Теплоизоляционный герметичный резервуар
Группа изобретений относится к теплоизоляционному герметичному резервуару, судну для транспортировки текучей среды, системе передачи текучей среды и способу загрузки и разгрузки судна. Резервуар содержит стенку (1) резервуара, закрепленную на несущей стенке (3), в которой вспомогательный изолирующий барьер содержит множество вспомогательных рядов (A, B, C), параллельных первому направлению и расположенных смежно друг с другом во втором направлении, перпендикулярном первому направлению, с повторяющимся рисунком. Вспомогательная герметизированная мембрана содержит множество поясов резервуара (21), параллельных первому направлению. Размер повторяющегося рисунка вспомогательных рядов (A, B, C) представляет собой целое кратное размера пояса резервуара (21) во втором направлении. Основной изолирующий барьер (5) содержит множество основных рядов, параллельных первому направлению. Основная герметизированная мембрана имеет первые гофры (56), параллельные первому направлению и разнесенные друг от друга с первым регулярным интервалом (58), причем размер повторяющегося рисунка основных рядов представляет собой целое кратное упомянутого первого регулярного интервала (58). Техническим результатом является создание резервуара устойчивого к случайным воздействиям и другим напряжениям, возникающим, например, из-за теплового сжатия, перемещений груза и/или деформации судовой балки в море. 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 14 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к области теплоизоляционных герметичных резервуаров с мембранами для хранения и/или транспортировки текучей среды, например, сжиженного газа.
Теплоизоляционные герметичные резервуары с мембранами, в частности, используются для хранения сжиженного природного газа (СПГ), который хранится при атмосферном давлении и температуре приблизительно -163°C. Такие резервуары могут быть установлены на суше или на плавучей конструкции. В случае плавучей конструкции резервуар может быть предназначен для транспортировки сжиженного природного газа или для приема сжиженного природного газа, используемого в качестве топлива для приведения в движение плавучей конструкции.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В документе WO-A-89/09909 раскрыт теплоизоляционный герметичный резервуар для хранения сжиженного природного газа, расположенный в несущей конструкции, стенки которого имеют многослойную конструкцию, а именно в направлении от наружной стороны к внутренней стороне резервуара вспомогательный теплоизолирующий барьер, закрепленный на несущей конструкции, вспомогательную герметизированную мембрану, поддерживаемую вспомогательным теплоизолирующим барьером, основной теплоизолирующий барьер, поддерживаемый вспомогательной герметизированной мембраной, и основную герметизированную мембрану, поддерживаемую основным теплоизолирующим барьером и предназначенную для контакта со сжиженным природным газом, хранящимся в резервуаре. Основной изолирующий барьер содержит набор жестких пластин, закрепленных с помощью сварочных опор вспомогательной герметизированной мембраны.
В одном варианте осуществления основная герметизированная мембрана образована узлом прямоугольных металлических листов, содержащих гофры, протяженные в двух перпендикулярных направлениях, причем упомянутые металлические листы приварены друг к другу с перекрытием и приварены своими краями к металлическим полосам, закрепленным в пазах по краям пластин основного изолирующего барьера.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Одна идея, лежащая в основе изобретения, заключается в обеспечении стенки резервуара, которая сочетает в себе преимущества вспомогательной мембраны, образованной из параллельных поясов резервуара, надежность которой подтверждена опытом, и гофрированной основной мембраны, которая может иметь высокую устойчивость к случайный воздействиям и другим напряжениям, возникающим, например, из-за теплового сжатия, перемещений груза и/или деформации судовой балки в море.
Другая идея, лежащая в основе изобретения, заключается в конструкции стенки резервуара, которая относительно проста в изготовлении, и которая позволяет использовать гофрированные герметичные мембраны разных типов в качестве основной мембраны.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение предлагает теплоизоляционный герметичный резервуар, встроенный в несущую конструкцию, причем резервуар содержит стенку резервуара, закрепленную на несущей стенке несущей конструкции,
при этом стенка резервуара содержит основную герметизированную мембрану, предназначенную для контакта с продуктом, содержащимся в резервуаре, вспомогательную герметизированную мембрану, расположенную между основной герметизированной мембраной и несущей стенкой, основной изолирующий барьер, расположенный между основной герметизированной мембраной и вспомогательной герметизированной мембраной, и вспомогательный изолирующий барьер, расположенный между вспомогательной герметизированной мембраной и несущей стенкой,
в котором вспомогательный изолирующий барьер содержит множество вспомогательных рядов, параллельных первому направлению, причем вспомогательный ряд содержит множество смежных вспомогательных изоляционных панелей параллелепипедной формы, при этом вспомогательные ряды расположены смежно друг с другом во втором направлении, перпендикулярном первому направлению, с повторяющимся рисунком,
вспомогательная герметизированная мембрана содержит множество поясов резервуара, параллельных первому направлению, выполненных из сплава с низким коэффициентом расширения, коэффициент расширения которых, например, может быть меньше или равен 7×10-6 K-1, причем пояс резервуара содержит плоский центральный участок, опирающийся на верхнюю поверхность вспомогательных изоляционных панелей, и два приподнятых края, выступающих внутрь резервуара относительно центрального участка, причем пояса резервуара расположены смежно друг с другом во втором направлении с повторяющимся рисунком и герметично приварены друг к дугу на приподнятых краях, причем между смежными поясами резервуара расположены анкерные крылья, прикрепленные к вспомогательным изоляционным панелям и параллельные первому направлению для удержания вспомогательной герметизированной мембраны на вспомогательном изолирующем барьере,
при этом размер повторяющегося рисунка вспомогательных рядов представляет собой целое кратное размера пояса резервуара во втором направлении,
несущая стенка поддерживает вспомогательные удерживающие элементы, расположенные на границах между вспомогательными рядами и взаимодействующие со вспомогательными изоляционными панелями для удержания вспомогательных изоляционных панелей на несущей стенке,
и основной изолирующий барьер содержит множество основных рядов, параллельных первому направлению, при этом один или каждый основной ряд содержит множество смежных основных изоляционных панелей параллелепипедной формы и, например, наложен на вспомогательный ряд или перекрывает, по меньшей мере, два вспомогательных ряда, причем основные ряды расположены смежно друг с другом во втором направлении с повторяющимся рисунком, при этом размер повторяющегося рисунка основных рядов равен размеру повторяющегося рисунка вспомогательных рядов во втором направлении.
В соответствии с одним вариантом осуществления основные удерживающие элементы, например, поддерживаемые вспомогательными удерживающими элементами или вспомогательными изоляционными панелями, расположены на границах между основными рядами и взаимодействуют с основными изоляционными панелями для удержания основных изоляционных панелей на вспомогательной герметизированной мембране.
В соответствии с одним вариантом осуществления основные ряды смещены во втором направлении на часть, например, половину, размера повторяющегося рисунка вспомогательных рядов относительно вспомогательных рядов. За счет такого смещения можно ограничить или исключить вертикальное выравнивание между основными удерживающими элементами и вспомогательными удерживающими элементами, что ограничивает возникновение тепловых мостиков, обусловленных таким выравниванием.
Другим преимуществом смещения основных рядов в первом направлении и/или во втором направлении является обеспечение более равномерного распределения нагрузок, проходящих через мембраны и основную изоляцию и воздействующих на вспомогательные изоляционные панели и несущую стенку. Фактически, в этом случае давление, оказываемое на основную изоляционную панель, распределяется на несколько, например, две или четыре нижележащие вспомогательные изоляционные панели.
В соответствии с одним вариантом осуществления границы между основными изоляционными панелями в основном ряду смещены в первом направлении относительно границ между вспомогательными изоляционными панелями в двух вспомогательных рядах, на которые наложен основной ряд.
Предпочтительно в этом случае основные удерживающие элементы поддерживаются вспомогательными изоляционными панелями на расстоянии от краев вспомогательных изоляционных панелей, например, по центру вспомогательных изоляционных панелей.
Такие основные удерживающие элементы могут быть предусмотрены на всех вспомогательных удерживающих элементах или на всех вспомогательных изоляционных панелях, например, если основная изоляционная панель имеет те же размеры, что и вспомогательная изоляционная панель, или на некоторых вспомогательных удерживающих элементах или на некоторых вспомогательных изоляционных панелях, например, если основная изоляционная панель длиннее, чем вспомогательная изоляционная панель, или если основная изоляционная панель смещена только в первом направлении.
В соответствии с одним вариантом осуществления основной удерживающий элемент содержит пластину, прикрепленную к покрывной пластине вспомогательной изоляционной панели под вспомогательной герметизированной мембраной, и стержень, прикрепленный к упомянутой пластине неподвижно или с горизонтальным ходом и герметично проходящий через вспомогательную герметизированную мембрану в направлении основного изолирующего барьера.
В соответствии с одним вариантом осуществления основная герметизированная мембрана имеет первые гофры, параллельные первому направлению и расположенные с повторяющимся рисунком во втором направлении, и плоские участки, расположенные между первыми гофрами и опирающиеся на верхнюю поверхность основных изоляционных панелей, и размер повторяющегося рисунка основных рядов представляет собой целое кратное размера повторяющегося рисунка первых гофров,
причем основная герметизированная мембрана содержит множество рядов металлических листов, параллельных первому направлению, при этом ряд металлических листов содержит множество прямоугольных металлических листов, герметично приваренных друг к другу краевыми зонами со взаимным перекрытием или без, ряды металлических листов расположены смежно друг с другом во втором направлении и герметично приварены друг к другу, при этом размер ряда металлических листов во втором направлении равен целому кратному размера повторяющегося рисунка основных рядов.
Повторяющийся рисунок первых гофров может представлять собой повторяющийся рисунок, содержащий один гофр или несколько гофров. Повторяющийся рисунок, содержащий один гофр, означает, что первые гофры разнесены друг от друга с первым регулярным интервалом во втором направлении, и размер повторяющегося рисунка равен первому регулярному интервалу. В этом случае размер повторяющегося рисунка основных рядов представляет собой целое кратное упомянутого первого регулярного интервала. Повторяющийся рисунок, содержащий несколько гофров, означает, что интервал между гофрами необязательно является регулярным, но все интервалы повторяются с регулярным интервалом, называемым размером повторяющегося рисунка гофров.
В соответствии с одним вариантом осуществления ряды металлических листов смещены во втором направлении относительно основных рядов, так что сварные соединения между рядами металлических листов расположены на расстоянии от границ между основными рядами, то есть, в частности, на расстоянии от удерживающих элементов.
Благодаря этим признакам, сварные соединения между рядами металлических листов основной герметизированной мембраны могут быть выполнены по существу на расстоянии от краев основных изоляционных панелей, параллельных первому направлению, следовательно, на поверхности, имеющей высокий уровень плоскостности. Это приводит к меньшему риску локального отклонения сварных швов и более высокому качеству получаемой мембраны.
В соответствии с другими предпочтительными вариантами осуществления резервуар может иметь один или более следующих признаков.
В соответствии с одним вариантом осуществления основной ряд содержит множество основных изоляционных панелей параллелепипедной формы, расположенных смежно друг с другом с повторяющимся рисунком, и ряд металлических листов основной герметизированной мембраны содержит множество прямоугольных металлических листов, расположенных смежно друг с другом с повторяющимся рисунком, причем размер повторяющегося рисунка прямоугольных металлических листов равен целому кратному размера повторяющегося рисунка основных изоляционных панелей в первом направлении.
В соответствии с одним вариантом осуществления края прямоугольных металлических листов смещены в первом направлении относительно краев основных изоляционных панелей, параллельных второму направлению, так что сварные соединения между прямоугольными металлическими листами расположены на расстоянии от краев основных изоляционных панелей, параллельных второму направлению.
В соответствии с одним вариантом осуществления основные изоляционные панели и/или вспомогательные изоляционные панели имеют квадратную форму.
Повторяющийся рисунок основных рядов и/или повторяющийся рисунок вспомогательных рядов могут иметь или могут не иметь зазор во втором направлении. Если между двумя рядами имеется зазор, размер повторяющегося рисунка равен сумме размера основной или вспомогательной изоляционной панели и размера зазора.
Подобным образом повторяющийся рисунок основных или вспомогательных изоляционных панелей в основном или вспомогательном ряду может иметь или может не иметь зазор в первом направлении. Если между двумя основными или вспомогательными изоляционными панелями имеется зазор, размер повторяющегося рисунка равен сумме размера основной или вспомогательной изоляционной панели и размера зазора.
В соответствии с одним вариантом осуществления размер пояса резервуара во втором направлении представляет собой целое кратное упомянутого первого регулярного интервала. Эти признаки облегчают выбор ориентации поясов резервуара в соответствии с локальными требованиями предполагаемой области применения.
В соответствии с одним вариантом осуществления основная герметизированная мембрана также имеет вторые гофры, параллельные второму направлению и расположенные с повторяющимся рисунком в первом направлении, причем между первыми гофрами и между вторыми гофрами расположены плоские участки.
Повторяющийся рисунок вторых гофров может представлять собой повторяющийся рисунок, содержащий один гофр или несколько гофров. Повторяющийся рисунок, содержащий один гофр, означает, что вторые гофры разнесены друг от друга со вторым регулярным интервалом в первом направлении. В этом случае второй регулярный интервал может быть равен или может отличаться от первого регулярного интервала. Повторяющийся рисунок, содержащий несколько гофров, означает, что интервал между гофрами необязательно является регулярным, но все интервалы повторяются с регулярным интервалом, называемым размером повторяющегося рисунка гофров.
В соответствии с вариантами осуществления первые и вторые гофры могут быть непрерывными или могут прерываться на пересечениях между первыми и вторыми гофрами. За счет непрерывных гофров можно создать непрерывные каналы, например, для циркуляции инертного газа, между основной герметизированной мембраной и основным изоляционным барьером. За счет прерывающихся гофров легче изготавливать металлический лист путем штамповки.
В соответствии с одним вариантом осуществления размер повторяющегося рисунка основных изоляционных панелей представляет собой целое кратное размера повторяющегося рисунка вторых гофров, например, целое кратное упомянутого второго регулярного интервала.
В соответствии с одним вариантом осуществления прямоугольный металлический лист основной герметизированной мембраны имеет размер в первом направлении, по существу равный целому кратному размера повторяющегося рисунка вторых гофров или целому кратному второго регулярного интервала. Между этими двумя величинами может иметься небольшая разница, меньшая, чем размер перекрытия между двумя смежными металлическими листами.
Основная герметизированная мембрана удерживается на основном изолирующем барьере с помощью анкерных средств, которые могут быть изготовлены различными способами.
В соответствии с одним вариантом осуществления анкерные средства содержат металлические анкерные полосы, закрепленные на основных изоляционных панелях в местах, соответствующих контурам прямоугольных металлических листов, к которым могут быть приварены краевые зоны прямоугольных металлических листов. Основная изоляционная панель, в частности, может содержать анкерную полосу для крепления прямого края одного или более прямоугольных металлических листов или две пересекающиеся анкерные полосы для крепления угловой зоны одного или более прямоугольных металлических листов.
В соответствии с одним вариантом осуществления анкерные средства содержат металлические вставки, например, в виде дисков, закрепленные на основных изоляционных панелях в местах, соответствующих краевым зонам основных изоляционных панелей, на расстоянии от контуров прямоугольных металлических листов, к которым могут быть приварены центральные зоны прямоугольных металлических листов.
В соответствии с одним вариантом осуществления основная изоляционная панель содержит прорези снятия напряжения, сделанные в направлении толщины основной изоляционной панели и выходящие на покрывной пластине основной изоляционной панели. В соответствии с вариантами осуществления одна или каждая металлическая анкерная полоса может содержать несколько выровненных сегментов, закрепленных на покрывной пластине и разделенных прорезями снятия напряжения, и/или металлические вставки могут быть прикреплены к покрывной пластине между прорезями снятия напряжения.
В соответствии с одним вариантом осуществления, по меньшей мере, одна из изоляционных панелей содержит нижнюю пластину, опирающуюся на несущую конструкцию или вспомогательную герметизированную мембрану, промежуточную пластину, расположенную между нижней пластиной и покрывной пластиной, первый слой изоляционного вспененного полимерного материала, расположенный между нижней пластиной и промежуточной пластиной, и второй слой изоляционного вспененного полимерного материала, расположенный между промежуточной пластиной и покрывной пластиной. Такая конструкция предпочтительна тем, что она позволяет ограничить изгибающие нагрузки, создаваемые из-за разного сжатия материалов изоляционной панели.
В соответствии с одним вариантом осуществления во втором слое изоляционного вспененного полимерного материала образованы выемки, так что промежуточная пластина выступает относительно второго слоя изоляционного вспененного полимерного материала и, таким образом, образует одну из опорных зон для вспомогательных удерживающих элементов.
В соответствии с одним вариантом осуществления первый слой изоляционного вспененного полимерного материала имеет в каждой из угловых зон изоляционной панели вырез, вмещающий стойку, протяженную между нижней пластиной и промежуточной пластиной. Это позволяет ограничить сминание и ползучесть пены.
В соответствии с другим вариантом осуществления, по меньшей мере, одна из изоляционных панелей содержит нижнюю пластину, покрывную пластину и несущие перегородки, протяженные в направление толщины стенки резервуара между нижней пластиной и покрывной пластиной и ограничивающие множество отсеков, заполненных изоляционным наполнителем, например, перлитом.
В соответствии с одним вариантом осуществления к верхним поверхностям нескольких смежных основных изоляционных панелей, например, двух или четырех смежных основных изоляционных панелей, например, к покрывным пластинам смежных основных изоляционных панелей, может быть прикреплен соединительный элемент для предотвращения разделения смежных основных изоляционных панелей, другими словами, для предотвращения образования зазора между смежными основными изоляционными панелями или, по меньшей мере, предотвращения его расширения. В соответствии с одним вариантом осуществления основные изоляционные панели имеют углубления на краях верхней поверхности для приема соединительного элемента или элементов, например, соединительных пластин, выполненных из фанеры.
В соответствии с одним вариантом осуществления текучая среда представляет собой сжиженный газ, например, сжиженный природный газ.
Резервуар может быть частью берегового хранилища, например, для хранения СПГ, или может быть установлен на плавучей, прибрежной или глубоководной конструкции, в частности, на танкере-метановозе, на плавучей установке для регазификации и хранения газа (FSRU), на плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) и т.п.
В соответствии с одним вариантом осуществления судно для транспортировки криогенной текучей среды содержит двойной корпус и вышеуказанный резервуар, расположенный в двойном корпусе.
В соответствии с одним вариантом осуществления двойной корпус содержит внутренний корпус, образующий несущую конструкцию резервуара.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также предлагает способ загрузки или разгрузки судна, в котором текучую среду подают по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар судна или из резервуара судна в плавучее или береговое хранилище.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также обеспечивает систему передачи текучей среды, причем система содержит вышеуказанное судно, изолированные трубопроводы, расположенные так, чтобы соединять резервуар, установленный в корпусе судна, с плавучим или береговым хранилищем, и насос для подачи текучей среды по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар судна или из резервуара судна в плавучее или береговое хранилище.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение станет более понятным, и другие задачи, детали, признаки и преимущества станут более очевидными из следующего далее описания нескольких конкретных вариантов осуществления изобретения, приведенных исключительно в качестве иллюстрации, а не ограничения, со ссылкой на приложенные чертежи.
Фиг. 1 представляет вид в перспективе с вырезом стенки резервуара.
Фиг. 2 представляет вид в перспективе вспомогательной изоляционной панели, которая может быть использована в стенке резервуара.
Фиг. 3 представляет вид в перспективе основной изоляционной панели, которая может быть использована в стенке резервуара.
Фиг. 4 представляет вид в перспективе удерживающего устройства, которое может взаимодействовать с основными изоляционными панелями и вспомогательными изоляционными панелями для удержания их на несущей конструкции.
Фиг. 5 представляет разобранный вид удерживающего устройства, показанного на фиг. 4.
Фиг. 6 представляет увеличенный вид зоны VI, показанной на фиг. 1, дополнительно иллюстрирующий средства для крепления основной мембраны в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 7 представляет увеличенный вид в разрезе вдоль линии VII-VII, показанной на фиг. 6.
Фиг. 8 представляет вид, аналогичный фиг. 6, дополнительно иллюстрирующий соединительные элементы основного изоляционного барьера.
Фиг. 9 представляет увеличенный вид в разрезе вдоль линии IX-IX, показанной на фиг. 8.
Фиг. 10 представляет вид, аналогичный фиг. 6, иллюстрирующий средства для крепления основной мембраны в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг. 11 представляет схематическое изображение с вырезом резервуара танкера-метановоза и терминала для загрузки/разгрузки этого резервуара.
Фиг. 12 представляет вид в перспективе с вырезом стенки резервуара в соответствии с другим вариантом осуществления.
Фиг. 13 представляет увеличенный вид зоны XIII, показанной на фиг. 12, дополнительно иллюстрирующий основной анкерный элемент в соответствии с одним вариантом осуществления.
Фиг. 14 представляет вид в перспективе с вырезом стенки резервуара в соответствии с другим вариантом осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Фиг. 1 иллюстрирует многослойную конструкцию стенки 1 теплоизоляционного герметичного резервуара для хранения сжиженной текучей среды, например, сжиженного природного газа (СПГ). Каждая стенка 1 резервуара содержит последовательно в направлении толщины от наружной стороны к внутренней стороне резервуара вспомогательный теплоизолирующий барьер 2, удерживаемый на несущей стенке 3, вспомогательную герметизированную мембрану 4, опирающуюся на вспомогательный теплоизолирующий барьер 2, основной теплоизолирующий барьер 5, опирающийся на вспомогательную герметизированную мембрану 4, и основную герметизированную мембрану 6, предназначенную для контакта со сжиженным природным газом, содержащимся в резервуаре.
Несущая конструкция, в частности, может быть образована корпусом или двойным корпусом судна. Несущая конструкция содержит множество несущих стенок 3, определяющих общую форму резервуара, обычно многогранную форму.
Вспомогательный теплоизолирующий барьер 2 содержит множество вспомогательных изоляционных панелей 7, прикрепленных к несущей стенке 3 с помощью удерживающих устройств 98, которые подробно описаны ниже. Вспомогательные изоляционные панели 7 имеют в общем параллелепипедную форму и расположены параллельными рядами. Три ряда обозначены буквами A, B и C. Между вспомогательными изоляционными панелями 7 и несущей стенкой 3 расположены валики 99 мастики для компенсации отклонений несущей стенки 3 от плоской контрольной поверхности. Между валиками 99 мастики и несущей стенкой 3 вставлена крафт-бумага для предотвращения прилипания валиков 99 мастики к несущей стенке 3.
Фиг. 2 иллюстрирует конструкцию вспомогательной изоляционной панели 7 в соответствии с одним вариантом осуществления. В данном случае вспомогательная изоляционная панель 7 содержит три пластины, а именно нижнюю пластину 8, промежуточную пластину 9 и покрывную пластину 10. Нижняя 8, промежуточная 9 и покрывная 10 пластины сделаны, например, из фанеры. Вспомогательная изоляционная панель 7 также содержит первый слой 11 изоляционного вспененного полимерного материала, расположенный между нижней пластиной 8 и промежуточной пластиной 9, и второй слой 12 изоляционного вспененного полимерного материала, расположенный между промежуточной пластиной 9 и покрывной пластиной 10. Первый и второй слои 11, 12 изоляционного вспененного полимерного материала соответственно приклеены к нижней пластине 8 и промежуточной пластине 9, а также к промежуточной пластине 9 и покрывной пластине 10. Изоляционный вспененный полимерный материал, в частности, может представлять собой вспененный материал на основе полиуретана, дополнительно, при необходимости, армированный волокнами.
Первый слой 11 изоляционного вспененного полимерного материала имеет вырезы в угловых зонах, обеспечивающие прохождение угловых стоек 13. Угловые стойки 13 протяжены в четырех угловых зонах вспомогательной изоляционной панели 7 между нижней пластиной 8 и промежуточной пластиной 9. Угловые стойки 13 прикреплены, например, с помощью скоб, винтов или клея, к нижней пластине 8 и промежуточной пластине 9. Угловые стойки 13 сделаны, например, из фанеры или пластика. Угловые стойки 13 используются для восприятия части сжимающей нагрузки при эксплуатации и ограничения сминания и ползучести вспененного материала. Угловые стойки 13 имеют коэффициент теплового сжатия, отличный от коэффициента теплового сжатия первого слоя 11 изоляционного вспененного полимерного материала. Также при охлаждении резервуара прогиб вспомогательной изоляционной панели 7 на уровне угловых стоек 13 может быть меньше, чем в других зонах.
Кроме того, вспомогательная изоляционная панель 7 содержит выемки 14, 54 в угловых зонах для вмещения удерживающих устройств 98, которые будут подробно описаны ниже. Вспомогательная изоляционная панель 7 на расстоянии от нижней пластины 8 до промежуточной пластины 9 содержит первую выемку 14, предназначенную для обеспечения прохождения стержня 15 удерживающего устройства 98. Над промежуточной пластиной 9 вспомогательная изоляционная панель 7 содержит вторую выемку 54. Вторая выемка 54 имеет большие размеры, чем первая выемка 14, так что промежуточная пластина 9 выступает за пределы второго слоя 12 изоляционного вспененного полимерного материала и покрывной пластины 10. Таким образом, промежуточная пластина 9 образует в угловых зонах вспомогательной изоляционной панели 7 опорную зону 16, предназначенную для взаимодействия со вспомогательной опорной пластиной 17 удерживающего устройства 98.
Кроме того, покрывная пластина 10 имеет углубление 18 в четырех угловых зонах. Каждое углубление 18 предназначено для вмещения распределяющей нагрузку пластины 19 удерживающего устройства 98. Углубления 18 имеют толщину, по существу аналогичную толщине распределяющей нагрузку пластины 19, так что распределяющая нагрузку пластина 19 находится на одном уровне с верхней поверхностью покрывной пластины 10. покрывная пластина 10 также содержит пазы 20 для вмещения опор для присоединения сваркой.
Конструкция вспомогательной изоляционной панели 7 описана выше в качестве примера. Поэтому в другом варианте осуществления вспомогательные изоляционные панели 7 могут иметь другую общую конструкцию, например, конструкцию, описанную в документе WO2012/127141. Вспомогательные изоляционные панели 7 выполнены в виде в короба, содержащего нижнюю пластину, покрывную пластину и несущие перегородки, протяженные в направление толщины стенки 1 резервуара между нижней пластиной и покрывной пластиной и ограничивающие множество отсеков, заполненных изоляционным наполнителем, например, перлитом, стекловатой или каменной ватой.
Вернемся к фиг. 1, на которой можно увидеть, что вспомогательная герметизированная мембрана 4 содержит непрерывный лист металлических поясов резервуара 21 с приподнятыми краями. Пояса резервуара 21 приварены своими приподнятыми краями 32 к параллельным опорам для присоединения сваркой, которые закреплены в пазах 20, образованных в покрывных пластинах 10 вспомогательных изоляционных панелей 7. Пояса резервуара 21 сделаны, например, из инвара®: то есть из сплава железа и никеля, коэффициент теплового расширения которого обычно составляет от 1,2×10-6 до 2×10-6 K-1. Также могут использоваться сплавы железа и марганца, коэффициент расширения которых обычно составляет порядка 7×10-6 K-1.
Основной теплоизолирующий барьер 5 содержит множество основных изоляционных панелей 22, закрепленных на несущей стенке 3 с помощью вышеупомянутых удерживающих устройств 98. Основные изоляционные панели 22 имеют в общем параллелепипедную форму. Кроме того, они имеют размеры, такие же, что и размерам вспомогательных изоляционных панелей 7, за исключением толщины в направлении толщины стенки 1 резервуара, которая может отличаться и, в частности, может быть меньше. Каждая из основных изоляционных панелей 22 расположена на уровне одной из вспомогательных изоляционных панелей 7 и выровнена с ней в направлении толщины стенки 1 резервуара.
Фиг. 3 иллюстрирует конструкцию основной изоляционной панели 22 в соответствии с одним вариантом осуществления. Основная изоляционная панель 22 имеет многослойную конструкцию, аналогичную конструкции вспомогательной изоляционной панели 7, показанной на фиг. 2. Таким образом, вспомогательная изоляционная панель 22 последовательно содержит нижнюю пластину 23, первый слой 24 изоляционного вспененного полимерного материала, промежуточную пластину 25, второй слой 26 изоляционного вспененного полимерного материала и покрывную пластину 27. Изоляционный вспененный полимерный материал, в частности, может представлять собой вспененный материал на основе полиуретана, опционально армированный волокнами.
Основная изоляционная панель 22 содержит выемки 28 в угловых зонах, так что нижняя пластина 23 выступает относительно первого слоя 24 изоляционного вспененного полимерного материала, промежуточной пластины 25, второго слоя 26 изоляционного вспененного полимерного материала и покрывной пластины 27. Таким образом, нижняя пластина 23 образует в угловых зонах основной изоляционной панели 22 опорную зону 29, предназначенную для взаимодействия с основной опорной пластиной 30 удерживающего устройства 98. Хотя это не показано на фигурах, на нижнюю пластину 23 может быть добавлена прокладка, причем упомянутая прокладка имеет форму, аналогичную форме опорной зоны 29 и предназначена для взаимодействия с основной опорной пластиной 30 удерживающего устройства 98.
Нижняя пластина 23 содержит пазы 31, предназначенные для вмещения приподнятых краев 32 поясов резервуара 21 вспомогательной герметизированной мембраны 4. Покрывная пластина 27 также может содержать анкерные средства, которые не проиллюстрированы на фигурах 1 и 3, для крепления основной герметизированной мембраны 6.
Конструкция основной изоляционной панели 22 описана выше в качестве примера. Поэтому в другом варианте осуществления основные изоляционные панели 22 могут иметь другую общую конструкцию, например, конструкцию, описанную в документе WO 2012/127141.
В другом варианте осуществления основной теплоизолирующий барьер 5 содержит основные теплоизоляционные панели 22, имеющие конструкцию, по меньшей мере, двух разных типов, например, две вышеупомянутые конструкции, в зависимости от места расположения в резервуаре.
Фиг. 1 также показывает, что основная герметизированная мембрана 6 содержит непрерывный лист прямоугольных металлических листов 33, имеющих два ряда взаимно перпендикулярных гофров. Первый ряд гофров 55 протяжен перпендикулярно рядам A, B, C изоляционных панелей и, следовательно, перпендикулярно приподнятым краям 32 поясов резервуара 21 и имеет регулярный интервал 57. Второй ряд гофров 56 протяжен параллельно рядам A, B, C изоляционных панелей и, следовательно, параллельно приподнятым краям 32 поясов резервуара 21 и имеет регулярный интервал 58. Предпочтительно первый ряд гофров 55 выше, чем второй ряд гофров 56.
Прямоугольные металлические листы 33 приварены друг к другу, образуя небольшие зоны 59 перекрытия по краям, в соответствии с известной технологией.
Прямоугольный металлический лист 33 предпочтительно имеет размеры по ширине и длине, которые представляют собой целое кратное расстояния между соответствующими гофрами, а также целое кратное размеров основных изоляционных панелей 22. Фиг. 1 иллюстрирует прямоугольный металлический лист 33, размеры которого в 4 раза превышают интервал 57 и в 12 раз превышают интервал 58. Предпочтительно интервалы 57 и 58 равны. Таким образом, ориентация гофров 55 и 56 в резервуаре может быть легко адаптирована к требованиям области применения без необходимости значительных модификаций изготовления изоляционных барьеров.
Например, в альтернативном варианте осуществления основная герметизированная мембрана 6 повернута на 90°, так что первый ряд гофров 55 протяжен параллельно рядам A, B, C изоляционных панелей и, следовательно, параллельно приподнятым краям 32 поясов резервуара 21.
Основные изоляционные панели 22 и вспомогательные изоляционные панели 7 имеют одинаковый размер в направлении ширины рядов A, B, C. Этот размер условно называют длиной изоляционных панелей. Ширина ряда представляет собой целое кратное интервала между гофрами в том же направлении, в данном случае интервала 58, и целое кратное ширины поясов резервуара 21, для облегчения модульного изготовления стенки резервуара с образованием повторяющихся множество раз рисунков по существу по всей несущей стенке 3.
Предпочтительно ширина пояса резервуара 21 представляет собой целое кратное интервала между гофрами в том же направлении, например, удвоенный интервал.
В направлении длины рядов A, B, C основная изоляционная панель 22 может иметь тот же размер, что и вспомогательная изоляционная панель 7, или размер, равный целому кратному этого размера. Размер представляет собой целое кратное интервала между гофрами в том же направлении, в данном случае интервала 57, для облегчения модульного изготовления стенки резервуара с образованием повторяющихся множество раз рисунков по всей несущей стенке 3.
Предпочтительно основные изоляционные панели 22 и вспомогательные изоляционные панели 7 имеют квадратную форму. Таким образом, это упрощает адаптацию относительной ориентации поясов резервуара и гофров в резервуаре без необходимости значительных модификаций конструкции изоляционных панелей.
Предпочтительный пример размеров
Интервал между гофрами 57, 58: PO.
Ширина основной изоляционной панели 22 и вспомогательной изоляционной панели 7: 4PO.
Длина основной изоляционной панели 22 и вспомогательной изоляционной панели 7: 4PO (квадратная форма).
Ширина пояса резервуара 21: 2PO.
Длина металлического листа 33: 12PO (фиг. 1) или 8PO (не показана).
Ширина металлического листа 33: 4PO.
PO = 300 мм.
При таких размерах обеспечивается хороший компромисс между простотой обращения с составными частями стенки резервуара и количеством частей, которые необходимо собрать. Такая конструкция также упрощает соединение гофров двух стенок резервуара.
Пример размеров 2
Интервал между гофрами 58: PO.
Интервал между гофрами 57: GO.
Ширина основной изоляционной панели 22 и вспомогательной изоляционной панели 7: 3GO.
Длина основной изоляционной панели 22 и вспомогательной изоляционной панели 7: 4PO (прямоугольная форма).
Ширина пояса резервуара 21: 2PO.
Длина металлического листа 33: 12PO.
Ширина металлического листа 33: 3GO.
PO = 300 мм.
GO = 340 мм.
Пример 3
Гофры 55 не равноудалены друг от друга, а расположены с повторяющимся рисунком из четырех гофров 55, последовательные интервалы между которыми составляют:
340; 340; 340; 180 мм.
Предпочтительно интервал 180 мм разделен на два участка по 90 мм, расположенных на двух противоположных краях прямоугольного металлического листа 33.
Следовательно, размер повторяющегося рисунка составляет 1200 мм. В остальном сохранены размеры из первого примера.
Пример 4
Гофры 55 не равноудалены друг от друга, а расположены с повторяющимся рисунком из четырех гофров 55, последовательные интервалы между которыми составляют:
300; 400; 300; 200 мм.
Предпочтительно интервал 200 мм разделен на два участка по 100 мм, расположенных на двух противоположных краях прямоугольного металлического листа 33.
Следовательно, размер повторяющегося рисунка составляет 1200 мм. В остальном сохранены размеры из первого примера.
Как показано на фиг. 1, удерживающие устройства 98 расположены на четырех углах основной 22 и вспомогательной 7 изоляционных панелей. Таким образом, каждый комплект из вспомогательной изоляционной панели 7 и основной изоляционной панели 22 прикреплен к несущей стенке 3 с использованием четырех удерживающих устройств 98. Таким образом, в данном случае удерживающее устройство 98 содержит основной удерживающий элемент, наложенный на вспомогательный удерживающий элемент. Кроме того, каждое удерживающее устройство 98 взаимодействует с углами четырех смежных вспомогательных изоляционных панелей 7 и углами четырех смежных основных изоляционных панелей 22.
Фигуры 3 и 4 более подробно иллюстрируют конструкцию удерживающего устройства 98 в соответствии с одним вариантом осуществления.
Удерживающее устройство 98 содержит втулку 34, основание которой приварено к несущей стенке 3 в положении, соответствующем зазору в угловых зонах четырех смежных вспомогательных изоляционных панелей 7. Втулка 34 вмещает гайку 35, показанную на фиг. 4, в которую ввинчен нижний конец стержня 15. Стержень 15 проходит между смежными вспомогательными изоляционными панелями 7.
Стержень 15 проходит через отверстие, образованное в изоляционной заглушке 36, предназначенной для обеспечения непрерывности вспомогательной теплоизоляции на уровне удерживающего устройства 98. Изоляционная заглушка 36 имеет крестообразное сечение, образованное четырьмя ответвлениями, в плоскости, ортогональной направлению толщины стенки 1 резервуара. Каждое из четырех ответвлений вставляется в зазор, образованный между двумя из четырех смежных вспомогательных изоляционных панелей 7.
Удерживающее устройство 98 также содержит вспомогательную опорную пластину 17, которая опирается в направлении несущей стенки 3 на опорную зону 16, образованную в каждой из четырех смежных вспомогательных изоляционных панелей 7, для удержания их на несущей стенке 3. В показанном варианте осуществления вспомогательная опорная пластина 17 размещена во второй выемке 54, образованной во втором слое 12 изоляционного вспененного полимерного материала каждой из вспомогательных изоляционных панелей 7 и опирается на зону промежуточной пластины 9, которая образует опорную зону 16.
Гайка 37 взаимодействует с резьбой, образованной на верхнем конце стержня 15, для обеспечения удержания вспомогательной опорной пластины 17 на стержне 15.
В показанном варианте осуществления удерживающее устройство 98 также содержит одну или более пружинных шайб 38 тарельчатого типа. Пружинные шайбы 38 надеты на стержень 15 между гайкой 37 и вспомогательной опорной пластиной 17, что позволяет обеспечить упругое крепление вспомогательных изоляционных панелей 7 к несущей стенке 3. Кроме того, предпочтительно к верхнему концу стержня 15 локально приварен фиксирующий элемент 39 для фиксации гайки 37 в требуемом положении на стержне 15.
Удерживающее устройство 98 также содержит распределяющую нагрузку пластину 19, верхнюю пластину 40 и разделитель 41, прикрепленные к вспомогательной опорной пластине 17.
Распределяющая нагрузку пластина 19 размещена в каждом из углублений 18, образованных в покрывных пластинах 10 четырех смежных вспомогательных изоляционных панелей 7. Следовательно, распределяющая нагрузку пластина 19 расположена между покрывными пластинами 10 каждой из четырех вспомогательных изоляционных панелей и вспомогательной герметизированной мембраной 4. Назначение распределяющей нагрузку пластины 19 заключается в уменьшении явления перепада уровня между углами смежных вспомогательных изоляционных панелей 7. Также распределяющая нагрузку пластина 19 позволяет распределять напряжения, которые могут воздействовать на вспомогательную герметизированную мембрану 4 и основные изоляционные панели 22 на уровне угловых зон вспомогательных изоляционных панелей 7. Следовательно, распределяющая нагрузку пластина 19 позволяет ограничить явление прокалывания нижних пластин 23 основных изоляционных панелей 22 и прокалывания и сминания слоев 24, 26 изоляционного вспененного полимерного материала основных изоляционных панелей 22 на уровне угловых зон вспомогательных изоляционных панелей 7.
Предпочтительно распределяющая нагрузку пластина 19 выполнена из металла, выбранного из нержавеющей стали, сплавов железа и никеля, например, инвара, коэффициент расширения которых обычно составляет от 1,2×10-6 до 2×10-6 K-1, и сплавов железа и марганца, коэффициент расширения которых составляет менее 2×10-5 K-1, обычно порядка 7×10-6 K-1. Распределяющая нагрузку пластина 19 имеет толщину от 1 до 7 мм, предпочтительно от 2 до 4 мм, например, порядка 3 мм. Распределяющая нагрузку пластина 19 предпочтительно имеет квадратную форму, сторона которой имеет размер от 100 до 250 мм, например, порядка 150 мм.
Верхняя пластина 40 расположена под распределяющей нагрузку пластиной 19 и имеет меньшие размеры, чем распределяющая нагрузку пластина 19, так что распределяющая нагрузку пластина 19 полностью покрывает верхнюю пластину 40. Верхняя пластина 40 размещена в выемках 15, образованных в угловых зонах вспомогательных изоляционных панелей 7 на уровне опорных зон 16, то есть в варианте осуществления, показанном на фиг. 4, в выемках 54, образованных во втором слое 12 изоляционного вспененного полимерного материала вспомогательных изоляционных панелей 7.
Верхняя пластина 40 имеет резьбовое отверстие 42, в котором установлено резьбовое основание шпильки 43, предназначенной для крепления основных изоляционных панелей 22. Для обеспечения возможности крепления шпильки 43 к верхней пластине 40 распределяющая нагрузку пластина 19 также содержит отверстие, образованное на уровне резьбового отверстия верхней пластины 40 и, таким образом, обеспечивающее возможность прохождения шпильки 43 через распределяющую нагрузку пластину 19.
Верхняя пластина 40 имеет форму в общем прямоугольного параллелепипеда, содержащего две противоположные большие поверхности, параллельные несущей стенке 3, и четыре поверхности, соединяющие две большие поверхности и протяженные параллельно направлению толщины стенки 1 резервуара. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фигурах 3 и 4, четыре поверхности, протяженные параллельно направлению толщины стенки 1 резервуара, соединены скруглениями 44. Это позволяет избежать наличия острых углов и способствует дополнительному ограничению явления прокалывания нижних пластин 23 основных изоляционных панелей 22 за счет ограничения концентрации напряжений.
В варианте осуществления, который не проиллюстрирован, верхняя пластина 40 и распределяющая нагрузку пластина 19 могут быть выполнены за одно целое.
Между вспомогательной опорной пластиной 17 и верхней пластиной расположен разделитель 41, который, таким образом, используется для поддержания расстояния между вспомогательной опорной пластиной 17 и верхней пластиной 40. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фигурах 3 и 4, разделитель 41 имеет фаски 45 для установки в пространстве верхней пластины 40, если смотреть в направлении толщины стенки 1 резервуара. Другими словами, верхняя пластина 40 полностью покрывает разделитель 41.
Разделитель 41 предпочтительно выполнен из дерева, что позволяет ограничить тепловой мостик в направлении несущей стенки 3 на уровне удерживающего устройства 98. Разделитель 41 имеет форму перевернутой буквы U, образуя центральное пространство 46 между двумя ответвлениями U. Центральное пространство 46 принимает верхней конец стержня 15, фиксирующий элемент 39, гайку 37 и упругие шайбы 38. Разделитель 41 также размещен в выемке 15, образованной на уровне опорной поверхности 16.
Фиксирующий элемент 39 имеет квадратную или прямоугольную форму, диагональ которой имеет больший размер, чем размер центрального пространства 46 между двумя ответвлениями U, что позволяет предотвратить вращение стержня 15 относительно разделителя 39 и, таким образом, предотвращает высвобождение стержня 15 из гайки 35.
Для фиксации распределяющей нагрузку пластины 19, верхней пластины 40, разделителя 41 и вспомогательной опорной пластины 17 относительно друг друга, каждый из вышеупомянутых элементов имеет два отверстия, через каждое из которых проходит винт 47, 48. Каждое из отверстий, образованных во вспомогательной опорной пластине 17, имеет резьбу, взаимодействующую с одним из винтов 47, 48 для обеспечения фиксации вышеупомянутых элементов относительно друг друга.
Кроме того, шпилька 43 проходит через высверленное отверстие, образованное в поясе резервуара 21 вспомогательной герметизированной мембраны 4. Шпилька 43 имеет фланцевое кольцо 49, приваренное по периферии вокруг высверленного отверстия для обеспечения уплотнения вспомогательной герметизированной мембраны 4. Следовательно, вспомогательная герметизированная мембрана расположена между фланцевым кольцом 49 шпильки 43 и распределяющей нагрузку пластиной 19.
Удерживающее устройство 98 также содержит основную опорную пластину 30, которая опирается в направлении несущей стенки 3 на опорную зону 29, образованную в каждой из четырех смежных основных изоляционных панелей 22, для удержания их на несущей стенке 3. В показанном варианте осуществления каждая опорная зона 29 образована выступающим участком нижней пластины 23 одной из основных изоляционных панелей 22. Основная опорная пластина 30 размещена в выемках 28, образованных в угловых зонах основных изоляционных панелей 22 на уровне опорных зон 29.
Гайка 50 взаимодействует с резьбой, образованной на верхнем конце шпильки 43, для обеспечения фиксации основной опорной пластины 30 на шпильке 43. В показанном варианте осуществления удерживающее устройство 98 также содержит одну или более пружинных шайб 51 тарельчатого типа, которые надеты на шпильку 43 между гайкой 50 и основной опорной пластиной 30, что позволяет обеспечить упругое крепление основных изоляционных панелей 22 к несущей стенке 3.
Кроме того, изоляционная заглушка 52, проиллюстрированная на фиг. 4, вставлена над удерживающим устройством 98 в выемки 28, образованные в угловых зонах четырех смежных основных изоляционных панелей 22, для обеспечения непрерывности основного теплоизолирующего барьера 5 на уровне удерживающего устройства 98. Кроме того, закрывающая пластина 53, выполненная из дерева, проиллюстрированная на фиг. 4, позволяет обеспечить плоскостность опорной поверхности основной герметизированной мембраны 6. Закрывающая пластина 53 вмещена в углубления, образованные в угловых зонах основных изоляционных панелей 22.
Далее будет описано крепление основной герметизированной мембраны 6 к основным изоляционным панелям 22 в соответствии с несколькими примерами и со ссылкой на фигуры 6-14.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 6, металлические анкерные полосы 60 прикреплены к покрывным пластинам 27 основных изоляционных панелей 22 по контурам прямоугольных металлических листов 33. Таким образом, края прямоугольных металлических листов 33 могут быть зафиксированы путем сварки вдоль анкерных полос 60. Анкерная полоса 60 закреплена в углублении в покрывной пластине 27 с помощью любых подходящих средств, например, винтов или заклепок.
Фигуры 6 и 7 также иллюстрируют металлические пластины 61, которые могут быть прикреплены к покрывным пластинам 27 основных изоляционных панелей 22 в других местах, например, вдоль краев основных изоляционных панелей 22, которые удалены от контуров прямоугольных металлических листов 33, для обеспечения дополнительных точек крепления. Металлическая пластина 61 закреплена в углублении в покрывной пластине 27 с помощью любых подходящих средств, например, винтов или заклепок.
Как лучше видно на фиг. 7, которая представляет разрез на границе 62 между двумя основными изоляционными панелями 22, плоские зоны прямоугольного металлического листа 33 могут быть приварены к металлическим пластинам 61.
Фигуры 8 и 9 иллюстрируют другой вариант осуществления основных изоляционных панелей 22, края которых имеют углубления 63 для вмещения соединительных пластин 64, например, выполненных из фанеры. Соединительные пластины 64 прикреплены к покрывным пластинам 27 двух основных изоляционных панелей 22 для предотвращения разделения двух основных изоляционных панелей 22 на границе 62 и, таким образом, улучшения плоскостности опорной поверхности, на которую опирается основная герметизированная мембрана 6.
На фигурах 6 и 8 покрывные пластины 27 и слои 26 изоляционного вспененного полимерного материала обеспечены прорезями 65 снятия напряжения, которые делят покрывные пластины 27 и слои 26 изоляционного вспененного полимерного материала на несколько частей и, таким образом, предотвращают растрескивание при охлаждении.
Фиг. 10 иллюстрирует другой вариант осуществления основных изоляционных панелей 22, в котором прорези 65 снятия напряжения ограничены зоной, смежной с анкерными полосами 60, как описано в публикации FR-A-3001945.
Теплозащитные полосы 66, например, выполненные из композитного материала, расположены в выравнивании с анкерными полосами 60 на уровне некоторых участков контуров прямоугольных металлических листов 33 для предотвращения повреждения покрывной пластины 27 во время сварки.
Стенка 101 резервуара, показанная на фиг. 12, иллюстрирует вариант осуществления, в котором ряд основных изоляционных панелей 22 наложен не на один ряд вспомогательных изоляционных панелей 7, а перекрывает два ряда вспомогательных изоляционных панелей 7. Элементы, идентичные или аналогичные элементам, показанным на фигурах 1-10, обозначены теми же ссылочными позициями и будут описаны только с точки зрения их отличий.
По существу, на фиг. 12 выполнено два изменения.
С одной стороны, основные удерживающие элементы 97 отделены и смещены от вспомогательных удерживающих элементов. Вспомогательный удерживающий элемент, который не показан, может быть выполнен различными способами, например, как удерживающее устройство 98, из которого удалены все элементы, расположенные над распределительной пластиной 19. В этом случае распределяющая нагрузку пластина 19 и углубление 18, предназначенное для ее вмещения, также могут быть удалены. Количество вспомогательных удерживающих элементов, которые не показаны, может варьироваться, например, от 2 до 5 на каждую вспомогательную изоляционную панель 7, и они могут быть расположены, например, на углах вспомогательных панелей и/или в зазоре между двумя вспомогательными панелями либо в первом направлении, либо во втором направлении. Другие варианты выполнения вспомогательного удерживающего элемента описаны в документе WO-A-2013093262.
Основной удерживающий элемент 97 может быть сделан различными способами, например, как проиллюстрировано на увеличенном виде на фиг. 13, или как описано в публикации FR A 2887010.
На фиг. 13 основной удерживающий элемент 97 содержит пластину 119, например, имеющую квадратный или круглый контур, которая закреплена в углублении, образованном в поверхности покрывной пластины 10, обращенной к слою 11 изоляционного вспененного полимерного материала, например, приклеена. Пластина 119 имеет резьбовое отверстие, выходящее на верхней поверхности покрывной пластины 10, в которое может быть ввинчена шпилька 143, идентичная шпильке 43, описанной выше.
Также вся основная ступень стенки резервуара, а именно основной теплоизолирующий барьер 5 и основная герметизированная мембрана 6, которую он поддерживает, смещена в обоих направлениях плоскости на половину длины вспомогательной изоляционной панели 7. Таким образом, вместо непосредственного выравнивания со вспомогательным удерживающим элементом основной удерживающий элемент 97 расположен по центру покрывной пластины вспомогательной изоляционной панели 7.
Несмотря на это смещение, вспомогательный удерживающий элемент по-прежнему взаимодействует с углами четырех смежных вспомогательных изоляционных панелей 7, а основной удерживающий элемент 97 по-прежнему взаимодействует с углами четырех смежных основных изоляционных панелей 22. Величина смещения может быть другой, и основной удерживающий элемент 97 может находиться в другом месте на покрывной пластине вспомогательной изоляционной панели 7, но предпочтительно на расстоянии от приподнятых краев 32, чтобы не мешать им. Величина смещения в двух направлениях плоскости может быть разной.
Стенка 201 резервуара, схематически показанная на фиг. 14, иллюстрирует вариант осуществления, в котором ряд основных изоляционных панелей 22 наложен на ряд вспомогательных изоляционных панелей 7, но смещен в первом направлении на часть длины изоляционной панели, в данном случае на половину длины. Таким образом, основная изоляционная панель 22 основного ряда перекрывает две вспомогательные изоляционные панели 7 нижележащего вспомогательного ряда. Элементы, идентичные или аналогичные элементам, показанным на фигурах 1-13, обозначены теми же ссылочными позициями и будут описаны только с точки зрения их отличий.
В варианте осуществления, схематически показанном на фиг. 14, основные изоляционные панели 22 удерживаются на вспомогательной герметичной мембране, которая не показана, с помощью удерживающих элементов, расположенных посередине сторон основных изоляционных панелей 22. Таким образом, основной удерживающий элемент 97, расположенный по центру покрывной пластины вспомогательной изоляционной панели 7, взаимодействует с двумя основными изоляционными панелями 22 основного ряда и расположен посередине ширины основного ряда. Кроме того, по углам вспомогательных изоляционных панелей 7 имеются вспомогательные удерживающие элементы 92, как и в предыдущих вариантах осуществления. Вспомогательный удерживающий элемент 92 поддерживает основной удерживающий элемент 91. Вспомогательный удерживающий элемент 92 и основной удерживающий элемент 91, который он поддерживает, могут быть изготовлены аналогично удерживающему устройству 98 или иначе. В отличие от фиг. 1, основной удерживающий элемент 91 в данном случае взаимодействует только с двумя основными изоляционными панелями 22 посередине стороны основных изоляционных панелей 22.
Для облегчения доступа к основному удерживающему элементу 91 форма основных изоляционных панелей 22 может быть выполнена так, чтобы обеспечивать отверстие 93 доступа. В этом случае отверстие 93 закрывают после размещения основного удерживающего элемента 91, например, заглушкой из пенополиуретана, покрытого жестким листом, например, выполненным из фанеры (не показано).
Выше описана основная герметизированная мембрана, в которой гофры непрерывны на пересечениях между двумя рядами гофров. Основная герметизированная мембрана также может иметь два взаимно перпендикулярных ряда гофров с разрывами некоторых гофров на пересечении между двумя рядами. В этом случае промежутки распределены чередующимся образом в первом ряду гофров и втором ряду гофров, и в ряду гофров промежутки гофра смещены относительно промежутков смежного параллельного гофра. Смещение может быть равно расстоянию между двумя параллельными гофрами.
Обратимся к фиг. 11, вид с местным разрезом танкера-метановоза 70 иллюстрирует изолированный герметичный резервуар 71, в общем, призматической формы, установленный в двойном корпусе 72 судна. Стенка резервуара 71 содержит основной герметизированный барьер, предназначенный для контакта с СПГ, содержащимся в резервуаре, вспомогательный герметизированный барьер, расположенный между основным герметизированным барьером и двойным корпусом 72 судна, и два изолирующих барьера, расположенных соответственно между основным герметизированным барьером и вспомогательным герметизированным барьером и между вспомогательным герметизированным барьером и двойным корпусом 72.
Как известно, трубопроводы 73 загрузки/разгрузки, расположенные на верхней палубе судна, могут быть соединены с помощью соответствующих соединителей с морским или портовым терминалом для передачи груза в виде СПГ в резервуар 71 или из него.
Фиг. 11 иллюстрирует пример морского терминала, содержащего станцию 75 загрузки и разгрузки, подводный трубопровод 76 и береговое сооружение 77. Станция 75 загрузки и разгрузки представляет собой прибрежное стационарное сооружение, содержащее подвижную стрелу 74 и башню 78, которая поддерживает подвижную стрелу 74. Подвижная стрела 74 поддерживает связку изолированных гибких труб 79, которые могут быть соединены с трубопроводами 73 загрузки/разгрузки. Ориентируемая подвижная стрела 74 может быть адаптирована к танкерам-метановозам всех размеров. Внутри башни 78 проходит соединительный трубопровод (не показан). Станция 75 загрузки и разгрузки позволяет выполнять загрузку и разгрузку танкера-метановоза 70 из берегового сооружения 77 и на него. Последнее содержит резервуары 80 для хранения сжиженного газа и соединительные трубопроводы 81, соединенные подводным трубопроводом 76 со станцией 75 загрузки или разгрузки. Подводный трубопровод 76 позволяет передавать сжиженный газ между станцией 75 загрузки или разгрузки и береговым сооружением 77 на большое расстояние, например, 5 км, что позволяет останавливать танкер-метановоз 70 на большом расстоянии от берега во время операций загрузки и разгрузки.
Для создания давления, необходимого для передачи сжиженного газа, используются насосы, установленные на судне 70, и/или насосы, установленные в береговом сооружении 77, и/или насосы, установленные на станции 75 загрузки и разгрузки.
Хотя изобретение описано со ссылкой на несколько конкретных вариантов осуществления, очевидно, что оно никоим образом не ограничивается ими, и что оно включает в себя все технические эквиваленты описанных средств и их сочетания при условии, что последние находятся в пределах объема изобретения.
Использование глагола «содержать» или «включать в себя» и производных форм не исключает наличия элементов или этапов, отличных от указанных в формуле изобретения.
В формуле изобретения любая ссылочная позиция в скобках не должна интерпретироваться как ограничение формулы изобретения.
1. Теплоизоляционный герметичный резервуар, встроенный в несущую конструкцию, причём резервуар содержит стенку (1, 101, 201) резервуара, закреплённую на несущей стенке (3) несущей конструкции,
при этом стенка резервуара содержит основную герметизированную мембрану (6), предназначенную для контакта с продуктом, содержащимся в резервуаре, вспомогательную герметизированную мембрану (4), расположенную между основной герметизированной мембраной и несущей стенкой, основной изоляционный барьер (5), расположенный между основной герметизированной мембраной и вспомогательной герметизированной мембраной, и вспомогательный изоляционный барьер (2), расположенный между вспомогательной герметизированной мембраной и несущей стенкой,
в котором вспомогательный изолирующий барьер содержит множество вспомогательных рядов (A, B, C), параллельных первому направлению, причём вспомогательный ряд содержит множество смежных вспомогательных изоляционных панелей (7) параллелепипедной формы, при этом вспомогательные ряды расположены смежно друг с другом во втором направлении, перпендикулярном первому направлению, с повторяющимся рисунком,
вспомогательная герметизированная мембрана содержит множество поясов резервуара (21), выполненных из сплава с низким коэффициентом расширения, параллельных первому направлению, пояс резервуара содержит плоский центральный участок, опирающийся на верхнюю поверхность вспомогательных изоляционных панелей, и два приподнятых края, выступающих к внутренней стороне резервуара относительно центрального участка, при этом пояса резервуара расположены смежно друг с другом во втором направлении с повторяющимся рисунком и герметично приварены друг к другу на приподнятых краях, причём между смежными поясами резервуара расположены анкерные крылья, прикрепленные к вспомогательным изоляционным панелям и параллельные первому направлению для удержания вспомогательной герметизированной мембраны на вспомогательном изолирующем барьере,
при этом размер повторяющегося рисунка вспомогательных рядов (A, B, C) представляет собой целое кратное размера пояса резервуара (21) во втором направлении,
несущая стенка поддерживает вспомогательные удерживающие элементы (98, 92), расположенные на границах между вспомогательными рядами и взаимодействующие со вспомогательными изоляционными панелями (7) для удержания вспомогательных изоляционных панелей на несущей стенке,
основной изолирующий барьер (5) содержит множество основных рядов, параллельных первому направлению, причём основной ряд содержит множество смежных основных изоляционных панелей (22) параллелепипедной формы, основные ряды расположены смежно друг с другом во втором направлении с повторяющимся рисунком, при этом размер повторяющегося рисунка основных рядов равен размеру повторяющегося рисунка вспомогательных рядов (A, B, C) во втором направлении,
основные удерживающие элементы (98, 91, 97) расположены на границах между основными рядами и взаимодействуют с основными изоляционными панелями для удержания основных изоляционных панелей на вспомогательной герметизированной мембране,
основная герметизированная мембрана имеет первые гофры (56), параллельные первому направлению и расположенные с повторяющимся рисунком во втором направлении, и плоские участки, расположенные между первыми гофрами и опирающиеся на верхнюю поверхность основных изоляционных панелей,
размер повторяющегося рисунка основных рядов представляет собой целое кратное размера повторяющегося рисунка первых гофров,
основная герметизированная мембрана содержит множество рядов металлических листов, параллельных первому направлению, причём ряд металлических листов содержит множество прямоугольных металлических листов (33), герметично приваренных друг к другу краевыми зонами (59), ряды металлических листов расположены смежно друг с другом во втором направлении и герметично приварены друг к другу, при этом размер ряда металлических листов во втором направлении равен целому кратному размера повторяющегося рисунка основных рядов,
причём ряды металлических листов смещены во втором направлении относительно основных рядов, так что сварные соединения между рядами металлических листов расположены на расстоянии от границ между основными рядами.
2. Резервуар по п. 1, отличающийся тем, что один или каждый основной ряд наложен с перекрытием на два вспомогательных ряда (A, B, C), и в котором основные удерживающие элементы (97) поддерживаются вспомогательными изоляционными панелями (7).
3. Резервуар по п. 2, отличающийся тем, что основные ряды смещены во втором направлении на половину размера повторяющегося рисунка вспомогательных рядов относительно вспомогательных рядов (A, B, C).
4. Резервуар по п. 2 или 3, отличающийся тем, что границы между основными изоляционными панелями в одном или каждом основном ряду смещены в первом направлении относительно границ между вспомогательными изоляционными панелями в двух вспомогательных рядах, на которые наложен основной ряд, и в котором основные удерживающие элементы (97) поддерживаются вспомогательными изоляционными панелями (7) на расстоянии от краёв вспомогательных изоляционных панелей.
5. Резервуар по любому одному из пп. 2-4, в котором основной удерживающий элемент содержит пластину, прикреплённую к покрывной пластине вспомогательной изоляционной панели под вспомогательной герметизированной мембраной, и стержень, прикреплённый к упомянутой пластине и герметично проходящий через вспомогательную герметизированную мембрану в направлении основного изолирующего барьера (5).
6. Резервуар по п. 1, отличающийся тем, что один или каждый основной ряд наложен на вспомогательный ряд (A, B, C), и в котором основные удерживающие элементы (98, 91) поддерживаются вспомогательными удерживающими элементами.
7. Резервуар по любому одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что первые гофры (56) разнесены друг от друга с первым регулярным интервалом (58) во втором направлении.
8. Резервуар по п. 7, отличающийся тем, что размер пояса резервуара (21) во втором направлении представляет собой целое кратное упомянутого первого регулярного интервала (58).
9. Резервуар по любому одному из пп. 1-8, отличающийся тем, что основной ряд содержит множество основных изоляционных панелей (22) параллелепипедной формы, расположенных смежно друг с другом с повторяющимся рисунком, и ряд металлических листов основной герметизированной мембраны содержит множество прямоугольных металлических листов (33), расположенных смежно друг с другом с повторяющимся рисунком, причём размер повторяющегося рисунка прямоугольных металлических листов равен целому кратному размера повторяющегося рисунка основных изоляционных панелей в первом направлении.
10. Резервуар по п. 9, отличающийся тем, что края прямоугольных металлических листов (33) смещены в первом направлении относительно краёв основных изоляционных панелей (22), параллельных второму направлению, так что сварные соединения между прямоугольными металлическими листами расположены на расстоянии от краёв основных изоляционных панелей, параллельных второму направлению.
11. Резервуар по любому одному из пп. 1-10, отличающийся тем, что основные изоляционные панели (22) и/или вспомогательные изоляционные панели (7) имеют квадратную форму по ширине и длине.
12. Резервуар по любому одному из пп. 1-11, отличающийся тем, что основная герметизированная мембрана (6) также имеет вторые гофры (55), параллельные второму направлению и расположенные с повторяющимся рисунком в первом направлении, причём между первыми гофрами и между вторыми гофрами расположены плоские участки.
13. Резервуар по п. 12, отличающийся тем, что вторые гофры (55), параллельные второму направлению, разнесены друг от друга со вторым регулярным интервалом (57) в первом направлении.
14. Резервуар по пп. 7 и 13, отличающийся тем, что первый регулярный интервал (58) равен второму регулярному интервалу (57).
15. Резервуар по любому одному из пп. 12-14, отличающийся тем, что первые и вторые гофры (55, 56) непрерывны на пересечениях между первыми и вторыми гофрами.
16. Резервуар по любому одному из пп. 12-14, отличающийся тем, что первые и вторые гофры прерываются на пересечениях между первыми и вторыми гофрами.
17. Резервуар по любому одному из пп. 12-16, отличающийся тем, что прямоугольный металлический лист (33) основной герметизированной мембраны имеет размер в первом направлении, по существу равный целому кратному размера повторяющегося рисунка вторых гофров.
18. Резервуар по любому одному из пп. 1-17, отличающийся тем, что основная изоляционная панель (22) содержит нижнюю пластину (23), опирающуюся на вспомогательную герметизированную мембрану (4), промежуточную пластину (25), расположенную между нижней пластиной и покрывной пластиной (27), первый слой (24) изоляционного вспененного полимерного материала, расположенный между нижней пластиной и промежуточной пластиной, и второй слой (26) изоляционного вспененного полимерного материала, расположенный между промежуточной пластиной и покрывной пластиной (27).
19. Резервуар по любому одному из пп. 1-18, отличающийся тем, что основная герметизированная мембрана (5) удерживается на основном изолирующем барьере с помощью анкерных средств, причём анкерные средства содержат металлические анкерные полосы (60), закреплённые на основных изоляционных панелях в местах, соответствующих контурам прямоугольных металлических листов (33), к которым могут быть приварены краевые зоны (59) прямоугольных металлических листов.
20. Резервуар по п. 19, отличающийся тем, что основная изоляционная панель содержит прорези (65) снятия напряжения, сделанные в направлении толщины основной изоляционной панели и выходящие на покрывной пластине (27) основной изоляционной панели, и в котором металлическая анкерная полоса (60) содержит несколько выровненных сегментов, закреплённых на покрывной пластине (27) и разделённых прорезями (65) снятия напряжения.
21. Резервуар по любому одному из пп. 1-20, отличающийся тем, что основная герметизированная мембрана (5) удерживается на основном изолирующем барьере с помощью анкерных средств, причём анкерные средства содержат металлические вставки (61), закреплённые на основных изоляционных панелях (22) в местах, соответствующих краевым зонам основных изоляционных панелей, на расстоянии от контуров прямоугольных металлических листов, к которым могут быть приварены центральные зоны прямоугольных металлических листов (33).
22. Резервуар по п. 21, отличающийся тем, что основная изоляционная панель содержит прорези (65) снятия напряжения, сделанные в направлении толщины основной изоляционной панели и выходящие на покрывной пластине (27) основной изоляционной панели, и в котором металлические вставки (61) закреплены на покрывной пластине (27) между прорезями (65) снятия напряжения.
23. Резервуар по любому одному из пп. 1-22, отличающийся тем, что основной изолирующий барьер содержит соединительный элемент (64), прикреплённый к верхним поверхностям по меньшей мере двух смежных основных изоляционных панелей (22) для предотвращения разделения двух основных изоляционных панелей (22).
24. Резервуар по п. 23, отличающийся тем, что упомянутые основные изоляционные панели (22) имеют углубления (63) на краях верхней поверхности для вмещения упомянутого соединительного элемента (64).
25. Судно (70) для транспортировки текучей среды, содержащее двойной корпус (72) и резервуар (71) по любому одному из пп. 1-24, расположенный в двойном корпусе (72).
26. Система передачи текучей среды, содержащая судно (70) по п. 25, изолированные трубопроводы (73, 79, 76, 81), расположенные так, чтобы соединять резервуар (71), установленный в корпусе судна, с плавучим или береговым хранилищем (77), и насос для подачи текучей среды по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар судна или из резервуара судна в плавучее или береговое хранилище.
27. Способ загрузки или разгрузки судна (70) по п. 25, в котором текучую среду подают по изолированным трубопроводам (73, 79, 76, 81) из плавучего или берегового хранилища (77) в резервуар (71) судна или из резервуара судна в плавучее или береговое хранилище.
