замороженный участок 8 грунта может выполнять функцию дополнения к фундаменту. Он механически поддерживает резервуар 2, но не воспринимает механическое усилие полностью.

1. Способ хранения криогенной текучей среды (1), в котором применяют резервуар (2), содержащий, по меньшей мере, один бак (3), выполненный с возможностью хранения криогенной текучей среды (1), при этом способ содержит этапы, на которых:
а) устанавливают на место резервуар (2) на грунте, в грунте или частично в грунте (4), содержащем вечную мерзлоту (5);
б) нагнетают в бак (3) криогенную текучую среду (1); и
в) обеспечивают теплообмен между криогенной текучей средой (1) и грунтом (4) для замораживания и/или сохранения замороженным участка (8) грунта (4) так, чтобы указанный участок (8) грунта (4) мог служить фундаментом для резервуара (2),
отличающийся тем, что указанный грунт (4) является морским дном, а на этапе а) резервуар (2) доставляют на место на плаву, затем его погружают, заполняя одну или несколько балластных емкостей (9).

2. Способ хранения по п.1, отличающийся тем, что указанная криогенная текучая среда (1) является сжиженным природным газом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе в), поскольку указанный участок (8) грунта имеет заданную протяженность, и теплообмен происходит с заданной мощностью, эту мощность регулируют так, чтобы контролировать протяженность указанного участка (8) грунта, поддерживаемого в замороженном состоянии.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что бак (3), который может содержать криогенную текучую среду (1), окружают кожухом (10а, 10b), при этом первая часть (10а) указанного кожуха является изолирующей, и теплообмен на этапе в) включает в себя теплопередачу через вторую часть (10b) указанного кожуха, при этом указанная вторая часть (10b) входит в контакт с указанным участком (8) грунта.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что на этапе в), поскольку указанная вторая часть (10b) обладает заданными свойствами теплопроводности, и указанная теплопередача через вторую часть указанного кожуха происходит при заданной мощности теплопередачи, указанную вторую часть (10b) кожуха изменяют так, чтобы улучшить или ухудшить свойства теплопроводности с целью контроля указанной мощности теплопередачи, после установки на место резервуара (2).

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что вторая часть (10b) кожуха содержит двойную стенку, а улучшение или ухудшение свойств теплопроводности осуществляют, изменяя степень заполнения двойной стенки жидкостью.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что вторая часть (10b) кожуха содержит двойную стенку, а улучшение или ухудшение свойств теплопроводности осуществляют, изменяя состав жидкости, содержащейся в двойной стенке.

8. Способ по п.5, отличающийся тем, что вторая часть (10b) кожуха содержит двойную стенку, а улучшение или ухудшение свойств теплопроводности осуществляют при помощи модулируемых тепловых мостиков между этими двумя стенками.

9. Способ по любому из пп.1-3, 5-8, отличающийся тем, что перед установкой резервуара (2) на этапе а) на грунт (4) его выравнивают и на нем выполняют основание (11), на котором можно установить резервуар (2).

10. Способ по любому из пп.1-3, 5-8, отличающийся тем, что перед установкой резервуара (2) на этапе а) в грунт (4) нагнетают криогенную текучую среду (12), чтобы заморозить или сохранять замороженным указанный участок (8) грунта так, чтобы указанный участок (8) грунта мог механически поддерживать резервуар (2).

11. Устройство для хранения криогенной текучей среды (1), содержащее резервуар (2), оборудованный баком (3), содержащим криогенную текучую среду (1), при этом резервуар (2) расположен на грунте или заглублен полностью или частично в грунт (4), содержащий вечную мерзлоту (5); и участок (8) грунта, замороженный или сохраняемый замороженным за счет теплообмена с криогенной текучей средой (1) так, чтобы указанный участок (8) грунта мог служить фундаментом для резервуара (2), отличающееся тем, что резервуар (2) содержит одну или несколько балластных емкостей (9), заполняемых водой, и может быть полностью или частично погружен, при этом указанный грунт (4), содержащий вечную мерзлоту (5), является морским дном.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что криогенная текучая среда (1) является сжиженным природным газом.

13. Устройство по любому из пп.11-12, отличающееся тем, что резервуар (2) дополнительно содержит кожух, окружающий указанный бак (3), при этом указанный кожух содержит первую теплоизоляционную часть (10а) и вторую часть (10b), имеющую внутреннюю поверхность (10с) со стороны бака (3) и наружную поверхность (10d), контактирующую с указанным участком (8) грунта, при этом указанная вторая часть (10b) является теплопроводной, при этом, по меньшей мере, часть указанного теплообмена происходит за счет теплопередачи через указанную вторую часть (10b) кожуха.

14. Устройство хранения по п.13, отличающееся тем, что указанная вторая часть (10b) кожуха имеет заданный состав, при этом указанные внутренняя (10с) и наружная (10d) поверхности имеют, каждая, заданную протяженность, причем вторая часть (10b) кожуха выполнена так, что:
- указаный состав можно выборочно изменять, чтобы по выбору увеличивать или уменьшать указанную теплопередачу через вторую часть (10b) кожуха; и/или
- указанную протяженность можно выборочно корректировать, чтобы по выбору увеличивать или уменьшать указанную теплопередачу через вторую часть (10b) кожуха.

15. Устройство хранения по п.13, отличающееся тем, что указанный кожух содержит участок, входящий в контакт с грунтом (4), а указанная вторая часть (10b) является указанным участком кожуха.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к набору деталей для сборки при изготовлении конструкции непроницаемой стенки. Набор содержит непроницаемый металлический лист (1) с рядом первых параллельных гофров (5) и рядом вторых параллельных гофров (6), пересекающихся на участке пересечения (3), удлиненный элемент жесткости (15), располагаемый в названных гофрах (6, 5) для увеличения сопротивления листа давлению, и анкерную деталь (30) с соединительным элементом, закрепляемым на наружной поверхности листа на участке пересечения гофров, на котором должен удерживаться элемент жесткости, и фиксатор (44), взаимодействующий с продольным концом элемента жесткости для удержания этого элемента жесткости внутри гофра.

Резервуар и плавучая конструкция предназначены для транспортировки сжиженного природного газа. Резервуар, по меньшей мере, одна стенка которого содержит герметичную мембрану, рассчитанную на то, чтобы соприкасаться с содержимым резервуара, и опору, примыкающую к мембране, которая содержит, по меньшей мере, один лист, лист в целом прямоугольной формы, имеющий первый ряд взаимно параллельных гофров, проходящих по всей длине прямоугольного листа, и второй ряд взаимно параллельных гофров, которые проходят поперечно гофрам первого ряда по всей ширине прямоугольного листа, при этом резервуар имеет усиливающий элемент, расположенный под одним из гофров первого ряда между мембраной и опорой и имеющий наружную оболочку, форма которой преимущественно соответствует форме гофра, под которым расположен усиливающий элемент, при этом усиливающий элемент имеет внутренний канал, проходящий через два противоположных продольных конца упомянутого усиливающего элемента, по которому между гофром и опорой может протекать газ, проходящий через усиливающий элемент.

В изобретение описан герметичный и изотермический резервуар, у которого, по меньшей мере, одна стенка содержит герметичную мембрану, рассчитанную на то, чтобы соприкасаться с содержимым резервуара, и термоизоляционный слой, примыкающий к мембране, и у которого мембрана содержит, по меньшей мере, один лист (1), имеющий, по меньшей мере, один гофр (2, 3), при этом он имеет усиливающий элемент (5), расположенный под гофром между мембраной и термоизоляционным слоем.

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса перевозки на судах сжиженных газов в емкостях с теплоизоляцией. Термоизоляционная герметичная стенка емкости для сжиженного природного газа состоит из закрепленных на корпусе судна с помощью механического крепления блоков, включающих первичную и вторичную теплоизоляционные панели, закрепленный на блоках первичный герметизирующий слой и расположенный между ними вторичный герметизирующий слой.

В заявке описана стенка резервуара, содержащая уплотнительный барьер (6) и опорное устройство (10) для оборудования, погружаемого в герметизированный резервуар. Уплотнительный барьер содержит слой рифленого листового металла (11), по меньшей мере, с одной серией параллельных рифлений (15), прерванный люком (25) вокруг опорного устройства.

Изобретение относится к транспортному судостроению, средствам морской транспортировки и хранения сжиженного природного газа (СПГ) и касается конструкции мембранной грузовой емкости для его транспортировки и хранения.

Настоящее изобретение относится к изготовлению непроницаемых и теплоизолированных резервуаров, встроенных в несущую конструкцию. Контейнер для сжиженного природного газа, содержащий несущую конструкцию (11) и непроницаемый и теплоизолированный резервуар для сжиженного природного газа, который имеет множество стенок, прикрепленных к несущей конструкции.

Изобретение относится к области судостроения и морского транспорта, а более конкретно к конструкции грузовых отсеков судов, перевозящих сжиженный газ при низких температурах.

В заявке описан герметичный резервуар (1), содержащий несущую конструкцию (4), герметичный барьер цилиндрической формы, в котором герметичный барьер образует вертикальную стену (2) и днище (3).

Предложен герметичный резервуар, у которого, по меньшей мере, одна стенка содержит герметичную мембрану, рассчитанную на то, чтобы соприкасаться с содержимым резервуара, и плоскую опору, примыкающую к мембране, и у которого мембрана содержит, по меньшей мере, один гофрированный металлический лист (1) в целом прямоугольной формы, имеющий первый ряд взаимно параллельных гофров (2), второй ряд взаимно параллельных гофров (3), которые проходят поперечно гофрам первого ряда.

Изобретение относится к области судостроения и касается создания блоков термоизоляционной герметичной стенки из полимерных композиционных материалов (ПКМ) емкостей нового типа, используемых для перевозки жидких грузов и сжиженных газов. Изготовление блока производится за один технологический прием с использованием метода формования закрытого типа. Блок имеет единую со всех сторон обформовку из ПКМ, обладающую требуемыми свойствами на промежутке температур -163 ÷ +50°C. Обформовка выполняется путем одномоментной пропитки слоев сухого армирующего материала полимерным связующим, образуя единый несущий слой, охватывающий со всех сторон теплоизоляционные панели, что обеспечивает монолитность всей конструкции блока и повышает его прочность и надежность. Сокращается продолжительность цикла изготовления блоков, снижается трудоемкость их производства. 5 ил.

Группа изобретений относится к способу формирования водонепроницаемого барьера для стенки водонепроницаемого и теплоизоляционного резервуара. Указанный способ включает следующие этапы. Устанавливают повторяющуюся конструкцию, содержащую попеременно полосу листового металла и продолговатый приваренный фланец, соединенный с опорной поверхностью таким образом, чтобы отогнутые боковые края полосы листового металла находились рядом с соседними приваренными фланцами. Сваривают отогнутый боковой край с приваренным фланцем с использованием прямого сварного шва на протяжении первого продольного участка. Продолжают прямой сварной шов, концевой участок которого отклоняется в направлении верхнего угла. Формируют водонепроницаемый торцевой угловой сварной шов на протяжении второго продольного участка полосы листового металла таким образом, чтобы торцевой угловой сварной шов водонепроницаемо сходился с концевым участком сварного шва. Также описаны водонепроницаемый и теплоизоляционный резервуар, судно для транспортировки холодного жидкого продукта, применение судна и система транспортировки холодного жидкого продукта. Группа изобретений направлена на обеспечение или восстановление водонепроницаемости оболочки из листового металла с сохранением ее прочности и долговечности. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к изготовлению теплоизоляционных стенок из изоляционных панелей. Герметизированный и изолированный резервуар для сжиженного природного газа содержит несущую стенку, снабженную анкерными элементами в виде повторяющейся структуры, уплотняющий барьер, рассчитанный на контакт с продуктом, содержащимся в резервуаре. Теплоизоляционный барьер, расположенный между уплотняющим барьером и несущей стенкой, и содержит множество изоляционных панелей в виде повторяющейся структуры. Каждая из указанных панелей прикреплена к несущей стенке клеем, находящимся на нижней поверхности изоляционной панели, и одним или несколькими анкерными элементами несущей стенки, каждый из которых взаимодействует с отверстием в изоляционной панели. В способе крепления изоляционных панелей применяется зажимное приспособление. Изобретение направлено на обеспечение надежного соединения изоляционных панелей с несущей стенкой с помощью ограниченного числа доступных точек крепления изоляционных панелей к несущей стенке. 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Танк предназначен для хранения и транспортировки сжиженного природного газа. Танк (71) включает в себя теплоизоляцию, содержащую множество смежных изоляционных блоков (28) на несущей конструкции, и уплотнение, включающее в себя множество уплотняющих металлических листов (25), расположенных на изоляционных блоках (28) и сваренных друг с другом. Механические соединительные элементы (11) проходят через теплоизоляцию на уровне краев изоляционных блоков (28) и удерживают изоляционные блоки в опорном контакте на несущей конструкции (3). Металлические листы (25) расположены так, чтобы края металлических листов были смещены относительно краев нижележащих изоляционных блоков (28). Металлические листы (25) удерживаются в опорном контакте на изоляционных блоках (28) только посредством соединительных элементов. Механические соединительные элементы прикреплены к металлическим листам (25) на уровне мест (11) крепления на расстоянии от краев металлических листов. Технический результат - повышение надежности. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к конструкции для содержания сжиженного природного газа (СПГ) в отсеке корпуса морской конструкции, содержащей самонесущий первичный барьер, вторичный барьер, окружающий самонесущий первичный барьер, и пространство для доступа между самонесущим первичным барьером и вторичным барьером, где самонесущий первичный барьер представляет собой непроницаемый для жидкости самонесущий танк СПГ и соединен с отсеком корпуса с помощью опорных устройств, проникающих во вторичный барьер, вторичный барьер представляет собой непроницаемую для жидкости тепловую изоляцию, соединенную с внутренней поверхностью корпуса, и герметизируется с опорными устройствами с помощью гибкого непроницаемого для жидкости уплотнения таким образом, чтобы самонесущий первичный барьер и вторичный барьер были соединены по отдельности с отсеком корпуса для предотвращения передачи усилий между первичным барьером и вторичным барьером. Технический результат заключается в повышении надежности и технологичности конструкции. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх