Хранилище сжиженного газа, судно, включающее хранилище, система перемещения холодного жидкого продукта на судне и способ погрузки или разгрузки судна Российский патент 2023 года по МПК F17C3/06 F17C13/06 B63B25/16 

[1] Изобретение относится к области хранилищ сжиженного газа, включающих в себя герметизированный и теплоизолирующий резервуар мембранного типа. В частности, изобретение относится к герметизированным и теплоизолирующим резервуарам для хранения и/или перевозки сжиженного газа при низких температурах, например – к резервуарам для перевозки сжиженного нефтяного газа (также именуемого «СНГ»), температура которого составляет, например, от -50°C до 0°C, или для перевозки сжиженного природного газа (СПГ) при температуре около -162°C под атмосферным давлением. Данные резервуары могут быть установлены как на берегу, так и на плавучем сооружении. В последнем случае, резервуар может быть предназначен для перевозки сжиженного газа или для вмещения сжиженного газа, применяемого в качестве топлива для приведения плавучего сооружения в движение.

[2] В Документе FR2991430 раскрыто хранилище сжиженного газа, содержащее герметизированный и теплоизолирующий резервуар, встроенный в силовой каркас, образованный двойным корпусом судна. Каждая из стенок резервуара содержит вспомогательный теплоизолирующий барьер, вспомогательную герметизирующую мембрану, основной теплоизолирующий барьер и основную герметизирующую мембрану.

[3] В зоне, расположенной у верха резервуара, резервуар содержит выступающую часть в виде ствола вытяжной трубы, именуемую «жидкостной купол». В данной зоне силовой каркас содержит локальную несплошность, выполненную с образованием границ загрузочно-разгрузочного проема, предназначенного для прохождения через него загрузочно-разгрузочных труб текучей среды. Данный загрузочно-разгрузочный проем, именуемый «жидкостный купол», содержит изоляцию или теплоизолирующий барьер и элемент, образующий основную герметизирующую мембрану.

[4] Существует потребность в сокращении производственных издержек, связанных с созданием данного жидкостного купола, в частности – за счет применения менее дорогостоящих материалов, однако такие материалы по своим свойствам менее пригодны для очень низких температур, воздействующих на указанные резервуар и жидкостный купол. Кроме того, резервуар установлен в конструкции, подвергающейся очень сильным механическим напряжениям, например – на судне, кручение и изгибание которого происходит в зависимости от условий окружающей его среды, при этом данные механические нагрузки особенно негативно воздействуют на конструкцию жидкостного купола, проходящего вертикально в виде относительно узкого ствола вытяжной трубы над резервуаром, наполненным сжиженным газом.

[5] По итогам разнообразных экспериментов и испытаний, заявитель установил, что можно предусмотреть трубу жидкостного купола, выполненную из менее дорогостоящего металлического материала, при условии создания особой конструкции, которая позволит жидкостному куполу выдерживать значительные напряжения, которые он должен воспринимать.

[6] Во-первых, заявитель намерен предложить жидкостный купол, менее дорогостоящий, но способный выдерживать все воздействующие на него напряжения, который при этом обеспечивает безупречную герметизацию, как физическую, так и тепловую, в отношении экстремально холодной текучей среды, содержащейся в резервуаре.

[7] Таким образом, настоящее изобретение относится к хранилищу сжиженного газа, содержащему силовой каркас и герметизированный и теплоизолирующий резервуар, расположенный внутри силового каркаса, при этом герметизированный и теплоизолирующий резервуар содержит основную конструкцию, образованную множеством соединенных друг с другом стенок резервуара и прикрепленную к силовому каркасу, при этом основная конструкция ограничивает внутреннее пространство хранения, при этом основная конструкция содержит, по меньшей мере, герметизирующую мембрану и, по меньшей мере, теплоизолирующий барьер, при этом теплоизолирующий барьер расположен между герметизирующей мембраной и силовым каркасом; при этом силовой каркас содержит по существу планарную верхнюю несущую стенку; при этом герметизирующая мембрана, теплоизолирующий барьер основной конструкции и верхняя несущая стенка содержат локальные прерывания, выполненные с образованием границ трубы, образующей несущую стенку ствола, проходящего вдоль вертикальной оси к верхнему концу с образованием загрузочно-разгрузочного проема, предназначенного для прохождения через него загрузочно-разгрузочных труб текучей среды, причем резервуар содержит крышку, помещенную в загрузочно-разгрузочный проем, причем крышка содержит верхнюю стенку крышки, нижнюю стенку крышки и теплоизоляционную конструкцию, расположенную между нижней стенкой крышки и верхней стенкой крышки.

[8] Изобретение отличается тем, что вышеуказанная труба и верхняя стенка крышки выполнены из разнородных сплавов на основе железа, а также тем, что по меньшей мере один фиксирующий выступ, отходящий от верхней стенки крышки, герметично прикреплен, непосредственно или опосредованно, к нижней стенке крышки.

[9] По итогам многочисленных испытаний и анализов, заявитель установил, что возможно применение трубы, выполненной из недорогой углеродистой стали, при условии принятия особых мер для надежного жесткого крепления нижней стенки крышки, образующей основную мембрану, к проему жидкостного купола, с обеспечением при этом некоторой степени свободы для компенсации теплового расширения.

[10] Таким образом, изобретение обеспечивает возможность существенной экономии при создании жидкостного купола с одновременным обеспечением или сохранением эффективной герметизации в отношении сжиженного газа, а также превосходной механической устойчивости купола ко всем напряжениям, обычно воздействующим на данную зону.

[11] Смысл понятия «труба» в данном случае состоит в том, что она образует наружную стенку жидкостного купола, а именно – стенку ствола проема в резервуар, содержащий сжиженный газ.

[12] По определению, понятия «наружный» и «внутренний» характеризуют положение одного элемента относительно другого в привязке к пространству внутри и снаружи резервуара.

[13] Прочие полезные признаки изобретения вкратце представлены ниже:

[14] Фиксирующий выступ предпочтительно имеет Г-образное поперечное сечение и содержит линейную ближнюю часть, отходящую от верхней стенки крышки, продленную дальней частью, отходящей от ближней части под углом 90°± 10.

[15] Теплоизолирующий барьер предпочтительно представляет собой вспомогательный теплоизолирующий барьер, при этом герметизирующая мембрана содержит, в порядке от внутреннего пространства резервуара к трубе, основную герметизирующую мембрану и вспомогательную герметизирующую мембрану, при этом основной теплоизолирующий барьер размещен между основной герметизирующей мембраной и вспомогательной герметизирующей мембраной, при этом фиксирующий выступ также герметично прикреплен к вспомогательной герметизирующей мембране.

[16] Таким образом, фиксирующий выступ не только герметично соединен с нижней стенкой крышки, образующей основную мембрану проема жидкостного купола, но и соединен с теплоизолирующей и герметизирующей конструкцией, в данном случае – с вспомогательной герметизирующей мембраной. Такая компоновка обеспечивает возможность прочного и гибкого прикрепления как основной конструкции резервуара, так и нижней стенки крышки, образующей основную мембрану проема жидкостного купола, к верхней стенке крышки, при этом данная последняя стенка, как и фиксирующий выступ, выполнена из материала, обладающего особой прочностью с механической точки зрения и имеющего очень низкий коэффициент теплового расширения.

[17] В одном из предпочтительных вариантов осуществления крепление фиксирующего выступа к вспомогательной герметизирующей мембране выполнено в дальней части фиксирующего выступа.

[18] В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения крепление фиксирующего выступа к вспомогательной герметизирующей мембране выполнено пайкой.

[19] В другом варианте осуществления также может быть предусмотрено выполнение указанного крепления сваркой, в частности – если вспомогательная герметизирующая мембрана представляет собой металл или что-либо, что можно смонтировать с металлическими материалами. В этом случае, для крепления фиксирующего выступа к вспомогательной герметизирующей мембране применяют уплотняющий сварной шов.

[20] В одном из вариантов осуществления изобретения, если фиксирующий выступ прикреплен непосредственно к нижней стенке крышки, крепление выполнено сваркой в ближней части фиксирующего выступа.

[21] В этом случае, основная герметизирующая мембрана предпочтительно герметично прикреплена к нижней стенке крышки, предпочтительно –сваркой.

[22] В одном из вариантов осуществления изобретения, если фиксирующий выступ опосредованно прикреплен к нижней стенке крышки, соединительная деталь герметично соединяет нижнюю стенку крышки, герметизирующую мембрану и фиксирующий выступ.

[23] В этом случае, фиксирующий выступ предпочтительно содержит фланец, отходящий от ближней части и проходящий под углом 90°±10° к ближней части, при этом соединительная деталь прикреплена к фланцу фиксирующего выступа.

[24] Труба предпочтительно выполнена из углеродистой стали. То есть труба выполнена из сплава на основе железа и содержит 0% < C < 2.11% по массе. Содержание углерода может предпочтительно находиться в пределах 0% < C < 0.8%, в частности – в пределах 0% < C < 0.5%, в зависимости от желаемых показателей свариваемости.

[25] В состав указанной углеродистой стали могут быть включены и иные элементы. Суммарное содержание этих элементов предпочтительно не превышает 5%, то есть сталь является низколегированной. Так, данная углеродистая сталь также может содержать 0% < Mn < 2%, 0% < Si < 0.5% по массе.

[26] В одном из вариантов осуществления труба выполнена из сплава на основе железа, содержащего по массе 0% < C < 0.21%, 0% < Mn < 1%, 0% < Si < 0.5%, 0% < P < 0.035% и 0% < S < 0.035%, остальное – железо и неизбежно образующиеся при производстве примеси.

[27] Труба предпочтительно выполнена из стали класса A, B, D, AH, DH, EH, FH или E по МГК – Международному кодексу постройки и оборудования судов, перевозящих сжиженные газы наливом, хорошо известному специалистам в данной области техники.

[28] Верхняя стенка крышки, как и фиксирующий выступ, предпочтительно выполнены из сплава на основе железа, состоящего из аустенитной стали, содержащей по массе 0 < C < 0.08%, 0% < Mn ≤ 2%, 0% < Si < 0.5%, 0% < P < 0.045%, 0% < S < 0.030%, 8% < Ni < 14%, 16% < Cr < 50 %, 0% < N < 0.02% и, необязательно, 0% ≤ Mo ≤ 3% и/или 0% < Ti < 0.7%, остальное – железо и неизбежно образующиеся при производстве примеси.

[29] По традиции, рассматриваются элементы таблицы Менделеева, а именно:

C – углерод; Mn – марганец; Cr – хром; Si – кремний; Ni – никель; Co – кобальт; P – фосфор; O – кислород; N – азот; Mo – молибден; S – сера и Ti – титан.

[30] Нижняя стенка крышки предпочтительно состоит из:

- множества планарных металлических пластин, при этом планарные металлические пластины собраны друг с другом, выполненных из сплава железа с никелем с коэффициентом теплового расширения от 0.5⋅10^-6 до 2⋅10^-6 K^-1, или

- множества гофрированных металлических листов, при этом гофрированные металлические листы размещены бок о бок по повторяющейся схеме и герметично приварены друг к другу, при этом металлические листы выполнены из нержавеющей стали. В данном случае можно отметить, что указанные гофрированные металлические листы могут быть выполнены из высокомарганцовистой стали, при этом понятие «нержавеющая сталь» включает в себя такой сплав.

[31] Таким образом, нижняя стенка крышки может содержать гофры наподобие тех, что можно видеть на основной мембране основной конструкции на Фиг. 3 и 4, предназначенные для обеспечения механической целостности при расширении металла, из которого выполнены листы, являющегося следствием очень низких температур в резервуаре, или же нижняя стенка крышки может состоять из пластин с очень низким коэффициентом теплового расширения, в частности, например, быть выполнена из материала Invar^®.

[32] Изобретение относится к судну для перевозки холодного жидкого продукта, при этом судно содержит двойной корпус и раскрытое выше хранилище, расположенное в двойном корпусе.

[33] Изобретение также относится к системе перемещения для перемещения холодного жидкого продукта, при этом система включает в себя раскрытое выше судно, изолированный трубопровод, устроенный с возможностью соединения резервуара, установленного в корпусе судна, с плавучим или береговым внешним хранилищем, и насос для перекачки потока холодного жидкого продукта по изолированному трубопроводу из плавучего или берегового внешнего хранилища в резервуар судна или наоборот.

[34] И наконец, настоящее изобретение относится к способу погрузки на раскрытое выше судно или выгрузки из него, причем холодный жидкий продукт подают по изолированному трубопроводу из плавучего или берегового внешнего хранилища в резервуар судна или из резервуара судна в плавучее или береговое внешнее хранилище.

[35] Изобретение станет понятнее, а его прочие цели, детали, признаки и преимущества – яснее, из нижеследующего описания множества частных вариантов осуществления изобретения, приведенных исключительно в иллюстративных, но не ограничивающих, целях с отсылкой к прилагаемым чертежам.

[36] [Фиг.1] Фиг.1 – схематический вид в поперечном разрезе жидкостного купола в одном из вариантов осуществления изобретения.

[37] [Фиг.2] Фиг.2 – вид в увеличенном масштабе угловой части с Фиг.1.

[38] [Фиг.3] Фиг.3 – схематический вид под первым углом элементов жидкостного купола Фиг.1.

[39] [Фиг.4] Фиг.4 – схематический вид под вторым углом элементов жидкостного купола Фиг.1.

[40] [Фиг.5] Фиг.5 – схематический вид в поперечном разрезе части жидкостного купола, идентичной той, что изображена на Фиг.2, по другому варианту осуществления изобретения.

[41] [Фиг.6] Фиг.6 – схематический вид в поперечном разрезе части жидкостного купола, идентичной той, что изображена на Фиг.2, по еще одному варианту осуществления изобретения.

[42] [Фиг.7] Фиг.7 – схематическое изображение с разрезом хранилища танкера-метановоза и терминала для загрузки-разгрузки указанного резервуара.

[43] В настоящем документе понятие «вертикальный» означает «проходящий в направлении поля земного притяжения». Понятие «горизонтальный» означает «проходящий в направлении, перпендикулярном вертикальному направлению».

[44] Если хранилище 1 расположено на судне, в частности – на метановозе, силовой каркас, не видимый на прилагаемых фигурах, образован двойным корпусом судна. Наружная верхняя несущая стенка 5 именуется «наружная палуба» 5 судна.

[45] Резервуар 71 содержит основную конструкцию, образованную нижней стенкой (не показана), верхней стенкой и двумя коффердамными стенками, которые не видны на прилагаемых фигурах, соединяющими нижнюю стенку с верхней стенкой и расположенными спереди и сзади, когда хранилище 1 находится на борту судна, двумя боковыми стенками (не показаны) и, необязательно, двумя – четырьмя галтельными стенками (не показаны), соединяющими боковые стенки с нижней стенкой или с верхней стенкой, что не показано на прилагаемых фигурах. Таким образом, стенки резервуара 71 соединены друг с другом с образованием многогранной конструкции и с возможностью ограничения внутреннего пространства 9 хранения.

[46] Для загрузки и выгрузки сжиженного газа в резервуар 71 и из него, хранилище 1 содержит загрузочно-разгрузочный проем 10, образующий локальные несплошности в наружной верхней несущей стенке 5, внутренней верхней несущей стенке и верхней стенке резервуара 71, в частности – для того, чтобы загрузочно-разгрузочные трубы, не показанные на прилагаемых фигурах, могли доходить до днища резервуара 71 путем прохождения через указанный проем 10.

[47] Хранилище 1 также содержит загрузочно-разгрузочную башню, которая не показана на прилагаемых фигурах, расположенную на одной оси с проемом 10 и внутри резервуара 71, образующую опорную конструкцию для загрузочно-разгрузочных труб на всю высоту резервуара 71, а также для насосов (не показаны).

[48] Хранилище 1 дополнительно содержит крышку 12, расположенную в загрузочно-разгрузочном проеме 10 с возможностью перекрытия доступа во внутреннее пространство хранения у указанного проема 10. Крышка 12 содержит сквозные отверстия, обеспечивающие возможность прохождения загрузочно-разгрузочных труб сквозь крышку 12.

[49] Резервуар 71 содержит ствол 15, расположенный на основной конструкции у проема и обеспечивающий возможность непрерывного прохождения стенок резервуара от внутренней палубы к наружной палубе 5 в местах, где загрузочно-разгрузочный проем 10 образует прерывания в указанных палубах. В случае резервуаров хранения сжиженного газа, такой ствол 15, снабженный указанной крышкой 12, именуется «жидкостный купол».

[50] Загрузочно-разгрузочный проем 10 и ствол 15 обычно имеют прямоугольное очертание. Поэтому ствол 15 содержит четыре стенки, одна из которых является продолжением задней коффердамной стенки 8, как можно видеть на Фиг.1, а остальные три соединены с верхней стенкой с образованием угла 90° к ней.

[51] Крышка 12 по настоящему изобретению расположена на уровне наружной палубы 5, то есть закрывает ствол 15 или перекрывает доступ в него. Резервуар 71 представляет собой резервуар 71 мембранного типа с возможностью хранения сжиженного газа. Основная конструкция резервуара 71 представляет собой многослойную конструкцию, содержащую, в порядке снаружи вовнутрь, вспомогательный теплоизолирующий барьер 16 с изоляционными элементами, прижатый к силовому каркасу, вспомогательную герметизирующую мембрану 17, прижатую к вспомогательному теплоизолирующему барьеру 16, основной теплоизолирующий барьер 18 с изоляционными элементами, прижатый к вспомогательной герметизирующей мембране 17, и основную герметизирующую мембрану 19, которая должна находиться в соприкосновении со сжиженным газом, содержащемся в резервуаре 71.

[52] В одном из вариантов осуществления основная конструкция резервуара 71 выполнена по технологии «Mark III^®», раскрытой, в частности, в документе FR-A-2691520.

[53] В такой основной конструкции, вспомогательный теплоизолирующий барьер 16, основной теплоизолирующий барьер и вспомогательная герметизирующая мембрана 17 по существу выполнены из панелей, размещенных бок о бок на силовом каркасе, могущем представлять собой внутренний силовой каркас или конструкцию, соединяющую внутреннюю верхнюю несущую стенку с наружной верхней несущей стенкой 5 у проема 10. Вспомогательная герметизирующая мембрана 17 сформирована из композиционного материала, включающего в себя тонкий алюминиевый лист, расположенный между двумя тонкими полотнами стекловолоконной ткани. В свою очередь, основная герметизирующая мембрана 19 получена путем сборки множества металлических пластин, приваренных друг к другу вдоль кромок и содержащих гофры, проходящие в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. Металлические пластины выполнены, например, из листов нержавеющей стали или из алюминия, а форма придана им путем гибки или прессования. Основная герметизирующая мембрана 19 проиллюстрирована, в частности, на Фиг. 3 и 4.

[54] Прочие сведения о такой гофрированной металлической мембране раскрыты, в частности, в документе FR-A-2861060.

[55] В стволе 15, вспомогательная герметизирующая мембрана 17 прикреплена верхним концом к фиксирующему выступу 50, а именно – в дальней части 51 указанного выступа 50. Соединение между фиксирующим выступом 50 и вспомогательной мембраной 17 предпочтительно выполнено герметичной пайкой, возможно – сваркой.

[56] Крышка 12 также представляет собой многослойную конструкцию, содержащую, в порядке снаружи вовнутрь, верхнюю стенку 23 крышки, нижнюю стенку 22 крышки и теплоизоляционную конструкцию 24, расположенную между нижней стенкой 22 крышки и верхней стенкой 23 крышки. Крышка 12 также содержит элементы 25 жесткости, расположенные на верхней стенке 23 крышки.

[57] Крышка 12 помещена в загрузочно-разгрузочный проем 10 таким образом, что верхняя стенка 23 крышки расположена в плоскости наружной верхней несущей стенки 5 или наружной палубы 5. Поэтому в данном случае хранилище 1 не содержит седло купола, а крышка 12 не выступает над наружной палубой 5.

[58] Верхняя стенка 23 крышки герметично прикреплена к наружной палубе 5 по всему периметру проема 10 таким образом, что, в отношении крышки 12, верхняя стенка 23 крышки выполняет функцию вспомогательной герметизирующей мембраны 17. Верхняя стенка 23 крышки изготовлена с использованием металлического материала, например, нержавеющей стали.

[59] Нижняя стенка 22 крышки герметично приварена к основной герметизирующей мембране 19 основной конструкции, в данном случае – к стволу 15, с использованием соединительной детали 26. Соединительная деталь 26 подробнее раскрыта на Фиг. 2 - 5 в разных вариантах осуществления изобретения. Нижняя стенка 22 крышки также герметично приварена, в частности, к загрузочно-разгрузочным трубам.

[60] Теплоизоляционная конструкция 24 крышки 12 содержит множество изоляционных элементов, размещенных бок о бок друг с другом и могущих иметь схожую или отличную друг от друга конструкцию. В одном из предпочтительных вариантов осуществления изоляционные элементы, расположенные на одной оси с нижней стенкой 22 крышки и с соединительной деталью 22, представляют собой несущие изоляционные элементы, а изоляционные элементы, расположенные на периферии теплоизоляционной конструкции 24, представляют собой ненесущие изоляционные элементы. Несущие изоляционные элементы могут состоять из блоков пенополимера высокой плотности, необязательно армированных волокнами, или коробок, выполненных из фанеры или композита и наполненных изоляционным наполнителем, например, стеклянной ватой или перлитом. Ненесущие изоляционные элементы могут представлять собой блоки пенополимера низкой плотности или стеклянной ваты.

[61] Фиксирующий выступ 50 отходит от верхней стенки 23 крышки, проходит вертикально и содержит вертикальную ближнюю часть 51 и дальнюю часть 52, проходящую горизонтально или образующую С-образный крюк. Поэтому фиксирующий выступ 15 предпочтительно выполнен из материала, идентичного материалу верхней стенки 23 крышки. Таким образом, фиксирующий выступ 50 выполнен из металлического материала, как правило – из сплава на основе железа, имеющего повышенные показатели механической целостности при температуре окружающей среды по существу ниже 0°C или даже не выше -40°C.

[62] Так, верхняя стенка 23 крышки, как и фиксирующий выступ 50, может состоять из нержавеющей стали 300-й серии, применение которой разрешено МГК. Иначе говоря, фиксирующий выступ 50 состоит из аустенитной стали по стандарту Американского общества по испытанию материалов (ASTM) A240.

[63] Настоящее изобретение состоит, во-первых, в том, что, благодаря наличию фиксирующего выступа 50, труба 30, образующая ствол 15 жидкостного купола, может быть изготовлена из стали, именуемой «углеродистая сталь», к которой относятся, в частности, стали классов A, B, D, AH, DH, EH, FH или E по стандарту ASTM A131. Сталь указанных классов не обладает высокой прочностью или упругостью при температуре значительно ниже 0°C, риск возникновения которой в резервуаре сжиженного газа является возможным или даже неизбежным, однако данные стали значительно дешевле нержавеющих сталей.

[64] Таким образом, такая компоновка позволяет сократить количество дорогой нержавеющей стали в жидкостном куполе и обеспечить гибкость в местах основного жесткого крепления, т.е. жесткого крепления к основной мембране 19 и к нижней стенке 22 крышки, образующей основную мембрану у проема 10 жидкостного купола, и в местах вспомогательного жесткого крепления, т.е. крепления к вспомогательной мембране 17.

[65] Таким образом, главный аспект настоящего изобретения состоит в соединении нижней стенки 22 крышки с фиксирующим выступом 50 и прикреплении ее к нему. Кроме того, фиксирующий выступ расположен с отступом от трубы 30 ствола 15 жидкостного купола, по меньшей мере, на несколько сантиметров, т.п. расположен на удалении от трубы на пять – тридцать пять сантиметров, предпочтительно – на расстоянии от пятнадцати до двадцати пяти сантиметров. Результатом расположения фиксирующего выступа 50 с отступом от трубы 30 является гибкое крепление нижней стенки 22 крышки с возможностью легкого восприятия данным узлом значительного механического напряжения, причем следует отметить, что зона ствола 15 жидкостного купола, будучи по размерам значительно меньше или уже резервуара 71 и расположена вертикально, является местом концентрации высоких механических напряжений и растягивающих напряжений, если строение, вмещающее резервуар 71, представляет собой судно.

[66] Как можно видеть на прилагаемых фигурах, расположение фиксирующего выступа 50 с отступом от трубы 30 позволяет сократить применение несущей тепловой изоляции 40, являющейся более дорогостоящей и сложной в устройстве, чем другая – ненесущая – тепловая изоляция 41. Так, в предлагаемой конструкции жидкостного купола количество несущей тепловой изоляции 40 можно немного уменьшить по сравнению с известным жидкостным куполом без фиксирующего выступа 50.

[67] Второй аспект настоящего изобретения состоит в том, что фиксирующий выступ может быть непосредственно или опосредованно соединен с нижней стенкой 22 крышки. В случае опосредованного крепления, возможно применение соединительной детали 26, как проиллюстрировано на Фиг. 1 - 5, а на Фиг.6 изображен один вариант осуществления с непосредственным креплением.

[68] На Фиг. 1 – 5 показано, что соединительная деталь 26 содержит первый фланец 27, герметично приваренный к основной герметизирующей мембране 19 основной конструкции, второй фланец 28, соединенный с первым фланцем 27 и герметично приваренный к нижней стенке 22 крышки по всему периметру нижней стенки 22 крышки, и третий фланец 29, соединенный с фланцем 53, проходящим горизонтально от ближней части 51. Фланец 53 отходит от фиксирующего выступа 50 и предпочтительно выполнен из того же материала, что и части 51, 52.

[69] На Фиг. 3 и 4 изображены несущественные дополнительные элементы предлагаемого жидкостного купола. В частности, на данных фигурах изображены гофры 60 на основной мембране 19 основной конструкции резервуара 71. Гофры 60 позволяют основной мембране 19 выдерживать тепловые расширения мембраны 19, когда резервуар 71 наполнен сжиженным газом очень низкой температуры значительно ниже 0°C.

[70] Дальняя часть 52 в данном случае имеет поперечное сечение в форме перевернутой буквы «С», при этом одна часть дальней части 52 прикреплена сваркой к вспомогательной мембране 17, а другая часть дальней части 52 находится в соприкосновении с вспомогательным теплоизолирующим барьером 16 и ограничивает пространство барьера 16 в стволе 15.

[71] Фланец 53 фиксирующего выступа 50 проходит горизонтально, т.е. под углом 90°±10° к ближней части 51, с возможностью подхода к соединительной детали 26 или непосредственно к нижней стенке 22 крышки, при этом последний вариант осуществления (в котором соединительная деталь 26 отсутствует, а фланец 53 выступает из ближней части 51) не показан на прилагаемых фигурах, но допустим без отступления от объема настоящего изобретения.

[72] Фиг.5 изображает один вариант осуществления изобретения, существенное отличие которого состоит в отсутствии фланца 53, отходящего от ближней части 51. В таком варианте осуществления фланец 29 соединительной детали 26 проходит до упора в ближнюю часть 51 фиксирующего выступа 50. Данный фланец 29 соединительной детали 26, точно так же, как и в других вариантах осуществления, прикреплен посредством уплотняющего сварного шва к ближней части 51 фиксирующего выступа 50. Таким образом, в данном варианте осуществления фланец 29 соединительной детали 26 значительно длиннее, чем в других вариантах осуществления, при этом, как правило, фланец 29 в данном случае имеет длину по меньшей мере пятнадцать сантиметров, предпочтительно – приблизительно двадцать сантиметров.

[73] Фиг.6 иллюстрирует вариант осуществления, в котором отсутствует соединительная деталь 26, в связи с чем крепление между фиксирующим выступом 50 и нижней стенкой 22 крышки именуется «непосредственным». В данном варианте осуществления фланец 53 фиксирующего выступа 50 проходит до тех пор, пока он не войдет в соприкосновение с нижней стенкой 22 крышки и не прикрепит ее, или же, как показано на Фиг.6, нижняя стенка 22 крышки проходит до упора в фиксирующий выступ 50. В любом из этих вариантов осуществления без соединительной детали 26, крепление фиксирующего выступа 50 и нижней стенки 22 крышки друг к другу выполнено герметичным, предпочтительно – сваркой.

[74] В варианте осуществления на Фиг.6 основная мембрана 19 основной конструкции содержит у своего конца площадку 19’, т.е. Г-образный концевой участок, проходящий до опирания на нижнюю стенку 22 крышки или до упора в нее, в результате чего сварное соединение между нижней стенкой 22 крышки и основной мембраной 19 является полностью герметичным. Прочие признаки изобретения в их вариантах не имеют отличий от тех, чтобы были раскрыты ранее применительно к другим вариантам осуществления.

[75] Фиг.7 изображает пример морского терминала, включающего в себя загрузочно-разгрузочный пункт 75, подводную трубу 76 и береговое сооружение 77. Загрузочно-разгрузочный пункт 75 представляет собой стационарное морское сооружение, содержащее подвижную стрелу 74 и башню 78, на которую оперта подвижная стрела 74. Подвижная стрела 74 несет на себе пучок изолированных гибких шлангов 79, которые могут быть соединены с загрузочно-разгрузочным трубопроводом 73. Ориентируемая подвижная стрела 74 подходит для метановозов любых размеров. Непоказанная соединительная труба проходит внутри башни 78. Загрузочно-разгрузочный пункт 75 обеспечивает возможность загрузки метановоза 70 с берегового сооружения 77 или выгрузки из метановоза 70 на береговое сооружение 77. Последнее содержит резервуары 80 хранения сжиженного газа и соединительные трубы 81, соединенные подводной трубой 76 с загрузочно-разгрузочным пунктом 75. Подводная труба 76 обеспечивает возможность перемещения сжиженного газа между загрузочно-разгрузочным пунктом 75 и береговым сооружением 77 на дальнее расстояние, например, 5 км, благодаря чему танкер-метановоз 70 может оставаться в море на дальнем расстоянии в ходе загрузочных и разгрузочных операций.

[76] Давление, необходимое для перемещения сжиженного газа, создают насосы, расположенные на борту судна 70, и/или насосы, которыми оснащено береговое сооружение 77, и/или насосы, которыми оснащен загрузочно-разгрузочный пункт 75.

[77] Несмотря на то, что изобретение было раскрыто применительно к нескольким частным вариантам осуществления, очевидно, что оно ни в коей мере не ограничено ими и включает в себя все технические решения, эквивалентные раскрытым средствам, а также их комбинации, без отступления от объема изобретения.

[78] Использование глаголов «содержать», «обладать» или «включать в себя» и их спряженных форм не исключает возможности наличия элементов или этапов, не указанных в том или ином пункте формулы.

Ни один из номеров позиций в скобках, указанный в формуле изобретения, не следует толковать как ограничивающий пункт формулы изобретения.

Группа изобретений относится к хранилищу (1) сжиженного газа и к герметизированному и теплоизолирующему резервуару (71). Резервуар содержит загрузочно-разгрузочный проем (10) с верхней стенкой (23) крышки, нижней стенкой (22) крышки и теплоизоляционной конструкцией (24), расположенной между нижней стенкой (22) крышки и верхней стенкой (23) крышки. Труба (30) и верхняя стенка (23) крышки выполнены из разнородных сплавов на основе железа, при этом один фиксирующий выступ (50), отходящий от верхней стенки (23) крышки, герметично прикреплен, непосредственно или опосредованно, к нижней стенке (22) крышки. Техническим результатом является повышение герметичности резервуара. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Хранилище (1) сжиженного газа, содержащее силовой каркас и герметизированный и теплоизолирующий резервуар (71), расположенный внутри силового каркаса,
при этом герметизированный и теплоизолирующий резервуар (71) содержит основную конструкцию, образованную множеством соединенных друг с другом стенок резервуара и прикрепленную к силовому каркасу, при этом основная конструкция ограничивает внутреннее пространство хранения, при этом основная конструкция содержит, по меньшей мере, герметизирующую мембрану (17, 19) и, по меньшей мере, теплоизолирующий барьер (16, 18), при этом теплоизолирующий барьер (16, 18) размещен между герметизирующей мембраной (17, 19) и силовым каркасом;
при этом силовой каркас содержит планарную верхнюю несущую стенку;

при этом герметизирующая мембрана (17, 19), теплоизолирующий барьер (16, 18) основной конструкции и верхняя несущая стенка содержат локальные прерывания, выполненные с образованием границ трубы (30), образующей несущую стенку ствола (15), проходящего вдоль вертикальной оси к верхнему концу с образованием загрузочно-разгрузочного проема (10), предназначенного для прохождения через него загрузочно-разгрузочных труб текучей среды, причем резервуар (71) содержит крышку (12), помещенную в загрузочно-разгрузочный проем (10),
при этом крышка (12) содержит верхнюю стенку (23) крышки, нижнюю стенку (22) крышки и теплоизоляционную конструкцию (24), расположенную между нижней стенкой (22) крышки и верхней стенкой (23) крышки,

отличающееся тем, что вышеуказанная труба (30) и верхняя стенка (23) крышки выполнены из разнородных сплавов на основе железа, при этом по меньшей мере один фиксирующий выступ (50), отходящий от верхней стенки (23) крышки, герметично прикреплен, непосредственно или опосредованно, к нижней стенке (22) крышки.

2. Хранилище (1) по п. 1, отличающееся тем, что фиксирующий выступ (50) имеет Г-образное поперечное сечение и содержит линейную ближнюю часть (51), отходящую от верхней стенки (23) крышки, продленную дальней частью (52), отходящей от ближней части (51) под углом 90°±10°.

3. Хранилище (1) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что теплоизолирующий барьер представляет собой вспомогательный теплоизолирующий барьер (16), а герметизирующая мембрана (17, 19) содержит, от внутреннего пространства резервуара (71) к трубе, основную герметизирующую мембрану (19) и вспомогательную герметизирующую мембрану (17), при этом основной теплоизолирующий барьер (18) размещен между основной герметизирующей мембраной (19) и вспомогательной герметизирующей мембраной (17), при этом фиксирующий выступ (50) также герметично прикреплен к вспомогательной герметизирующей мембране (17).

4. Хранилище (1) по п. 3, отличающееся тем, что фиксирующий выступ (50) имеет Г-образное поперечное сечение и содержит линейную ближнюю часть (51), отходящую от верхней стенки (23) крышки, продленную дальней частью (52), отходящей от ближней части (51) под углом 90°±10, крепление фиксирующего выступа (50) к вспомогательной герметизирующей мембране (17) выполнено в дальней части (52) фиксирующего выступа (50).

5. Хранилище (1) по п. 3 или 4, отличающееся тем, что крепление фиксирующего выступа (50) к вспомогательной герметизирующей мембране (17) выполнено пайкой.

6. Хранилище (1) по одному из пп. 1-5, отличающееся тем, что фиксирующий выступ (50) имеет Г-образное поперечное сечение и содержит линейную ближнюю часть (51), отходящую от верхней стенки (23) крышки, продленную дальней частью (52), отходящей от ближней части (51) под углом 90°±10°, при этом фиксирующий выступ (50) прикреплен непосредственно к нижней стенке (22) крышки, крепление выполнено сваркой в ближней части (51) фиксирующего выступа (50).

7. Хранилище (1) по одному из пп. 1-6, отличающееся тем, что теплоизолирующий барьер представляет собой вспомогательный теплоизолирующий барьер (16), а герметизирующая мембрана (17, 19) содержит, от внутреннего пространства резервуара (71) к трубе, основную герметизирующую мембрану (19) и вспомогательную герметизирующую мембрану (17), при этом основной теплоизолирующий барьер (18) размещен между основной герметизирующей мембраной (19) и вспомогательной герметизирующей мембраной (17), при этом фиксирующий выступ (50) также герметично прикреплен к вспомогательной герметизирующей мембране (17), основная герметизирующая мембрана (19) герметично прикреплена к нижней стенке (22) крышки, предпочтительно – сваркой.

8. Хранилище (1) по одному из пп. 1-5, отличающееся тем, что, если фиксирующий выступ (50) опосредованно прикреплен к нижней стенке (22) крышки, соединительная деталь (26) герметично соединяет нижнюю стенку (22) крышки, герметизирующую мембрану (19) и фиксирующий выступ (50).

9. Хранилище (1) по пп. 2 и 8, отличающееся тем, что фиксирующий выступ (50) содержит фланец (53), отходящий от ближней части (51) и проходящий под углом 90°±10° к ближней части (51), при этом соединительная деталь (26) прикреплена к фланцу (53) фиксирующего выступа (50).

10. Хранилище (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что труба (30) выполнена из углеродистой стали, при этом труба (30) предпочтительно выполнена из сплава на основе железа, содержащего 0% < C < 2,11% по массе.

11. Хранилище (1) по п. 10, отличающееся тем, что труба (30) выполнена из стали класса A, B, D, AH, DH, EH, FH или E по МГК – Международному кодексу постройки и оборудования судов, перевозящих сжиженные газы наливом.

12. Хранилище (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что верхняя стенка (23) крышки, как и фиксирующий выступ (50), выполнены из сплава на основе железа, состоящего из аустенитной стали, содержащей по массе 0% < C < 0,08%, 0% < Mn ≤ 2%, 0% < Si < 0,5%, 0% < P < 0,045%, 0% < S < 0,030%, 8% < Ni < 14%, 16% < Cr < 50%, 0% < N < 0,02% и, необязательно, 0% ≤ Mo ≤ 3% и/или 0% < Ti < 0,7%, остальное – железо и неизбежно образующиеся при производстве примеси.

13. Хранилище (1) по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что нижняя стенка (22) крышки состоит из:

- множества планарных металлических пластин, при этом планарные металлические пластины собраны друг с другом, выполненных из сплава железа с никелем с коэффициентом теплового расширения от 0,5⋅10^-6 до 2⋅10^-6 K^-1, или

- множества гофрированных металлических листов, при этом гофрированные металлические листы размещены бок о бок по повторяющейся схеме и герметично приварены друг к другу, при этом металлические листы выполнены из нержавеющей стали.

14. Судно (70) для перевозки холодного жидкого продукта, при этом судно содержит двойной корпус (72) и хранилище (1) по одному из пп. 1-13, расположенное в двойном корпусе.

15. Система перемещения для перемещения холодного жидкого продукта, при этом система включает судно (70) по п. 14, изолированный трубопровод (73, 79, 76, 81), устроенный с возможностью соединения резервуара (71), установленного в корпусе судна, с плавучим или береговым внешним хранилищем (77), и насос для перекачки потока холодного жидкого продукта по изолированному трубопроводу из плавучего или берегового внешнего хранилища в резервуар судна или наоборот.

16. Способ погрузки на судно (70) по п. 14 или выгрузки из него, отличающийся тем, что холодный жидкий продукт подают по изолированному трубопроводу (73, 79, 76, 81) из плавучего или берегового внешнего хранилища (77) в резервуар (71) судна или из резервуара (71) судна в плавучее или береговое внешнее хранилище (77).