ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ГЕРМЕТИЧНЫЙ РЕЗЕРВУАР Российский патент 2021 года по МПК F17C3/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области герметичных и теплоизоляционных резервуаров, имеющих мембраны, для хранения и/или транспортировки текучей среды, например, сжиженного газа.

Герметичные и теплоизоляционные резервуары с мембранами используются, в частности, 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 приёма сжиженного природного газа, который используется в качестве топлива для приведения в движение плавучей конструкции.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В документе WO-A-89/09909 раскрыт герметичный и теплоизоляционный резервуар для хранения сжиженного природного газа, расположенный в несущей конструкции, стенки которого имеют многослойную конструкцию, а именно в направлении снаружи внутрь резервуара вспомогательный теплоизолирующий барьер, закреплённый на несущей конструкции, вспомогательную уплотнительную мембрану, поддерживаемую вспомогательным теплоизолирующим барьером, основной теплоизолирующий барьер, поддерживаемый вспомогательной уплотнительной мембраной, и основную уплотнительную мембрану, поддерживаемую основным теплоизолирующим барьером и предназначенную для контакта со сжиженным природным газом, хранящимся в резервуаре. Основной изолирующий барьер содержит узел из жёстких пластин, удерживаемых за счёт опор для присоединения сваркой вспомогательной уплотнительной мембраны.

В одном варианте осуществления основная уплотнительная мембрана образована узлом из прямоугольных листов, содержащих гофры в двух перпендикулярных направлениях, причём листы приварены друг к другу с перекрытием и приварены краями к металлическим полосам, закреплённым в пазах вдоль краёв пластин основного изолирующего барьера.

В документе EP-A-0064886 описаны другие герметичные и теплоизоляционные резервуары и углы этих резервуаров. В первом варианте осуществления угла резервуара основной уплотнительный барьер состоит из гофрированного стального листа для криогенных температур. В другом варианте осуществления угла основной уплотнительный барьер состоит из плоского листа из инвара.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одна идея, лежащая в основе изобретения, заключается в обеспечении стенки резервуара, сочетающей в себе преимущества вспомогательной мембраны, образованной параллельными поясами резервуара, прочность которых подтверждена опытом, и гофрированной основной мембраны, которая может иметь очень хорошую устойчивость к случайным воздействиям и другим напряжениям, возникающим, например, в результате теплового сжатия, перемещений груза и/или деформации судовой балки в море.

Другая идея, лежащая в основе изобретения, заключается в обеспечении угловой конструкции для стенки резервуара, которая относительно проста в изготовлении.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение обеспечивает герметичный и теплоизоляционный резервуар, встроенный в несущую конструкцию, причём резервуар содержит первую стенку резервуара, прикреплённую к первой несущей стенке, и вторую стенку резервуара, прикреплённую ко второй несущей стенке, которая соединяется с первой несущей стенкой в области ребра несущей конструкции, в котором

каждая из первой и второй стенок резервуара содержит основную уплотнительную мембрану, предназначенную для контакта с продуктом, содержащимся в резервуаре, вспомогательную уплотнительную мембрану, расположенную между основной уплотнительной мембраной и несущей стенкой, основной изолирующий барьер, расположенный между основной уплотнительной мембраной и вспомогательной уплотнительной мембраной, и вспомогательный изолирующий барьер, расположенный между вспомогательной уплотнительной мембраной и несущей стенкой,

вспомогательная уплотнительная мембрана содержит множество поясов резервуара из сплава, имеющего низкий коэффициент расширения, причём пояс резервуара имеет плоский центральный участок, опирающийся на верхнюю поверхность вспомогательного изолирующего барьера, и два приподнятых края, выступающих внутрь резервуара относительно центрального участка, при этом пояса резервуара расположены смежно друг с другом и герметично приварены друг к другу в области приподнятых краёв,

основная уплотнительная мембрана содержит металлические пластины, имеющие первые параллельные гофры, вторые гофры, перпендикулярные первым гофрам, и плоские участки, расположенные между первыми гофрами и между вторыми гофрами и опирающиеся на верхнюю поверхность основного изолирующего барьера.

В соответствии с одним вариантом осуществления стенка резервуара содержит вспомогательную металлическую балку, расположенную параллельно ребру и прикреплённую к первой и второй несущим стенкам, причём металлическая балка содержит первое плоское крыло, параллельное первой несущей стенке, и второе плоское крыло, параллельное второй несущей стенке, причём два плоских крыла жёстко соединены друг с другом в области зоны соединения, и каждое из первого и второго плоских крыльев имеет принимающий участок, протяжённый на расстоянии от ребра относительно зоны соединения, к которому приварен концевой участок поясов резервуара вспомогательной уплотнительной мембраны.

В соответствии с одним вариантом осуществления стенка резервуара содержит основной угловой компонент, опирающийся на внутреннюю поверхность первого и второго плоских крыльев вспомогательной балки, причём основной угловой компонент содержит металлический угловой элемент, к которому приварен концевой участок основной уплотнительной мембраны первой и второй стенок резервуара, и жёсткий изоляционный компонент, расположенный между металлическим угловым элементом и вспомогательной балкой,

и удерживающие элементы, которые удерживают основной угловой компонент на вспомогательном изолирующем барьере первой и второй стенок резервуара или на первой и второй несущих стенках, причём удерживающие элементы выполнены с возможностью герметичного прохождения через вспомогательную уплотнительную мембрану первой и второй стенок резервуара.

В соответствии с другими предпочтительными вариантами осуществления резервуар может иметь один или более следующих признаков.

Крепление вспомогательной балки к несущей конструкции может быть выполнено различными способами. В соответствии с одним вариантом осуществления каждое из первого и второго плоских крыльев дополнительно имеет анкерный участок, протяжённый в направлении несущей конструкции относительно зоны соединения, причём анкерный участок первого плоского крыла и второго плоского крыла соединён со второй несущей стенкой и первой несущей стенкой соответственно.

Соединение между анкерным участком плоского крыла и несущей стенкой может быть выполнено различными способами, например, с помощью болтового крепления, сварки или т.п. В соответствии с одним вариантом осуществления на первой несущей стенке и второй несущей стенке соответственно установлена анкерная пластина, расположенная на расстоянии от ребра, по существу равном толщине вспомогательного изоляционного барьера, и анкерный участок первого плоского крыла и второго плоского крыла приварен к анкерной пластине соответственно, предпочтительно к поверхности анкерной пластины, удалённой от ребра.

Вспомогательный изоляционный барьер может быть изготовлен различными способами. В соответствии с одним вариантом осуществления вспомогательный изолирующий барьер содержит множество смежных вспомогательных изоляционных панелей параллелепипедной формы.

Удерживающие элементы могут быть выполнены с возможностью удерживания основного углового компонента на вспомогательном изолирующем барьере и/или на несущей стенке каждой из двух стенок резервуара.

В соответствии с одним вариантом осуществления удерживающий элемент содержит металлический стержень, прикреплённый к верхней поверхности вспомогательной изоляционной панели на уровне основного углового компонента и выступающий через вспомогательную уплотнительную мембрану для взаимодействия с жёстким изоляционным компонентом.

В соответствии с одним вариантом осуществления удерживающий элемент содержит основание, прикреплённое к несущей стенке на уровне основного углового компонента, и соединитель, удерживаемый на основании и проходящий через толщину вспомогательного изолирующего барьера и вспомогательную уплотнительную мембрану для взаимодействия с жёстким изоляционным компонентом.

Соединитель может взаимодействовать или может не взаимодействовать со вспомогательными изоляционными панелями. В соответствии с одним вариантом осуществления соединитель содержит вспомогательный соединитель, взаимодействующий со вспомогательной изоляционной панелью для удержания вспомогательной изоляционной панели на несущей стенке, и основной соединитель, установленный на вспомогательном соединителе и взаимодействующий с жёстким изоляционным компонентом для удержания жёсткого изоляционного компонента.

Вспомогательная уплотнительная мембрана может быть изготовлена различными способами. В соответствии с одним вариантом осуществления по меньшей мере в одной стенке резервуара продольное направление пояса резервуара перпендикулярно ребру, причём вспомогательная уплотнительная мембрана дополнительно содержит ряд концевых металлических листов, имеющих плоский край, который образует концевой участок поясов резервуара вспомогательной уплотнительной мембраны, приваренный к вспомогательной балке, причём концевые металлические листы имеют приподнятые края, параллельные продольному направлению поясов резервуара и постепенно сужающиеся в направлении вспомогательной балки. Дополнительная информация о такой мембране, например, приведена в документе WO-A-2012072906.

Приподнятые края вспомогательной мембраны могут заканчиваться на расстоянии, которое меньше или больше, чем угол резервуар. Предпочтительно приподнятые края продолжаются, по меньшей мере, под участком основного углового компонента. Для этого существует несколько вариантов.

В соответствии с одним вариантом осуществления жёсткий изоляционный компонент основного углового компонента содержит множество сегментов, расположенных смежно друг с другом в направлении ребра, и приподнятые края концевых металлических листов входят в промежутки между смежными сегментами.

В соответствии с одним вариантом осуществления жёсткий изоляционный компонент содержит пазы, образованные в продольном направлении поясов резервуара на поверхности жёсткого изоляционного компонента, опирающегося на плоское крыло вспомогательной балки, и приподнятые края концевых металлических листов входят в пазы.

Благодаря таким промежуткам или пазам, можно продолжить приподнятые края под основным угловым компонентом вплоть до положения, относительно близкого к ребру, что улучшает гибкость вспомогательной мембраны в направлении, параллельном ребру и позволяет ограничить интенсивность усилий, которые должны восприниматься в области концов ребра. Концы ребра, в частности, могут представлять собой трёхгранные зоны, расположенные на пересечении нескольких рёбер.

В соответствии с одним вариантом осуществления первая вспомогательная изоляционная панель, расположенная между несущей стенкой и соответствующим плоским крылом вспомогательной балки, содержит покрывную пластину, пластину основания и разделители, протяжённые в направлении толщины стенки резервуара между пластиной основания и покрывной пластиной для удержания пластины основания и покрывной пластины на расстоянии друг от друга,

а вторая вспомогательная изоляционная панель, расположенная дальше от ребра, чем первая вспомогательная изоляционная панель, содержит покрывную пластину, пластину основания и конструкционный изоляционный вспененный материал, расположенный между пластиной основания и покрывной пластиной, так что покрывная пластина удерживается на расстоянии от пластины основания за счёт конструкционного изоляционного вспененного материала.

Благодаря такой конструкции, можно использовать вспомогательные изоляционные панели на основе конструкционного изоляционного вспененного материала на больших участках стенки резервуара для использования преимущества лучших теплоизоляционных свойств этих панелей. Однако вспомогательные изоляционные панели, имеющие разделители, протяжённые в направлении толщины, используются вблизи ребра и дополнительно, при необходимости, в любой другой зоне стенки резервуара, где сильнее сжимающие напряжения, для использования преимущества более высокой устойчивости этих панелей к напряжениям.

Основной изолирующий барьер может быть изготовлен различными способами. В соответствии с одним вариантом осуществления основной изолирующий барьер содержит множество смежных основных изоляционных панелей параллелепипедной формы.

В соответствии с одним вариантом осуществления основная изоляционная панель, смежная с основным угловым компонентом, содержит покрывную пластину, пластину основания и конструкционный изоляционный вспененный материал, расположенный между пластиной основания и покрывной пластиной, так что покрывная пластина удерживается на расстоянии от пластины основания за счёт конструкционного изоляционного вспененного материала. Основные изоляционные панели на основе конструкционного изоляционного вспененного материала также могут использоваться на больших участках стенки резервуара для использования преимущества лучших теплоизоляционных свойств этих панелей.

Основная уплотнительная мембрана может быть изготовлена различными способами. В соответствии с вариантами осуществления первые и вторые гофры могут быть непрерывными или могут прерываться в области пересечения между первыми и вторыми гофрами.

В соответствии с одним вариантом осуществления первые гофры основной уплотнительной мембраны протяжены перпендикулярно ребру, причём основная уплотнительная мембрана содержит колпачковые компоненты, приваренные к металлическому угловому элементу для закрытия первых гофров. Заглушающий компонент известен, например, из документа WO-A-2014167228.

В соответствии с одним вариантом осуществления первые гофры основной уплотнительной мембраны продолжаются перпендикулярно ребру, причём основная уплотнительная мембрана содержит гофрированный угловой компонент, приваренный к металлическому угловому элементу для соединения первого гофра первой стенки резервуара с первым гофром второй стенки резервуара. Гофрированный угловой компонент известен, например, из документа FR-A-2739675.

Вспомогательная балка может иметь относительно большую или небольшую длину. В соответствии с одним вариантом осуществления вспомогательная балка содержит по меньшей мере два сегмента балки, расположенных смежно друг с другом вдоль ребра с промежутком между ними, и соединительный элемент, расположенный в этом промежутке для соединения двух сегментов балки, причём соединительный элемент содержит первое плоское крыло, приваренное так, чтобы перекрывать первые плоские крылья двух сегментов балки, и второе плоское крыло, приваренное так, чтобы перекрывать вторые плоские крылья двух сегментов балки.

Таким образом, вспомогательная балка может быть изготовлена из множества последовательных элементов, каждый из которых имеет длину, например, от 1 до 3 м, что упрощает обслуживание.

В соответствии с одним вариантом осуществления текучая среда представляет собой сжиженный газ, например, сжиженный природный газ.

Такой резервуар может быть частью наземного хранилища, например, для хранения сжиженного природного газа, или может быть установлен на плавучей конструкции, прибрежной или глубоководной, в частности, на танкере для транспортировки сжиженного природного газа, 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 танкер для транспортировки криогенной текучей среды содержит двойной корпус и вышеупомянутый резервуар, расположенный в двойном корпусе.

В соответствии с одним вариантом осуществления двойной корпус содержит внутренний корпус, который образует несущую конструкцию резервуара.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также предлагает способ загрузки или разгрузки танкера, в котором текучую среду подают по изолированным трубопроводам из плавучего или наземного хранилища в резервуар танкера или наоборот.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также предлагает систему передачи текучей среды, причем система содержит вышеупомянутый танкер, изолированные трубопроводы, расположенные так, чтобы соединять резервуар, установленный в корпусе танкера с плавучим или наземным хранилищем, и насос для подачи текучей среды по изолированным трубопроводам из плавучего или наземного хранилища в резервуар танкера или из резервуара танкера в плавучее или наземное хранилище.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение станет более понятным, и другие задачи, детали, признаки и преимущества станут более очевидными из следующего далее описания некоторых конкретных вариантов осуществления изобретения, приведённых исключительно в качестве неограничивающего примера со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

фиг. 1 представляет вид в разрезе резервуара в области угла, образованного двумя стенками, в соответствии с первым вариантом осуществления;

фиг. 2 представляет вид, аналогичный фиг. 1, иллюстрирующий второй вариант осуществления;

фиг. 3 представляет схематический вид в разрезе основного углового компонента в соответствии с одним вариантом осуществления;

фиг. 4 представляет схематический вид в перспективе соединительного элемента для вспомогательной балки стенки резервуара;

фиг. 5 представляет схематическую иллюстрацию с вырезом резервуара танкера для транспортировки сжиженного природного газа и терминала для загрузки/разгрузки этого резервуара.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Стенка резервуара прикреплена к стенке несущей конструкции. Условно выражения «над» или «выше» относятся к положению, находящемуся ближе к внутренней стороне резервуара, а выражения «под» или «ниже относятся к положению, находящемуся ближе к несущей конструкции, независимо от ориентации стенки резервуара относительно гравитационного поля Земли.

Фиг. 1 иллюстрирует многослойную конструкцию двух стенок 1 и 101 герметичного и теплоизоляционного резервуара для хранения сжиженной текучей среды, например, сжиженного природного газа (СПГ). Каждая стенка 1, 101 резервуара содержит последовательно в направлении толщины от наружной стороны к внутренней стороне резервуара вспомогательный теплоизолирующий барьер 2, 102, удерживаемый на несущей стенке 3, 103, вспомогательную уплотнительную мембрану 4, 104, опирающуюся на вспомогательный теплоизолирующий барьер 2, 102, основной теплоизолирующий барьер 5, 105, опирающийся на вспомогательную уплотнительную мембрану 4, 104, и основную уплотнительную мембрану 6, 106, предназначенную для контакта со сжиженным природным газом, содержащимся в резервуаре.

Несущая конструкция 3, в частности, может быть образована корпусом или двойным корпусом судна. Несущая конструкция 3 содержит множество несущих стенок 3, 103, которые определяют общую форму резервуара, как правило, многогранную форму. Две несущие стенки 3 и 103 сходятся в области ребра 100, образуя двугранный угол, который может иметь разные значения. В данном случае показан угол 90°.

Вспомогательный теплоизолирующий барьер 2, 102 содержит множество вспомогательных изоляционных панелей 7, 107, прикреплённых к несущей конструкции 3, 103 с использованием удерживающих устройств 98, 198, известных в уровне техники. Вспомогательные изоляционные панели 7, 107 имеют в целом параллелепипедную форму и расположены рядами параллельно ребру 100. Между вспомогательными изоляционными панелями 7, 107 и несущей стенкой 3, 103 расположены валики 99, 199 мастики для компенсации отклонений несущей стенки 3, 103 от плоской контрольной поверхности. Между валиками 99, 199 мастики и несущей стенкой 3, 103 может быть вставлена крафт-бумага для предотвращения прилипания валиков 99, 199 мастики к несущей стенке 3, 103.

Вспомогательные изоляционные панели 7, 107 могут быть изготовлены в соответствии с различными конструкциями, известными в уровне техники.

В первом варианте осуществления вспомогательная изоляционная панель 7, 107 выполнена в виде короба, содержащего пластину основания, покрывную пластину и несущие перегородки, протяжённые в направлении толщины стенки 1 резервуара между пластиной основания и покрывной пластиной и ограничивающие множество отсеков, заполненных изоляционным наполнителем, например, перлитом, стекловатой или каменной ватой. В альтернативном варианте осуществления несущие перегородки заменены стойками, имеющими небольшое сечение по сравнению с полным сечением панели. Такая общая конструкция, например, описана в документе WO-A-2012/127141 или в документе WO-A-2017/103500.

Во втором варианте осуществления вспомогательная изоляционная панель 7, 107 содержит несущую пластину, покрывную пластину и, дополнительно, при необходимости, промежуточную пластину, например, выполненную из фанеры. Вспомогательная изоляционная панель 7, 107 также содержит один или более слоёв изоляционного вспененного полимерного материала, расположенных между пластиной основания, покрывной пластиной и дополнительной промежуточной пластиной и приклеенных к ним. Изоляционный вспененный полимерный материал, в частности, может представлять собой вспененный материал на основе полиуретана, дополнительно, при необходимости, армированный волокнами. Такая общая конструкция, например, описана в документе WO-A-2017/006044.

Предпочтительно вспомогательные изоляционные панели 7, 107 имеют разные конструкции в зависимости от их положения в стенке 1, 101 резервуара. Таким образом, вспомогательные изоляционные панели 7, 107 в соответствии с первым вариантом осуществления могут использоваться в концевой зоне стенки 1, 101 резервуара, расположенной наиболее близко к ребру 100, а вспомогательные изоляционные панели 7, 107 в соответствии со вторым вариантом осуществления могут использоваться в центральной зоне стенки 1, 101 резервуара, расположенной дальше от ребра 100.

Вспомогательная уплотнительная мембрана 4, 104 содержит непрерывный лист металлических поясов резервуара с приподнятыми краями. Пояса резервуара приварены своими приподнятыми краями к параллельным опорам 21, 121 для присоединения сваркой, закреплённым в пазах, сделанных в покрывных пластинах вспомогательных изоляционных панелей 7, 107. Пояса резервуара, например, выполнены из инвара®: то есть сплава железа и никеля, коэффициент 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. Дополнительная информация о непрерывном листе металлических поясов резервуара планок приведена, например, в документе WO-A-2012/072906.

Основной теплоизолирующий барьер 5 содержит множество основных изоляционных панелей 22, 122, имеющих в общем параллелепипедную форму. Основные изоляционные панели 22, 122 могут иметь длину и ширину, одинаковые или отличающиеся по длине и ширине вспомогательных изоляционных панелей 7, 107.

Также как вспомогательные изоляционные панели 7, 107, основные изоляционные панели 22, 122 могут быть изготовлены в соответствии с различными конструкциями, известными в уровне техники. Предпочтительно основная изоляционная панель 22, 122 имеет многослойную конструкцию, аналогичную второму варианту осуществления вспомогательной изоляционной панели 7, 107.

Предпочтительно основные изоляционные панели 22, 122 удерживаются на несущей конструкции соединителями, которые не показаны и которые могут использоваться для удержания как основных изоляционных панелей 22, 122, так и лежащих под ними вспомогательных изоляционных панелей 7, 107. Такой соединитель может содержать вспомогательный соединитель, взаимодействующий со вспомогательной изоляционной панелью 7, 107 для удержания вспомогательной изоляционной панели 7, 107 на несущей стенке 3, 103, и основной соединитель, установленный на вспомогательном соединителе и взаимодействующий с основной изоляционной панелью 22, 122.

Фиг. 1 также иллюстрирует, что основная уплотнительная мембрана 6, 106 содержит непрерывный металлический лист, имеющий два ряда взаимно перпендикулярных гофров. Первый ряд гофров 55, 155 протяжён перпендикулярно ребру 100. Второй ряд гофров 56, 156 протяжён параллельно ребру 100. Два ряда гофров могут иметь периодический регулярный интервал или нерегулярный интервал.

В одном варианте осуществления гофры 55, 155 и 56, 156 являются непрерывными и образуют пересечения между двумя рядами гофров. В другом варианте осуществления основная уплотнительная мембрана 6, 106 также может иметь два ряда взаимно перпендикулярных гофров с разрывами некоторых гофров в области пересечения между двумя рядами. Например, в данном случае разрывы могут быть распределены чередующимся образом в первом ряду гофров и втором ряду гофров, и в ряду гофров разрывы гофра смещены относительно разрывов смежного параллельного гофра. Смещение может быть равно расстоянию между двумя параллельными гофрами.

Основная уплотнительная мембрана 6, 106 может быть образована прямоугольным листом металлических пластин, приваренных друг к другу и образующих небольшие зоны перекрытия по краям, в соответствии с известной технологией. Основная мембрана 6, 106 прикреплена к основному изолирующему барьеру 5, 105 любыми подходящими средствами. Металлические анкерные полосы, которые не показаны, могут быть прикреплены к покрывным пластинам основных изоляционных панелей 22, 122 по контурам прямоугольных пластин. Таким образом, края прямоугольных пластин могут быть закреплены путём сварки вдоль анкерных полос. Анкерная полоса закреплена в углублении покрывной пластины с использованием любых подходящих средств, например, винтов или заклёпок.

Далее будет более подробно описана конструкция резервуара в области соединения между двумя стенками 1 и 101 резервуара.

Параллельно ребру 100 в направлении толщины вспомогательного изолирующего барьера 2, 102 расположена металлическая вспомогательная балка 30. Вспомогательная балка 30 содержит первое плоское крыло 31, протяжённое параллельно несущей стенке 3, и второе плоское крыло, протяжённое параллельно несущей стенке 103. Два крыла сходятся под прямым углом с использованием сварного соединения. В проиллюстрированном примере второе плоское крыло образовано двумя пластинами 321 и 322, приваренными к одной стороне и другой стороне первого крыла 31, которое может быть выполнено за одно целое или также может быть в виде нескольких пластин, приваренных друг к другу.

Участок первого крыла 31, протяжённый между несущей конструкцией и сварным соединением двух крыльев, представляет собой анкерный участок, соединённый с несущей стенкой 103 для восприятия сил со стороны вспомогательной мембраны 4. Таким же образом пластина 321 второго плоского крыла представляет собой анкерный участок, соединённый с несущей стенкой 3 для восприятия сил со стороны вспомогательной мембраны 104. Два анкерных участка могут быть приварены к двум анкерным пластинам 33, 133, предпочтительно к поверхности анкерной пластины 33, 133, удалённой от ребра 100.

Участок первого крыла 31, продолжающийся за пределы сварного соединения двух крыльев, представляет собой принимающий участок 34, к которому приварен конец поясов резервуара вспомогательной мембраны 4. Таким же образом пластина 322 второго плоского крыла представляет собой принимающий участок, к которому приварен конец поясов резервуара вспомогательной мембраны 104.

Пример размеров

В одном варианте осуществления вспомогательная балка 30 изготовлена из металлических листов, например, из инвара®, толщина которых составляет от 1 до 2 мм, например, 1,5 мм. Анкерные участки вспомогательной балки 30 могут иметь такую же толщину.

Пояса резервуара вспомогательной уплотнительной мембраны 4, 104 могут иметь толщину менее мм, например, 0,7 мм. Концевые металлические листы 25, 125 могут иметь большую толщину, но менее 1,5 мм, например, 1 мм.

В одном варианте осуществления основная уплотнительная мембрана 6, 106 имеет большую толщину, чем вспомогательная уплотнительная мембрана 4, 104, например, 1,2 мм.

Толщина анкерных пластин 3, 133 составляет, например, от 5 мм до 12 мм, в частности, приблизительно 8 мм.

Для изготовления вспомогательной балки 30 вдоль всего ребра 100 предпочтительно использовать несколько последовательных сегментов, длина которых адаптирована в соответствии с условиями обслуживания, например, составляет от 1 до 3 м для сегмента. Фиг. 4 иллюстрирует соединительный элемент 50, который может использоваться для соединения двух смежных сегментов вспомогательной балки 30. Соединительный элемент 50 содержит первое плоское крыло 51, которое должно быть приварено так, чтобы перекрывать первое крыло 31 двух смежных сегментов, и второе плоское крыло 52, которое должно быть приварено так, чтобы перекрывать пластину 322 двух смежных сегментов.

В одном варианте осуществления конец вспомогательной мембраны 4, 104 образован рядом концевых металлических листов 25, 125, имеющих плоский край 26, 126, приваренный к принимающему участку вспомогательной балки 30, приподнятые края которых продолжают приподнятые края пояса резервуара и постепенно сужаются в направлении плоского края.

Соединение между основными изолирующими барьерами 5 и 105 выполнено с использованием основного углового компонента, расположенного на вспомогательной балке 30. Угловой компонент содержит изоляционный компонент 41 в виде углового элемента, который имеет два перпендикулярных крыла, толщина которых по существу равна толщине основных изолирующих барьеров 5 и 105. К верхней поверхности изоляционного компонента 41 вдоль угла прикреплён металлический угловой элемент 42. Изоляционный компонент 41 может быть изготовлен различными способами, например, из цельной фанеры; в виде одного или более блоков многослойной конструкции, выполненных из одного или более слоёв вспененного полимерного материала и одной или более жёстких пластин, например, из фанеры; или в виде одного или более коробов, заполненных изоляционным материалом.

Конец основной уплотнительной мембраны 6, 106 герметично приварен к металлическому угловому элементу 42. Существует несколько решений для обеспечения уплотнения гофров 55, 155, перпендикулярных ребру 100. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, гофрированные угловые компоненты 43, приваренные к металлическому угловому элементу 42, соединяют каждый гофр 55 и каждый гофр 155. Гофрированный угловой компонент 43 известен, например, из документа FR-A-2739675.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, колпачковые компоненты 44, 144 приварены к металлическому угловому элементу 42 для закрытия конца гофров 55, 155. колпачковый компонент известен, например, из документа WO-A-2014167228.

Для удержания основного углового компонента на вспомогательной мембране 4, 104, на фиг. 1 показаны два удерживающих элемента 15, установленных на вспомогательных изоляционных панелях 7, 107 и взаимодействующих с изоляционным компонентом 41. В частности, удерживающий элемент 15 может содержать металлическую пластину 16, прикреплённую к покрывной пластине вспомогательной изоляционной панели 7, 107, и резьбовой стержень 17, проходящий через вспомогательную мембрану 4, 104 и входящий в резьбовое отверстие в изоляционном компоненте 41 или в зазоре между двумя изоляционными компонентами 41. Гайка 18 навинчена на резьбовой стержень 17 и взаимодействует с изоляционным компонентом 41 или двумя изоляционными компонентами 41 для прижатия их к вспомогательной мембране 4, 104. В области прохождения через вспомогательную мембрану 4, 104 резьбовой стержень 17 может иметь фланец, периферия которого приварена к вспомогательной мембране 4, 104 для обеспечения уплотнения. Дополнительную информацию об удерживающих элементах 15 можно найти, например, в публикации FR-A-2887010.

Для ограничения теплового мостика, обусловленного удерживающими элементами 15, резьбовой стержень 17 и гайка 18 выполнены с возможностью взаимодействия с нижним участком изоляционного компонента 41 на расстоянии от основной уплотнительной мембраны 6, 106. Например, гайка 18 взаимодействует с пластиной основания изоляционного компонента 41 или планкой вблизи пластины основания. Предпочтительно свободное пространство, необходимое для размещения гайки 18, например, отверстие для доступа на верхней поверхности изоляционного компонента 41, заполнено изоляционным наполнителем 19, например, заглушкой из вспененного полимерного материала.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, те же ссылочные позиции относятся к элементам, идентичным или аналогичным элементам, показанным на фиг. 1. В данном случае удерживающие элементы 45 удерживают основной угловой компонент непосредственно на несущей конструкции. Для этого удерживающий элемент 45 содержит, например, выступающий соединитель 47 в виде одного или более элементов, основание которого соединено с несущей стенкой 3, 103, например, с использованием основания, служащего в качестве шарового соединения, конец которого таким же образом удерживает гайку 48, взаимодействующую с изоляционным компонентом 41 или двумя изоляционными компонентами 41 для прижатия их к вспомогательной мембране 4, 104. Дополнительную информацию об удерживающих элементах 45 можно найти, например, в документе FR-A-2798358.

Фигуры 1 и 2 также иллюстрируют разные варианты протяжённости приподнятых краев вспомогательной мембраны 4, 104. На фиг. 2 приподнятые края заканчиваются в области наклонного края 49 снаружи основного углового компонента. Следовательно, изоляционный компонент 41 опирается на плоские крылья вспомогательной балки 30. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, приподнятые края, показанные пунктирными линиями, проходящие под изоляционным компонентом 41, например, в пазах, сделанных в нем, и, таким образом, могут подходить ближе к ребру. Это обеспечивает большую гибкость вспомогательной мембраны 4, 104 в направлении, параллельном ребру 100, и уменьшает усилия, воспринимаемые на концах ребра 100.

Изоляционный компонент 41 может быть изготовлен из одной части или нескольких частей. Фиг. 3 иллюстрирует вариант осуществления, в котором основной угловой компонент 60 содержит угловой элемент 42 и изоляционный компонент из трёх частей. В частности, два деревянных компонента 61, 62 параллелепипедной формы прикреплены под двумя крыльями углового элемента 42, и компонент 63 из вспененного полимерного материала расположен между деревянными компонентами 61, 62 и приклеен к ним. В данном случае удерживающие элементы 15 или 45 расположены так, чтобы взаимодействовать с деревянными компонентами 61 и 62, в то время как компонент 63 из вспененного полимерного материала просто выполняет функцию теплоизоляции.

Деревянные компоненты 61 и 62 также могут быть заменены блоками вспененного полимерного материала высокой плотности (например, более 200 кг/м³), блоками многослойной конструкции, выполненными из одного или более слоёв вспененного полимерного материала и одной или более жёстких пластин, например, из фанеры; или коробами, заполненными изоляционным материалом.

Со ссылкой на фиг. 5 вид с вырезом танкера 70 для транспортировки сжиженного природного газа иллюстрирует герметичный и изолированный резервуар 71, имеющий, в общем, призматическую форму, который установлен в двойном корпусе 72 танкера. Стенка резервуара 71 содержит основной герметизированный барьер, предназначенный для контакта со сжиженным природным газом, содержащимся в резервуаре, вспомогательный герметизированный барьер, расположенный между основным герметизированным барьером и двойным корпусом 72 танкера, и два изолирующих барьера, расположенных между основным герметизированным барьером и вспомогательным герметизированным барьером и между вспомогательным герметизированным барьером и двойным корпусом 72 соответственно.

Как известно, трубопроводы 73 загрузки/разгрузки, расположенные на верхней палубе танкера, могут быть соединены с использованием соответствующих соединителей с морским или портовым терминалом для передачи груза в виде СПГ в резервуар 71 или из него.

Фиг. 5 показывает пример морского терминала, содержащего станцию 75 загрузки и разгрузки, подводный трубопровод 76 и наземное сооружение 77. Станция 75 загрузки и разгрузки представляет собой прибрежное стационарное сооружение, содержащее подвижную стрелу 74 и башню 78, которая поддерживает подвижную стрелу 74. Ориентируемая подвижная стрела 74 содержит пучок изолированных гибких трубопроводов 79, которые могут быть соединены с трубопроводами 73 загрузки и разгрузки. Регулируемый подвижный рукав 74 адаптируется к танкерам всех размеров. В башне 78 проходит соединительный трубопровод, который не проиллюстрирован. Станция 75 загрузки и разгрузки позволяет выполнять загрузку и разгрузку танкера 70 для транспортировки сжиженного природного газа из наземного сооружения 77 или на него. Это сооружение содержит резервуары 80 для хранения сжиженного газа и соединительные трубопроводы 81, соединённые подводным трубопроводом 76 со станцией 75 загрузки или разгрузки. Подводный трубопровод 76 позволяет передавать сжиженный газ между станцией 75 загрузки или разгрузки и наземным сооружением 77 на большое расстояние, например, 5 км, что позволяет останавливать танкер 70 для транспортировки природного газа на большом расстоянии от берега во время операций загрузки и разгрузки.

Для создания давления, необходимого для передачи сжиженного газа, используются насосы, установленные на борту танкера 70, и/или насосы, установленные в наземном 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 содержит все технические эквиваленты описанных средств и их сочетания, если они находятся в пределах объёма изобретения.

Использование глагола «иметь», «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.

Группа изобретений относится к герметичному и теплоизоляционному резервуару, встроенному в несущую конструкцию. Резервуар содержит вспомогательную уплотнительную мембрану (4, 104), множество поясов резервуара из сплава, имеющего низкий коэффициент расширения. Также резервуар содержит основную уплотнительную мембрану (6, 106), которая содержит металлические пластины, имеющие первые параллельные гофры (56, 156) и вторые гофры (55, 155), перпендикулярные первым гофрам. Вспомогательная металлическая балка (30), расположенная параллельно ребру (100), содержит первое плоское крыло (31), параллельное первой несущей стенке, и второе плоское крыло (321, 322), параллельное второй несущей стенке, к которым приварен концевой участок вспомогательной уплотнительной мембраны (4, 104). Основной угловой компонент содержит металлический угловой элемент (42), к которому приварен концевой участок основной уплотнительной мембраны (6, 106). Удерживающие элементы (15, 45) удерживают основной угловой компонент и герметично проходят через вспомогательную уплотнительную мембрану (4, 104). Техническим результатом является создание резервуара более прочной конструкции и более легкой в производстве. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Герметичный и теплоизоляционный резервуар, встроенный в несущую конструкцию, причём резервуар содержит первую стенку (1) резервуара, прикреплённую к первой несущей стенке (3), и вторую стенку (101) резервуара, прикреплённую ко второй несущей стенке (103), которая соединяется с первой несущей стенкой в области ребра (100) несущей конструкции, в котором

каждая из первой и второй стенок резервуара содержит основную уплотнительную мембрану (6, 106), предназначенную для контакта с продуктом, содержащимся в резервуаре, вспомогательную уплотнительную мембрану (4, 104), расположенную между основной уплотнительной мембраной и несущей стенкой, основной изолирующий барьер (5, 105), расположенный между основной уплотнительной мембраной и вспомогательной уплотнительной мембраной, и вспомогательный изолирующий барьер (2, 102), расположенный между вспомогательной уплотнительной мембраной и несущей стенкой,

вспомогательная уплотнительная мембрана (4, 104) содержит множество поясов резервуара из сплава, имеющего низкий коэффициент расширения, причем пояс резервуара содержит плоский центральный участок, опирающийся на верхнюю поверхность вспомогательного изоляционного барьера, и два приподнятых края, выступающих внутрь резервуара относительно центрального участка, причём пояса резервуара расположены смежно друг с другом и герметично приварены друг к другу в области приподнятых краёв,

основная уплотнительная мембрана (6, 106) содержит металлические пластины, имеющие первые параллельные гофры (55, 155), вторые гофры (56, 156), перпендикулярные первым гофрам, и плоские участки, расположенные между первыми гофрами и между вторыми гофрами и опирающиеся на верхнюю поверхность основного изоляционного барьера,

причём стенка резервуара содержит вспомогательную металлическую балку (30), расположенную параллельно ребру (100) и прикреплённую к первой и второй несущим стенкам (3, 103), металлическая балка содержит первое плоское крыло (31), параллельное первой несущей стенке, и второе плоское крыло (321, 322), параллельное второй несущей стенке, при этом два плоских крыла жёстко соединены друг с другом в области зоны соединения, и каждое из первого и второго плоских крыльев имеет принимающий участок (34, 322), протяжённый на расстоянии от ребра относительно зоны соединения,

причём стенка резервуара содержит основной угловой компонент, включающий в себя металлический угловой элемент (42), к которому приварен концевой участок основной уплотнительной мембраны (6, 106) первой и второй стенок резервуара, и жёсткий изоляционный компонент (41, 61, 62, 63), расположенный между металлическим угловым элементом (42) и вспомогательной балкой (30),

отличающийся тем, что концевой участок пояса резервуара вспомогательной уплотнительной мембраны (4, 104) приварен к принимающему участку каждого из первого и второго плоских крыльев, при этом упомянутый принимающий участок упомянутых первого и второго крыльев принадлежит вспомогательной уплотнительной мембране (4, 104),

основной угловой компонент опирается на внутреннюю поверхность первого и второго плоских крыльев вспомогательной балки (30),

причём удерживающие элементы (15, 45) удерживают основной угловой компонент на вспомогательном изолирующем барьере (2, 102) первой и второй стенок резервуара или на первой и второй несущих стенках (3, 103), при этом удерживающие элементы (15, 45) выполнены с возможностью герметичного прохождения через вспомогательную уплотнительную мембрану (4, 104) первой и второй стенок резервуара.

2. Резервуар по п. 1, в котором каждое из первого и второго плоских крыльев дополнительно имеет анкерный участок (321), лежащий в одной плоскости с принимающим участком плоского крыла и протяжённый в направлении несущей конструкции относительно зоны соединения, причём анкерный участок первого плоского крыла и второго плоского крыла соединён со второй несущей стенкой и первой несущей стенкой соответственно.

3. Резервуар по любому одному из пп. 1, 2, в котором вспомогательный изоляционный барьер содержит множество смежных вспомогательных изоляционных панелей (7, 107) параллелепипедной формы, а удерживающий элемент (15) содержит металлический стержень (17), прикреплённый к верхней поверхности вспомогательной изоляционной панели (7, 107) на уровне основного углового компонента и выступающий через вспомогательную уплотнительную мембрану (4, 104) для взаимодействия с жёстким изоляционным компонентом (41).

4. Резервуар по любому одному из пп. 1-3, в котором удерживающий элемент (45) содержит основание, прикреплённое к несущей стенке на уровне основного углового компонента, и соединитель (47), удерживаемый на основании и проходящий через толщину вспомогательного изолирующего барьера (2, 102) и вспомогательную уплотнительную мембрану для взаимодействия с жёстким изоляционным компонентом (41).

5. Резервуар по п. 4, в котором вспомогательный изолирующий барьер содержит множество смежных вспомогательных изоляционных панелей (7, 107) параллелепипедной формы, и в котором соединитель (47) содержит вспомогательный соединитель, взаимодействующий со вспомогательной изоляционной панелью для удержания вспомогательной изоляционной панели на несущей стенке, и основной соединитель, установленный на вспомогательном соединителе и взаимодействующий с жёстким изоляционным компонентом (41) для удержания жёсткого изоляционного компонента (41).

6. Резервуар по любому одному из пп. 1-5, в котором по меньшей мере в одной стенке резервуара продольное направление поясов резервуара перпендикулярно ребру (100), причём вспомогательная уплотнительная мембрана дополнительно содержит ряд концевых металлических листов (25, 125), имеющих плоский край (26, 126), который образует концевой участок поясов резервуара вспомогательной уплотнительной мембраны, приваренный к вспомогательной балке (30), причём концевые металлические листы имеют приподнятые края, параллельные продольному направлению поясов резервуара и постепенно сужающиеся в направлении вспомогательной балки (30).

7. Резервуар по п. 6, в котором жёсткий изоляционный компонент (41) основного углового компонента содержит множество сегментов, расположенных смежно друг с другом в направлении ребра, и в котором приподнятые края концевых металлических листов (25, 125) входят в промежутки между смежными сегментами.

8. Резервуар по п. 6 или 7, в котором жёсткий изоляционный компонент (41) содержит пазы, сделанные в продольном направлении поясов резервуара на поверхности жёсткого изоляционного компонента, опирающейся на плоское крыло вспомогательной балки (30), и в котором приподнятые края концевых металлических листов (25, 125) входят в пазы.

9. Резервуар по любому одному из пп. 1-8, в котором вспомогательный изоляционный барьер содержит множество смежных вспомогательных изоляционных панелей (7, 107) параллелепипедной формы,

первая вспомогательная изоляционная панель (7, 107), расположенная между несущей стенкой и соответствующим плоским крылом вспомогательной балки, содержит покрывную пластину, пластину основания и разделители, протяжённые в направлении толщины стенки резервуара между пластиной основания и покрывной пластиной для удержания пластины основания и покрывной пластины на расстоянии друг от друга,

и вторая вспомогательная изоляционная панель (7, 107), расположенная дальше от ребра, чем первая вспомогательная изоляционная панель, содержит покрывную пластину, пластину основания и конструкционный изоляционный вспененный материал, расположенный между пластиной основания и покрывной пластиной, так что покрывная пластина удерживается на расстоянии от пластины основания за счёт конструкционного изоляционного вспененного материала.

10. Резервуар по любому одному из пп. 1-9, в котором основной изолирующий барьер содержит множество смежных основных изоляционных панелей (22, 122) параллелепипедной формы,

основная изоляционная панель, смежная с основным угловым компонентом, содержит покрывную пластину, пластину основания и конструкционный изоляционный вспененный материал, расположенный между пластиной основания и покрывной пластиной, так что покрывная пластина удерживается на расстоянии от пластины основания за счёт конструкционного изоляционного вспененного материала.

11. Резервуар по любому одному из пп. 1-10, в котором первые гофры (55, 155) основной уплотнительной мембраны (6, 106) протяжены перпендикулярно ребру (100), причём основная уплотнительная мембрана содержит колпачковые компоненты (44, 144), приваренные к металлическому угловому элементу (42) для закрытия первых гофров.

12. Резервуар по любому одному из пп. 1-11, в котором первые гофры (55, 155) основной уплотнительной мембраны (6, 106) протяжены перпендикулярно ребру, причём основная уплотнительная мембрана содержит гофрированный угловой компонент (43), приваренный к металлическому угловому элементу (42) для соединения первого гофра (55) первой стенки резервуара с первым гофром (155) второй стенки резервуара.

13. Резервуар по любому одному из пп. 1-12, в котором вспомогательная балка (30) содержит по меньшей мере два сегмента балки, расположенных смежно друг с другом вдоль ребра с промежутком между ними, и соединительный элемент (50), расположенный в этом промежутке для соединения двух сегментов балки, причём соединительный элемент содержит первое плоское крыло (51), приваренное так, чтобы перекрывать первые плоские крылья двух сегментов балки, и второе плоское крыло (52), приваренное так, чтобы перекрывать вторые плоские крылья двух сегментов балки.

14. Танкер (70) для транспортировки текучей среды, содержащий двойной корпус (72) и резервуар (71) по любому одному из пп. 1-13, расположенный в двойном корпусе (72).

15. Способ загрузки или разгрузки танкера (70) по п. 14, в котором текучую среду подают по изолированным трубопроводам (73, 79, 76, 81) из плавучего или наземного хранилища (77) в резервуар (71) танкера или из резервуара танкера в плавучее или наземное хранилище.

16. Система передачи текучей среды, содержащая танкер (70) по п. 14, изолированные трубопроводы (73, 79, 76, 81), расположенные таким образом, чтобы соединять резервуар (71), установленный в корпусе танкера, с плавучим или наземным хранилищем (77), и насос для подачи текучей среды по изолированным трубопроводам из плавучего или наземного хранилища в резервуар танкера или из резервуара танкера в плавучее или наземное хранилище.