Герметичный и изотермический резервуар, содержащий металлическую мембрану с гофрированными ортогональными сгибами Российский патент 2018 года по МПК F17C3/02 B63B25/16 

Настоящее изобретение относится, к герметичному и изотермическому резервуару, более точно, к резервуарам, рассчитанным на холодные жидкости, например резервуарам для хранения и/или транспортировки по морю сжиженного газа.

Герметичные и изотермические резервуары могут применяться в различных отраслях промышленности для хранения горячих или холодных продуктов. Например, используемый в энергетике сжиженный природный газ (СПГ) является жидкостью, которая может храниться в условиях атмосферного давления при температуре -163°С в береговых резервуарах или в резервуарах, перевозимых на борту плавучих сооружений.

Такой резервуар описан, например, в патенте FR-A-2724623.

В одном из вариантов осуществления изобретения предложен герметичный и изотермический резервуар, встроенный в конструкцию, имеющую несущую стену, к которой примыкает стена резервуара, содержащая:

теплоизоляционный барьер, установленный на несущей стене и образованный изоляционными блоками в форме прямоугольных параллелепипедов, размещенных параллельными рядами, отделенными друг от друга зазорами,

герметичный барьер, установленный на теплоизоляционном барьере и содержащий металлическую мембрану из металлических листов, герметично сваренных друг с другом,

на поверхности каждого изоляционного блока теплоизоляционного барьера, противоположной несущей стене, находятся по меньшей мере две преимущественно ортогональные металлические соединительные полосы, которые проходят параллельно сторонам изоляционного блока и к которым приварены листы металлической мембраны, установленной на изоляционном блоке, при этом соединительные полосы жестко соединены с изоляционным блоком, на котором они расположены,

каждый из множества листов металлической мембраны содержит по меньшей мере два ортогональных сгиба, параллельных сторонам теплоизоляционных блоков и помещающихся в зазорах между изоляционными блоками.

В вариантах осуществления такой резервуар может иметь один или несколько из следующих признаков.

В одном из вариантов осуществления каждый из листов металлической мембраны содержит по меньшей мере два ортогональных сгиба, параллельных сторонам теплоизоляционных блоков и помещающихся в зазорах между изоляционными блоками.

В одном из вариантов осуществления стена резервуара содержит основной элемент и вспомогательный элемент, расположенный между несущей стеной и основным элементом, при этом как основной элемент, так и вспомогательный элемент содержат теплоизоляционный барьер из изоляционных блоков в форме прямоугольных параллелепипедов, размещенных параллельными рядами, и герметичный барьер, находящийся на теплоизоляционном барьере, теплоизоляционный барьер вспомогательного элемента жестко соединен с несущей стеной, а теплоизоляционный барьер основного элемента жестко соединен соединительными средствами с теплоизоляционным барьером вспомогательного элемента.

В одном из вариантов осуществления герметичный барьер вспомогательного элемента образован металлической мембраной, содержащей множество листов, каждый из которых содержит по меньшей мере два ортогональных сгиба, параллельных сторонам теплоизоляционных блоков и помещающихся в зазорах между изоляционными блоками вспомогательного элемента.

В одном из вариантов осуществления листы металлической мембраны вспомогательного элемента изготовлены из сплава железа с никелем или марганцем с коэффициентом расширения не более 7×10^-6 K^-1.

В одном из вариантов осуществления сгибы металлических листов вспомогательного герметичного барьера входят в зазоры между изоляционными блоками теплоизоляционного барьера вспомогательного элемента.

В одном из вариантов осуществления сгибы металлических листов основного герметичного барьера входят в зазоры между изоляционными блоками теплоизоляционного барьера основного элемента. В других вариантах осуществления конструкция основной мембраны может отличаться от конструкции вспомогательной мембраны, например, сгибами, выступающими внутрь резервуара. Иными словами, герметичный барьер основного элемента состоит из металлических листов, герметично сваренных друг с другом, при этом сгибы обращены внутрь резервуара.

В одном из вариантов осуществления изоляционный блок теплоизоляционного барьера содержит опорную плиту, на которой находится слой вспененного материала, в частности, пенополиуретана, при этом опорная плита выступает за вспененный материал. Плита может быть изготовлена из фанеры. Вспомогательный элемент прижат к несущей стене с помощью креплений, приваренных к несущей стене и взаимодействующих с выступающими участками плит изоляционного блока, с использованием полимерной прокладки для компенсации при необходимости каких-либо локальных изъянов несущей стены.

В одном из вариантов осуществления изоляционный блок теплоизоляционного барьера вспомогательного элемента закреплен на несущей стене путем сцепления.

Возможно множество различных расположений соединительных полос на изоляционных блоках, в частности, что касается положения и числа соединительных полос на изоляционном блоке. Соответственно, не все изоляционные блоки обязательно являются одинаковыми.

В одном из вариантов осуществления каждый изоляционный блок теплоизоляционного барьера вспомогательного элемента содержит две соединительные полосы, которые проходят вдоль двух осей симметрии прямоугольника, образованного большой гранью изоляционного блока.

В одном из вариантов осуществления соединительные полосы каждого изоляционного блока теплоизоляционного барьера основного элемента расположены вблизи краев большой грани изоляционного блока.

В одном из вариантов осуществления изоляционный блок содержит три соединительные полосы, расположенные на обшивочной плите.

В одном из вариантов осуществления соединительные полосы изоляционного блока помещаются в углублениях, выполненных в плите или слое вспененного материала, на котором они находятся, во избежание увеличения толщины соответствующей грани изоляционного блока.

В одном из вариантов осуществления соединительная полоса изоляционного блока закреплена в углублении винтами, скобами, клепками или путем сцепления.

В одном из вариантов осуществления средство крепления теплоизоляционного барьера основного элемента содержит непрерывную металлическую плиту, расположенную на пересечении двух соединительных полос каждого изоляционного блока вспомогательного элемента, и выступающий элемент, пересекающий герметичный барьер вспомогательного элемента, но не достигающий герметичного барьера основного элемента.

В одном из вариантов осуществления соседние листы металла герметичных барьеров основного и вспомогательного элементов сварены внахлестку вровень с соединительными полосами на теплоизоляционных барьерах, соответственно, основного и вспомогательного элементов.

В одном из вариантов осуществления выступающими элементами являются штифты, основания которых прикреплены к непрерывной металлической плите изоляционного блока вспомогательного элемента, а промежуточная часть помещается между гайкой, взаимодействующей с резьбой, которой снабжен свободный конец штифта, и выступающими частями плит изоляционных блоков теплоизоляционного барьера основного элемента. Основания штифтов прикреплены сваркой и/или винтами к непрерывной металлической плите изоляционного блока вспомогательного элемента.

В одном из вариантов осуществления листы металлических мембран, образующие герметичный барьер, являются прямоугольными, и каждый из них содержит два сгиба, проходящие вдоль осей симметрии прямоугольника, образованного их краями.

В одном из вариантов осуществления два сгиба листа и герметичный барьер основного элемента пересекаются по центру прямоугольного листа.

В одном из вариантов осуществления один из сгибов листа является непрерывным, а другой прерывается на его центральном участке.

В одном из вариантов осуществления листы первого типа содержат непрерывный сгиб, проходящий вдоль их главной оси.

В одном из вариантов осуществления листы второго типа содержат прерывистый сгиб, проходящий вдоль их главной оси.

В одном из вариантов осуществления листы первого и второго типов регулярно чередуются на одной из стен резервуара таким образом, что лист одного из типов всегда прилегает к листу другого типа.

В одном из вариантов осуществления каждый изоляционный блок теплоизоляционного барьера содержит две серии ортогональных прорезей, при этом прорези каждой из серий проходят параллельно двум противоположным сторонам изоляционного блока, каждый из листов металлической мембраны содержит две серии дополнительных сгибов, а сгибы одной из серий проходят ортогонально сгибам другой серии, параллельно одному из двух сгибов, входящих в зазоры, и входят в прорези одной из серий прорезей в изоляционном блоке.

В другом варианте осуществления металлическая мембрана содержит второе множество листов, каждый из которых содержит один сгиб, параллельный двум противоположным сторонам изоляционных блоков и входящий в зазор между двумя изоляционными блоками.

В другом варианте осуществления каждый изоляционный блок теплоизоляционного барьера содержит прорезь, параллельную двум противоположным сторонам изоляционных блоков, а металлическая мембрана содержит второе множество листов, каждый из которых содержит сгиб, входящий в прорезь в изоляционном блоке, и сгиб, входящий в зазор между двумя изоляционными блоками.

Такой резервуар может входить в состав берегового хранилища, например, для СПГ или может устанавливаться на плавучей конструкции вблизи береговой линии или на глубине, преимущественно на танкере для транспортировки СПГ, плавучей системе хранения и регазификации (FSRU), плавучей системе добычи, хранения и выгрузки (FPSO) и т.п.

В одном из вариантов осуществления судно для транспортировки холодного жидкого продукта имеет двойной корпус, в котором установлен резервуар упомянутого типа.

В одном из вариантов осуществления изобретения также предложен способ погрузки или разгрузки такого судна, включающий транспортировку холодного жидкого продукта по изолированным трубам от или до плавучего или берегового хранилища до или от резервуара на судне.

В одном из вариантов осуществления изобретения также предложена система транспортировки холодного жидкого продукта, в которую входит упомянутое судно, изолированные трубы, соединяющие резервуар, установленный в корпусе судна, с плавучим или береговым хранилищем, и насос для подачи потока холодного жидкого продукта по изолированным трубам от или до плавучего или берегового хранилища до или от резервуара на судне.

Одна из идей, положенных в основу изобретения, заключается в создании герметичной и изотермической многослойной конструкции, легко сооружаемой на протяженных поверхностях. В основу некоторых особенностей изобретения положена идея применения изоляционных блоков, имеющих простую геометрию и дешевых в изготовлении. В основу некоторых особенностей изобретения положена идея применения герметичной мембраны, в частности, вспомогательной мембраны из листовой стали с низким коэффициентом расширения, например, Invar® или другой марки, ограниченной толщины, в частности, не более 0,7 мм, за счет чего достигается ограниченная жесткость, обеспечивающая фиксацию по краям стены резервуара с использованием относительно небольших средств фиксации.

Изобретение, а также его дополнительные задачи, подробности, признаки и преимущества дополнительно пояснены в следующем далее подробном описании нескольких конкретных вариантов его осуществления, приведенных лишь в качестве неограничивающего примера со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На чертежах:

на фиг. 1 показан схематический вид в перспективе сборки различных элементов, образующих герметичный и изотермический резервуар согласно изобретению, на котором удалены различные детали, чтобы показать герметичные и теплоизоляционные барьеры вспомогательного и основного элементов стены резервуара,

на фиг. 2 схематически показано поперечное сечение стены резервуара согласно изобретению, у которой основной герметичный барьер содержит сгибы, выступающие со стороны, противоположной несущей стене,

на фиг. 3 показан вид в перспективе изоляционного блока теплоизоляционного барьера вспомогательного элемента показанной на фиг. 1 стены резервуара со средством крепления в центральной части блока с изоляционными блоками теплоизоляционного барьера основного элемента стены резервуара,

на фиг. 4 показан вид в перспективе изоляционного блока теплоизоляционного барьера основного элемента показанной на фиг. 1 стены резервуара,

на фиг. 5 вид в перспективе с местным разрезом деталей, образующих герметичный и теплоизоляционный барьеры основного и вспомогательного элементов стены резервуара согласно изобретению, включая сгибы герметичного барьера основного элемента, выступающие внутрь резервуара, как показано на фиг. 2, и подробно показана конструкция средства крепления основного изоляционного барьера на соединительной полосе вспомогательного изоляционного барьера,

на фиг. 6 показан вид, аналогичный виду на фиг. 5, на котором отдельно показаны по частям две детали средства крепления,

на фиг. 7 показано поперечное сечение средства крепления согласно иному варианту осуществления, чем тот, который проиллюстрирован на фиг. 5 и 6,

на фиг. 8 показан вид в плане сверху средства крепления, показанного на фиг. 7,

на фиг. 9 показан сборочный чертеж листов первого и второго типов, образующих герметичный барьер стены резервуара, за счет чего листы металлической мембраны герметичного барьера имеют относительно равномерную гибкость,

на фиг. 10 показан аналогичный показанному на фиг. 9 сборочный чертеж, иллюстрирующий альтернативный вариант осуществления, в котором сгибы герметичного барьера из листового металла, которые проходят в первом направлении, преимущественно совмещены от одного листа стены резервуара до соседнего листа, а сгибы, которые проходят в направлении, ортогональном первому направлению, прерываются во избежание их пересечения,

на фиг. 11 показан схематический вид в перспективе секции многогранного резервуара судна для транспортировки СПГ с использованием показанной на фиг. 10 герметичной мембраны, за счет чего улучшается гибкость герметичной мембраны в случае деформация оси судна во время транспортировки по морю,

на фиг. 12 схематически показаны другие два варианта металлических листов, которые могут использоваться для формирования герметичной мембраны,

на фиг. 13 схематически показан местный разрез резервуара судна для транспортировки СПГ и погрузочно-разгрузочного терминала этого резервуара,

на фиг. 14-16 схематически показаны другие два варианта металлических листов, которые могут использоваться для формирования герметичной мембраны,

на фиг. 17 схематически показано 17 вариантов осуществления металлических листов со складками, которые могут использоваться для формирования герметичной мембраны,

на фиг. 18-23 схематически показаны различные расположения показанных на фиг. 17 металлических листов, которые могут периодически повторяться, для формирования герметичных мембран,

на фиг. 24 показан вид в перспективе изоляционного блока теплоизоляционного барьера вспомогательного элемента согласно другому варианту осуществления,

на фиг. 25 показан вид в перспективе герметичного и теплоизоляционного барьеров вспомогательного элемента согласно варианту осуществления на фиг. 25, при этом герметичный барьер частично удален,

на фиг. 26 показано поперечное сечение герметичного и теплоизоляционного барьеров вспомогательного элемента варианту осуществления, проиллюстрированному на фиг. 24 и 25,

на фиг. 27 показан сборочный чертеж листов, образующих вспомогательный герметичный барьер стены резервуара согласно другому варианту осуществления, на фиг. 28 показан сборочный чертеж листов, образующих вспомогательный герметичный барьер стены резервуара согласно еще одному варианту осуществления.

Компоненты, выполняющие одинаковые функции, обозначены на различных чертежах одинаковыми позициями даже при неодинаковой их реализации.

Позицией 1 в целом обозначен изоляционный блок теплоизоляционного барьера вспомогательного элемента стены резервуара. Этот блок имеет длину L и ширину 1, например, соответственно, 3 м и 1 м, форму прямоугольного параллелепипеда и изготовлен из пенополиуретана, помещенного между двумя фанерными плитами. Одна из плит 2а выступает за край вспененного материала и служит опорой для несущей стены 3 посредством полимерных прокладок 4, рассчитанных на компенсацию локальных изъянов несущей стены 3. Другая плита 2b изоляционного блока 1 содержит проходящую вдоль двух ее осей симметрии металлическую соединительную полосу 6, которая помещается в углублении углубление 7 и закреплена в нем винтами, клепками, скобами или клеем. В области пересечения полос 5 и 6 находится непрерывная металлическая плита, на которую по центру пересечения полос опирается штифт 8, выступающий над плитой 2b. Плита 2а прикреплена к несущей стене 3 путем сцепления с использованием полимерных прокладок 4, а также штифтов 9, приваренных к несущей стене 3. Между двумя соседними блоками 1 имеется зазор 10, образованный, например, выступающими частями плиты 2а или при потенциальном использовании позиционирующих блоков.

На фиг. 1 показан вид в перспективе в направлении наискось вниз и вправо от открытого вспомогательного изоляционного блока в верхней левой части фиг. 1 вспомогательного изоляционного блока 1, который частично закрыт листом 11, образующим часть вспомогательного герметичного барьера стены резервуара. Этот металлический лист 11 имеет преимущественно прямоугольную форму и содержит проходящий вдоль каждой из двух его осей симметрии сгиб 12а, 12b, соответственно. Сгибы 12а и 12b образуют рельеф, обращенный в сторону несущей стены 3, и помещаются в зазорах 10 во вспомогательном изоляционном барьере. Металлические листы 11 изготовлены из Invar® с коэффициентом теплового расширения обычно от 1,5×10^-6 до 2×10^-6 K^-1. Они имеют толщину от приблизительно 0,7 мм до приблизительно 0,4 мм. Два соседних листа 11 сварены друг с другом внахлестку, как показано на фиг. 5 и 6. Листы 11 закреплены на изоляционных блоках 1 с использованием полос 5 и 6, к которым приварены по меньшей мере два края листов 11.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления металлические листы 11 изготовлены из сплава на основе марганцы с коэффициентом теплового расширения преимущественно 7×10^-6 K^-1. Такие сплавы обычно являются менее дорогими, чем справы с высоким содержанием никеля, такие как Invar®.

На фиг. 1 показан вид в перспективе в направлении наискось вправо и вниз от области металлических листов 11 герметичного барьера вспомогательного элемента стены резервуара области, в которой вспомогательный герметичный барьер покрыт изоляционным блоком 13 теплоизоляционного барьера основного элемента стены резервуара. Изоляционный блок 13 подробно показан на фиг. 4. Этот блок имеет общую конструкцию, аналогичную конструкции блока 1, т.е. трехслойную конструкцию, образованную пенополиуретаном между двумя фанерными плитами. Опорная плита 13а, на которую опирается металлический лист 11, имеет выступающие части 30 по четырем углам. Для крепления этих изоляционных блоков 13 используют выступающие части 30 и штифты 8. На верхней грани изоляционного блока 13 находятся две соединительные полосы 14а, 14b, изготовленные из металла и помещающиеся в углублениях в изоляционном блоке 13 во избежание увеличения его толщины. Полосы 14а, 14b проходят параллельно краям блока 13 и закреплены в углублениях в нем, как описано выше применительно к полосам 5 и 6.

Наконец, на фиг. 1 в направлении наискось вниз и вправо от элемента 13 показано размещение металлического листа 15, образующего герметичный барьер основного элемента резервуара. Этот лист 15 может быть изготовлен из нержавеющей стали толщиной приблизительно 1,2 мм, содержит сгибы, проходящие вдоль осей симметрии прямоугольника, который он образует, как уже описано применительно к металлическим листам 11. Эти сгибы, обозначенные позициями 16а, 16b, могут иметь рельеф на стороне несущей стены 3, но также могут иметь рельеф внутри резервуара. Сгибы 16а, 16b на фиг. 2, как и на фиг. 5 и 6, обращены внутрь резервуара.

На фиг. 5 и 6 проиллюстрирован один из вариантов осуществления, в котором металлические листы 11 содержат сгиб 12а, помещающийся в зазоре 10 и показанный пунктирной линией. Соседние листы вспомогательного герметичного барьера сварены внахлестку, при этом область сварки обозначена позицией 17. На соединительной полосе 6 выполнен сварной шов, которым к ее основанию приварены штифты 18, верхний конец которых снабжен резьбой, взаимодействующей со стопорным болтом 19. Этот стопорный болт находится в основании впадины, наружная кромка 20 которой помещается в углублении 21 в фанерной плите 13b, которая служит границей основного изоляционного барьера 13 по направлению внутрь резервуара. На основном изоляционном блоке установлен лист 15 с двумя линиями сгибов, рельеф которых обращен внутрь резервуара, при этом ортогональные сгибы сходятся и образуют узлы, а листы 15 герметично сварены и образуют основной герметичный барьер резервуара.

Соединительная полоса 6 является непрерывной при пересечении с соединительной полосой 5 и образует герметичную область 39, к которой вокруг штифта 18 могут быть приварены углы четырех листов 11. По существу, лист 11 не требуется перфорировать, чтобы позволить штифту 18 пройти через него в сторону основного элемента стены резервуара. На протяжении остальной длины соединительные полосы 5 и 6 предпочтительно состоят из прерывистых расположенных в ряд сегментов с целью ограничения напряжений, возникающих в результате теплового сжатия, в частности, напряжений в сварных стыках с листами 11.

На фиг. 7 и 8 показан один из вариантов средств крепления, позволяющих прижимать изоляционные блоки 13 основного теплоизоляционного барьера к металлической мембране 11 вспомогательного герметичного барьера. Эти средства крепления включают штифт 18, основание которого жестко прикреплено к фанерной плите 2b вспомогательного теплоизоляционного блока 1. Между гайкой 22 и выступающими частями 30 фанерных плит основных изоляционных блоков 13 помещается упругая распорка 23. За этот счет изоляционные блоки 13 основного теплоизоляционного барьера резервуара удерживаются на вспомогательном элементе резервуара, но при этом штифт 18 не достигает металлических листов 15 основного герметичного барьера.

На чертежах, в частности на фиг. 2, показаны прорези 40 для снятия напряжений глубиной приблизительно в половину толщины изоляционных блоков от обшивочной плиты. Эти прорези для снятия напряжений эффективно делят обшивочные плиты 2b и 13b на отдельные участки. Тем не менее, такие прорези для снятия напряжений необходимы не всегда, а в зависимости от свойств материала, используемого для изготовления изоляционных блоков, и испытываемых им напряжений. В одном из не проиллюстрированных вариантов осуществления изоляционный блок 1 или 13 не имеет прорезей для снятия напряжений, и обшивочная плита 2b или 13b является непрерывной.

На фиг. 9-12 показаны расположения сгибов на металлических листах вспомогательного герметичного барьера. Эти расположения также могут использоваться в основной мембране.

На фиг. 9 показано использование листов, содержащих непрерывный сгиб и прерывистый сгиб, ортогональный непрерывному сгибу. Листы двух типов 31 и 32 расположены попеременно. Края листов 31 и 32 показаны прерывистыми линиями. Сгибы показаны сплошными линиями. За счет этого получают мембрану с равномерной гибкостью в обоих направлениях.

В отличие от этого, на фиг. 10 показано использование только листа 32, у которого все сгибы, проходящие в одном направлении, являются непрерывными, а сгибы, проходящие в другом направлении, являются прерывистыми. На фиг. 11 показано, что поскольку у резервуара, рассчитанного на установку на судне, прерывистые сгибы проходят параллельно оси судна, а непрерывные сгибы проходят перпендикулярно этой оси, при транспортировке корпус судна деформируется в основном за счет деформации оси судна в вертикальной плоскости вследствие килевой качки.

На фиг. 12 показаны два других листа 51 и 52, которые могут использоваться для формирования герметичного барьера на перегородках, поперечных оси судна, как показано на фиг. 11.

На фиг. 14 и 15 показаны листы H и F со складками, которые могут использоваться вместо листов 51 и 52, показанных на фиг. 11, для формирования герметичного барьера на перегородках, поперечных оси судна. За счет этого образуются непрерывные линии гофров по ширине резервуара, а не по его высоте.

На фиг. 16 показан лист Ε со складками, которые могут использоваться как таковые или в сочетании с предыдущими вариантами осуществления для формирования герметичных барьеров.

На фиг. 17 показаны различные листы A-R со складками, включая листы согласно приведенным выше и другим примерам, которые могут использоваться как таковые или во множестве сочетаний осуществления для формирования герметичных барьеров.

Листы A-R со складками в каждом случае содержат простые сгибы или простые гофры, что облегчает их сборку с использованием герметичных сварных швов. Листы могут компоноваться множеством способов, в каждом случае обеспечивающих некоторое удлинение листов металлической мембраны в обоих направлениях плоскости. Предпочтительные компоновки показаны на фиг. 18-23.

В одном из не показанных вариантов попеременно используют листы двух типов, как показано на фиг. 22 и 23, но в этом случае листы Η и I, показанные на фиг. 17.

В одном из вариантов осуществления, проиллюстрированном на фиг. 24, 25 и 26, изоляционный блок 1 теплоизоляционного барьера вспомогательного элемента содержит две серии ортогональных прорезей 53а, 53b. Каждая из серий прорезей 53а, 53b параллельна противоположным сторонам изоляционного блока 1. В этом случае каждый изоляционный блок 1 содержит две прорези 53а, проходящие в его продольном направлении, и восемь прорезей 53b, проходящих поперечно его продольному направлению. Прорези 53а проходят по всей длине изоляционного блока 1, а прорези 53b проходят по всей его ширине. Следовательно, в этом случае соединительные полосы 5, 6, к которым приварены края листов 11 вспомогательного герметичного барьера, являются прерывистыми.

Кроме того, как показано на фиг. 25, металлические листы 11 вспомогательного герметичного барьера содержат две серии сгибов 12а, 12b, 12с, 12d. Каждая серия содержит сгибы, перпендикулярные сгибам другой серии. Помимо этого, каждая серия содержит один из ортогональных сгибы 12а, 12b, который помещается в зазорах 10 между изоляционными блоками 1, и множество дополнительных сгибов 12с, 12d, параллельных сгибам 12а, 12b. Дополнительные сгибы 12с, 12d идентичны сгибам 12а и 12b и образуют рельефы, обращенные в сторону несущей стены 3. Дополнительные сгибы входят в прорези 53а, 53b в изоляционных блоках 1. Такой вариант осуществления обеспечивает дополнительное повышение гибкости вспомогательного герметичного барьера.

На фиг. 27 пунктирными линиями показаны сгибы 12а, 12b листов 11 металлической мембраны вспомогательного элемента. Кроме того, показано положение просвечивающего изоляционного блока 1 вспомогательного теплоизоляционного барьера 10. Также показано положение изоляционного блока 13 основного теплоизоляционного барьера, прикрепленного к изоляционным блокам 1 вспомогательного теплоизоляционного барьера 10. В этом варианте осуществления основной герметичный барьер содержит больше листов 11, чем изоляционные блоки 1. В этом случае основной герметичный барьер содержит вдвое больше листов 11, чем изоляционные блоки 13. Соответственно, длина листов 11 преимущественно равна длине изоляционных блоков 1, а их ширина составляет преимущественно половину ширины изоляционных блоков. Следовательно, часть листов 11 приварена внахлестку к четырем соседним изоляционным блокам 1. Остальная часть листов 11 приварена внахлестку только к двум соседним изоляционным блокам 1. Листы содержат три соединительные полосы 5а, 5b, 6 для крепления к изоляционным блокам 1. Соединительная полоса 5а проходит поперечно изоляционному блоку 1. Соединительные полосы 5а, 5b проходят в продольном направлении изоляционного блока 1.

Каждый из листов 11, приваренных внахлестку к четырем соседним изоляционным блокам 1, содержит ортогональные сгибы 12а, 12b, входящие в зазоры 10 между изоляционными блоками 1. Каждый из листов 11, приваренных внахлестку к двум соседним изоляционным блокам 1, содержит только один сгиб 12b, помещающийся между двумя соседними изоляционными блоками 1, между которыми он проходит.

По центру пересечения соединительной полосы 6 и соединительных полос 5а, 5b изоляционные блоки 1 содержат штифт 18, выступающий внутрь резервуара и обеспечивающий крепление изоляционных блоков 13 основного теплоизоляционного барьера.

Вариант осуществления, проиллюстрированный на фиг. 28, преимущественно аналогичен варианту осуществления, проиллюстрированному на фиг. 27. Тем не менее, в этом варианте осуществления листы 11 являются одинаковыми, и каждый из них содержит два ортогональных сгиба 12а, 12b. Следовательно, изоляционные блоки 1 содержат срединную прорезь 53е, проходящую в их продольном направлении. Срединные прорези 53е обеспечивают размещение сгибов 12а, проходящих в продольном направлении листов 11, приваренных внахлестку к двум соседним изоляционным блокам 1.

Путем изменения различных признаков, в частности, шага гофров, числа гофров на лист, длины прерывистых гофров (числа участков), формы пересечений гофров, т.е. пересечение секущих или несекущих плоскостей, ориентации непрерывных гофров, т.е. продольной или поперечной ориентации, и ориентации самих листов, т.е. горизонтальной или вертикальной ориентации (с поворотом на 90°) и использования сочетаний таких изменений, могут быть реализованы другие варианты гофрированных листов и другие сочетания.

Описанные выше резервуары могут применяться в сооружениях различных типов, таких как береговые сооружения, в плавучей конструкции, такой как судно для перевозки СПГ и др.

На фиг. 13 показан местный разрез судна 70 для транспортировки СПГ, иллюстрирующий герметичный изолированный резервуар 71 общей призматической формы, встроенный в двойной корпус 72 судна. Стена резервуара 71 содержит основной герметичный барьер, рассчитанный на контакт с СПГ, содержащимся в резервуаре, вспомогательный герметичный барьер между первым герметичным барьером и двойным корпусом судна, и два теплоизоляционных между, соответственно, первым герметичным барьером и вторым герметичным барьером и между вторым герметичным барьером двойным корпусом 72 судна.

Погрузочно-разгрузочные трубы на верхней палубе судна могут быть известным способом с использованием соответствующих соединителей соединены с морским или береговым терминалом для транспортировки СПГ из резервуара 71 или в резервуар 71.

На фиг. 13 проиллюстрирован один из примеров морского терминала, содержащего погрузочно-разгрузочную станцию 75, подводный трубопровод 76 и береговое хранилище 77. Погрузочно-разгрузочной станцией 75 является стационарное морское сооружение, содержащее подвижный рукав 74 и вышку 78, на которую опирается подвижный рукав 74. Подвижный рукав 74 содержит пучок изолированных гибких шлангов 79, которые могут подсоединяться к погрузочно-разгрузочным трубам 73. Ориентируемый подвижный рукав 74 может быть адаптирован к судам для перевозки СПГ всех размеров. Внутри мачты 78 проходит (не показанная) соединительная труба. Погрузочно-разгрузочная станция 75 позволяет осуществлять погрузку СПГ на судно 70 для перевозки СПГ из берегового хранилища 77 и разгрузку СПГ с судна 70 для перевозки СПГ в береговое хранилище 77. Береговое хранилище 77 содержит резервуары 80 для сжиженного газа и соединительные трубы 81, соединенные посредством подводного трубопровода 76 с погрузочно-разгрузочной станцией 75. Подводный трубопровод 76 позволяет транспортировать сжиженный газ между погрузочно-разгрузочной станцией 75 и береговым хранилищем 77 на большое расстояние, например, 5 км, что означает, что судно 70 для перевозки СПГ может находиться на большом расстоянии от берега во время операций погрузки и разгрузки.

Для создания давления, необходимого транспортировки сжиженного газа, используются насосы на борту судна 70 и/или насосы, которыми оснащено береговое хранилище 77 и/или погрузочно-разгрузочная станция 75.

Хотя изобретение описано на примере множества частных вариантов осуществления, ясно, что оно никоим образом не ограничено ими и включает все технические эквиваленты описанных средств, а также их сочетания, если они входят в объем изобретения.

Использование глагола "включает" или "содержит" и его сопряженных форм не исключает наличие других элементов или стадий помимо тех, которые заявлены. Если не указано иное, использование единственного числа в отношении какого-либо элемента или стадии не исключает наличие множества таких элементов или стадий.

Приведенные в формуле изобретения позиции в скобках не должны интерпретироваться как ограничение объема притязаний.

Устройство относится к криогенной технике. Герметичный и изотермический резервуар встроен в конструкцию с несущей стеной (3), к которой примыкает стена резервуара. Теплоизоляционный барьер установлен на несущей стене (3) и образован изоляционными блоками (1) в форме прямоугольных параллелепипедов, размещенных параллельными рядами, отделенными друг от друга зазорами (10). Герметичный барьер установлен на теплоизоляционном барьере и содержит металлическую мембрану из металлических листов (11), герметично сваренных друг с другом. На поверхности каждого изоляционного блока теплоизоляционного барьера, противоположной несущей стене (3), находятся по меньшей мере две преимущественно ортогональные металлические соединительные полосы (5, 6). Они проходят параллельно сторонам изоляционного блока и к ним приварены листы (11) металлической мембраны, установленной на изоляционном блоке. При этом соединительные полосы жестко соединены с изоляционным блоком, на котором они расположены. Каждый из множества листов (11) металлической мембраны содержит по меньшей мере два ортогональных сгиба (12а, 12b), параллельных сторонам теплоизоляционных блоков (1) и помещающихся в зазорах (10) между изоляционными блоками. Судно для транспортировки холодного жидкого продукта, имеющее двойной корпус, внутри которого установлен вышеописанный резервуар. Применение судна с целью погрузки или разгрузки судна путем подачи холодного жидкого продукта по изолированным трубам из берегового или плавучего хранилища в резервуар на судне или в береговое или плавучее хранилище из резервуара на судне. Система транспортировки холодного жидкого продукта, содержащая вышеописанное судно, изолированные трубы соединяющие резервуар, установленный в корпусе судна, с береговым или плавучим хранилищем, и насос для подачи потока холодного жидкого продукта по изолированным трубам от или до плавучего или берегового хранилища до или от резервуара на судне. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 28 ил.

1. Герметичный и изотермический резервуар, встроенный в конструкцию, имеющую несущую стену (3), к которой примыкает стена резервуара, содержащая:

теплоизоляционный барьер, установленный на несущей стене (3) и образованный изоляционными блоками (1) в форме прямоугольных параллелепипедов, размещенных параллельными рядами, отделенными друг от друга зазорами (10),

герметичный барьер, установленный на теплоизоляционном барьере и содержащий металлическую мембрану из металлических листов (11), герметично сваренных друг с другом,

на поверхности каждого изоляционного блока теплоизоляционного барьера, противоположной несущей стене (3), находятся по меньшей мере две преимущественно ортогональные металлические соединительные полосы (5, 6), которые проходят параллельно сторонам изоляционного блока и к которым приварены листы (11) металлической мембраны, установленной на изоляционном блоке, при этом соединительные полосы жестко соединены с изоляционным блоком, на котором они расположены,

каждый из множества листов (11) металлической мембраны содержит по меньшей мере два ортогональных сгиба (12а, 12b), параллельных сторонам теплоизоляционных блоков (1) и помещающихся в зазорах (10) между изоляционными блоками.

2. Резервуар по п. 1, отличающийся тем, что стена резервуара содержит основной элемент и вспомогательный элемент, расположенный между несущей стеной и основным элементом, при этом как основной элемент, так и вспомогательный элемент содержат теплоизоляционный барьер из изоляционных блоков в форме прямоугольных параллелепипедов (1, 13), размещенных параллельными рядами, и герметичный барьер, находящийся на теплоизоляционном барьере, теплоизоляционный барьер вспомогательного элемента жестко соединен с несущей стеной (3), а теплоизоляционный барьер основного элемента жестко соединен соединительными средствами (8, 18) с теплоизоляционным барьером вспомогательного элемента.

3. Резервуар по п. 2, отличающийся тем, что герметичный барьер вспомогательного элемента образован металлической мембраной, содержащей множество листов (11), каждый из которых содержит по меньшей мере два ортогональных сгиба (12а, 12b), параллельных сторонам теплоизоляционных блоков (1) и помещающихся в зазорах (10) между изоляционными блоками вспомогательного элемента.

4. Резервуар по п. 3, отличающийся тем, что листы (11) металлической мембраны вспомогательного элемента изготовлены из сплава железа с никелем или марганцем с коэффициентом расширения не более 7×10^-6 K^-1.

5. Резервуар по любому из пп. 2-4, отличающийся тем, что герметичный барьер основного элемента изготовлен из металлических листов (15), герметично сваренных друг с другом, при этом сгибы (16а, 16b) обращены внутрь резервуара.

6. Резервуар по любому из пп. 2-4, отличающийся тем, что изоляционный блок (1, 13) теплоизоляционного барьера содержит опорную плиту (2а, 13а), на которой находится слой вспененного материала, при этом опорная плита выступает за вспененный материал.

7. Резервуар по п. 6, отличающийся тем, что изоляционный блок (1) теплоизоляционного барьера вспомогательного элемента прижат к несущей стене (3) с помощью креплений (9), приваренных к несущей стене и взаимодействующих с выступающими участками опорных плит (2а) изоляционного блока.

8. Резервуар по любому из пп. 2-4, отличающийся тем, что изоляционный блок (1) теплоизоляционного барьера вспомогательного элемента закреплен на несущей стене путем сцепления.

9. Резервуар по любому из пп. 2-4, отличающийся тем, что каждый изоляционный блок (1) теплоизоляционного барьера вспомогательного элемента содержит две соединительные полосы (5, 6), которые проходят вдоль двух осей симметрии прямоугольника, образованного большой гранью изоляционного блока (1).

10. Резервуар по п. 9, отличающийся тем, что средство крепления теплоизоляционного барьера основного элемента содержит непрерывную металлическую плиту, расположенную на пересечении двух соединительных полос (5, 6) по центру прямоугольника каждого изоляционного блока (1) вспомогательного элемента и образующую герметичную область (39), к которой вокруг упомянутого средства крепления могут быть приварены углы четырех листов (11), и выступающий элемент (8, 18), пересекающий герметичный барьер вспомогательного элемента, но не достигающий герметичного барьера основного элемента.

11. Резервуар по п. 10, отличающийся тем, что выступающими элементами являются штифты (8, 18), основания которых прикреплены к непрерывной металлической плите, расположенной на пересечении двух соединительных полос изоляционного блока вспомогательного элемента, а между гайкой (19, 22), взаимодействующей с резьбой, которой снабжен свободный конец штифта, и выступающими частями плит изоляционных блоков теплоизоляционного барьера основного элемента помещается промежуточная часть.

12. Резервуар по любому из пп. 2-4, отличающийся тем, что каждый изоляционный блок (13) теплоизоляционного барьера основного элемента содержит две соединительные полосы (14а, 14b), расположенные вблизи края большой грани изоляционного блока.

13. Резервуар по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что соединительные полосы (5, 6, 14а, 14b) изоляционного блока (1, 13) помещаются в углублениях в изоляционном блоке, на котором они находятся, во избежание увеличения толщины соответствующей грани изоляционного блока.

14. Резервуар по п. 13, отличающийся тем, что соединительная полоса (5, 6, 14а, 14b) изоляционного блока закреплена в углублении винтами, скобами, клепками или путем сцепления.

15. Резервуар по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что соседние металлические листы (11, 15) герметичного барьера сварены внахлестку вровень с соответствующими соединительными полосами (5, 6, 14а, 14b) на теплоизоляционном барьере.

16. Резервуар по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что металлические листы (11), образующие герметичный барьер, являются прямоугольными, и каждый из них содержит два сгиба, проходящих вдоль осей симметрии прямоугольника, образованного краями прямоугольного листа.

17. Резервуар по п. 16, отличающийся тем, что два сгиба листа (11) герметичного барьера пересекаются по центру прямоугольного листа.

18. Резервуар по п. 16, отличающийся тем, что один из сгибов листа (11) герметичного барьера является непрерывным, а другой прерывается на его центральном участке.

19. Резервуар по п. 18, отличающийся тем, что герметичный барьер содержит листы (31) первого типа, содержащие непрерывный сгиб, проходящий вдоль их главной оси, и листы (32) второго типа, содержащие непрерывный сгиб, проходящий вдоль их малой оси, при этом листы первого и второго типов (31, 32) регулярно чередуются на стене резервуара таким образом, что один лист одного из типов всегда окружен четырьмя листами другого типа, расположенными вдоль его четырех сторон.

20. Резервуар по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что каждый изоляционный блок (1) теплоизоляционного барьера содержит две серии ортогональных прорезей (53а, 53b), прорези (53а, 53b) каждой из серий проходят параллельно двум противоположным сторонам изоляционного блока (1), каждый из листов (11) металлической мембраны содержит две серии дополнительных сгибов (12c, 12d), при этом каждая из серий содержит сгибы (12c, 12d), проходящие ортогонально сгибам (12d, 12c) другой серии, параллельно одному из двух сгибов (12а, 12b), входящих в зазоры (10), и входят в прорези (53а, 53b) одной из серий прорезей в изоляционном блоке (1).

21. Резервуар по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что металлическая мембрана содержит второе множество листов (11), каждый из которых содержит один сгиб (12а), параллельный двум противоположным сторонам изоляционных блоков (1) и входящий в зазор (10) между двумя изоляционными блоками.

22. Резервуар по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что каждый изоляционный блок (1) теплоизоляционного барьера содержит прорезь, параллельную двум противоположным сторонам изоляционных блоков, а металлическая мембрана содержит второе множество листов, каждый из которых содержит сгиб (12а), входящий в прорезь (53е) в изоляционном блоке (1), и сгиб (12b), входящий в зазор (10) между двумя изоляционными блоками.

23. Судно (70) для транспортировки холодного жидкого продукта, имеющее двойной корпус (72), внутри которого установлен резервуар (71) по любому из пп. 1-4.

24. Применение судна (70) по п. 23 с целью погрузки или разгрузки судна (70) путем подачи холодного жидкого продукта по изолированным трубам (73, 79, 76, 81) из берегового или плавучего хранилища (77) в резервуар (71) на судне или в береговое или плавучее хранилище (77) из резервуара (71) на судне.

25. Система транспортировки холодного жидкого продукта, содержащая судно (70) по п. 23, изолированные трубы (73, 79, 76, 81), соединяющие резервуар (71), установленный в корпусе судна, с береговым или плавучим хранилищем (77), и насос для подачи потока холодного жидкого продукта по изолированным трубам от или до плавучего или берегового хранилища до или от резервуара на судне.