УСТАНОВКА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ СЖИЖЕННОГО ГАЗА Российский патент 2022 года по МПК F17C13/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТЬСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области герметичных и теплоизоляционных резервуаров мембранного типа для хранения и/или транспортировки сжиженного газа, и, в частности, резервуаров, перевозимых на борту судов или других плавучих конструкций.

Резервуар (резервуары) может быть предназначен для транспортировки больших объемов сжиженного газа и/или для приема сжиженного газа, используемого в качестве топлива для приведения в движение судна.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Суда для транспортировки сжиженного природного газа имеют множество резервуаров для хранения груза. Сжиженный природный газ хранится в резервуарах при атмосферном давлении и температуре около -162°C и, следовательно, находится в состоянии двухфазного равновесия жидкость-пар, так что тепловой поток, проходящий через стенки резервуаров, вызывает испарение сжиженного природного газа.

Для предотвращения создания избыточного давления в резервуарах резервуар танкера-метановоза соединен с трубой для отвода паров, называемой газовым куполом, которая расположена в верхней стенке резервуара, как правило, на центральной линии судна и соединена с главным паросборником и с газоотделяющей мачтой. Пары, собранные таким образом, далее могут подаваться в установку для повторного сжижения для дальнейшей повторной подачи текучей среды в резервуар, в оборудование для выработки энергии или в газоотделяющую мачту, установленную на палубе судна.

Конструкция газового купола, подходящая для стенки резервуара, имеющего присоединенную композитную мембрану, описана, в частности, в публикации WO-A-2013093261 или WO-A-2014128381. Однако такие конструкции имеют большие размеры и являются достаточно сложными.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Идея, лежащая в основе изобретения, заключается в обеспечении относительно простой конструкции для прохождения герметичной трубы в герметичный и теплоизоляционный резервуар мембранного типа, в частности, трубы малого диаметра, которая может использоваться для сбора или подачи жидкости или паров.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение предлагает установку для хранения и транспортировки сжиженного газа, причем установка включает в себя:

несущую конструкцию, содержащую несущую стенку, снабженную отверстием,

герметичный и теплоизоляционный резервуар, встроенный в упомянутую несущую конструкцию, причем упомянутый герметичный и теплоизоляционный резервуар имеет стенку резервуара, установленную на внутренней поверхности несущей стенки, при этом стенка резервуара имеет по меньшей мере один теплоизолирующий барьер и по меньшей мере одну уплотнительную мембрану, которые наложены друг на друга в направлении толщины стенки резервуара,

герметичную металлическую трубу, которая установлена в отверстии в несущей стенке и проходит через стенку резервуара параллельно или под углом к упомянутому направлению толщины для образования прохода для текучей среды между внутренней и внешней сторонами резервуара,

герметичный металлический кожух, который расположен вокруг герметичной трубы и установлен в отверстии в несущей стенке, причем герметичный кожух имеет продольный участок, протяженный параллельно герметичной трубе через толщину теплоизолирующего барьера, по меньшей мере, до уплотнительной мембраны, причем уплотнительная мембрана имеет отверстие, через которое проходит герметичная труба, и герметично соединена с герметичным кожухом по всему периметру упомянутого отверстия,

в которой несущая конструкция содержит комингс, который выступает от внешней поверхности несущей стенки и расположен вокруг герметичной трубы, при этом герметичная труба поддерживается верхней стенкой комингса,

продольный участок герметичного кожуха имеет внешний конец, который расположен снаружи несущей стенки и герметично прикреплен к верхней стенке комингса или к герметичной трубе по всему периметру герметичной трубы.

Благодаря этим признакам, герметичная труба может проходить через стенку герметичного и изоляционного резервуара простым и надежным образом без нарушения герметичности стенки резервуара. В частности, передача механических нагрузок между несущей стенкой и уплотнительной мембраной может быть существенно ограничена за счет наличия герметичного кожуха и комингса.

В соответствии с вариантами осуществления установка может иметь один или более следующих признаков.

Один или каждый герметичный кожух может быть прикреплен к несущей конструкции различными способами непосредственно или опосредованно. В соответствии с одним вариантом осуществления внешний конец герметичного кожуха прикреплен к верхней стенке комингса. В соответствии с одним вариантом осуществления продольный участок герметичного кожуха образует боковую стенку комингса, причем продольный участок герметичного кожуха приварен к несущей стенке вокруг отверстия в несущей стенке, при этом верхняя стенка комингса прикреплена к внешнему концу упомянутого продольного участка. В соответствии с одним вариантом осуществления герметичный кожух также имеет опорное кольцо, которое закреплено на внешнем конце продольного участка герметичного кожуха и проходит внутрь герметичного кожуха в радиальном направлении, причем опорное кольцо имеет внутренний край, прикрепленный к герметичной трубе по всему периметру герметичной трубы.

Предпочтительно в этом случае опорное кольцо расположено в комингсе, в частности, во внешней половине комингса.

В соответствии с одним вариантом осуществления уплотнительная мембрана представляет собой металлическую мембрану, которая герметично приварена к герметичному кожуху с помощью кольца с фланцем. В соответствии с одним вариантом осуществления металлическая мембрана имеет ряд параллельных гофров, разнесенных друг от друга с постоянным шагом, причем отверстие в уплотнительной мембране, через которое проходит герметичная труба, имеет меньшие размеры, чем постоянный шаг, и расположено в плоской области металлической мембраны между двумя гофрами. В соответствии с вариантами осуществления такая металлическая мембрана может представлять собой единственную уплотнительную мембрану резервуара, например, в случае резервуара для СУГ, или основную мембрану резервуара, имеющего множество уплотнительных мембран. В последнем случае кольцевое пространство, расположенное между герметичным кожухом и герметичной трубой, может сообщаться с внутренним пространством резервуара.

В соответствии с одним вариантом осуществления стенка резервуара имеет основную уплотнительную мембрану, предназначенную для контакта со сжиженным газом, вспомогательную уплотнительную мембрану, расположенную между основной уплотнительной мембраной и несущей стенкой, вспомогательный теплоизолирующий барьер, расположенный между вспомогательной уплотнительной мембраной и несущей стенкой, и основной теплоизолирующий барьер, расположенный между вспомогательной уплотнительной мембраной и основной уплотнительной мембраной. В этом случае герметичный кожух может служить для присоединения основной уплотнительной мембраны или вспомогательной уплотнительной мембраны. Также может быть обеспечен вспомогательный герметичный кожух для присоединения вспомогательной уплотнительной мембраны и основной герметичный кожух для присоединения основной уплотнительной мембраны.

В соответствии с одним вариантом осуществления упомянутый герметичный металлический кожух имеет соединительную пластину, протяженную на уровне вспомогательной уплотнительной мембраны по всему периметру продольного участка герметичного кожуха, причем вспомогательная уплотнительная мембрана имеет композитный лист, герметично прикрепленный к соединительной пластине по всему периметру отверстия во вспомогательной уплотнительной мембране.

В соответствии с одним вариантом осуществления в зазоре между продольным участком герметичного кожуха и герметичной трубой расположен наполнитель из изоляционного материала.

В соответствии с одним вариантом осуществления основная уплотнительная мембрана имеет отверстие для прохождения герметичной трубы, причем край упомянутого отверстия герметично соединен с герметичной трубой по всему периметру герметичной трубы.

В соответствии с одним вариантом осуществления упомянутый герметичный металлический кожух представляет собой вспомогательный герметичный кожух, и установка также имеет основной герметичный металлический кожух, который расположен вокруг герметичной трубы между герметичной трубой и вспомогательным герметичным кожухом, причем основной герметичный кожух имеет продольный участок, протяженный параллельно герметичной трубе через толщину теплоизолирующего барьера, по меньшей мере, до основной уплотнительной мембраны, при этом уплотнительная мембрана имеет отверстие, через которое проходят герметичная труба и основной герметичный кожух, и герметично соединена с основным герметичным кожухом по всему периметру упомянутого отверстия.

В соответствии с одним вариантом осуществления в зазоре между продольным участком вспомогательного герметичного кожуха и продольным участком основного герметичного кожуха расположен наполнитель из изоляционного материала.

В соответствии с одним вариантом осуществления продольный участок основного герметичного кожуха имеет внешний конец, который расположен снаружи несущей стенки и герметично прикреплен к верхней стенке комингса или к герметичной трубе по всему периметру герметичной трубы.

В соответствии с одним вариантом осуществления основной герметичный кожух также имеет основное опорное кольцо, которое закреплено на внешнем конце продольного участка основного герметичного кожуха и проходит внутрь основного герметичного кожуха в радиальном направлении, причем основное опорное кольцо имеет внутренний край, прикрепленный к герметичной трубе по всему периметру герметичной трубы.

Такая герметичная труба может служить для различных функций, например, для сбора сжиженного газа из внутреннего пространства резервуара или для подачи сжиженного газа во внутреннее пространство, в частности, паровой фазы в верхнюю часть резервуара или жидкой фазы в нижнюю часть резервуара.

В соответствии с одним вариантом осуществления герметичная труба имеет собирающий конец, который выходит в резервуар в верхней части резервуара для сбора паровой фазы сжиженного газа. Труба для сбора паровой фазы в резервуаре может иметь относительно небольшой диаметр, например, менее 300 мм и, в частности, менее 100 мм.

В соответствии с одним вариантом осуществления другой конец герметичной трубы соединен с газовым куполом резервуара и/или с главным паросборником установки и/или с клапанами избыточного давления резервуара.

В соответствии с одним вариантом осуществления стенка резервуара представляет собой верхнюю стенку. Труба для сбора паровой фазы в резервуаре может быть установлена в разных местах в верхней части резервуара, в частности, вблизи продольного края и/или бокового края верхней стенки резервуара.

Несущая конструкция может быть выполнена различными способами, в частности, в виде береговой конструкции, в виде передвижного самонесущего металлического корпуса или в виде плавучей конструкции.

Таким образом, изобретение также предлагает плавучую конструкцию, в частности танкер-метановоз, имеющую двойной корпус и вышеупомянутую установку, установленную в двойном корпусе, в которой несущая конструкция установки образована внутренними стенками двойного корпуса.

В соответствии с вариантами осуществления плавучая конструкция может иметь один или более следующих признаков.

В соответствии с одним вариантом осуществления стенка резервуара представляет собой верхнюю стенку, а несущая стенка представляет собой промежуточную палубу плавучей конструкции, причем плавучая конструкция также имеет верхнюю палубу, параллельную и расположенную на расстоянии от промежуточной палубы, при этом герметичная труба также имеет верхний участок, проходящий над комингсом до верхней палубы и через отверстие в верхней палубе, причем вокруг упомянутого верхнего участка между комингсом и верхней палубой расположена муфта, выполненная из изоляционного материала.

В соответствии с одним вариантом осуществления плавучая конструкция также имеет гофрированный компенсатор, который протяжен вдоль верхнего участка трубы над верхней палубой и имеет нижний конец, соединенный с верхней палубой вокруг отверстия в верхней палубе, и верхний конец, соединенный с герметичной трубой по всему периметру герметичной трубы, причем компенсатор служит для герметичного закрытия отверстия в верхней палубе вокруг герметичной трубы, обеспечивая возможность теплового сжатия герметичной трубы.

В соответствии с одним вариантом осуществления плавучая конструкция представляет собой судно, предназначенное для транспортировки сжиженного газа, например, танкер-метановоз или судно для транспортировки СУГ. В соответствии с другим вариантом осуществления судно представляет собой судно, приводимое в движение приводными средствами, работающими на паровой фазе сжиженного газа. Эти варианты осуществления могут быть объединены.

В соответствии с одним вариантом осуществления плавучая конструкция представляет собой прибрежную или глубоководную баржу, плавучую установку для регазификации и хранения газа (FSRU) или плавучую установку для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO).

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также предлагает способ загрузки или разгрузки такой плавучей конструкции, в котором сжиженный газ подают по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар плавучей конструкции или из резервуара судна к плавучему или береговому хранилищу.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также предлагает систему передачи криогенной текучей среды, причем система имеет вышеупомянутую плавучую конструкцию, изолированные трубопроводы, расположенные так, чтобы соединять резервуар, установленный в двойном корпусе, с плавучим или береговым хранилищем, и насос для подачи потока криогенной текучей среды по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар плавучей конструкции или из резервуара судна к плавучему или береговому хранилищу.

КРОТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение станет более понятным, и дополнительные задачи, детали, признаки и преимущества станут более очевидными из следующего далее описания множества конкретных вариантов осуществления изобретения, которые приведены исключительно в качестве примера и без ограничения со ссылкой на приложенные чертежи.

Фиг. 1 представляет частичный вид в разрезе резервуара судна для транспортировки сжиженного природного газа, оснащенного трубами для отвода паров, проходящими через верхнюю стенку резервуара и верхнюю палубу судна.

Фиг. 2 представляет увеличенный схематический вид области II, показанной на фиг. 1, в соответствии с первым вариантом осуществления.

Фиг. 3 представляет увеличенный вид области III, показанной на фиг. 2.

Фиг. 4 представляет местный вид в перспективе области стенки резервуара, окружающей отводную трубу, до установки вспомогательной уплотнительной мембраны.

Фиг. 5 представляет вид, подобный виду на фиг. 4, иллюстрирующий вспомогательную уплотнительную мембрану и основной изоляционный барьер.

Фиг. 6 представляет местный вид в перспективе области стенки резервуара, окружающей выпускную трубу, иллюстрирующий основную уплотнительную мембрану.

Фиг. 7 представляет собой увеличенный схематический вид области II, показанной на фиг. 1, в соответствии со вторым вариантом осуществления.

Фиг. 8 представляет увеличенный вид области VIII, показанной на фиг. 7.

Фиг. 9 представляет увеличенный местный вид области II, показанной на фиг. 1, в соответствии с третьим вариантом осуществления.

Фиг. 10 представляет схематическое изображение с вырезом судна, имеющего резервуар для хранения сжиженного природного газа, и терминала для загрузки/разгрузки этого резервуара.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Со ссылкой на фиг. 1 частично показан корпус 1 судна, наклоненный под углом крена, в который встроен герметичный и теплоизоляционный резервуар 2, имеющий многогранную общую форму, образованную верхней стенкой, которая показана, нижней стенкой, поперечными стенками и боковыми стенками, причем поперечные стенки и боковые стенки соединяют нижнюю стенку и верхнюю стенку в соответствии с известной технологией. Резервуар 2 предназначен, например, для хранения сжиженного природного газа (СПГ) при давлении, близком к атмосферному давлению.

Резервуар 2 имеет продольный размер в продольном направлении судна. На каждом из продольных концов резервуар 2 ограничен поперечной перегородкой (не показана), ограничивающей герметичное промежуточное пространство, известное как коффердам.

Корпус 1 судна представляет собой двойной корпус, имеющий внутренний корпус и внешний корпус, разделенные ребрами 3 жесткости. В верхней части судна внутренний корпус закрыт промежуточной палубой 4, а внешний корпус закрыт верхней палубой 5, между которыми находится межпалубное пространство 6, которое лучше всего показано на фиг. 2.

Герметичная труба 7, предусмотренная для отвода паровой фазы в наклоненном состоянии, соединяет внутреннее пространство резервуара 2 с газовым куполом 8, который, в свою очередь, соединен с контуром 9 главного паросборника и газоотводящей мачты 10 через клапан 11 избыточного давления. Для этого герметичная труба 7 проходит через стенку резервуара, в данном случае через верхнюю стенку 12. Функция такой трубы для отвода паровой фазы более подробно описана в публикации WO-A-2016120540.

Далее со ссылкой на фигуры 2-9 будут более подробно описаны конструкция стенки резервуара и несущей конструкции и место, в котором через них проходит герметичная труба 7. Это место на фиг. 1 обозначено рамкой II.

Каждая стенка резервуара 2, в данном случае верхняя стенка 20, имеет в направлении от наружной стороны к внутренней стороне резервуара вспомогательный теплоизолирующий барьер 13, вспомогательную уплотнительную мембрану 14, поддерживаемую вспомогательным теплоизолирующим барьером 13, основной теплоизолирующий барьер 15 и основную уплотнительную мембрану 16, поддерживаемую основным теплоизолирующим барьером 15 и предназначенную для контакта со сжиженным природным газом, содержащимся в резервуаре.

В соответствии с одним вариантом осуществления стенка резервуара изготовлена с использованием технологии Mark III, которая описана, в частности, в документе FR-A-2691520. В таком резервуаре теплоизолирующие барьеры 13, 15 и вспомогательная уплотнительная мембрана 14 по существу состоят из смежных панелей на внутренней поверхности несущей стенки, в данном случае промежуточной палубы 4. Вспомогательная уплотнительная мембрана 14 образована из композитного материала, содержащего лист алюминия, расположенный между двумя листами стекловолоконной ткани. В свою очередь, основная уплотнительная мембрана 16 получена путем соединения множества металлических пластин, которые приварены друг к другу по краям и имеют гофры, протяженные в двух перпендикулярных направлениях. Металлические пластины выполнены, например, из листов нержавеющей стали или алюминия, отформованных путем гибки или штамповки.

Дополнительная информация о гофрированной металлической мембране приведена, в частности, в документе FR-A-2861060.

В данном случае труба 7 представляет собой трубу из нержавеющей стали, обычно круглого сечения диаметром менее 100 мм, которая проходит перпендикулярно верхней стенке 20 через всю толщину верхней стенки 20 и двойной корпус 1, соединяя внутреннее пространство резервуара 2 с оборудованием, расположенным на верхней палубе судна. Труба 7 имеет внутренний конец 21, который открыт и ведет во внутреннее пространство резервуара 2 в непосредственной близости от основной уплотнительной мембраны 16.

Труба 7 проходит через отверстие в основной уплотнительной мембране 16 и через отверстие во вспомогательной уплотнительной мембране 14, которые загерметизированы по всему периметру трубы 7, как будет описано ниже.

Труба 7 проходит через отверстие 22 в промежуточной палубе 4 с зазором и через отверстие 23 в верхней палубе 5 с зазором. Известно, что несущая конструкция плавучей конструкции может деформироваться при волнении, в частности, из-за изгиба вдоль продольной оси. Для того, чтобы изолировать трубу 7 от влияния этих деформаций, труба 7 поддерживается промежуточной палубой 4 в области комингса 24, что позволяет сместить механически сваренное соединение трубы 7 от промежуточной палубы 4.

Высота комингса значительно меньше, чем высота межпалубного пространства 6, и составляет, например, от 10 до 20 см.

Подобно двойному корпусу 1, комингс 24 представляет собой механически сваренную металлическую конструкцию, например, выполненную из нержавеющей стали. Он имеет боковую стенку 25, образующую выступающую наружу башню, приваренную к промежуточной палубе 4 вокруг отверстия 22, и верхнюю стенку 26, приваренную к верхнему концу боковой стенки 25. Верхняя стенка 26 имеет отверстие, через которое проходит труба 7, например, по центру верхней стенки 26, и край которого приварен по всему периметру трубы 7, чтобы удерживать вес трубы 7. В море комингс 24 деформируется аналогично шаровому соединению в ответ на изгиб промежуточной палубы 4 и позволяет ограничить перемещение трубы 7.

Внутренний корпус предпочтительно образует непроницаемую для жидкости и газа оболочку вокруг резервуара, в том числе на уровне промежуточной палубы 4 и комингса 24.

Над верхней палубой 5 труба 7 окружена гофрированным компенсатором 19, который герметично соединяет периферийную поверхность трубы 7 с внешней поверхностью верхней палубы 5 и при этом обеспечивает возможность изменения длины трубы 7 под действием изменений температуры при эксплуатации.

Вокруг трубы 7 в межпалубном пространстве 6 расположена изолирующая муфта 27 для ограничения тепловых утечек. Подобным образом в комингсе 24 расположен изоляционный наполнитель 28 за пределами вспомогательного теплоизолирующего барьера 13 для ограничения тепловых утечек. Подходящие материалы для изолирующей муфты 27 и изоляционного наполнителя 28, в частности, представляют собой стекловату, пенополиуретан и т.п.

Вспомогательный герметичный кожух 29, например, выполненный из нержавеющей стали, расположен вокруг трубы 7 и протяжен через толщину стенки резервуара от опорного кольца 30, зафиксированного вокруг трубы 7 в комингсе 24, до вспомогательной уплотнительной мембраны 14, которая герметично соединена с соединительной пластиной 31, закрепленной на периферии вспомогательного герметичного кожуха 29. Соединительная пластина 31 расположена снаружи вспомогательного герметичного кожуха 29 в радиальном направлении. Предпочтительно опорное кольцо 30 расположено в верхней половине комингса 24.

Основная уплотнительная мембрана 16, в свою очередь, герметично приварена вокруг трубы 7 за пределами внутреннего конца 32 вспомогательного герметичного кожуха 29.

Конструкция стенки резервуара вокруг трубы 7 и вспомогательного герметичного кожуха 29 будет более подробно описана ниже со ссылкой на фигуры 3-6.

Фиг. 4 иллюстрирует две предварительно изготовленные прямоугольные панели 33, расположенные на внутренней поверхности промежуточной палубы 4 по обе стороны от трубы 7, так что вспомогательный герметичный кожух 29 размещен в вырезе, образованном в продольном крае каждой из прямоугольных панелей 33 посередине последних. Фиг. 4 также иллюстрирует плоскость сечения A-A, соответствующую фигуре 3.

В соответствии с известной технологией прямоугольная панель 33 имеет вспомогательный изоляционный блок 34, композитный вспомогательный мембранный элемент 35, прикрепленный к вспомогательному изоляционному блоку 34, и основные изоляционные плиты 36, прикрепленные к композитному вспомогательному мембранному элементу 35, за исключением периферийного края и области 37 зазора вокруг вспомогательного герметичного кожуха 29.

Прямоугольная панель 33 также имеет, например, круглое, расточенное отверстие 38 в области 37 зазора для размещения соединительной пластины 31, поддерживаемой вспомогательным герметичным кожухом 29. Расточенное отверстие 38 прерывает композитный вспомогательный мембранный элемент 35 на расстоянии от вспомогательного герметичного кожуха 29.

Как видно на фиг. 5, часть 39 из герметичного композитного листа перекрывающим образом прикреплена к соединительной пластине 31 и композитным вспомогательным мембранным элементам 35 вокруг вспомогательного герметичного кожуха 29 для обеспечения непрерывности вспомогательной уплотнительной мембраны 14. Полосы 40 из герметичного композитного листа также прикреплены на уровне зазоров между двумя прямоугольными панелями 33 в соответствии с известной технологией.

Фиг. 5 также иллюстрирует покомпонентный вид в перспективе взаимосоответствующих изоляционных плит 41, которые крепятся после завершения вспомогательной уплотнительной мембраны 14 к краям прямоугольных панелей 33 и в области 37 зазора для завершения основного теплоизолирующего барьера 15.

Вокруг трубы 7 используются две полуплиты 43 с вырезами. Каждая из них имеет полукруглый вырез 42 в продольном крае для размещения трубы 7. Уступ 44, образованный в полукруглом вырезе 42, показанный на фиг. 3, покрывает конец 32 вспомогательного герметичного кожуха 29.

Как видно на фиг. 3, половинчатая плита 32 с вырезом, подобно изоляционной плите 41, имеет блок 45 изоляционного вспененного материала и покрывную пластину 46.

Как проиллюстрировано, на полуплите 43 с вырезом также может быть предусмотрена нижняя пластина 47, выполненная из жесткого материала, например, из фанеры, для придания жесткости. Другие изоляционные плиты 41 имеют более высокую жесткость за счет большего размера и отсутствия выреза. В них также может быть обеспечена нижняя пластина (не показана).

Фиг. 6 показывает основную уплотнительную мембрану 16 вокруг трубы 7. Основная уплотнительная мембрана образована из металлических пластин, имеющих гофры 48 и 49, продолжающиеся в двух перпендикулярных направлениях. Как может быть видно, конец 21 трубы 7 проходит через плоскую область 57 основной уплотнительной мембраны, которая расположена между гофрами 48 и 49 и имеет соответствующее отверстие. К краю металлических пластин вокруг отверстия, а также к периферии трубы 7 приварено кольцо 50 с фланцем для обеспечения уплотнения.

Расстояние между двумя гофрами 48 или двумя гофрами 49, например, составляет от 400 до 600 мм, в частности, 510 мм.

Как видно на фиг. 3, зазор 51 между трубой 7 и вспомогательным герметичным кожухом 29 может быть оставлен пустым или может быть заполнен изоляционным наполнителем.

Существуют различные возможности для соединения вспомогательного герметичного кожуха 29 с несущей конструкцией. В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, вспомогательный герметичный кожух 29 соединен с трубой 7 с помощью опорного кольца 30. Фиг. 7 иллюстрирует вариант осуществления, в котором вспомогательный герметичный кожух 29 приварен к верхней стенке 26 комингса 24. Фиг. 9 иллюстрирует вариант осуществления, в котором вспомогательный герметичный кожух 129 непосредственно образует боковую стенку комингса 124.

Очевидно, что в двух последних случаях комингс 24 образует часть вспомогательного уплотнительного барьера, по меньшей мере, на уровне верхней стенки 26, расположенной радиально внутри вспомогательного герметичного кожуха 29. Следовательно, комингс 24 должен быть герметичным, по меньшей мере, на уровне верхней стенки 26. Подобным образом комингс 124 полностью образует вспомогательный уплотнительный барьер. Следовательно, комингс 124 должен быть полностью герметичным.

Далее со ссылкой на фигуры 7-8 будет описан второй вариант осуществления стенки резервуара вокруг трубы 7. Элементы, идентичные или аналогичные элементам в первом варианте осуществления, обозначены теми же ссылочными позициями, как на фигурах 2-6, и их повторное описание опущено.

Во втором варианте осуществления используется основной герметичный кожух 52, который расположен между вспомогательным герметичным кожухом 29 и трубой 7 и служит для закрытия основной уплотнительной мембраны 16 без непосредственного соединения с трубой 7. Основной герметичный кожух 52 позволяет дополнительно изолировать основную уплотнительную мембрану 16 от любых перемещений, которые может испытывать труба 7 при эксплуатации под действием теплового сжатия и/или под действием потока в ней.

Как и в случае вспомогательного герметичного кожуха 29, существуют различные возможности соединения основного герметичного кожуха 52 с несущей конструкцией. В варианте осуществления, показанном на фиг. 7, основной герметичный кожух 52 соединен с трубой 7 с помощью опорного кольца 53. Основной герметичный кожух 52 также может быть протяжен до верхней части комингса.

Как видно на фиг. 8, к краю металлических пластин вокруг отверстия, а также к периферии основного герметичного кожуха 52 приварено кольцо 50 с фланцем для обеспечения уплотнения. Зазор 54 между трубой 7 и основным герметичным кожухом 52 находится в сообщении с внутренним пространством резервуара 2. Зазор 51 между вспомогательным герметичным кожухом 29 и основным герметичным кожухом 52 в этом случае заполнен изоляционным наполнителем.

Далее со ссылкой на фиг. 9 будет описан третий вариант осуществления стенки резервуара вокруг трубы. Элементы, идентичные или аналогичные элементам в первом варианте осуществления, обозначены теми же ссылочными позициями, как на фигурах 2-6, увеличенными на 100, и их повторное описание опущено.

Третий вариант осуществления позволяет дополнительно упростить конструкцию с использованием одного и того же металлического кожуха как в качестве вспомогательного герметичного кожуха 129, так и в качестве боковой стенки комингса 124. Другими словами, вспомогательный герметичный кожух 129 соединен с промежуточной палубой 104 вокруг отверстия 122 без значительного смещения, за исключением толщины соединительной пластины 55. Этот вариант осуществления подходит, в частности, для областей применения, в которых деформации несущей конструкции ограничены.

В качестве одного примера размеров, толщина стенки трубы 7 и одного или каждого герметичного кожуха 29, 52, 129, 152 составляет от 5 мм до 12 мм.

Вышеописанные конструкции легко адаптируются к стенкам резервуаров, в которых теплоизолирующие барьеры имеют большую или меньшую толщину. В упрощенном варианте осуществления, например, для сжиженного газа, менее холодного, чем СПГ, вспомогательная уплотнительная мембрана и вспомогательный герметичный кожух не используются, и стенка резервуара имеет один теплоизолирующий барьер, на котором установлена одна металлическая уплотнительная мембрана.

Дополнительные подробности о количестве и положении труб для отвода паровой фазы и об установке для сбора паров, расположенной снаружи резервуара, с которой могут быть соединены такие трубы, приведены в публикации WO-A-2016120540.

Конструкции, описанные выше в отношении трубы для отвода паровой фазы и верхней стенки резервуара, могут быть использованы в отношении других трубы, в частности, труб малого диаметра, которые должны проходит через какую-либо стенку герметичного и теплоизоляционного резервуара.

Далее со ссылкой на фиг. 10 показан вид в разрезе танкера-метановоза 70, оснащенного такой установкой для хранения и транспортировки сжиженного природного газа. Фиг. 10 показывает герметичный и изолированный резервуар 71 призматической общей формы, установленный в двойном корпусе 72 судна.

Как известно, трубопроводы 73 загрузки/разгрузки, расположенные на верхней палубе судна, могут быть соединены с помощью соответствующих соединителей с морским или портовым терминалом для передачи сжиженного природного газа в резервуар 71 или из него.

Фиг. 10 также иллюстрирует пример морского терминала, содержащего станцию 75 загрузки и разгрузки, подводный трубопровод 76 и береговое сооружение 77. Станция 75 загрузки и разгрузки представляет собой стационарное прибрежное сооружение, содержащее подвижную стрелу 74 и башню 78, которая поддерживает подвижную стрелу 74. Подвижная стрела 74 удерживает связку гибких изолированных труб 79, которые могут быть соединены с трубопроводами 73 загрузки/разгрузки. Подвижная стрела 74, которая может регулироваться, может быть адаптирована к танкерам-метановозам всех размеров. Внутри башни 78 проходит соединительный трубопровод, который не показан. Станция 75 загрузки и разгрузки позволяет выполнять загрузку и разгрузку танкера-метановоза 70 из берегового сооружения 77 или на него. Последнее содержит резервуары 80 для хранения сжиженного газа и соединительные трубопроводы 81, соединенные подводным трубопроводом 76 со станцией 75 загрузки и разгрузки. Подводный трубопровод 76 может использоваться для передачи сжиженного газа между станцией 75 загрузки и разгрузки и береговым сооружением 77 на большое расстояние, например, 5 км, что позволяет останавливать танкер-метановоз 70 на большом расстоянии от берега во время операций загрузки и разгрузки.

Для создания давления, необходимого для передачи сжиженного газа, используются насосы, установленные на борту судна 70, и/или насосы, установленные в береговом сооружении 77, и/или насосы, установленные на станции 75 загрузки и разгрузки.

Хотя изобретение описано со ссылкой на несколько конкретных вариантов осуществления, очевидно, что оно никоим образом не ограничивается ими, и что оно содержит все технические эквиваленты описанных средств и их сочетания, если они находятся в пределах объема изобретения.

Использование глагола «иметь», «содержать» или «включать в себя» и производных форм не исключает наличия элементов или этапов, отличных от изложенных в пункте формулы изобретения. Использование единственного числа для элемента или этапа не исключает наличия множества таких элементов или этапов, если не указано иное.

В формуле изобретения любая ссылочная позиция в скобках не должна интерпретироваться как ограничение пункта формулы изобретения.

Группа изобретений относится к установке для хранения и транспортировки сжиженного газа. Установка для хранения и транспортировки сжиженного газа включает в себя несущую конструкцию (1), содержащую несущую стенку, снабжённую отверстием (22, 122), герметичный и теплоизоляционный резервуар (2), встроенный в упомянутую несущую конструкцию. Упомянутый герметичный и теплоизоляционный резервуар имеет стенку резервуара, установленную на внутренней поверхности несущей стенки. Стенка резервуара имеет один теплоизолирующий барьер (13, 15) и одну уплотнительную мембрану (14, 16), которые наложены друг на друга в направлении толщины стенки резервуара, а также герметичную металлическую трубу (7, 107), которая установлена в отверстии в несущей стенке. Вокруг трубы расположен герметичный металлический кожух (29, 129, 52, 152). Герметичный кожух имеет продольный участок, протяжённый параллельно герметичной трубе через толщину теплоизолирующего барьера до уплотнительной мембраны (14, 16). Уплотнительная мембрана имеет отверстие, через которое проходит герметичная труба, и герметично соединена с герметичным кожухом (29, 129, 52, 152) по всему периметру упомянутого отверстия. Несущая конструкция содержит комингс (24, 124), который выступает от внешней поверхности несущей стенки и расположен вокруг герметичной трубы, при этом герметичная труба поддерживается верхней стенкой (26, 126) комингса. Техническим результатом является обеспечение простой конструкции для прохождения герметичной трубы в герметичный и теплоизоляционный резервуар мембранного типа. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Установка для хранения и транспортировки сжиженного газа, включающую в себя

несущую конструкцию (1), содержащую несущую стенку, снабжённую отверстием (22, 122),

герметичный и теплоизоляционный резервуар (2), встроенный в упомянутую несущую конструкцию, причём упомянутый герметичный и теплоизоляционный резервуар имеет стенку резервуара, установленную на внутренней поверхности несущей стенки, при этом стенка резервуара имеет, по меньшей мере, один теплоизолирующий барьер (13, 15) и, по меньшей мере, одну уплотнительную мембрану (14, 16), которые наложены друг на друга в направлении толщины стенки резервуара,

герметичную металлическую трубу (7, 107), которая установлена в отверстии в несущей стенке и проходит через стенку резервуара параллельно или под углом к упомянутому направлению толщины для образования прохода для текучей среды между внутренней и внешней сторонами резервуара,

герметичный металлический кожух (29, 129, 52, 152), который расположен вокруг герметичной трубы (7, 107) и установлен в отверстии (22, 122) в несущей стенке, причём герметичный кожух имеет продольный участок, протяжённый параллельно герметичной трубе через толщину теплоизолирующего барьера, по меньшей мере, до уплотнительной мембраны (14, 16), причём уплотнительная мембрана имеет отверстие, через которое проходит герметичная труба, и герметично соединена с герметичным кожухом (29, 129, 52, 152) по всему периметру упомянутого отверстия,

в которой несущая конструкция содержит комингс (24, 124), который выступает от внешней поверхности несущей стенки и расположен вокруг герметичной трубы, при этом герметичная труба поддерживается верхней стенкой (26, 126) комингса,

продольный участок герметичного кожуха (29, 129, 52, 152) имеет внешний конец, который расположен снаружи несущей стенки и герметично прикреплён к верхней стенке (26, 126) комингса или к герметичной трубе (7, 107) по всему периметру герметичной трубы.

2. Установка по п. 1, в которой продольный участок герметичного кожуха (129) образует боковую стенку комингса (124), причём продольный участок герметичного кожуха приварен к несущей стенке вокруг отверстия (122) в несущей стенке, при этом верхняя стенка (126) комингса прикреплена к внешнему концу упомянутого продольного участка.

3. Установка по п. 1, в которой герметичный кожух (29, 52, 152) также имеет опорное кольцо (30, 53, 153), которое закреплено на внешнем конце продольного участка герметичного кожуха и проходит внутрь герметичного кожуха в радиальном направлении, причем опорное кольцо (30, 53, 153) имеет внутренний край, прикрепленный к герметичной трубе по всей периферии герметичной трубы (7, 107).

4. Установка по п. 3, в которой опорное кольцо (30, 53, 153) расположено во внешней половине комингса (24, 124).

5. Установка по любому из пп. 1-4, в которой уплотнительная мембрана (16) представляет собой металлическую мембрану, которая герметично приварена к герметичному кожуху (52, 152) с помощью кольца (50) с фланцем.

6. Установка по п. 5, в которой металлическая мембрана (16) имеет ряд параллельных гофров (48, 49), разнесённых друг от друга с постоянным шагом, причём отверстие в уплотнительной мембране, через которое проходит герметичная труба (7), имеет меньшие размеры, чем постоянный шаг, и расположено в плоской области (57) металлической мембраны между двумя гофрами (48, 49).

7. Установка по любому из пп. 1-6, в которой стенка резервуара имеет основную уплотнительную мембрану (16), предназначенную для контакта со сжиженным газом, вспомогательную уплотнительную мембрану (14), расположенную между основной уплотнительной мембраной и несущей стенкой, вспомогательный теплоизолирующий барьер (13), расположенный между вспомогательной уплотнительной мембраной и несущей стенкой, и основной теплоизолирующий барьер (15), расположенный между вспомогательной уплотнительной мембраной (14) и основной уплотнительной мембраной (16).

8. Установка по п. 7, в которой упомянутый герметичный кожух (29, 129) имеет соединительную пластину (31), протяжённую на уровне вспомогательной уплотнительной мембраны (14) по всему периметру продольного участка герметичного кожуха, причём вспомогательная уплотнительная мембрана имеет композитный лист (39), герметично прикреплённый к соединительной пластине (31) по всему периметру отверстия во вспомогательной уплотнительной мембране.

9. Установка по п. 8, в которой в зазоре (51) между продольным участком герметичного кожуха и герметичной трубой расположен наполнитель из изоляционного материала.

10. Установка по п. 8 или 9 , в которой основная уплотнительная мембрана (16) имеет отверстие для прохождения герметичной трубы, причём край упомянутого отверстия герметично соединён с герметичной трубой (7) по всему периметру герметичной трубы.

11. Установка по п. 8, в которой упомянутый герметичный металлический кожух представляет собой вспомогательный герметичный кожух (29, 129), и установка также имеет основной герметичный металлический кожух (52, 152), который расположен вокруг герметичной трубы (7, 107) между герметичной трубой и вспомогательным герметичным кожухом (29, 129), причём основной герметичный кожух имеет продольный участок, протяжённый параллельно герметичной трубе через толщину теплоизолирующего барьера по меньшей мере до основной уплотнительной мембраны (16), при этом основная уплотнительная мембрана имеет отверстие, через которое проходят герметичная труба и основной герметичный кожух, и герметично соединена с основным герметичным кожухом (52, 152) по всему периметру упомянутого отверстия.

12. Установка по п. 11, в которой в зазоре (51, 151) между продольным участком вспомогательного герметичного кожуха и продольным участком основного герметичного кожуха расположен наполнитель из изоляционного материала.

13. Установка по любому из пп. 1-12, в которой герметичная труба имеет собирающий конец, который выходит в резервуар (2) в верхней части резервуара для сбора паровой фазы сжиженного газа.

14. Установка по любому из пп. 1-13, в которой стенка резервуара представляет собой верхнюю стенку (20).

15. Плавучая конструкция, в частности танкер-метановоз (70), имеющая двойной корпус (1) и установку по любому из пп. 1-14, установленную в двойном корпусе, в которой несущая конструкция установки образована внутренними стенками двойного корпуса.

16. Плавучая конструкция по п. 15, в которой стенка резервуара представляет собой верхнюю стенку (20), а несущая стенка представляет собой промежуточную палубу (4) плавучей конструкции, причём плавучая конструкция также имеет верхнюю палубу (5), параллельную и расположенную на расстоянии от промежуточной палубы (4), при этом герметичная труба также имеет верхний участок, проходящий над комингсом (24, 124) до верхней палубы (5) и через отверстие (23) в верхней палубе, причем вокруг упомянутого верхнего участка между комингсом и верхней палубой расположена муфта (27), выполненная из изоляционного материала.

17. Плавучая конструкция по п. 16, также имеющая гофрированный компенсатор (19), который протяжён вдоль верхнего участка трубы (7, 107) над верхней палубой (5) и имеет нижний конец, соединённый с верхней палубой вокруг отверстия (23) в верхней палубе, и верхний конец, соединённый с герметичной трубой (7, 107) по всему периметру герметичной трубы, причём компенсатор служит для герметичного закрытия отверстия в верхней палубе вокруг герметичной трубы, обеспечивая возможность теплового сжатия герметичной трубы.

18. Система передачи сжиженного газа, содержащая плавучую конструкцию (70) по п. 15, изолированные трубопроводы (73, 79, 76, 81), расположенные так, чтобы соединять резервуар (71), установленный в двойном корпусе, с плавучим или береговым хранилищем (77), и насос для подачи потока криогенной текучей среды по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар плавучей конструкции или из резервуара судна к плавучему или береговому хранилищу.

19. Способ загрузки или разгрузки плавучей конструкции (70) по п. 15, в котором сжиженный газ подают по изолированным трубопроводам (73, 79, 76, 81) из плавучего или берегового хранилища (77) в резервуар (71) плавучей конструкции или из резервуара судна к плавучему или береговому хранилищу.