РЕЗЕРВУАР ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ИЛИ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ Российский патент 2015 года по МПК F17C13/12 

Область техники

Настоящее изобретение относится к резервуару для холодных или криогенных жидкостей.

Предпочтительно резервуар по изобретению служит для транспортировки и/или хранения холодных или криогенных жидкостей на борту судов или других плавучих средств или морских сооружений, или на суше.

Уровень техники

Криогенные жидкости отличаются низкими точками кипения. Поэтому они транспортируются или хранятся при очень низких температурах. Такими жидкостями являются, в частности, сжиженный природный газ, метан, пропан, бутан или другие криогенные жидкости. Для сжиженного метана (LNG - liquefied natural gas) температура транспортировки или хранения составляет примерно -164°C.

Известны танкерные суда для перевозки сжиженного газа с мембранными резервуарами, в которых мембраны резервуаров не являются самонесущими конструкциями и удерживаются в корпусе судна. Известны также танкерные суда для перевозки жидкого газа с самонесущими резервуарами. Известно также выполнение резервуаров из алюминия для снижения веса.

В патентном документе WO 2006/001711 A2 описан резервуар для хранения жидкостей, в особенности при очень низких температурах, который содержит наружные пластины, образующие, по меньшей мере, часть верхней стенки, боковых стенок и днища. Резервуар имеет внутреннюю ячеистую конструкцию, причем между ячейками ячеистой конструкции предусмотрены устройства гидравлического сообщения. По меньшей мере, часть наружных пластин имеет слоистую конструкцию по типу сэндвича. Они снабжены внутренним барьером и наружным барьером, между которыми могут быть расположены усиливающие жесткость конструкции. Наружные пластины могут быть также снабжены усиливающими элементами, которые выступают внутрь резервуара. Благодаря тому, что конструкциями по типу сэндвича являются наружные пластины, конструктивные элементы самонесущих резервуаров делают резервуар непроницаемым для газа и жидкости и могут служить для теплоизоляции резервуара. Следующее преимущество конструкции по типу сэндвича заключается в возможности размещения средств детектирования газа между двумя слоями конструкции по типу сэндвича.

При расположении датчика газа между слоями наружных пластин могут оставаться необнаруженными утечки, которые имеют место на удалении от датчика газа. Из-за этого могут происходить протечки резервуара, которые повреждают конструкцию судна.

В патентном документе WO 2008/103053 A1 описан самонесущий резервуар с двойной обшивкой с внутренними и наружными стенками и внутренними горизонтальными подпорками. Стенки резервуара состоят из горизонтальных участков профильных несущих элементов с двумя параллельными фланцами, которые соединены друг с другом перемычкой. Участки профильных несущих элементов установлены друг над другом и сварены друг с другом на смежных продольных сторонах своих фланцев. На концах они соединены друг с другом с помощью соединительных деталей. Профильные несущие элементы имеют ребра, выступающие от внутренней стенки. К ребрами приварены кницы, на которых укреплены подпорки, проходящие внутри резервуара. Этот резервуар также имеет внутренний и наружный барьеры, не пропускающие жидкость. В документе не описаны средства для определения утечек во внутреннем и наружном барьерах.

Раскрытие изобретения

Исходя из решений уровня техники задачей настоящего изобретения является создание резервуара для холодных или криогенных жидкостей, в котором облегчается установление негерметичности, снижены тепловые потери и обеспечивается возможность устранения протечек.

Решение поставленной задачи обеспечивается в резервуаре, обладающем признаками по пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные примеры выполнения изложены в зависимых пунктах.

В соответствии с изобретением резервуар для холодных или криогенных жидкостей содержит

- двойную обшивку резервуара из легкого металла, которая ограничивает пространство резервуара стенкой днища резервуара, боковыми стенками резервуара и верхней стенкой резервуара,

- причем двойная обшивка резервуара содержит внутренний барьер, наружный барьер, расположенный на расстоянии от внутреннего барьера, и конструкции, соединяющие друг с другом внутренний барьер с наружным барьером,

- по меньшей мере, одну расположенную в промежуточном пространстве между внутренним барьером и наружным барьером днища резервуара распределительную трубу с отверстиями для прохода газа для распределения инертного газа в промежуточном пространстве,

- по меньшей мере, одну расположенную снаружи двойной обшивки резервуара питающую трубу для инертного газа, которая проходит сквозь наружный барьер и сообщается с распределительной трубой,

- источник инертного газа, соединенный с питающей трубой снаружи обшивки резервуара,

- газовый выпуск из промежуточного пространства в наружном барьере верхней стенки резервуара и

- средства для детектирования газа в области газового выпуска.

Резервуар по изобретению является резервуаром с двойной обшивкой. Двойная обшивка резервуара образует стенку днища резервуара, боковые стенки резервуара (называемые также «переборками резервуара») и крышу или верхнюю стенку резервуара. Стенка днища, боковые стенки и верхняя стенка окружают пространство резервуара, служащее для приема холодных или криогенных жидкостей. Двойная обшивка резервуара изготовлена из легкого металла, предпочтительно из алюминия или алюминиевого сплава.

Двойная обшивка резервуара содержит внутренний барьер и наружный барьер. Оба барьера непроницаемы для жидкостей и газов. Внутренний и наружный барьеры отстоят друг от друга, так что между барьерами имеется промежуточное пространство. В промежуточном пространстве внутренний и наружный барьеры соединены друг с другом с помощью конструкций. Предпочтительно эти конструкции представляют собой перегородки или ребра или другие подходящие детали. В частности, они могут быть профильными перегородками профильных несущих элементов, из которых образован внутренний и/или наружный барьер. Конструкции самонесущих резервуаров с двойной обшивкой, которые могут использоваться в качестве резервуара по изобретению, описаны в патентных документах WO 2006/001711 A2 (примеры выполнения по фиг.5 и 8), WO 2008/103053 A1 (все примеры выполнения) и в международной патентной заявке РСТ/ЕР 2010/006954 (пример выполнения по фиг.16). Эти примеры выполнения включены в настоящую заявку в качестве ссылок.

Резервуар по изобретению содержит в стенке днища распределительную трубу с отверстиями для прохода газа для распределения инертного газа. Далее, снаружи двойной обшивки резервуара расположена, по меньшей мере, одна питающая труба для инертного газа, которая проходит через наружный барьер и сообщается с распределительной трубой. Питающая труба связана с распределительной трубой либо с помощью соединительной трубы, либо посредством короткой области промежуточного пространства. Отверстия для прохода газа могут быть круглыми, овальными или удлиненными или щелевидными.

Далее, резервуар содержит источник инертного газа. Предпочтительно инертным газом является азот. Однако им может быть также углекислый газ, аргон или другой благородный или инертный газ. Источником инертного газа может быть, в частности, установка для генерирования или хранения азота. Установки для генерирования или хранения азота в достаточном количестве в любом случае необходимы на борту танкеров для обеспечения инертной атмосферы трюмного пространства.

Распределительная труба равномерно распределяет инертный газ в промежуточном пространстве стенки днища резервуара. От краев стенки днища резервуара инертный газ равномерно поднимается в боковые стенки резервуара и равномерно распределяется от верхних остовов боковых стенок в верхнюю стенку резервуара. Газовый выпуск предпочтительно расположен в наивысшей точке верхней стенки резервуара. Предпочтительно газовый выпуск выполнен в виде патрубка газоотвода, который проходит через наружный барьер верхней стенки резервуара или через купол резервуара и сообщается с промежуточным пространством двойной обшивки.

Через патрубок газоотвода поступающий в промежуточное пространство газ может отводиться из промежуточного пространства. Если внутренний барьер обшивки резервуара не герметичен, жидкость или газ проникает из пространства резервуара в промежуточное пространство и частично сразу же испаряется. Поднимающийся или захваченный газовым потоком газообразный природный газ, предпочтительно метан, может детектироваться даже в малейших концентрациях посредством постоянного или циклического контроля в газовом выпуске или в примыкающей к нему системе трубопроводов. Средства детектирования газа расположены, например, в контуре инертного газа между патрубком газоотвода и средствами возможного сжатия или охлаждения инертного газа для его обратного ввода в область днища резервуара, однако предпочтительно они расположены в непосредственном окружении газового выпуска или на патрубке газоотвода. Средствами для детектирования газа может быть, в частности, газовый датчик для детектирования газообразных веществ. Газовый датчик может быть, в частности, датчиком для детектирования метана или других горючих газов.

За счет придания инертности атмосфере в промежуточном пространстве двойной обшивки резервуара с помощью инертного газа даже малая негерметичность внутреннего барьера может быть выявлена в короткое время. Выходящие из пространства резервуара газы, как правило, имеют меньшую плотность, чем инертный газ. Так, например, метан имеет плотность 0,72 кг/м³, а азот имеет плотность 1,25 кг/м³. Вследствие этого газ, вытекший из пространства резервуара, собирается под верхней стенкой резервуара или под газовым выпуском. Повышенная концентрация вытекшего газа под верхней стенкой резервуара облегчает его детектирование у газового выпуска или за выпуском газа из промежуточного пространства. При этом не имеет значения, где находится утечка, поскольку вытекший газ всегда собирается под верхней стенкой резервуара. Этот эффект имеет место уже тогда, когда атмосфера инертного газа в промежуточном пространстве неподвижна, то есть нет создаваемого снаружи газового потока. Сбор улетучившегося из пространства резервуара газа под верхней стенкой резервуара может быть ускорен путем создания потока инертного газа в промежуточном пространстве.

Другое преимущество резервуара в опасных случаях состоит в том, что через питающую трубу из промежуточного пространства в области стенки днища резервуара может быть удалена жидкость, которая попала в промежуточное пространство в результате утечки во внутреннем барьере. Жидкость может попадать через отверстия для прохода газа в распределительную трубу и оттуда поступать в питающую трубу, когда распределительная труба связана с питающей трубой. В примере выполнения, который будет описан ниже, жидкость может поступать в питающую трубу через зазор между распределительной трубой и питающей трубой или через зазор между распределительной трубой и соединительной трубой, соединяющей ее с питающей трубой. Так, например, когда с помощью средств для детектирования газа устанавливается утечка газа из пространства резервуара, вытекшая из пространства резервуара жидкость может быть откачана насосом из промежуточного пространства. Благодаря использованию питающей трубы в сочетании с возможностями откачивания жидкостей из промежуточного пространства в случае опасности двойная обшивка предпочтительно может быть выполнена таким образом, чтобы удовлетворять минимальным требованиям по прочности и требованиям по расчетным нагрузкам без необходимости предусматривать дополнительные размеры для установки аварийного насоса для откачивания жидкости из промежуточного пространства. Однако питающая труба может быть выполнена таким образом, что к ней с небольшими трудозатратами может быть подсоединен насос, или она может быть выполнена в виде насосного зумпфа для размещения в нем, по меньшей мере, одного насоса.

Согласно предпочтительному примеру выполнения питающая труба соединена с источником, который обеспечивает поток инертного газа. Это может быть непрерывный или периодически прерываемый поток инертного газа. Преимущество решения состоит в том, что улетучившиеся из пространства резервуара газы могут быть детектированы в особенно низких концентрациях, так что утечка может быть установлена очень быстро. Другое преимущество состоит в том, что за счет потока инертного газа охлаждается двойная обшивка резервуара. Для этого согласно следующему предпочтительному примеру выполнения в промежуточное пространство подается холодный или криогенный инертный газ. Благодаря подаче холодного или криогенного инертного газа двойная обшивка охлаждается изнутри, а поступающее снаружи тепло выносится потоком инертного газа из патрубка газоотвода. За счет этого может быть снижен или полностью исключен подвод тепла из окружения резервуара к жидкости, содержащейся в пространстве резервуара. При этом лучше контролируется, снижается до минимума или предотвращается испарение жидкости в пространстве резервуара. Для этого предпочтительно температура инертного газа подобрана в соответствии точкой кипения жидкостей, хранящихся в пространстве резервуара. Для снижения подвода тепла в пространство резервуара лучше всего, чтобы температура инертного газа была ниже точки кипения жидкости. Это возможно, например, в том случае, когда в резервуаре для сжиженного газа в качестве инертного газа используется азот. Для лучшего детектирования выхода газа из пространства резервуара температура инертного газа может быть также выбрана несколько выше точки кипения жидкости.

Резервуар по изобретению может быть выполнен таким образом, что постоянную обшивку резервуара образует только внутренний барьер, который постоянно выдерживает нагрузки от криогенных жидкостей. В этом случае наружный барьер служит только для того, чтобы ограничивать снаружи промежуточное пространство. При необходимости наружный барьер может служить для того, чтобы в течение ограниченного времени удерживать вышедшую из пространства резервуара жидкость и защищать окружение от холодных или криогенных жидкостей в течение заданного периода времени в соответствии с нормативными правилами. Пример выполнения такого самонесущего резервуара описан в международной патентной заявке РСТ/ЕР2010/006954 на примере выполнения по фиг.16. Это описание включено в настоящую заявку в качестве ссылки.

Согласно следующему примеру выполнения внутренний и наружный барьеры являются постоянной обшивкой резервуара. В этом исполнении выходящая из пространства резервуара жидкость удерживается в двойной обшивке резервуара продолжительное время. Однако такие резервуары с двойной обшивкой относительно дороги. Примеры этих резервуаров описаны в патентных документах WO 2006/001711 A2 и WO 2008/103053 A1. Эти примеры выполнения по двум патентным публикациям включены в настоящую заявку в качестве ссылок.

Согласно примеру выполнения, по меньшей мере, одна распределительная труба проходит в направлении главной протяженности резервуара. Благодаря этому достигается равномерное распределение инертного газа в направлении главной протяженности резервуара. В аспекте получения преимуществ при изготовлении предпочтительно решение, когда распределительная труба выполнена прямолинейной. Согласно следующему примеру выполнения распределительная труба расположена на центральной оси резервуара. При этом достигается равномерное распределение инертного газа по ширине резервуара.

Согласно следующему примеру выполнения распределительная труба проходит от одной боковой стенки резервуара к противоположной боковой стенке резервуара и на обоих своих концах может быть соединена с дополнительными распределительными трубами, которые проходят под нижними краями соответствующих боковых стенок резервуара и снабжены дополнительными отверстиями для прохода газа, чтобы подавать инертный газ в промежуточное пространство между внутренними и наружными барьерами соответствующих боковых стенок резервуара. За счет этого улучшается распределение инертного газа в боковых стенках резервуара. При этом нет необходимости в жестких соединениях, так как обращенные друг к другу распределительные трубы с соответствующими отверстиями без жестких соединений друг с другом выполняют ту же задачу и имеют преимущество свободного изменения размеров под действием температуры.

Согласно следующему примеру выполнения конструкции, которые соединяют друг с другом внутренний и наружный барьеры, содержат отверстия, которые обеспечивают возможность распределения инертного газа сквозь конструкции. Предпочтительно конструкции являются перегородками или ребрами, которые в противном случае сдерживали бы передачу потока инертного газа между различными областями двойной обшивки резервуара.

Согласно следующему примеру выполнения питающая труба проведена сквозь наружный барьер боковой стенки и сообщается с распределительной трубой. Предпочтительно питающая труба проведена сквозь наружный барьер боковой стенки вблизи днища резервуара, чтобы обеспечить короткое расстояние связи с распределительной трубой.

Согласно следующему примеру выполнения на коротком расстоянии изнутри от питающего отверстия наружного барьера, в которое входит питающая труба, расположено отверстие распределительной трубы. Инертный газ может течь из питающего отверстия в близко расположенное к нему отверстие распределительной трубы. Через зазор между питающим отверстием и отверстием распределительной трубы инертный газ может частично непосредственно поступать в промежуточное пространство днища резервуара. За счет этого достигается дополнительная равномерность распределения инертного газа в стенке днища. Кроме того, благодаря этому улучшается возможность отвода жидкости из стенки днища резервуара через питающую трубу, так как она непосредственно сообщается с днищем резервуара через питающее отверстие.

Расстояние между питающим отверстием и отверстием трубы позволяет компенсировать отличные тепловые расширения распределительной трубы и стенки днища резервуара. Жесткое соединение между питающей трубой или питающим отверстием и распределительной трубой могло бы повреждаться вследствие разницы тепловых расширений.

Согласно примеру выполнения отверстие трубы расположено в расширяющейся к концу трубы концевой области распределительной трубы. Это способствует течению инертного газа в отверстие трубы.

Согласно предпочтительному примеру выполнения для обоих концов распределительной трубы предусмотрены питающие трубы. Это дополнительно способствует равномерному распределению инертного газа в днище резервуара.

Согласно следующему примеру выполнения патрубок газоотвода расположен в наивысшей области верхней стенки резервуара или купола резервуара. Предпочтительно выходящие из пространства резервуара газы скапливаются в этом месте, так что благодаря этой мере улучшается детектирование выходящих газов.

Согласно следующему примеру выполнения, по меньшей мере, одна питающая труба выполнена в виде насосного зумпфа для установки насоса для откачивания жидкости из промежуточного пространства обшивки резервуара. Согласно следующему примеру выполнения насос является водоотливным насосом или аварийным насосом. Согласно следующему примеру выполнения водоотливной насос или аварийный насос установлен в питающей трубе и уплотнен по периметру питающей трубы. Предпочтительно питающая труба имеет вертикальную ориентацию.

Согласно следующему примеру выполнения резервуар содержит средства для измерения давления в промежуточном пространстве обшивки резервуара и/или средства для измерения окружающего давления вокруг резервуара и/или средства для измерения давления в пространстве резервуара и/или средства для оценки измеренного давления в промежуточном пространстве и/или в окружающем пространстве и/или в пространстве резервуара. Если наружный барьер герметичен, давление в промежуточном пространстве двойной обшивки резервуара является несколько избыточным по сравнению с окружением резервуара (например, трюмным пространством судна). Путем постоянного или периодического мониторинга давления в промежуточном пространстве двойной обшивки может быть установлено, не уходит ли газ из промежуточного пространства наружу из-за того, что наружный барьер имеет негерметичность. Когда давление в окружении резервуара не ниже атмосферного давления, например, вследствие того, что в закрытом трюмном пространстве судна имеется давление и в него подается инертный газ с небольшим избыточным давлением, предпочтительно определяется также давление в окружении и сравнивается с давлением в промежуточном пространстве. Далее, с помощью средств мониторинга давления в промежуточном пространстве резервуара и в самом пространстве резервуара может быть установлено, отличаются ли друг от друга эти два давления или совпадают. Когда внутренний барьер герметичен, давление в пространстве резервуара выше давления в промежуточном пространстве. При повреждении внутреннего барьера, например, при больших разрывах, давление в пространстве резервуара и в промежуточном пространстве совпадает. Средства оценки могут выдавать результат, например, путем выдачи акустического и/или оптического сигнала, так что обслуживающий персонал может предпринять соответствующие меры для устранения опасности.

Согласно следующему примеру выполнения резервуар расположен на плавучей установке. Предпочтительно резервуар расположен на судне. Однако в принципе резервуар может быть расположен на морском строительном сооружении или на суше.

Краткий перечень чертежей

Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут подробно описаны примеры осуществления изобретения. На чертежах:

фиг.1 изображает в продольном разрезе резервуар по изобретению в первом примере выполнения;

фиг.2 изображает тот же резервуар в поперечном разрезе;

фиг.3 изображает распределительные трубы для инертного газа в промежуточном пространстве днища того же резервуара;

фиг.4 изображает тот же резервуар в следующем детальном изображении;

фиг.5 изображает в увеличенном виде нижнюю область того же резервуара с точками измерения давления;

фиг.6 изображает в увеличенном детальном виде нижнюю область резервуара по изобретению во втором примере выполнения;

фиг.7 изображает в увеличенном детальном виде нижнюю область того же резервуара со встроенным водоотливным насосом или аварийным насосом;

фиг.8 изображает в увеличенном детальном виде снабженные вырезами листы перегородок двойной обшивки резервуара;

фиг.9 изображает днище резервуара в обоих примерах выполнения в сечении по линии А-А на фиг.6 и 7;

фиг.10 изображает в увеличенном виде узел по фиг.9;

фиг.11 изображает направление течения инертного газа в одном из упомянутых выше резервуаром, показанном в схематичном продольном разрезе;

фиг.12 изображает в увеличенном детальном виде использование водоотливного насоса или аварийного насоса при отсасывании жидкости из промежуточного пространства.

Осуществление изобретения

Изобретение будет пояснено на двух различных примерах выполнения резервуара 1, которые отличаются конструкцией двойной обшивки резервуара. В первом примере выполнения резервуар имеет в принципе такую же конструкцию, которая описана в примерах выполнения в международной патентной заявке РСТ/ЕР 2010/006954. Во втором примере выполнения резервуар имеет в принципе такую же конструкцию, которая описана в патентном документе WO 2006/001711 A2 или WO 2008/103053 A1. Совпадающие или по существу совпадающие признаки различных резервуаров будут указаны при ссылках на чертежи, относящиеся к различными примерам выполнения. Одинаковые элементы обозначены одними и теми же позициями.

Указания «верх» и «низ» относятся к ориентации резервуара, при которой верхняя стенка резервуара расположена вертикально над стенкой днища резервуара.

Согласно фиг.1 и 2 резервуар 1 по изобретению имеет стенку 1.1 днища, боковые стенки 1.2-1.5 и верхнюю стенку 1.6 резервуара. Стенка 1.1 днища и верхняя стенка 1.6 расположены горизонтально, а боковые стенки 1.2-1.5 расположены по существу вертикально. Продольные боковые стенки 1.2 и 1.3 на нижнем и верхнем краях содержат проходящие косо участки 1.2.1, 1.2.2 и 1.3.1, 1.3.2. Благодаря этому поперечное сечение резервуара приведено в соответствие с поперечным сечением танкера для перевозки сжиженного газа. Стенка 1.1 днища, боковые стенки 1.2-1.5 и верхняя стенка 1.6 окружают пространство 1.7 резервуара.

Сверху на верхней стенке 1.6 расположен купол 5.1 резервуара, через который жидкость подается в пространство 1.7 резервуара и может отбираться из него. Сверху купол 5.1 закрыт пластиной 5 купола.

Резервуар 1 образован панелями, которые состоят из параллельных, сваренных друг с другом встык несущих профильных элементов или профилей обшивки резервуара. Панели соединены друг с другом в горизонтальные и вертикальные стенки резервуара с помощью соединительных профилей 30, а на углах соединены с косо проходящими участками резервуара с помощью угловых профилей 31.

Промежуточное пространство 11 между внутренним барьером 2 и внешним барьером не заполнено изоляционным материалом, а также не разделено на отдельные закрытые участки. Как правило, оба барьера 2, 3 связаны перегородками или ребрами 33 или другими конструктивными элементами с тем, чтобы гарантировать равномерное расстояние между обоими барьерами 2, 3 без образования препятствий для прохода газа. Перегородки или ребра 33 между собой не сварены, так что обеспечивается беспрепятственный поток газа в двойной обшивке резервуара. Перегородки 33 - это преимущественно профильные перегородки несущих профильных элементов, из которых образованны панели.

В пространство 1.7 резервуара от профилей обшивки выступают усиливающие профили 32. При этом предпочтительно они являются профильными перегородками несущих профильных элементов.

Поперечно или продольно проходящие конструктивные элементы 30, 31, которые могли бы мешать проходу потока инертного газа от стенки 1.1 днища к верхней стенке 1.6 резервуара, снабжены прорезанными отверстиями 10 в ребрах или перегородках 33, так что обеспечивается непрерывный газовый поток.

В днище 1.1 резервуара расположена распределительная труба 8 для инертного газа, снабженная множеством отверстий 10 для прохода газа (см. фиг.3, 9, 10).

Распределительная труба 8 проходит в продольном направлении резервуара 1 на его продольной центральной оси. На одном конце к распределительной трубе 8 подсоединена питающая труба 6 для инертного газа, а на другом конце к ней подсоединена питающая труба 7, выполненная в виде насосного зумпфа большего поперечного сечения (ср. фиг.1, 6, 7, 9, 10). Предпочтительно резервуар 1 и питающие трубы 6, 7, 8 окружены изоляцией.

Согласно фиг.6, 9, 10 питающая труба 6 и выполненная в виде насосного зумпфа питающая труба 7 сообщаются с питающими отверстиями 9 в наружных барьерах 3 боковых стенок 1.4, 1.5 резервуара. Распределительная труба 8 на своих концах расширяется с образованием конуса, при этом соответствующее отверстие 8.1, 8.2 трубы расположено на коротком расстоянии перед питающим отверстием 9.

Согласно фиг.7 и 12 в питающую трубу 7 может быть встроен водоотливной насос 18. Напорная труба 19, через которую водоотливной насос 18 выкачивает жидкость, проходит наверх через питающую трубу 7. Напорная труба 19 может соединяться с жестко установленной на палубе сетью трубопроводов для загрузки жидкой среды.

Согласно фиг.6, 9, 10 распределительная труба 8 вблизи своих отверстий 8.1, 8.2 соединена с дополнительными распределительными трубами 8.3, 8.4. Дополнительные распределительные трубы 8.3, 8.4 проходят под нижними краями боковых стенок 1.4, 1.5 резервуара и снабжены своими отверстиями 20.1 для прохода газа.

На фиг.9 и 10 позициями 10 обозначены отверстия в перегородках 33 между внутренним барьером 2 и наружным барьером 3, которые обеспечивают возможность прохода газа. Отверстия 10 показаны на фиг.8.

На фиг.9 и 10 стрелками 21 обозначен проход инертного газа в промежуточном пространстве стенки 1.1 днища резервуара. В боковых стенках 1.4, 1.5 резервуара газовые потоки поднимаются вверх перпендикулярно плоскости чертежа. На верхних краях боковых стенок 1.4, 1.5 инертный газ входит в верхнюю стенку 1.6. Оттуда он равномерно распределяется по верхней стенке 1.6. В наивысшей области промежуточного пространства 11 двойной обшивки резервуара по обеим сторонам от купола 5.1 находятся патрубки 4 отвода инертного газа.

На фиг.11 показан путь инертного газа от охлаждающего устройства через промежуточное пространство 11 двойной обшивки 2 резервуара к патрубкам 4 газоотвода. По направлению потока за патрубками 4 газоотвода расположены средства 22 для детектирования газа. Выходящий инертный газ охлаждается хладогенератором 17 до заданной рабочей температуры в ходе технического процесса, - например, посредством высокого давления-компрессии.

Описанные резервуары имеют следующие преимущества.

Благодаря созданию инертной атмосферы с помощью инертного газа в промежуточном пространстве 11 двойной обшивки резервуара при созданной инертной атмосфере в относительно короткое время могут быть обнаружены мелкие негерметичности в двойной обшивке 2 резервуара путем выявления газов, выходящих из пространства 1.7 резервуара в атмосферу инертного газа. При придании инертности с помощью азота при транспортировке природного газа в случае утечки может быть выявлен метан. Вследствие существенно меньшей плотности метана по сравнению с азотом после утечки метан собирается у патрубков 4 газоотвода в самых высоких точках двойной обшивки резервуара и может быть детектирован.

Контроль возможной негерметичности двойной обшивки 2 резервуара может быть ускорен благодаря непрерывному потоку инертного газа.

Далее, осуществляется охлаждение двойной обшивки 2 резервуара. Благодаря расположению питающих труб 6 и 7 в нижней области резервуара 1 и соединению питающих труб 6, 7 с наружным барьером 3 в соответствии с правилами органов классификации для самонесущих систем резервуаров типа А и типа В холодный инертный газ, предпочтительно азот, может вдуваться в промежуточное пространство 11 в стенке 1.1 днища резервуара с максимально низкими температурами, согласованными с криогенными жидкостями или жидкостями с низкими точками кипения в пространстве 1.7 резервуара. Система из распределительных труб 8, 8.1, 8.2 равномерно распределяет холодный азот по промежуточному пространству 11 стенки 1.1 днища резервуара. За счет вдувания холодного инертного газа двойная обшивка резервуара охлаждается, а тепло, проникающее в конструкцию снаружи, выносится потоком инертного газа через патрубки 4 отвода. Таким образом, приток тепла из окружения резервуара к подлежащей транспортировке или хранению криогенной жидкости или жидкостей с низкой точкой кипения может снижаться до минимума или полностью устраняться охлажденным потоком инертного газа, так что может лучше контролироваться, снижаться до минимума или полностью исключаться испарение криогенных жидкостей.

Герметичность наружного барьера 3 или, соответственно, закрытой ванны утечек проверяется путем небольшого избыточного давления по сравнению с давлением 15 вокруг резервуара. При постоянном или периодическом мониторинге давления в области между двойной обшивкой резервуара и ванной утечек или, соответственно, наружным барьером 3 падение давления сигнализирует о том, что газ выходит из промежуточного пространства 11 в окружающее резервуар 1 трюмное пространство 12 судна, и наружный барьер 3 имеет негерметичности (фиг.5).

Давление 16 в трюмном пространстве 12 меньше давления 15 в промежуточном пространстве 11 между внутренним барьером 2 и наружным барьером 3. В свою очередь давление 15 в промежуточном пространстве 11 меньше давления 14 в пространстве 1.7 резервуара. Если давление в промежуточном пространстве 11 соответствует давлению 15 в пространстве 1.7 резервуара, утечка имеется во внутреннем барьере 2. Собирающаяся в днище резервуара жидкость может прерывать поток инертного газа (фиг.5).

Для наилучшего использования трюмного пространства 12 расстояние между внутренним барьером 2 и наружным барьером 3 выдерживают минимально возможным. Поэтому в случае дефекта внутреннего барьера и полного заполнения промежуточного пространства 11 жидкостью из резервуара в промежуточное пространство 11 не может быть введен аварийный насос или другие насосы для криогенных или холодных жидкостей. За счет выполнения питающей трубы 7 в виде насосного зумпфа может быть включен водоотливной насос 18, который способен откачивать жидкости из промежуточного пространства 11. При необходимости путем дифферентования судна может быть обеспечено полное опорожнение промежуточного пространства 11.

Перечень условных обозначений

1 Резервуар

1.1 Стенка днища резервуара

1.2-1.5 Боковые стенки резервуара

1.2.1, 1.2.2, 1.3.1, 1.3.2 Участки боковых стенок резервуара

1.6 Верхняя стенка резервуара

1.7 Пространство резервуара

2 Внутренний барьер

3 Наружный барьер

4 Патрубок газоотвода (газовый выпуск)

5 Пластина купола 5.1 Купол

6 Питающая труба

7 Питающая труба

8 Распределительная труба

8.1, 8.2 Отверстия трубы

9 Питающее отверстие

10 Отверстие

11 Промежуточное пространство

12 Трюмное пространство

13 Резервуар (сжиженного природного газа)

14 Давление в пространстве резервуара

15 Давление в промежуточном пространстве

16 Давление в трюмном пространстве

17 Хладогенератор

18 Водоотливной насос

19 Напорная труба

20 Отверстие для прохода газа

20.1 Отверстие для прохода газа под давлением

21 Газовый поток

22 Средство детектирования

30 Соединительный профиль

31 Угловой профиль

32 Усиливающий профиль

33 Перегородка/ребро

Резервуар для холодных или криогенных жидкостей, содержащий двойную обшивку, причем двойная обшивка резервуара содержит внутренний барьер, наружный барьер, расположенный на расстоянии от внутреннего барьера, и конструкции, соединяющие друг с другом внутренний барьер с наружным барьером, по меньшей мере одну расположенную в промежуточном пространстве между внутренним барьером и наружным барьером днища резервуара распределительную трубу с отверстиями для прохода газа для распределения инертного газа в промежуточном пространстве. Также содержит одну расположенную снаружи двойной обшивки питающую трубу для инертного газа, которая проходит сквозь наружный барьер и сообщается с распределительной трубой, источник инертного газа, соединенный с питающей трубой снаружи обшивки резервуара, газовый выпуск из промежуточного пространства в наружном барьере верхней стенки резервуара и средства для детектирования газа в области газового выпуска. Изобретение направлено на создание резервуара для холодных или криогенных жидкостей, в котором снижены тепловые потери и обеспечивается возможность устранения протечек. 18 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Резервуар для холодных или криогенных жидкостей, содержащий
двойную обшивку резервуара из легкого металла, которая ограничивает пространство резервуара стенкой днища резервуара, боковыми стенками резервуара и верхней стенкой резервуара,
причем двойная обшивка резервуара содержит внутренний барьер, наружный барьер, расположенный на расстоянии от внутреннего барьера, и конструкции, соединяющие внутренний барьер с наружным барьером,
по меньшей мере одну расположенную в промежуточном пространстве между внутренним барьером и наружным барьером днища резервуара распределительную трубу с отверстиями для прохода газа для распределения инертного газа в промежуточном пространстве,
по меньшей мере одну расположенную снаружи двойной обшивки резервуара питающую трубу для инертного газа, которая проходит сквозь наружный барьер и сообщается с распределительной трубой,
источник инертного газа, соединенный с питающей трубой снаружи обшивки резервуара,
газовый выпуск из промежуточного пространства в наружном барьере верхней стенки резервуара и
средства для детектирования газа в области газового выпуска.

2. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что питающая труба соединена с источником потока инертного газа.

3. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что только внутренний барьер является постоянной обшивкой резервуара.

4. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что внутренний и наружный барьеры являются постоянной обшивкой резервуара.

5. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна распределительная труба проходит в направлении главной протяженности резервуара.

6. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что распределительная труба выполнена прямолинейной.

7. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что распределительная труба расположена на центральной оси резервуара.

8. Резервуар по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что распределительная труба проходит от одной боковой стенки резервуара к противоположной боковой стенке резервуара и на обоих своих концах соединена с дополнительными распределительными трубами, которые проходят под нижними краями соответствующих боковых стенок резервуара и снабжены дополнительными отверстиями для прохода газа для подачи инертного газа в промежуточное пространство между внутренними и наружными барьерами соответствующих боковых стенок резервуара.

9. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что конструкции, которые соединяют друг с другом внутренний и наружный барьеры, являются перегородками несущих профильных элементов, из которых образован внутренний и/или наружный барьер.

10. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что конструкции, которые соединяют друг с другом внутренний и наружный барьеры двойной обшивки резервуара, содержат отверстия, которые обеспечивают возможность распределения инертного газа сквозь указанные конструкции.

11. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что питающая труба проведена сквозь наружный барьер боковой стенки.

12. Резервуар по п.11, отличающийся тем, что питающая труба входит в питающее отверстие наружного барьера, а на коротком расстоянии от питающего отверстия расположено отверстие распределительной трубы.

13. Резервуар по п.12, отличающийся тем, что отверстие трубы расположено в расширяющейся к концу трубы концевой области распределительной трубы.

14. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что для обоих концов распределительной трубы предусмотрены питающие трубы.

15. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что патрубок газоотвода расположен в наивысшей области верхней стенки резервуара.

16. Резервуар по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна питающая труба выполнена в виде насосного зумпфа для установки насоса для откачивания жидкости из промежуточного пространства обшивки резервуара.

17. Резервуар по п.16, отличающийся тем, что насос является водоотливным насосом, который установлен в вертикальной питающей трубе и/или уплотнен по периметру питающей трубы.

18. Резервуар по любому из пп.1-7, 9-17, отличающийся тем, что содержит средства для измерения давления в промежуточном пространстве обшивки резервуара и средства для измерения давления в пространстве резервуара и/или средства для оценки измеренного давления в промежуточном пространстве и/или в пространстве резервуара.

19. Резервуар по любому из пп.1-7, 9-17, отличающийся тем, что он расположен на судне или на другой плавучей установке.