ГЕРМЕТИЧНЫЙ И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ РЕЗЕРВУАР Российский патент 2023 года по МПК F17C3/02 B63B25/16 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области герметичных и теплоизоляционных резервуаров мембранного типа. Настоящее изобретение, в частности, относится к области герметичных и теплоизоляционных резервуаров для хранения и/или транспортировки жидкости при низкой температуре, например, резервуаров для транспортировки сжиженного углеводородного газа (также известного как СУГ) при температуре, например, от -50°C до 0°C включительно, или для транспортировки сжиженного природного газа (СПГ) при температуре приблизительно -162°C и атмосферном давлении. Такие резервуары могут быть установлены на суше или на плавучей конструкции. В случае плавучей конструкции резервуар может быть предназначен для транспортировки сжиженного газа или для приёма сжиженного газа, служащего в качестве топлива для приведения в движение плавучей конструкции.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Герметичный и изоляционный резервуар, включающий в себя два теплоизолирующих барьера, описан в заявке на патент Франции FR2781557. Изоляционные барьеры состоят из узла предварительно изготовленных панелей. Область стыка между предварительно изготовленными панелями заполнена полосами теплоизоляционного материала, например, стекловаты.

В заявке на патент Франции FR2599468 предложен герметичный и теплоизоляционный резервуар, встроенный в несущую конструкцию, к которой прикреплены панели из ячеистого вспененного материала, образующие теплоизолирующий барьер. Зазоры между панелями заполнены уплотнительными прокладками для обеспечения непрерывности теплоизолирующего барьера.

В заявке на патент Франции FR2813111 описан герметичный и теплоизоляционный резервуар, встроенный в несущую конструкцию. Несущая конструкция имеет первую несущую стенку и вторую несущую стенку, образующие угол и соединяющиеся друг с другом на краю. Каждая несущая стенка содержит панели, образующие теплоизолирующий барьер. Непрерывность теплоизоляции между двумя теплоизолирующими барьерами на уровне края обеспечивается за счёт уплотнения из стекловаты. Непрерывность теплоизоляции в пределах каждого теплоизолирующего барьера обеспечивается за счёт вставки сложенного листа стекловаты.

Уплотнительные прокладки из стекловаты, предложенные в приведенных выше публикациях, являются не полностью удовлетворительными. Фактически, на уровне этих уплотнительных прокладок могут появляться промежутки, способствующие явлению конвекции между внешней и внутренней областями резервуара, в частности, в присутствии сжиженного природного газа.

В качестве альтернативы в заявке на патент Японии JPH4194498 описаны прокладки, содержащие изоляционный материал, например, стекловату или полиуретан, обёрнутый в герметичный пластиковый пакет. Прокладки вставляют в зазоры между панелями в вакуумированном сжатом состоянии. После вставки пакет протыкают, в результате чего уплотнение расширяется и занимает весь зазор между панелями. Однако заявитель обнаружил, что такие прокладки при низкой температуре сжимаются сильнее, чем зазор между панелями, в котором они размещены. Такое сжатие приводит к появлению промежутков, разделяющих прокладки и поверхности панелей, ограничивающих зазор между панелями. Эти промежутки способствуют явлению конвекции и нарушают непрерывность теплоизолирующего барьера.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Идея, лежащая в основе изобретения - предложить герметичный и теплоизоляционный резервуар, не имеющий этих недостатков. Таким образом, задача изобретения заключается в улучшении контроля непрерывности теплоизоляции теплоизолирующих барьеров при охлаждении упомянутого резервуара, в частности, в продольном направлении зазора между по меньшей мере двумя рядами блоков, образующих теплоизоляционные барьеры.

В связи с этим настоящее изобретение относится к герметичному и теплоизоляционному резервуару для хранения текучей среды, встроенному в несущую конструкцию, включающему в себя последовательно в направлении толщины несущую конструкцию, теплоизолирующий барьер, удерживаемый на несущей конструкции, и уплотнительную мембрану, поддерживаемую теплоизолирующим барьером, теплоизолирующий барьер включает в себя изоляционные панели, расположенные в виде по меньшей мере двух параллельных рядов, при этом два ряда изоляционных панелей разделены зазором, имеющим небольшую ширину по сравнению с размерами изоляционных панелей, причём теплоизолирующий барьер дополнительно включает в себя прокладки, прокладки расположены в зазоре таким образом, что они сжаты между двумя рядами изоляционных панелей, причём теплоизолирующий барьер дополнительно включает в себя по меньшей мере один вкладыш, расположенный в зоне прилегания, в которой первая прокладка и вторая прокладка прилегают друг к другу таким образом, чтобы сжимать вкладыш между прокладками в продольном направлении зазора.

Прокладки сжимаются между двумя рядами после вставки в зазор. Во время охлаждения резервуара изоляционные панели сжимаются также, как и прокладки. Однако сжатие прокладок недостаточно для образования промежутков между изоляционными панелями и прокладками. Таким образом, всегда обеспечивается непрерывность теплоизоляции в направлении ширины зазора.

В соответствии с одним вариантом осуществления прокладки сжимаются только в направлении ширины зазора, в частности, после вставки в зазор.

В соответствии с одним вариантом осуществления сжатие прокладок в направлении ширины зазора больше, чем в продольном направлении зазора. В этом варианте осуществления смежные прокладки сдвинуты или прижаты друг с другом в продольном направлении таким образом, что до размещения вставки существует первоначальное сжимающее усилие в продольном направлении зазора, причём первоначальное сжимающее усилие меньше, чем усилие, сжимающее прокладки между двумя рядами изоляционных панелей.

Прокладки не сжимаются или слегка сжимаются в продольном направлении зазора. Следовательно, во время охлаждения резервуара может появляться или может легко появляться промежуток в зоне прилегания, в которой две прокладки прилегают друг к другу. Добавление вкладыша приводит к сжатию прокладок и упомянутого вкладыша в продольном направлении зазора. Таким образом, во время охлаждения резервуара прокладки будут сжиматься под действием холода, но недостаточно для образования промежутков, способствующих явлению конвекции. Следовательно, благодаря вкладышу, сжатой между двумя прокладками, обеспечивается непрерывность теплоизоляции в продольном направлении зазора.

Кроме того, резервуар может иметь следующие признаки, взятые отдельно или в сочетании.

Прокладки предпочтительно включают в себя сжимаемый изоляционный материал, частично или полностью покрытый оболочкой из плёночного материала. Такая оболочка облегчает скольжение прокладки по боковым стенкам изоляционных панелей во время вставки упомянутой прокладки. В случае герметичной оболочки она также может служить для создания пониженного давления для уменьшения толщины прокладки во время вставки.

Вкладыш предпочтительно включает в себя несущую плёнку, сложенную вдвое для образования сложенного участка, и слой сжимаемого изоляционного материала, расположенный по меньшей мере частично внутри упомянутого сложенного участка. Несущая плёнка обеспечивает скольжение вкладыша по прокладкам во время размещения упомянутого вкладыша.

В соответствии с одним вариантом осуществления вкладыш протяжен в направлении толщины упомянутого резервуара, причём сложенный участок ориентирован в направлении несущей конструкции. На сложенный участок можно легко оказывать давление для размещения вкладыша между прокладками.

Зазор между двумя рядами может простираться по одной или более плоским стенкам резервуара. В соответствии с одним вариантом осуществления несущая конструкция включает в себя первую несущую стенку и вторую несущую стенку, образующие угол и соединяющиеся на уровне края, два ряда ориентированы поперечно краю, причём первая прокладка расположена в первом участке зазора, разделяющего по меньшей мере две изоляционные панели, расположенные на первой несущей стенке, а вторая прокладка расположена во втором участке зазора, разделяющего по меньшей мере две изоляционные панели, расположенные на второй несущей стенке.

В соответствии с одним вариантом осуществления зона прилегания расположена на уровне края.

Прокладка предпочтительно имеет продольную торцевую поверхность, наклонённую относительно продольного направления зазора.

В соответствии с одним вариантом осуществления наклонная продольная торцевая поверхность прокладки по существу параллельна биссектрисе угла между первой и второй несущими стенками.

В соответствии с одним вариантом осуществления наклон между торцевой поверхностью и продольным направлением зазора составляет от 45°, например, для угла между двумя стенками 90°, до 68° включительно, например, для угла между двумя стенками 135.

Сжимаемый изоляционный материал прокладки предпочтительно включает в себя многослойную стекловату и/или минеральную вату.

В соответствии с одним вариантом осуществления многослойная стекловата имеет плотность от 20 до 80 кг/м³ включительно.

В соответствии с одним вариантом осуществления направление наслаивания многослойной стекловаты параллельно направлению ширины зазора.

Оболочка из плёночного материала прокладки предпочтительно включает в себя бумагу.

В соответствии с одним вариантом осуществления бумага имеет поверхностную плотность от 60 до 150 г/м² включительно, предпочтительно от 70 до 100 г/м² включительно.

Несущая плёнка предпочтительно включает в себя бумагу и/или ПВХ.

Несущая плёнка предпочтительно включает в себя клейкую ленту, к которой приклеен слой изоляционного материала.

Слой сжимаемого изоляционного материала предпочтительно включает в себя волокнистый материал, например, стекловату, или вспененный полимерный материал, например, пенополиэтилен или пенополиуретан.

Изоляционные панели теплоизолирующего барьера предпочтительно включают в себя блоки вспененного полимерного материала.

В соответствии с одним вариантом осуществления блоки вспененного полимерного материала содержат полиуретан.

В соответствии с одним вариантом осуществления полиуретан имеет плотность от 70 кг/м³ до 220 кг/м³ включительно.

В соответствии с одним вариантом осуществления теплоизолирующий барьер, прикреплённый к несущей конструкции, представляет собой вспомогательный теплоизолирующий барьер, уплотнительная мембрана, прикрепленная к вспомогательному теплоизолирующему барьеру, представляет собой вспомогательную уплотнительную мембрану, причём резервуар дополнительно включает в себя в направлении толщины от наружной стороны к внутренней стороне резервуара поверх вспомогательного теплоизолирующего барьера и вспомогательной уплотнительной мембраны основной теплоизолирующий барьер и основную уплотнительную мембрану, предназначенную для контакта с жидкостью, содержащейся в резервуаре.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также предлагает способ изготовления герметичного и теплоизоляционного резервуара для хранения текучей среды, включающий в себя этап, на котором размещают изоляционные панели, расположенные в виде по меньшей мере двух параллельных рядов, на несущей конструкции, два ряда изоляционных панелей разделены зазором, имеющим небольшую ширину по сравнению с размерами изоляционных панелей, этап, на котором вставляют прокладки в зазор для сжатия прокладок между двумя рядами изоляционных панелей, и этап, на котором размещают вкладыш в зоне прилегания между двумя плоскими прокладками для сжатия вставки между прокладками в продольном направлении зазора.

Необходимо отметить, что этап размещения вкладыша в зоне прилегания между двумя прокладками может быть выполнен во время изготовления прокладки, таким образом, прокладка обеспечивается вкладышем, прикрепленной на уровне зоны, предназначенной для образования зоны прилегания прокладки, например, путём приклеивания или сшивания скобами. В этом случае этап размещения заключается в прижатии по меньшей мере прокладки, уже оснащённой вкладышем, к другим смежным прокладкам, которые также могут быть оснащены вкладышем или участком вкладыша. Разумеется, в этом варианте осуществления вкладыш или участок вкладыша, предварительно прикреплённый к прокладке, может иметь форму, подобранную в соответствии с упомянутой функцией сжатия вкладыша, например, треугольное сечение, имеющее большую толщину в верхней части прокладки (после ее установки в резервуаре).

Далее изобретение описано в соответствии с предпочтительным неограничивающим вариантом осуществления, в котором этап размещения вставки в зоне прилегания между двумя прокладкам выполняют или осуществляют после монтажа/установки группы изоляционных панелей на одной или более стенках резервуара.

В соответствии с одним вариантом осуществления способ дополнительно включает в себя этап, на котором в оболочке создают пониженное давление для уменьшения толщины упомянутых прокладок во время вставки прокладок в зазор, причём прокладки включают в себя сжимаемый изоляционный материал, частично или полностью покрытый оболочкой из плёночного материала.

В соответствии с одним вариантом осуществления вкладыш складывают вдвое перед вводом в зону прилегания путём оказания давления на нижнюю часть сложенного участка.

В соответствии с одним вариантом осуществления вкладыш вставляют в зону прилегания, причём вкладыш вставляют в зону прилегания с усилием.

Резервуар может образовывать часть наземного хранилища, например, для хранения СПГ, или может быть установлен на прибрежной или глубоководной плавучей конструкции, в частности, на танкере-метановозе, на плавучей установке для регазификации и хранения газа (FSRU), на плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) и т.д. Резервуар также может служить в качестве топливного резервуара на судне любого типа.

В соответствии с одним вариантом осуществления судно для транспортировки холодного жидкого продукта включает в себя двойной корпус и вышеупомянутый резервуар, расположенный в двойном корпусе.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также обеспечивает способ загрузки или разгрузки судна, в котором холодный жидкий продукт подают по изолированным трубопроводам из плавучего или наземного хранилища в резервуар судна или из резервуара судна в плавучее или наземное хранилище.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также обеспечивает систему передачи холодного жидкого продукта, причём система включает в себя вышеупомянутое судно, изолированные трубопроводы, расположенные так, чтобы соединять резервуар, установленный в корпусе судна, с плавучим или наземным хранилищем, и насос для подачи потока холодного жидкого продукта по изолированным трубопроводам из плавучего или наземного хранилища в резервуар судна или из резервуара судна в плавучее или наземное хранилище.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение станет более понятным, и другие задачи, детали, признаки и преимущества станут более очевидными при изучении следующего далее описания множества конкретных вариантов осуществления изобретения, приведённых лишь в качестве неограничивающего примера со ссылкой на приложенные чертежи.

Фиг. 1 представляет подетальней вид в разрезе зоны резервуара, расположенной в углу между двумя плоскими стенками, причём плоскость разреза параллельна ряду изоляционных панелей.

Фиг. 2 представляет схематическое изображение в разрезе прокладки, вставленной в зазор между панелями.

Фиг. 3 представляет схематический вид в перспективе угловой зоны III, показанной на фиг. 1, во время вставки двух прокладок с использованием вакуумного насоса.

Фиг. 4 представляет схематический вид в перспективе двух смежных прокладок, предназначенных для угла резервуара 135°.

Фиг. 5 представляет собой схематический вид в перспективе двух смежных прокладок, предназначенных для угла резервуара 90°.

Фиг. 6 представляет схематический вид сверху теплоизолирующего барьера и прокладок, вставленных в зазоры между панелями.

Фиг. 7 представляет схематический вид в разрезе изоляционной вставки.

Фиг. 8 представляет схематический вид в разрезе по плоскости VIII-VIII, показанной на фиг. 3, размещения вкладыша между двумя смежными прокладками в углу резервуара.

Фиг. 9 представляет схематический вид с вырезом резервуара танкера-метановоза и терминала для загрузки/разгрузки этого резервуара.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

По соглашению термины «внешний» и «внутренний» используются для определения положения одного элемента относительно другого со ссылкой на внутреннюю и внешнюю части резервуара. Герметичный и теплоизоляционный резервуар для хранения и транспортировки криогенной текучей среды, например, сжиженного природного газа (СПГ), включает в себя множество стенок резервуара, каждая из которых имеет многослойную конструкцию.

Обратимся, в частности, к фиг. 1, на которой показан резервуар 1, образованный герметичными и теплоизоляционными стенками, например, для хранения и/или транспортировки текучей среды при очень низкой температуре, в данном случае исключительно в качестве примера очень холодного сжиженного газа, в частности, метана.

Резервуар 1 включает в себя герметичную внутреннюю оболочку, предназначенную для хранения текучей среды, образованную путём соединения предварительно изготовленных элементов, совместно образующих уплотнительную мембрану 4 для каждой стенки резервуара 1. На фиг. 1 уплотнительная мембрана, 4 образована тонкими металлическими элементами, например, из нержавеющей стали или алюминия. Ссылочной позицией 41 обозначены края, выступающие внутрь резервуара, которые по существу придают гибкость оболочке, образованной этим барьером, для обеспечения возможности деформации под воздействием нагрузок, в частности, тепловых нагрузок, создаваемых хранящейся текучей средой.

Жёсткая внешняя перегородка образует несущую конструкцию 2 резервуара 1 и служит для неё в качестве опоры. В проиллюстрированном примере несущая конструкция 2 представляет собой самонесущий металлический лист корпуса или двойного корпуса торгового судна, например, танкера-метановоза. В качестве опоры для резервуара 1 могут использоваться жёсткие перегородки других типов с подходящими механическими свойствами, например, в частности, бетонная стена конструкции на суше. Кроме того, между уплотнительной мембраной 4 и несущей конструкцией 2 расположены вспомогательный теплоизолирующий барьер 3, вспомогательная уплотнительная мембрана 16 и основной изоляционный барьер 15.

Вспомогательный теплоизолирующий барьер 3 образован смежными изоляционными панелями 5, обычно имеющими форму прямоугольной призмы. Изоляционные панели 5 обычно расположены встык и, следовательно, образуют параллельные ряды 51, 52, покрывающие всю несущую конструкцию. На фиг. 1 ряд изоляционных панелей 5 расположен параллельно плоскости разреза. Как может быть видно фигурах 2 и 3, два ряда 51, 52 изоляционных панелей 5 разделены зазором 6. Зазор 6 обычно является линейным и, как правило, протяжён по меньшей мере на всю толщину изоляционных панелей 5. Кроме того, зазор 6 имеет небольшую ширину E по сравнению с размерами изоляционных панелей 5.

Кроме того, несущая конструкция 2 также включает в себя края 10. Края 10 несущей конструкции 2 образованы первой несущей стенкой 21 и второй несущей стенкой 22, образующими угол A. Как видно на фиг. 3, два ряда 51, 52 ориентированы поперечно краю 10. Изоляционные панели 5 могут быть скошены под углом, подходящим для образования несущей конструкции 2 на уровне краёв 10.

Изоляционные панели 5 могут быть предварительны изготовлены, предпочтительно со стандартными размерами.

На фиг. 6, которая иллюстрирует плоскую стенку резервуара 1, соединительный элемент, заполняющий зазор 6 между двумя параллельными рядами 51, 52 изоляционных панелей 5 для обеспечения непрерывности теплоизолирующего барьера 3, получен путём вставки множества прокладок 7.

На уровне угла A резервуара 1 две смежные прокладки образуют угол между ними, как проиллюстрировано прокладками 7 на фиг. 3; прокладками 75, 76 на фиг. 4 и прокладками 77, 78 на фиг. 5.

Как видно на фиг. 2, каждая прокладка 7, 75, 76, 77, 78 включает в себя сжимаемый изоляционный материал 72, по меньшей мере частично покрытый оболочкой 71 из плёночного материала. Оболочка 71 из плёночного материала предпочтительно полностью окружает сжимаемый изоляционный материал 72 и образует герметичный карман, в котором может быть создано пониженное давление.

Сжимаемый изоляционный материал 72 может быть выполнен из стекловаты. Используемая стекловата может представлять собой многослойную стекловату, то есть мат из стекловаты, состоящий из множества чередующихся параллельных слоёв, видимых невооружённым глазом, которые наложены друг на друга в направлении наслаивания. Поэтому волокна могут быть преимущественно ориентированы в плоскостях, перпендикулярных направлению наслаивания. Многослойная стекловата может иметь плотность от 20 до 80 кг/м³ включительно. Альтернативно в качестве сжимаемого изоляционного материала 72 может использоваться минеральная вата.

На фигурах 2-5 оболочка 71 из плёночного материала включает в себя участки оболочки, прикреплённые, например, приклеенные, к сжимаемому изоляционному материалу 72, то есть к стекловате. Участки оболочки 71 полностью покрывают сжимаемый изоляционный материал 72. Оболочка 71 выполнена из крафт-бумаги. Крафт-бумага имеет низкий коэффициент трения, что обеспечивает скольжение прокладки 7, 75, 76, 77, 78 в зазоре 6 во время её вставки в упомянутый зазор 6. Кроме того, крафт-бумага имеет коэффициент теплового сжатия порядка 5-20×10^-6/K. Таким образом, крафт-бумага имеет коэффициент теплового сжатия, близкий к коэффициенту теплового сжатия сжимаемого изоляционного материала 72. Таким образом, прокладка 7, 75, 76, 77, 78 имеет такое же поведение при охлаждении. Фактически, отсутствует риск деформации сжимаемого изоляционного материала 72 под действием сжатия, связанного с тепловым сжатием оболочки 71 из плёночного материала. В частности, отсутствует риск деформации сжимаемого изоляционного материала, в результате которой он примет гофрированную форму под действием сжатия, такая гофрированная форма приводит к образованию в зазоре 6 промежутков, способствующих конвекции и поэтому ухудшающих изоляционные свойства теплоизолирующего барьера. Оболочка 71 из крафт-бумаги имеет поверхностную плотность более 60 г/м² для исключения рисков разрыва оболочки 71 во время вставки прокладки 7 в зазор 6. Кроме того, крафт-бумага имеет поверхностную плотность менее 150 г/м² для сохранения достаточной гибкости оболочки 71 с целью обеспечения возможности деформации прокладки 7 при сжатии. Поверхностная плотность крафт-бумаги предпочтительно составляет от 70 до 100 г/м² включительно.

Прокладки 7, 75, 76, 77, 78 имеют вытянутую форму с сечением в форме прямоугольного параллелепипеда, соответствующим прямоугольному сечению зазора 6. Таким образом, прокладка имеет две параллельные поверхности, протяжённые в продольном направлении зазора. Продольные торцевые поверхности 79 протяжены по ширине E зазора 6 и соединяют боковые поверхности.

Однако некоторые прокладки могут иметь альтернативную форму, в частности, на уровне края угловой конструкции, как описано выше. Примеры таких прокладок 75, 76, 77, 78 проиллюстрированы на фигурах 3 и 4. Прокладки 75, 76, 77, 78 имеют наклонную продольную торцевую поверхность 79 на уровне края 10 угловой конструкции. Наклонная продольная торцевая поверхность 79 расположена под углом, соответственно равным 45° и 67,5° относительно продольного направления зазора 6, в соответствии с биссектрисой угла A резервуара. Другими словами, прокладки 75, 76, 77, 78 имеют контур в форме прямоугольной трапеции.

В более общем случае форма прокладок не ограничивается вышеописанными формами и может быть адаптирована в соответствии с возникшими ограничениями.

Далее со ссылкой на фиг. 3 будет описан способ вставки прокладки в зазор. В способе вставки используется система всасывания. Система всасывания в оставшейся части описания в качестве примера представлена вакуумным насосом 11, как проиллюстрировано на фиг. 3. В варианте осуществления, который не проиллюстрирован, система всасывания представляет собой генератор вакуума с системой Вентури. Вакуумный насос 11 соединён с всасывающим патрубком 13 посредством откачивающей трубки 12. Всасывающий патрубок 13 имеет форму усечённого конуса, так что конец, противоположный откачивающей трубке 12, может протыкать оболочку 71 из крафт-бумаги. Таким образом, всасывающий патрубок 13 и, в частности, его протыкающий конец вставляется в прокладку 7 и протыкает оболочку 71 из крафт-бумаги. В результате протыкания оболочки 71 в прокладке образуется отверстие всасывания.

После вставки всасывающего патрубка 13 в прокладку 7 и надлежащего размещения вакуумный насос 11 приводится в действие для создания пониженного давления в прокладке 7. Всасывание, осуществляемое вакуумным насосом 11, имеет скорость всасывания от 8 до 30 м³/ч включительно. Скорость откачки предпочтительно составляет 15 м³/ч. Такая скорость откачки вакуумного насоса 11 позволяет создать пониженное давление в прокладке 7 без риска повреждения оболочки 71 из крафт-бумаги из-за слишком высокой скорости всасывания. Вакуумный насос 11 предпочтительно включает в себя фильтр для фильтрации каких-либо волокон и пыли от стекловаты, которые могут всасываться в вакуумный насос 11.

В приведенном описании для изготовления оболочки 71 используется крафт-бумага. Для изготовления оболочки 71 или части оболочки также могут использоваться другие материалы. Примерами таких материалов являются полимерные плёнки, композиционные плёнки, включающие в себя минеральные волокна и полимерную матрицу, композиционные плёнки, включающие в себя минеральные волокна, приклеенные к бумаге или полимерной плёнке, и их сочетания. Полимер может представлять собой смолу, выбранную из группы, состоящей из полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП), полиэтилентерефталата (ПЭТФ) и поливинилхлорида (ПВХ). В частности, оболочка может быть изготовлена в виде узла из множества участков, полученных путем разрезания одного или более плёночных материалов из приведенного выше перечня.

Прокладка 7 обычно имеет такие размеры, чтобы в свободном состоянии, то есть в несжатом состоянии, она имела толщину, большую или равную ширине зазора 6, а после вакуумирования посредством вакуумного насоса 11 она имела толщину меньше упомянутой ширины зазоры 6. Например, применительно к зазору 6 размером от 33 мм до 27 мм прокладка 7 имеет такие размеры, что в исходном состоянии, то есть в несжатом состоянии, её толщина составляет 35 мм, а после вакуумирования её толщина составляет 25 мм. Затем прокладка 7 вставляется в зазор 6. Как проиллюстрировано на фиг. 3 стрелками 14, прокладка 7 вставляется в зазор 6 так, чтобы её боковые поверхности были параллельны боковым поверхностям смежных изоляционных панелей 5, ограничивающих зазор 6. Во время вставки всасывающий патрубок 13 удерживается в прокладке 6, и вакуумный насос 11 непрерывно создаёт пониженное давление в упомянутой прокладке 7 для поддержания вакуумированного состояния прокладки 7 с целью облегчения ее вставки в зазор 6 за счёт того, что толщина прокладки 7 меньше, чем ширина зазора 6.

Прокладка 7 вставляется в зазор 6 таким образом, чтобы боковая поверхность, через которую проходит всасывающий патрубок 13, была обращена внутрь резервуара, что облегчает работу с узлом, образованным прокладкой 7 и всасывающим патрубком 13.

После надлежащего размещения прокладки 7 в зазоре 6 всасывающий патрубок 13 извлекается из прокладки 7. В этот момент внутренняя область оболочки 71 приводится в сообщение с внешней средой через отверстие, оставшееся после протыкания всасывающим патрубком 13. Поскольку в прокладке 7 больше не поддерживается пониженное давление, такое сообщение обеспечивает расширение стекловаты 72 при отсутствии сжимающего напряжения. Расширение стекловаты 72 приводит к увеличению толщины прокладки 7, так что прокладка 7 полностью заполняет зазор 6, что обеспечивает хорошую непрерывность изоляции теплоизолирующего барьера.

В варианте осуществления, который не проиллюстрирован, в качестве направляющего инструмента во время вставки прокладки 7 в зазор 6 может использоваться жёсткая направляющая система.

Фиг. 6 представляет иллюстрацию положения, занимаемого прокладками после их размещения в зазоре 6, образованном первым рядом 51 изоляционных панелей 5 и вторым рядом 52 изоляционных панелей 5. Необходимо отметить, что прокладки 7 прилегают друг к другу на уровне продольных торцевых поверхностей.

Наконец, на фиг. 8 видно, что прокладки 77, 78 в зазоре между двумя стенками, то есть на уровне угловой конструкции, могут иметь смежные наклонные продольные торцевые поверхности. После размещения прокладок 7 и/или 75, 76 и/или 77, 78 по всей длине зазора 6, прижатие двух смежных прокладок в направлении длины зазора 6 локально может быть недостаточным, в частности, на уровне края 10 несущей конструкции 2. Если прижатие недостаточно, при охлаждении резервуара на стыке между двумя прокладками может появиться зазор, в частности, из-за теплового сжатия прокладок. Если прижатие недостаточно, между двумя прокладками размещают вкладыш. Зона 9 прилегания между двумя наклонными продольными торцевыми поверхностями намеренно увеличена для иллюстрации размещения вкладыша 8. Для обеспечения непрерывности теплоизолирующего барьера по всей длине зазора 6 между двумя последовательными прокладками могут быть расположены вкладыши.

Обратимся к фиг. 7, вкладыш 8 включает в себя несущую плёнку 81, имеющую две поверхности, и слой 82 сжимаемого изоляционного материала на одной из двух поверхностей. В развёрнутом состоянии вкладыш имеет прямоугольную форму, ширина которой соответствует ширине E зазора 6. Поскольку вкладыш должен быть размещен между двумя смежными прокладками 7 или 75/76 или 77/78, длина вкладыша равна удвоенной толщине вспомогательного изолирующего барьера 3.

Слой 82 сжимаемого изоляционного материала может быть выполнен из стекловаты. Используемая стекловата может представлять собой многослойную стекловату, то есть мат из стекловаты, состоящий из множества чередующихся параллельных слоёв волокон, видимых невооруженным глазом, которые наложены друг на друга в направлении наслаивания. Следовательно, волокна преимущественно ориентированы в плоскости, перпендикулярной направлению наслаивания. Многослойная стекловата может иметь плотность от 20 до 80 кг/м³ включительно. Альтернативно в качестве слоя 82 сжимаемого изоляционного материала может использоваться минеральная вата.

Несущая плёнка 81 может быть выполнена из крафт-бумаги, к которой прикреплён, например, приклеен, слой 82 сжимаемого изоляционного материала, то есть стекловата. Крафт-бумага имеет низкий коэффициент трения, что обеспечивает возможность скольжения вкладыша. Несущая плёнка 81 имеет две поверхности. Стекловата частично или полностью покрывает одну из поверхностей крафт-бумаги.

Для размещения вкладыша 8 в зоне 9 прилегания вкладыш 8 сначала складывают вдвое по длине. Таким образом, сложенный участок может иметь U-образную форму, как показано на фиг. 7. U-образный сложенный участок может быть ограничен концевым участком вставки 8. Следовательно, складывание может быть реализовано таким образом, что по меньшей мере участок стекловаты ориентирован внутрь сложенного участка. Затем изогнутый участок сложенного участка размещают на уровне зоны прилегания. Внутрь сложенного участка помещают нож, имеющий плоское прямоугольное лезвие. Находясь в нижней части сложенного участка, нож позволяет проталкивать вставку в зону прилегания до тех пор, пока она полностью не разместится между двумя прокладками 7. Хотя крафт-бумага облегчает скольжение вкладыша между двумя прокладками, вкладыш может вставляться с усилием.

В приведенном выше описании для изготовления несущей плёнки 81 использована крафт-бумага. Для изготовления несущей плёнки 81 также могут быть использованы другие материалы. Примеры таких материалов включают в себя, например, полимерные пленки, композиционные плёнки, включающие в себя минеральные волокна и полимерную матрицу, композиционные плёнки, включающие в себя минеральные волокна, приклеенные к бумаге или полимерной плёнке, и их сочетания. Полимер может представлять собой смолу, выбранную из группы, состоящей из полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП), полиэтилентерефталата (ПЭТФ) и поливинилхлорида (ПВХ).

Приведенное выше описание ссылается на вспомогательный изолирующий барьер 3. Однако эта же технология может быть применена для изготовления основного изолирующего барьера резервуара или единственного изолирующего барьера резервуара, включающего в себя только одну уплотнительную мембрану.

Описанная выше технология изготовления герметичного и теплоизоляционного резервуара может использоваться в резервуарах разных типов, например, в наземном хранилище или на плавучей конструкции, например, на танкере-метановозе или на другом судне.

Обратимся к фиг. 9, вид с вырезом танкера-метановоза 100 иллюстрирует герметичный и изоляционный резервуар 1 обычно призматической формы, установленный в двойном корпусе 101 судна. Резервуар 1 включает в себя основной уплотнительный барьер, предназначенный для контакта с СПГ, содержащимся в резервуаре, вспомогательный уплотнительный барьер, расположенный между основным уплотнительным барьером и двойным корпусом 101 судна, и два теплоизолирующих барьера, расположенных соответственно между основным уплотнительным барьером и вспомогательным уплотнительным барьером и между вспомогательным уплотнительным барьером и двойным корпусом 101.

Фиг.9 иллюстрирует пример морского терминала, включающего в себя загрузочно-разгрузочную станцию 102, подводный трубопровод 103 и наземное хранилище 104. Загрузочно-разгрузочная станция 102 представляет собой стационарное прибрежное сооружение, включающее в себя подвижную стрелу 105 и башню 106, которая поддерживает подвижную стрелу 105. Подвижная стрела 105 удерживает связку изолированных гибких шлангов 107, которые могут быть соединены с загрузочно-разгрузочными трубопроводами 108. Ориентируемая подвижная стрела 105 может быть адаптирован к танкерам-матановозам всех размеров. Внутри башни 106 проходит соединительный трубопровод (не показан). Загрузочно-разгрузочная станция 102 позволяет выполнять загрузку и разгрузку судна 100 из наземного хранилища 104 или на него. Последнее включает в себя резервуары 109 для сжиженного газа и соединительные трубопроводы 110, соединённые подводным трубопроводом 103 с загрузочно-разгрузочной станцией 102. Подводный трубопровод 103 позволяет передавать сжиженный газ между загрузочно-разгрузочной станцией 102 и наземным хранилищем 104 на большое расстояние, например, 5 км, что позволяет останавливать судно 100 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 100, и/или насосы, установленные в наземном хранилище 104, и/или насосы, установленные на загрузочно-разгрузочной станции 102.

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

Использование глагола «включать в себя» или «содержать» и производных форм не исключает наличия элементов или этапов, отличных от изложенных в пункте формулы изобретения.

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

Группа изобретений относится к герметичному и теплоизоляционному резервуару для хранения текучей среды, который встроен в несущую конструкцию. Резервуар включает в себя последовательно в направлении толщины: теплоизолирующий барьер, удерживаемый на несущей конструкции, и уплотнительную мембрану, поддерживаемую теплоизолирующим барьером. Теплоизолирующий барьер включает в себя изоляционные панели, расположенные в виде двух параллельных рядов, разделённых зазором. Теплоизолирующий барьер включает в себя прокладки (77, 78), расположенные в зазоре таким образом, что они сжаты между двумя рядами. Теплоизолирующий барьер дополнительно включает в себя один вкладыш (8), расположенный в зоне (9) прилегания, в которой первая прокладка (77) и вторая прокладка (78) прилегают друг к другу таким образом, чтобы сжимать вкладыш (8) между прокладками (77, 78) в зазоре. Техническим результатом является контроль непрерывности теплоизоляции теплоизолирующих барьеров при охлаждении резервуара. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Герметичный и теплоизоляционный резервуар (1) для хранения текучей среды, встроенный в несущую конструкцию (2), включающий в себя последовательно в направлении толщины теплоизолирующий барьер (3), удерживаемый на несущей конструкции (2), и уплотнительную мембрану (4), поддерживаемую теплоизолирующим барьером (3), теплоизолирующий барьер (3) включает в себя изоляционные панели (5), расположенные в виде по меньшей мере двух параллельных рядов (51, 52), при этом два ряда (51, 52) изоляционных панелей (5) разделены зазором (6), имеющим ширину (E) меньше, чем размеры изоляционных панелей, причём теплоизолирующий барьер (3) дополнительно включает в себя прокладки (7), при этом прокладки расположены в зазоре (6) таким образом, что они сжаты между двумя рядами (51, 52) изоляционных панелей (5), теплоизолирующий барьер (3) дополнительно включает в себя по меньшей мере один вкладыш (8), расположенный в зоне (9) прилегания, в которой первая прокладка (7) и вторая прокладка (74) прилегают друг к другу таким образом, чтобы сжимать вкладыш (8) между прокладками (7) в продольном направлении зазора (6).

2. Резервуар (1) по предыдущему пункту, в котором прокладки (7) включают в себя сжимаемый изоляционный материал (72), частично или полностью покрытый оболочкой (71) из плёночного материала.

3. Резервуар (1) по любому одному из предыдущих пунктов, в котором вкладыш (8) включает в себя несущую плёнку (81), сложенную и таким образом образующую сложенный участок (83), и слой (82) сжимаемого изоляционного материала, расположенный по меньшей мере частично внутри упомянутого сложенного участка (83).

4. Резервуар (1) по предыдущему пункту, в котором вкладыш (8) протяжён в направлении толщины упомянутого резервуара (1), причём сложенный участок (83) ориентирован в направлении несущей конструкции (2).

5. Резервуар (1) по предыдущему пункту, в котором несущая конструкция (2) включает в себя первую несущую стенку (21) и вторую несущую стенку (22), образующие угол (A) и соединяющиеся на уровне края (10), два ряда (51, 52) ориентированы поперечно краю (10), первая прокладка (7, 75, 77) расположена в первом участке зазора (6), разделяющего по меньшей мере две изоляционные панели (5), расположенные на первой несущей стенке (21), а вторая прокладка (7, 76, 78) расположена во втором участке зазора (6), разделяющего по меньшей мере две изоляционные панели (5), расположенные на второй несущей стенке (22).

6. Резервуар (1) по предыдущему пункту, в котором зона (9) прилегания расположена на уровне края (10).

7. Резервуар по п. 5 или 6, в котором прокладка (7) имеет продольную торцевую поверхность (75), наклонённую относительно продольного направления зазора (6), причём наклонная продольная торцевая поверхность (75) прокладки (7) по существу параллельна биссектрисе угла (A) между первой и второй несущими стенками (21, 22).

8. Резервуар (1) по п. 7, в котором наклон между торцевой поверхностью (75) и продольным направлением зазора (6) составляет от 45° до 68° включительно.

9. Резервуар (1) по п. 2 или 3, в котором сжимаемый изоляционный материал (72) прокладки включает в себя многослойную стекловату.

10. Способ изготовления герметичного и теплоизоляционного резервуара (1) для хранения текучей среды, включающий в себя следующие этапы, на которых

размещают изоляционные панели (5), расположенные в виде по меньшей мере двух параллельных рядов (51, 52) на несущей конструкции (2), причём два ряда (51, 52) изоляционных панелей (5) разделены зазором (6), имеющим ширину (E) меньше, чем размеры изоляционных панелей (5), вставляют прокладки (7) в зазор (6) для сжатия прокладок между двумя рядами (51, 52) изоляционных панелей (5), размещают вкладыш (8) в зоне (9) прилегания между двумя плоскими прокладками (7, 75, 76, 77, 78) для сжатия вкладыша (8) между прокладками (7, 75, 76, 77, 78) в продольном направлении зазора (6).

11. Способ по предыдущему пункту, в котором прокладки (7, 73, 74) включают в себя сжимаемый изоляционный материал (72), полностью покрытый оболочкой (71) из плёночного материала, и в котором в оболочке создают пониженное давление для уменьшения толщины упомянутых прокладок (7, 75, 76, 77, 78) при вставке прокладок (7, 75, 76, 77, 78) в зазор (6).

12. Способ по п. 10 или 11, в котором вкладыш (8) складывают вдвое перед вставкой в зону (9) прилегания путём оказания давления на нижнюю часть сложенного участка.

13. Способ по п. 12, в котором вкладыш (8) вставляют в зону (9) прилегания, причём вкладыш (8) вставляют в зону (9) прилегания с усилием.

14. Судно (100) для транспортировки холодного жидкого продукта, включающее в себя двойной корпус (101) и резервуар, расположенный в двойном корпусе, причём резервуар (1) представляет собой резервуар по любому одному из пп. 1-9.

15. Система передачи холодного жидкого продукта, включающая в себя судно (100) по п. 14, изолированные трубопроводы (103, 107, 108, 110), расположенные так, чтобы соединять резервуар (1), установленный в корпусе судна, с плавучим или наземным хранилищем (104), и насос для подачи потока холодного жидкого продукта по изолированным трубопроводам из плавучего или наземного хранилища в резервуар судна или из резервуара судна в плавучее или наземное хранилище.

16. Способ загрузки или разгрузки судна (100) по п. 14, в котором холодный жидкий продукт подают по изолированным трубопроводам (103, 107, 108, 110) из плавучего или наземного хранилища (104) в резервуар (1) судна или из резервуара судна в плавучее или наземное хранилище.