УГЛОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ ГЕРМЕТИЧНОГО И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО РЕЗЕРВУАРА
CORNER STRUCTURE FOR A SEALED AND HEAT-INSULATING TANK

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к области герметичных и теплоизоляционных резервуаров для хранения и/или транспортировки текучей среды, например, сжиженного газа, и, в частности, относится к угловой конструкции для такого резервуара.
Герметичные и теплоизоляционные резервуары используются, в частности, для хранения сжиженного природного газа (СПГ), который хранится при атмосферном давлении и температуре около -163°C, или для хранения сжиженного углеводородного газа (СУГ). 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 приема сжиженного газа, используемого в качестве топлива для приведения в движение плавучей конструкции.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В документе US 20170227164 раскрыта угловая конструкция для герметичного и теплоизоляционного резервуара. Угловая конструкция содержит подвижный угловой элемент, состоящий из основного углового кронштейна и вспомогательного углового кронштейна, которые отделены друг от друга и приварены к основным уплотнительным мембранам двух смежных стенок и к вспомогательным уплотнительным мембранам двух смежных стенок соответственно. Подвижный угловой элемент установлен с возможностью скольжения по анкерному устройству, содержащему две лапки, расположенные перпендикулярно друг другу и прикрепленные к основанию, которое прикреплено к несущей конструкции каждой из двух смежных стенок. Каждая из двух лапок содержит отверстия и соединительные перемычки, образованные между отверстиями, причем каждая из соединительных перемычек каждой из двух лапок проходит через отверстия другой лапки. Это направлено на ограничение концентрации напряжений в угловой конструкции.
Для теплоизоляции угловой конструкции она содержит первую изоляционную панель, расположенную на несущей конструкции первой стенки и заполняющую пространство, ограниченное внутренним участком первой лапки и внешним участком второй лапки. Подобным образом угловая конструкция содержит вторую изоляционную панель, расположенную на несущей конструкции второй стенки и заполняющую пространство, ограниченное внутренним участком второй лапки и внешним участком первой лапки. В пространстве, образованном между внешними участками первой и второй лапок, также расположены изоляционные элементы. Треугольное пространство между подвижным угловым элементом и внутренними участками двух лапок остается пустым. Другое треугольное пространство с другой стороны пересечения между двумя лапками в области, ограниченной внешними участками двух лапок, также остается пустым. Вышеупомянутые пустые треугольные пространства позволяют увеличить свободу перемещения двух лапок для дополнительного ограничения концентрации напряжений в угловой конструкции.
Однако было установлено, что теплоизоляционные характеристики такой угловой конструкции неудовлетворительны.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Идея, лежащая в основе изобретения, - предложить угловую конструкцию вышеупомянутого типа с улучшенными теплоизоляционными характеристиками.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение предлагает угловую конструкцию для герметичного и теплоизоляционного резервуара для хранения текучей среды, содержащего первую стенку и вторую стенку, каждая из которых имеет последовательно в направлении толщины упомянутой стенки от наружной стороны к внутренней стороне резервуара несущую конструкцию, теплоизолирующий барьер, удерживаемый на несущей конструкции, и уплотнительную мембрану, поддерживаемую упомянутым теплоизолирующим барьером; причем упомянутая угловая конструкция предназначена для размещения в углу между первой стенкой и второй стенкой, причем угловая конструкция содержит:
первый угловой кронштейн, имеющий первое крыло и второе крыло, протяженные в первой плоскости, предназначенной для размещения параллельно первой стенке, и во второй плоскости, предназначенной для размещения параллельно второй стенке, соответственно, причем первое крыло и второе крыло предназначены для герметичного приваривания к уплотнительной мембране первой стенки и уплотнительной мембране второй стенки соответственно; при этом упомянутый первый угловой кронштейн прикреплен к анкерному устройству, предназначенному для крепления к несущей конструкции первой и второй стенок;
анкерное устройство содержит первую лапку и вторую лапку, пересекающиеся друг с другом, причем первая лапка вторая лапка проходят параллельно первой и второй плоскостям соответственно, причем каждая из первой и второй лапок содержит внешний участок и внутренний участок, расположенные по обе стороны пересечения между первой лапкой и второй лапкой, причем первое крыло первого углового кронштейна прикреплено к внутреннему участку первой лапки, а второе крыло первого углового кронштейна прикреплено к внутреннему участку второй лапки, причем внешний участок первой лапки и внешний участок второй лапки протяжены от пересечения в направлении несущей конструкции второй стенки и в направлении несущей конструкции первой стенки соответственно;
угловая конструкция дополнительно содержит первую изоляционную панель, расположенную в первом пространстве, ограниченном внутренним участком первой лапки и внешним участком второй лапки, и первый боковой изоляционный уплотнительный элемент, сжатый между первой изоляционной панелью и внешним участком второй лапки.
Таким образом, за счет сжатия первого бокового изоляционного уплотнительного элемента он может расширяться для компенсации теплового сжатия первой изоляционной панели. Следовательно, первый боковой изоляционный уплотнительный элемент позволяет обеспечить непрерывность теплоизоляции и ограничить явления конвекции внутри угловой конструкции.
В соответствии с вариантами осуществления угловая конструкция может иметь одну или более следующих характеристик.
В соответствии с одним вариантом осуществления первая плоскость и вторая плоскость перпендикулярны друг другу.
В соответствии с другим вариантом осуществления первая плоскость и вторая плоскость образуют угол 135°.
В соответствии с одним вариантом осуществления угловая конструкция также содержит вторую изоляционную панель, расположенную во втором пространстве, ограниченном внутренним участком второй лапки и внешним участком первой лапки, и второй боковой изоляционный уплотнительный элемент, сжатый между второй изоляционной панелью и внешним участком первой лапки.
В соответствии с одним вариантом осуществления первая и/или вторая изоляционные панели содержат слой вспененного полимерного материала, выбранный из пенополиуретана, пенополиэтилена и пенополивинилхлорида.
В соответствии с одним вариантом осуществления слой вспененного полимерного материала первой и/или второй изоляционных панелей армирован волокнами. Это, в частности, позволяет ограничить тепловое сжатие упомянутой изоляционной панели. В соответствии с одним вариантом осуществления волокна представляют собой стеклянные волокна.
В соответствии с другим вариантом осуществления слой вспененного полимерного материала первой и/или второй изоляционных панелей не содержит волокна. Таким образом, изоляционная панель (панели) имеет меньшую стоимость. Кроме того, тепловое сжатие упомянутой изоляционной панели может, по меньшей мере, частично компенсироваться первым или вторым боковым изоляционным уплотнительным элементом.
3
В соответствии с одним вариантом осуществления слой вспененного полимерного материала первой и/или второй изоляционных панелей имеет плотность от 90 до 240 кг/м.
3
3
В соответствии с одним вариантом осуществления первый и/или второй боковые изоляционные уплотнительные элементы имеют плотность менее 90 кг/м и предпочтительно от 20 до 50 кг/м. Такой материал очень легко сжимается.
В соответствии с одним вариантом осуществления первый и/или второй боковые изоляционные уплотнительные элементы содержат слой, выполненный из материала, выбранного из стекловаты, минеральной ваты, полиэфирной ваты, пенополиуретана, меламиновой пены, пенополиэтилена, пенополипропилена или силиконовой пены.
В соответствии с одним вариантом осуществления первый боковой изоляционный уплотнительный элемент содержит множество слоев, выполненных, например, из стекловаты и отделенных друг от друга разделителями, протяженными параллельно первой плоскости. Это позволяет ограничить конвекцию внутри стекловаты.
В соответствии с одним вариантом осуществления второй боковой изоляционный уплотнительный элемент содержит множество слоев, выполненных, например, из стекловаты и отделенных друг от друга разделителями, продолжающимися параллельно второй плоскости. Это позволяет ограничить конвекцию внутри стекловаты.
В соответствии с одним вариантом осуществления разделители выполнены из крафт-бумаги.
В соответствии с одним вариантом осуществления первый угловой кронштейн содержит центральный участок, соединяющий первое крыло и второе крыло упомянутого первого углового кронштейна, и наклоненный относительно первой плоскости и второй плоскости, причем центральный участок первого углового кронштейна совместно с внутренним участком первой лапки и внутренним участком второй лапки образует внутреннее пространство треугольного сечения, при этом упомянутое внутреннее пространство треугольного сечения заполнено внутренним изоляционным уплотнительным элементом, сжатым между центральным участком первого углового кронштейна, внутренним участком первой лапки и внутренним участком второй лапки.
В соответствии с одним вариантом осуществления центральный участок перпендикулярен биссектрисе угла, образованного на пересечении между первой и второй плоскостями.
3
3
В соответствии с одним вариантом осуществления внутренний изоляционный уплотнительный элемент имеет плотность менее 90 кг/м и предпочтительно от 20 до 50 кг/м.
В соответствии с одним вариантом осуществления внутренний изоляционный уплотнительный элемент содержит слой, выполненный из материала, выбранного из стекловаты, минеральной ваты, полиэфирной ваты, пенополиуретана, меламиновой пены, пенополиэтилена, пенополипропилена или силиконовой пены.
В соответствии с одним вариантом осуществления второй боковой изоляционный уплотнительный элемент содержит множество слоев, выполненных, например, из стекловаты и отделенных друг от друга разделителями, выполненными, например, из крафт-бумаги, протяженными параллельно центральному участку углового кронштейна.
В соответствии с одним вариантом осуществления анкерное устройство также содержит основание, на котором закреплены внешние участки первой и второй лапок, причем основание содержит первый крепежный участок, предназначенный для крепления к несущей конструкции первой стенки, и второй крепежный участок, предназначенный для крепления к несущей конструкции второй стенки, при этом основание также содержит соединительный участок, соединяющий первый крепежный участок и второй крепежный участок и наклоненный относительно первой плоскости и второй плоскости, соединительный участок основания образует первое внешнее пространство треугольного сечения, ограниченное соединительным участком основания, внешним участком первой лапки и внешним участком второй пластины, с одной стороны, и второе внешнее пространство треугольного сечения, ограниченное соединительным участком основания, несущей конструкцией первой стенки и несущей конструкцией второй стенки, с другой стороны.
В соответствии с одним вариантом осуществления первый крепежный участок параллелен первой плоскости и прикреплен к внешнему участку второй лапки.
В соответствии с одним вариантом осуществления второй крепежный участок параллелен второй плоскости и прикреплен к внешнему участку первой лапки.
В соответствии с одним вариантом осуществления соединительный участок основания перпендикулярен биссектрисе угла, образованного на пересечении между первой и второй плоскостями.
В соответствии с одним вариантом осуществления первое внешнее пространство треугольного сечения заполнено первым внешним изоляционным уплотнительным элементом, сжатым между внешним участком первой лапки, внешним участком второй лапки и соединительным участком основания.
В соответствии с одним вариантом осуществления угловая конструкция содержит изоляционную панель трапециевидного сечения, размещенную в первом внешнем пространстве треугольного сечения с опорой на соединительный участок основания, а оставшаяся часть первого внешнего пространства треугольного сечения заполнена первым внешним изоляционным уплотнительным элементом, сжатым между изоляционной панелью трапециевидного сечения, внешним участком первой лапки и внешним участком второй лапки.
3
3
В соответствии с одним вариантом осуществления первый внешний изоляционный уплотнительный элемент имеет плотность менее 90 кг/м и предпочтительно от 20 до 50 кг/м.
В соответствии с одним вариантом осуществления первый внешний изоляционный уплотнительный элемент содержит слой, выполненный из материала, выбранного из стекловаты, минеральной ваты, полиэфирной ваты, пенополиуретана, меламиновой пены, пенополиэтилена, пенополипропилена или силиконовой пены.
В соответствии с одним вариантом осуществления первый внешний изоляционный уплотнительный элемент содержит множество слоев, выполненных, например, из стекловаты и отделенных друг от друга разделителями, выполненными, например, из крафт-бумаги, протяженными параллельно соединительному участку основания.
В соответствии с одним вариантом осуществления второе внешнее пространство треугольного сечения заполнено вторым внешним изоляционным уплотнительным элементом.
В соответствии с одним вариантом осуществления второй внешний изоляционный уплотнительный элемент сжат между соединительным участком основания, несущей конструкцией первой стенки и несущей конструкцией второй стенки.
В соответствии с одним вариантом осуществления второй внешний изоляционный уплотнительный элемент сжат между соединительным участком основания, жесткой внешней пластиной, прижатой к несущей конструкции первой стенки, и жесткой внешней пластиной, прижатой к несущей конструкции второй стенки.
3
3
В соответствии с одним вариантом осуществления второй внешний изоляционный уплотнительный элемент имеет плотность менее 90 кг/м и предпочтительно от 20 до 50 кг/м.
В соответствии с одним вариантом осуществления второй внешний изоляционный уплотнительный элемент содержит слой, выполненный из материала, выбранного из стекловаты, минеральной ваты, полиэфирной ваты, пенополиуретана, меламиновой пены, пенополиэтилена, пенополипропилена или силиконовой пены.
В соответствии с одним вариантом осуществления второй внешний изоляционный уплотнительный элемент содержит множество слоев, выполненных, например, из стекловаты и отделенных друг от друга разделителями, выполненными, например, из крафт-бумаги, протяженными параллельно соединительному участку основания.
В соответствии с одним вариантом осуществления первое внешнее пространство треугольного сечения и второе внешнее пространство треугольного сечения заполнены по меньшей мере одним первым внешним изоляционным уплотнительным элементом и одним вторым внешним изоляционным уплотнительным элементом соответственно, причем угловая конструкция также содержит третью изоляционную панель и четвертую изоляционную панель по обе стороны анкерного устройства в направлении, параллельном углу между первой стенкой и второй стенкой, угловая конструкция также содержит третий изоляционный уплотнительный элемент, сжатый между третьей изоляционной панелью, с одной стороны, и первым внешним изоляционным уплотнительным элементом и вторым внешним изоляционным уплотнительным элементом, с другой стороны, и четвертый изоляционный уплотнительный элемент, сжатый между четвертой изоляционной панелью, с одной стороны, и первым внешним изоляционным уплотнительным элементом и вторым внешним изоляционным уплотнительным элементом, с другой стороны.
В соответствии с одним вариантом осуществления каждая из первой и второй лапок содержит отверстия и соединительные перемычки, образованные между отверстиями, причем соединительные перемычки каждой из первой и второй лапок проходят через отверстия другой из первой и второй лапок.
В соответствии с одним вариантом осуществления первое крыло и второе крыло первого углового кронштейна установлены с возможностью скольжения в направлении, параллельном пересечению между первой лапкой и второй лапкой, по внутреннему участку первой лапки и внутреннему участку второй лапки соответственно.
В соответствии с одним вариантом осуществления уплотнительная мембрана первой стенки и второй стенки, к которой приварены первое крыло и второе крыло первого углового кронштейна, представляет собой вспомогательную уплотнительную мембрану; причем угловая конструкция дополнительно содержит второй угловой кронштейн, отделенный от первого углового кронштейна одной или более прокладок, причем второй угловой кронштейн содержит первое крыло, параллельное первой плоскости и предназначенное для приваривания к основной уплотнительной мембране первой стенки, и второе крыло, параллельное второй плоскости и предназначенное для приваривания к основной уплотнительной мембране второй стенки.
Необходимо отметить, что, хотя в предпочтительном варианте осуществления первый боковой изоляционный уплотнительный элемент, второй боковой изоляционный уплотнительный элемент, внутренний изоляционный уплотнительный элемент, первый внешний изоляционный уплотнительный элемент и второй внешний изоляционный уплотнительный элемент используются в сочетании, они также могут использоваться независимо друг от друга, и, в частности, без угловой конструкции, содержащей первый боковой изоляционный уплотнительный элемент.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также предлагает герметичный и теплоизоляционный резервуар, содержащий первую стенку и вторую стенку, имеющие последовательно в направлении толщины упомянутой стенки снаружи внутрь резервуара несущую конструкцию, теплоизолирующий барьер, удерживаемый на несущей конструкции, и уплотнительную мембрану, поддерживаемую упомянутым теплоизолирующим барьером; причем упомянутый герметичный и теплоизоляционный резервуар содержит вышеупомянутую угловую конструкцию, расположенную в углу между первой стенкой и второй стенкой; причем первое крыло и второе крыло первого углового кронштейна герметично приварены к уплотнительной мембране первой стенки и уплотнительной мембране второй стенки соответственно, и анкерное устройство прикреплено к несущей конструкции первой и второй стенок.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также предлагает судно, содержащее вышеупомянутый резервуар.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также предлагает, способ загрузки или разгрузки судна, в котором текучую среду подают по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар судна или наоборот.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также предлагает, систему передачи текучей среды, причем система содержит вышеупомянутое судно, изолированные трубопроводы, расположенные так, чтобы соединять резервуар, установленный в корпусе судна, с плавучим или береговым хранилищем, и насос для передачи текучей среды по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар судна или из резервуара судна в плавучее или береговое хранилище.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение станет более понятным, и дополнительные задачи, детали, характеристики и преимущества станут более ясными из следующего далее описания нескольких конкретных вариантов осуществления изобретения, которые приведены исключительно в качестве примера и без ограничения со ссылкой на приложенные чертежи.
Фиг. 1 представляет вид в разрезе стенки герметичного и теплоизоляционного резервуара.
Фиг. 2 представляет вид в перспективе угловой конструкции.
Фиг. 3 представляет вид в перспективе анкерного устройства, предназначенного для крепления углового элемента к несущим конструкциям.
Фиг. 4 представляет покомпонентный вид в перспективе анкерного устройства и углового элемента.
Фиг. 5 представляет вид в разрезе угловой конструкции в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 6 представляет вид в разрезе угловой конструкции в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг. 7 представляет вид в разрезе угловой конструкции в соответствии с третьим вариантом осуществления.
Фиг. 8 представляет схематичное изображение с вырезом резервуара судна для перевозки СПГ и терминала для загрузки/разгрузки этого резервуара.
Фиг. 9 представляет собой местный вид в перспективе угловой конструкции в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Условно выражения «внешний» и «внутренний» используются для определения относительного положения одного элемента относительно другого со ссылкой на внутреннюю и внешнюю части резервуара.
На фиг. 1 показана стенка 1 герметичного и теплоизоляционного резервуара, предназначенного для хранения сжиженного газа. Сжиженный газ, в частности, может представлять собой сжиженный природный газ (СПГ) или сжиженный углеводородный газ (СУГ).
Каждая стенка 1 содержит многослойную конструкцию, которая имеет последовательно от наружной стороны к внутренней стороне резервуара в направлении толщины стенки вспомогательный теплоизолирующий барьер 2, опирающийся на несущую конструкцию 3, вспомогательную уплотнительную мембрану 4, закрепленную на вспомогательном теплоизолирующем барьере 2, основной теплоизолирующий барьер 5, опирающийся на вспомогательную уплотнительную мембрану 4, и основную уплотнительную мембрану 6, предназначенную для контакта со сжиженным газом, содержащимся во внутреннем пространстве резервуара.
Несущая конструкция 3, например, образована двойным корпусом судна, но в более общем случае также может быть образована жесткой перегородкой любого типа, имеющей подходящие механические свойства.
Вспомогательный теплоизолирующий барьер 2 содержит изоляционные блоки 7, расположенные смежно друг с другом и закрепленные на несущей конструкции 3. В соответствии с одним вариантом осуществления каждый изоляционный блок 7 содержит слой вспененного полимерного материала, расположенный между внутренней жесткой пластиной и внешней жесткой пластиной. Внутренняя и внешняя жесткие пластины представляют собой, например, пластины из фанеры, приклеенные к упомянутому слою вспененного полимерного материала. Изоляционный вспененный полимерный материал, в частности, может представлять собой пенополиуретан, опционально, высокой плотности и, опционально, армированный стеклянными волокнами. Изоляционные блоки 7 закреплены на несущей конструкции 3 с помощью крепежных устройств (не показаны).
Вспомогательная уплотнительная мембрана 4 содержит множество металлических листов 9, герметично приваренных друг к другу внахлест.Металлические листы 9 имеют гофры 10, 11, обеспечивающие гибкость вспомогательной уплотнительной мембраны 4, так что она может деформироваться под действием тепловых и механических напряжений, создаваемых сжиженным газом, хранящимся в резервуаре. Металлические листы 9 закреплены на несущей конструкции 3 либо путем приваривания к крепежным устройствам, крепящим изоляционные блоки 7 к несущей конструкции 3, либо путем приваривания к металлическим пластинам, закрепленным на изоляционных блоках 7.
Основной теплоизолирующий барьер 5 содержит множество жестких пластин 12, например, выполненных из фанеры, опирающихся на вспомогательную уплотнительную мембрану 4. Жесткие пластины 12 предназначены для сохранения промежутка между основной уплотнительной мембраной 6 и вспомогательной уплотнительной мембраной 4 в направлении толщины стенки резервуара. Жесткие пластины 12, например, закреплены на вспомогательной уплотнительной мембране 4.
Основной теплоизолирующий барьер 5 содержит множество отверстий, через которые гофры 10, 11 вспомогательной уплотнительной мембраны 4 выступают в резервуар.
Основная уплотнительная мембрана 6 содержит множество металлических листов 13, герметично приваренных друг к другу внахлест.Металлические листы 13 также имеют гофры 14, 15, обеспечивающие гибкость основной уплотнительной мембраны 6. Гофры 14, 15 основной уплотнительной мембраны 6 выровнены с гофрами 10, 11 вспомогательной уплотнительной мембраны 4, так что гофры 10, 11 вспомогательной уплотнительной мембраны 4 выступают внутрь гофров 14, 15 основной уплотнительной мембраны 6. Металлические листы 13 закреплены на несущей конструкции 3 либо путем приваривания к крепежным устройствам, крепящим жесткие пластины 12 к несущей конструкции 3, либо путем приваривания к металлическим пластинам, закрепленным на жестких пластинах 12.
На фигурах 2-5 показана угловая конструкция 16, расположенная на пересечении между первой и второй стенками, обозначенными ссылочными позициями 101, 102 на фиг. 5. В показанном варианте осуществления угловая конструкция 16 предназначена для угла резервуара, в котором первая стенка 101 и вторая стенка 201 перпендикулярны друг другу. Однако в соответствии с другими вариантами осуществления (не показаны) угол, образованный на пересечении между первой стенкой 101 и второй стенкой 201, отличается от 90(и составляет, например, 135°.
Угловая конструкция 16 содержит анкерные устройства 17, предназначенные для равномерного распределения вдоль угла, образованного на пересечении между первой стенкой 101 и второй стенкой 201. Анкерные устройства 17 предназначены для крепления вспомогательной и основной уплотнительных мембран 4, 6 к несущей конструкции 3 на уровне угловой конструкции 16.
Со ссылкой на фигуры 3 и 4 описано анкерное устройство 17. Каждое анкерное устройство 17 содержит первую лапку 18 и вторую лапку 19, пересекающиеся друг с другом. Первая лапка 18 предназначена для размещения параллельно первой стенке 101, тогда как вторая лапка 19 предназначена для размещения параллельно второй стенке 201. Таким образом, первая и вторая пластины 18, 19 образуют перекрестие. Когда угол, образованный на пересечении первой стенки 101 и второй стенки 201, составляет 90°, как показано на фигурах 2-5 первая и вторая лапки 18, 19 перпендикулярны друг другу.
Каждая из первой и второй лапок 18, 19 содержит внутренний участок 22, 23 и внешний участок 24, 25, расположенные по обе стороны пересечения между первой и второй лапками 18, 19 соответственно. Кроме того, в зоне пересечения первой и второй лапок 18, 19 каждая из первой и второй лапок 18, 19 содержит отверстия 20 и соединительные перемычки 21, образованные между отверстиями 20. Таким образом, соединительные перемычки 21 соединяют внутренний участок 22, 23 с внешним участком 24, 25 упомянутой первой или второй лапки 18, 19.
Соединительные перемычки 21 первой лапки 18 проходят через отверстия 20 второй лапки 19, тогда как соединительные перемычки 21 второй лапки 19 проходят через отверстия 20 первой лапки 18. Для сборки первой и второй лапок 18, 19, по меньшей мере, одна из первой и второй лапок 18, 19 состоит из двух частей, которые приваривают друг к другу на уровне соединительных перемычек 21 после вставки упомянутых соединительных перемычек 21 в отверстия 20 другой лапки 18, 19. Такой узел является предпочтительным, поскольку он позволяет исключить концентрацию напряжений на пересечении между первой и второй лапками 18, 19.
Кроме того, каждое анкерное устройство 17 содержит основание 26, посредством которого первая и вторая лапки 18, 19 крепятся к несущей конструкции 3 первой стенки 101 и второй стенки 201. Основание 26 содержит первый и второй крепежные участки 27, 28, соответственно параллельные первой стенке 101 и второй стенке 201. Первый крепежный участок 27 предназначен для крепления к несущей конструкции 3 первой стенки 101, тогда как второй крепежный участок 28 крепится ко второй стенке 201. В одном варианте осуществления каждый из первого и второго крепежных участков 27, 28 содержит отверстия, через которые проходят резьбовые болты (не показаны), причем болты взаимодействуют с гайками для крепления упомянутых крепежных участков 27, 28 к несущей конструкции 3 соответствующей стенки 101, 201.
Кроме того, основание 26 содержит соединительный участок 29, соединяющий первый и второй крепежные участки 27, 28. Соединительный участок 29 протяжен перпендикулярно биссектрисе угла, образованного на пересечении между первой и второй стенками 101, 201. Таким образом, когда угол, образованный на пересечении между первой и второй стенками 101, 201, составляет 90°, как в показанном варианте осуществления, соединительный участок 29 наклонен под углом 45(относительно первой и второй стенок 101, 201.
Первая лапка 18 и вторая лапка 19 приварены к основанию 26. В частности, конец внешнего участка 24 первой лапки 18 прикреплен ко второму крепежному участку 28 основания 26, а конец внешнего участка 25 второй лапки 19 приварен к первому крепежному участку 27.
Кроме того, угловая конструкция 16 содержит угловой элемент 30, показанный, в частности, на фигурах 2, 4 и 5, установленный с возможностью перемещения на внутренних участках 22, 23 первой и второй лапок 18, 19 анкерных устройств 17. Угловой элемент 30 содержит два угловых кронштейна, а именно основной угловой кронштейн 31 и вспомогательный угловой кронштейн 32. Каждый из основного 31 и вспомогательного 32 угловых кронштейнов содержит первое крыло 33, 34, параллельное первой стенке 101, второе крыло 35, 36, параллельное второй стенке 201, и центральный участок 37, 38, соединяющий первое и второе крылья 33, 34, 35, 36 упомянутого основного 31 или вспомогательного 32 углового кронштейна. Центральный участок 37, 38 каждого из основного 31 и вспомогательного 32 угловых кронштейнов протяжен перпендикулярно биссектрисе угла, образованного на пересечении между первой и второй стенками 101, 201. Таким образом, в показанном варианте осуществления центральный участок 37, 38 наклонен под углом 45(относительно первой и второй стенок 101, 201.
Основной угловой кронштейн 31 и вспомогательный угловой кронштейн 32 отделены друг от друга одной или более прокладками (не показаны). Прокладки, например, выполнены из фанеры и содержат металлические пластины, к которым приварен основной угловой кронштейн 31 и вспомогательный угловой кронштейн 32. Первое крыло 34 и второе крыло 36 вспомогательного углового кронштейна 32 выступают за пределы первого крыла 33 и второго крыла 35 основного углового кронштейна 31 соответственно.
Первое крыло 34 и второе крыло 36 вспомогательного углового кронштейна 32 предназначены для герметичного приваривания к вспомогательной уплотнительной мембране 4 первой стенки 101 и второй стенки 201 соответственно, тогда как первое крыло 33 и второе крыло 35 основного углового кронштейна 31 предназначены для герметичного приваривания к основной уплотнительной мембране 6 первой стенки 101 и второй стенки 201 соответственно. Таким образом, основной угловой кронштейн 31 и вспомогательный угловой кронштейн 32 обеспечивают непрерывную герметизацию основной 6 и вспомогательной 4 уплотнительных мембран на уровне угловой конструкции 16.
Как показано на фиг. 4, для обеспечения подвижности углового элемента 30 относительно анкерного устройства 17, угловой элемент 30 содержит направляющие выступы 39, которые входят в направляющие пазы 40. Направляющие выступы 39 выступают относительно внешней поверхности первого и второго крыльев 34, 36 вспомогательного углового кронштейна 32. Направляющие пазы 40 образованы вблизи внутреннего конца внутренних участков 22, 23 первой и второй пластин 18, 19. Кроме того, угловая конструкция 16 содержит стопорные элементы 41, позволяющие предотвращать выход направляющих выступов 39 из направляющих пазов 40. Для этого направляющие выступы 39 выступают за пределы одного из крыльев 34, 36 вспомогательной угловой конструкции 32, а стопорные элементы 40 прикреплены к внутреннему участку 22, 23, покрывая часть одного из направляющих выступов 39 для предотвращения его выхода из направляющего паза 40.
Кроме того, угловая конструкция 16 содержит изоляционные элементы, обеспечивающие теплоизоляцию упомянутой угловой конструкции 16.
Как показано на фиг. 5, угловая конструкция 16 содержит первую и вторую изоляционные панели 42, 43, соответственно расположенные в первом пространстве, ограниченном несущей конструкцией 3 первой стенки 101, внутренним участком 22 первой лапки 18 и внешним участком 25 второй лапки 19, и во втором пространстве, ограниченном несущей конструкцией 3 второй стенки 201, внутренним участком 23 второй лапки 19 и внешним участком 24 первой лапки 18. Первая и вторая изоляционные панели 42, 43 могут проходить вдоль множества анкерных устройств 17, распределенных вдоль пересечения между первой стенкой 101 и второй стенкой 201.
3
Каждая из первой и второй изоляционных панелей 42, 43 содержит слой 44 вспененного полимерного материала, предпочтительно имеющий плотность от 90 до 240 кг/м. Слой 44 вспененного полимерного материала предпочтительно представляет собой пенополиуретан, хотя также возможен пенополиэтилен или пенополивинилхлорид. В соответствии с одним вариантом осуществления слой 44 вспененного полимерного материала армирован волокнами, например, стеклянными волокнами. Это позволяет, в частности, ограничить тепловое сжатие пены. В соответствии с другим вариантом осуществления вспененный полимерный материал не содержит волокна и, следовательно, является менее дорогостоящим.
Слой 44 вспененного полимерного материала расположен между двумя жесткими пластинами, внутренней 45 и внешней 46, которые приклеены к слою 44 вспененного полимерного материала. Внутренняя 45 и внешняя 46 жесткие пластины выполнены, например, из фанеры.
Первая панель 42 предназначена для крепления к несущей конструкции 3 первой стенки 101, а вторая панель 43 предназначена для крепления к несущей конструкции 3 второй стенки 201. Первая и вторая панели 42, 43, например, прикреплены к соответствующей несущей конструкции 3 с помощью резьбовых болтов (не показаны), приваренных к упомянутой несущей конструкции 3 и проходящих через выемки (не показаны), образованные в упомянутых первой и второй панелях 42, 43. Гайки навинчены на болты и опираются на дно выемок для удержания упомянутых первой и второй панелей 42, 43 на несущей конструкции 3. В соответствии с одним вариантом осуществления валики 47 полимеризуемой смолы расположены между несущей конструкцией 3 и внешней пластиной 46 первой и второй панелей 42, 43 для компенсации дефектов плоскостности.
3
3
Кроме того, угловая конструкция 16 содержит первый боковой изоляционный уплотнительный элемент 48, сжатый между первой панелью 42 и внешним участком 25 второй лапки 19. Подобным образом угловая конструкция 16 содержит второй боковой изоляционный уплотнительный элемент 49, сжатый между второй панелью 43 и внешним участком 24 первой лапки 18. Таким образом, боковые изоляционные уплотнительные элементы 48, 49 выполнены с возможностью расширения и заполнения зазоров при охлаждении резервуара и сжатии первой изоляционной панели 42 и второй изоляционной панели 43. Таким образом, боковые изоляционные уплотнительные элементы 48, 49 позволяют исключить или максимально уменьшить конвекционные движения внутри угловой конструкции 16. Боковые изоляционные уплотнительные элементы 48, 49 имеют плотность менее 90 кг/м и, например, от 20 до 50 кг/м. Они выполнены, например, из стекловаты, но также могут быть выполнены из минеральной ваты, полиэфирной ваты, пенополиуретана, меламиновой пены, пенополиэтилена, пенополипропилена или силиконовой пены. Боковые изоляционные уплотнительные элементы 48, 49 имеют ширину, например, от 20 мм до 60 мм. Боковые изоляционные уплотнительные элементы предпочтительно расположены по всей длине угловой конструкции 16.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 6, боковые изоляционные уплотнительные элементы 48, 49 имеют множество слоев стекловаты, отделенных друг от друга разделителями 50, выполненными, например, из крафт-бумаги. Предпочтительно разделители 50 продолжаются параллельно первой стенке 101 в случае первого бокового изоляционного уплотнительного элемента 48 и параллельно второй стенке 201 в случае второго бокового изоляционного уплотнительного элемента 49. Таким образом, разделители 50 позволяют ограничить конвекционные движения внутри стекловаты.
Кроме того, угловая конструкция 16 также содержит внутренний изоляционный уплотнительный элемент 51, имеющий треугольное сечение. Внутренний изоляционный уплотнительный элемент 51 вставлен во внутреннее пространство треугольного сечения, образованное внутренним участком 22 первой лапки 18, внутренним участком 23 второй лапки 19 и центральным участком 38 вспомогательного углового кронштейна 32. Таким образом, внутренний изоляционный уплотнительный элемент 51 сжат между внутренним участком 22 первой лапки 18, внутренним участком 23 второй лапки 29 и центральным участком 38 вспомогательного углового кронштейна 32. Внутренний изоляционный уплотнительный элемент 51 позволяет обеспечить непрерывность теплоизоляции и ограничить конвекционные движения в угловой конструкции 16. Предпочтительно один или более внутренних изоляционных уплотнительных элементов 51 протяжены по всей длине угловой конструкции 16.
Внутренний изоляционный уплотнительный элемент 51 выполнен из одного из материалов, описанных выше в отношении боковых изоляционных уплотнительных элементов 48, 49.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 5, внутренний изоляционный уплотнительный элемент 51 имеет множество слоев стекловаты, отделенных друг от друга разделителями 52, выполненными, например, из крафт-бумаги. Для ограничения конвекционных движений внутри стекловаты разделители 52 предпочтительно ориентированы ортогонально биссектрисе угла, образованного на пересечении между первой стенкой 101 и второй стенкой 201.
Кроме того, соединительный участок 29 основания 26 делит пространство, ограниченное внешними участками 24, 25 первой и второй лапок 18, 19 и несущей конструкцией 3 первой и второй стенок 101, 201, на первое внешнее пространство 53 треугольного сечения и второе внешнее пространство 54 треугольного сечения. Первое внешнее пространство 53 треугольного сечения ограничено внешними участками 24, 25 первой и второй лапок 18, 19 и соединительным участком основания 26, тогда как второе внешнее пространство 54 треугольного сечения ограничено соединительным участком 29 основания 26, несущей конструкцией 3 первой стенки 101 и несущей конструкцией 3 второй стенки 201.
Угловая конструкция 16 содержит первый внешний изоляционный уплотнительный элемент 55, вставленный в первое внешнее пространство 53 треугольного сечения. Первый внешний изоляционный уплотнительный элемент 55 предпочтительно имеет треугольное сечение и сжат между внешними участками 24, 25 первой и второй лапок 18, 19 и соединительным участком 29 основания 26.
Кроме того, угловая конструкция 16 содержит второй внешний изоляционный уплотнительный элемент 56, вставленный во второе внешнее пространство 54 треугольного сечения и сжатый между соединительным участком 29 основания 26, несущей конструкцией 3 первой стенки 101 и несущей конструкцией 3 второй стенки 201.
Первый и второй внешние изоляционные уплотнительные элементы 55, 56 выполнены из одного из материалов, описанных выше в отношении боковых изоляционных уплотнительных элементов 48, 49.
В показанном варианте осуществления первый и второй внешние изоляционные уплотнительные элементы 55, 56 имеют множество слоев стекловаты, отделенных друг от друга разделителями 57, выполненными, например, из крафт-бумаги, и разделители 57 предпочтительно расположены ортогонально биссектрисе угла, образованного на пересечении между первой и второй стенками 101, 201 для ограничения конвекционных движений внутри стекловаты.
Кроме того, между анкерными устройствами 17 угловая конструкция 16 содержит изоляционные элементы квадратного сечения, расположенные в продолжении первого внешнего пространства 53 треугольного сечения и второго внешнего пространства 54 треугольного сечения.
Фиг. 6 иллюстрирует угловую конструкцию в соответствии с другим вариантом осуществления. В этом варианте осуществления внешние жесткие пластины 46 первой панели 42 и второй панели 43 также проходят во второе внешнее пространство 54 треугольного сечения. В этом случае второй внешний изоляционный уплотнительный элемент 56, вставленный во второе внешнее пространство 54 треугольного сечения, сжат между соединительным участком 29 основания 26 и упомянутыми внешними жесткими пластинами 46.
Фиг. 7 иллюстрирует угловую конструкцию 16 в соответствии с другим вариантом осуществления. Эта угловая конструкция 16 отличается только природой и конструкцией изоляционных элементов, размещенных в первом и втором внешних пространствах 53, 54 треугольного сечения.
3
В частности, угловая конструкция 16 содержит изоляционную панель 58 трапециевидного сечения, размещенную в первом внешнем пространстве 53 треугольного сечения с опорой на соединительный участок 29 основания 26 и часть внешних участков 24, 25 первой и второй лапок 18, 19. Угловая конструкция 16 также содержит изоляционную панель 59 треугольного сечения, размещенную во втором внешнем пространстве 54 треугольного сечения. В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционная панель 58 трапециевидного сечения и изоляционная панель 59 треугольного сечения выполнены из слоя вспененного полимерного материала, имеющего плотность от 90 до 240 кг/м. Слой вспененного полимерного материала предпочтительно представляет собой пенополиуретан, но также может представлять собой пенополиэтилен или пенополивинилхлорид.
Кроме того, оставшаяся часть первого внешнего пространства 53 треугольного сечения заполнена первым внешним изоляционным уплотнительным элементом 60, сжатым между изоляционной панелью 58 трапециевидного сечения, внешним участком 24 первой лапки 18 и внешним участком 25 второй лапки 19. Первый внешний изоляционный уплотнительный элемент 60 предпочтительно выполнен из одного из материалов, описанных выше в отношении боковых изоляционных уплотнительных элементов 48, 49.
Фиг. 9 иллюстрирует местный поэлементный вид угловой конструкции 16 в соответствии с альтернативным вариантом осуществления. В этом альтернативном варианте осуществления угловая конструкция 16 содержит третий и четвертый изоляционные элемент 61, 62 по обе стороны каждого анкерного устройства 17. Третий и четвертый изоляционные элементы 61, 62 расположены в продолжении первого внешнего пространства 53 треугольного сечения и второго внешнего пространства 54 треугольного сечения.
Третий и четвертый изоляционные элементы 61, 62 имеют состав, аналогичный составу первого и второго изоляционных элементов 42, 43.
Кроме того, угловая конструкция 16 содержит третий изоляционный уплотнительный элемент 63, сжатый между третьим изоляционным элементом 61 и изоляционными элементами, размещенными в первом внешнем пространстве 53 треугольного сечения и во втором внешнем пространстве 54 треугольного сечения, то есть между первым и вторым внешними изоляционными уплотнительными элементами 55, 56 и, как вариант, изоляционной панелью 58 трапециевидного сечения.
Подобным образом угловая конструкция 16 содержит четвертый изоляционный уплотнительный элемент 64, сжатый между четвертым изоляционным элементом 62, с одной стороны, и первым и вторым внешними изоляционными уплотнительными элементами 55, 56 и, как вариант, изоляционной панелью 58 трапециевидного сечения, с другой стороны.
Третий и четвертый изоляционные уплотнительные элементы 63, 64 также предназначены для обеспечения непрерывности теплоизоляции и ограничения явлений конвекции внутри угловой конструкции 16.
Технология изготовления резервуара, описанная выше, может использоваться в резервуарах различных типов, например, в береговом хранилище или на плавучей конструкции, такой как судно для перевозки СПГ или т.п.
Обратимся к фиг. 8, вид с вырезом судна 70 для перевозки СПГ иллюстрирует герметичный и изолированный резервуар 71 в общем призматической формы, установленный в двойном корпусе 72 судна. Стенка резервуара 71 содержит основной герметичный барьер, предназначенный для контакта с СПГ, содержащимся в резервуаре, вспомогательный герметичный барьер, расположенный между основным герметичным барьером и двойным корпусом 72 судна, и два изолирующих барьера, расположенных между основным герметичным барьером и вспомогательным герметичным барьером и между вспомогательным герметичным барьером и двойным корпусом 72 соответственно.
Как известно, загрузочно-разгрузочные трубопроводы 73, расположенные на верхней палубе судна, могут быть соединены с помощью соответствующих соединителей с морским или портовым терминалом для передачи СПГ в резервуар 71 или из него.
Фиг. 8 иллюстрирует пример морского терминала, содержащего загрузочно-разгрузочную станцию 75, подводный трубопровод 76 и береговое хранилище 77. Загрузочно-разгрузочная станция 75 представляет собой стационарное прибрежное сооружение, содержащее подвижную стрелу 74 и башню 78, которая поддерживает подвижную стрелу 74. Подвижная стрела 74 поддерживает связку изолированных гибких трубопроводов 79, которые могут быть соединены с загрузочно-разгрузочными трубопроводами 73. Ориентируемая подвижная стрела 74 может быть адаптирована к судам для перевозки СПГ всех размеров. Внутри башни 78 проходит соединительный трубопровод (не показан). Загрузочно-разгрузочная станция 75 позволяет выполнять загрузку и разгрузку судна 70 для перевозки СПГ из берегового хранилища 77 и на него. Последнее содержит резервуары 80 для хранения сжиженного газа и соединительные трубопроводы 81, соединенные подводным трубопроводом 76 с загрузочно-разгрузочной станцией 75. Подводный трубопровод 76 позволяет передавать сжиженный газ между загрузочно-разгрузочной станцией 75 и береговым хранилищем 77 на большое расстояние, например, 5 км, что позволяет останавливать судно 70 для перевозки СПГ 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 хранилище 77, и/или насосы, установленные на загрузочно-разгрузочной станции 75.
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, а также их сочетания, если они находятся в пределах объема изобретения.
Использование глагола «содержать» или «включать в себя» и производных форм не исключает наличия элементов или этапов, отличных от упомянутых в формуле изобретения.
В формуле изобретения ни одна ссылочная позиция в скобках не должна интерпретироваться как ограничение формулы изобретения.