ХРАНИЛИЩЕ ДЛЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
FLUID STORAGE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к области хранилищ для текучей среды, содержащих герметичный и теплоизоляционный резервуар с мембраной. В частности, изобретение относится к хранилищам для хранения и/или транспортировки сжиженного газа при низкой температуре, например, сжиженного углеводородного газа (также называемого СУГ), имеющего, например, температуру от -50°C до 0°C, или сжиженного природного газа (СПГ) при температуре около -162°C при атмосферном давлении. Такие хранилища могут быть установлены на суше или на морской конструкции. В случае морской конструкции резервуар хранилища может быть предназначен для транспортировки сжиженного газа или для приема сжиженного газа, служащего в качестве топлива для приведения в движение морской конструкции.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Хранилища для текучей среды известны, например, из документа WO2016/001142. Такое хранилище содержит несущую конструкцию, например, внутренний корпус судна, и герметичный и теплоизоляционный резервуар, расположенный в несущей конструкции и прикрепленный к ней. Герметичный и теплоизоляционный резервуар имеет конструкцию, состоящую из множества слоев, наложенных друг на друга в направлении толщины, и содержащую уплотнительную мембрану и теплоизолирующий барьер, расположенный между уплотнительной мембраной и несущей конструкцией.
Чтобы максимизировать рабочую эффективность такого резервуара желательно оптимизировать полезный объем груза, который может загружаться в резервуар и выгружаться из резервуара. Использование разгрузочного насоса, всасывающего жидкость в верхнюю часть резервуара, требует поддержания определенной высоты жидкости на дне резервуара, в противном случае всасывающий элемент насоса входит в сообщение с газовой фазой, что приводит к отключению и/или ухудшению работы насоса. В связи с этим в уровне техники известно образование конструкции отстойника в нижней стенке резервуара, локально прерывающей уплотнительную мембрану, причем конструкция отстойника содержит контейнер, проходящий через нижнюю стенку резервуара, так что жидкость в контейнере находится на самом нижнем уровне резервуара.
Поэтому разгрузочный насос размещают в конструкции отстойника, что позволяет повысить эффективность резервуара.
Однако во время загрузки в резервуар криогенной текучей среды, например, СПГ, элементы резервуара, непосредственно контактирующие с текучей средой, например, конструкция отстойника, подвергаются сильному изменению температуры, что приводит к тепловому сжатию. Однако конструкция отстойника прикреплена к несущей конструкции, которая не контактирует с криогенной текучей средой. Поэтому, крепежные средства, обеспечивающие крепление конструкции отстойника к несущей конструкции, могут находиться под воздействием значительных механических напряжений, что может ускорить усталостный износ материалов и может ограничить срок службы резервуара.
Также известно, в частности, из документа JP2000168885, использование конструкции отстойника в береговых хранилищах подземного типа, несущая конструкция которого выполнена из бетона. В таком хранилище конструкция отстойника не прикреплена к несущей конструкции, а просто расположена на несущей конструкции. Это связано с тем, что в таком хранилище не ожидается перемещение текучей среды в отличие от хранения на морских конструкциях, и в связи с этим можно не фиксировать конструкцию отстойника. Однако такая конструкция совместима не со всеми областями применения.
Кроме того, механические напряжения, связанные с подобным решением, заключающимся в образовании отстойника в герметичном и теплоизоляционном резервуаре, должны быть учтены специалистом в данной области техники.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Идея, лежащая в основе изобретения, заключается в улучшении крепления между конструкцией отстойника и несущей конструкцией с целью увеличения срока службы и повышения надежности.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение относится к хранилищу для текучей среды, причем хранилище содержит несущую конструкцию и герметичный и теплоизоляционный резервуар, резервуар имеет, по меньшей мере, одну нижнюю стенку, прикрепленную к несущей конструкции, в котором нижняя стенка имеет конструкцию с множеством слоев, наложенных друг на друга в направлении толщины, включающую в себя по меньшей мере одну уплотнительную мембрану и, по меньшей мере, один теплоизолирующий барьер, расположенный между уплотнительной мембраной и несущей конструкцией,
в котором нижняя стенка имеет конструкцию отстойника, локально прерывающую уплотнительную мембрану нижней стенки, причем конструкция отстойника имеет жесткий контейнер, имеющий боковую стенку, контейнер расположен по толщине нижней стенки, и конструкция отстойника содержит по меньшей мере одно крепежное средство, предназначенное для крепления жесткого контейнера к несущей конструкции в точке крепления боковой стенки,
и в котором по меньшей мере одно крепежное средство выполнено с обеспечением возможности относительного перемещения боковой стенки контейнера относительно несущей конструкции в поперечном направлении, перпендикулярном боковой стенке в точке крепления контейнера, при этом относительное перемещение составляет более 1 мм, например, от 1 до 5 мм.
Выражение «в поперечном направлении, перпендикулярном боковой стенке в точке крепления» означает направление, ортогональное касательной плоскости боковой стенки в точке крепления.
Кроме того, выражение «точка крепления боковой стенки» в соответствии со всеми вариантами осуществления относится к месту крепления, в котором крепежного средства к конструкции отстойника на его боковой стенке.
Таким образом, по меньшей мере одно крепежное средство позволяет прикрепить конструкцию отстойника к несущей конструкции и при этом обеспечивает возможность относительного перемещения боковой стенки контейнера конструкции отстойника относительно несущей конструкции в поперечном направлении. Таким образом, конструкция отстойника может подвергаться тепловому сжатию, но при этом оставаться прикрепленной к несущей конструкции и предотвращать чрезмерные механические напряжения, по меньшей мере, одного крепежного средства.
В соответствии с вариантами осуществления хранилище может иметь один или более следующих признаков.
В соответствии с одним вариантом осуществления, по меньшей мере, одно крепежное средство содержит первый участок, прикрепленный, предпочтительно приваренный, к несущей конструкции, и второй участок, прикрепленный, предпочтительно приваренный, к боковой стенке контейнера.
В соответствии с одним вариантом осуществления, по меньшей мере, одно крепежное средство непосредственно прикреплено, предпочтительно непосредственно приварено, к несущей конструкции.
В соответствии с одним вариантом осуществления, по меньшей мере, одно крепежное средство непосредственно прикреплено, предпочтительно непосредственно приварено, к боковой стенке контейнера.
В соответствии с одним вариантом осуществления несущая конструкция выполнена из металла.
В соответствии с одним вариантом осуществления несущая конструкция представляет собой участок корпуса морской конструкции.
В соответствии с одним вариантом осуществления, по меньшей мере, одно крепежное средство расположено между уплотнительной мембраной и несущей конструкцией в направлении толщины.
В соответствии с одним вариантом осуществления конструкция отстойника содержит крепежное крыло, герметично прикрепленное, то есть образующее замкнутую поверхность, не пропускающую текучую среду, например, приваренное? к уплотнительной мембране.
В соответствии с одним вариантом осуществления по меньшей мере одно крепежное средство по меньшей мере частично расположено под крепежным крылом в направлении толщины.
В соответствии с одним вариантом осуществления уплотнительная мембрана представляет собой вспомогательную уплотнительную мембрану, теплоизолирующий барьер представляет собой вспомогательный теплоизолирующий барьер, крепежное крыло представляет собой второе крепежное крыло, причем нижняя стенка содержит основной теплоизолирующий барьер, расположенный на вспомогательной уплотнительной мембране, а также содержит основную уплотнительную мембрану, расположенную на основном теплоизолирующем барьере, а конструкция отстойника содержит первое крепежное крыло, герметично прикрепленное, то есть образующее замкнутую поверхность, не пропускающую текучую среду, например, приваренное, к основной уплотнительной мембране.
В соответствии с одним вариантом осуществления контейнер представляет собой второй контейнер, и конструкция отстойника содержит первый контейнер, нижняя часть которого расположена во втором контейнере, причем первое крепежное крыло является продолжением первого контейнера, а второе крепежное крыло является продолжением второго контейнера, и по меньшей мере одно крепежное средство расположено на боковой стенке второго контейнера.
В соответствии с одним вариантом осуществления боковая стенка имеет цилиндрическую форму, ось которой ориентирована в направлении толщины.
Цилиндрическая боковая стенка может иметь разные формы сечения.
В соответствии с одним вариантом осуществления жесткий контейнер имеет круглое сечение, причем поперечное направление представляет собой радиальное направление.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, описанного ниже со ссылкой на фигуры 1-5, хранилище содержит по меньшей мере одно фиксирующее средство, выполненное с возможностью предотвращения перемещения по меньшей мере одного крепежного средства в направлении толщины и в тангенциальном направлении, причем тангенциальное направление проходит по касательной к боковой стенке и ортогонально поперечному направлению и направлению толщины.
В соответствии с одним вариантом осуществления, по меньшей мере, одно крепежное средство имеет крепежную лапку, выступающую относительно жесткого контейнера в поперечном направлении, причем крепежная лапка имеет отверстие, а хранилище содержит анкерное устройство, расположенное в отверстии для крепления крепежной лапки к несущей конструкции в направлении толщины.
Благодаря этим признакам, анкерное устройство позволяет предотвращать перемещение конструкции отстойника в направлении толщины относительно несущей конструкции.
В соответствии с одним вариантом осуществления фиксирующее средство содержит анкерное устройство.
В соответствии с одним вариантом осуществления хранилище содержит два ограничителя, прикрепленных к несущей конструкции и расположенных по обе стороны по меньшей мере одной крепежной лапки в тангенциальном направлении, причем тангенциальное направление проходит по касательным к боковой стенке и ортогонально поперечному направлению и направлению толщины, при этом ограничители выполнены с возможностью предотвращения перемещения крепежной лапки в тангенциальном направлении.
Благодаря этим признакам, ограничители позволяют предотвращать перемещение конструкции отстойника в тангенциальном направлении относительно несущей конструкции.
В соответствии с одним вариантом осуществления фиксирующее средство образовано сочетанием ограничителей и анкерного устройства.
В соответствии с одним вариантом осуществления отверстие имеет продолговатое отверстие, наибольший размер которого ориентирован в поперечном направлении для обеспечения возможности поперечного перемещения крепежной лапки и боковой стенки относительно анкерного устройства и несущей конструкции.
В соответствии с одним вариантом осуществления отверстие выполнено круглым, диаметр которого больше, чем диаметр анкерного устройства, для обеспечения возможности поперечного перемещения крепежной лапки и боковой стенки относительно анкерного устройства и несущей конструкции.
Благодаря этим признакам, большой размер продолговатого отверстия или диаметр круглого отверстия обеспечивает возможность перемещения крепежной лапки в поперечном направлении относительно анкерного устройства. Таким образом, боковая стенка конструкции отстойника может перемещаться относительно несущей конструкции в поперечном направлении, что обеспечивает возможность теплового сжатия конструкции отстойника.
В соответствии с одним вариантом осуществления хранилище содержит две перфорированные пластины, содержащие перфорационное отверстие, причем перфорированные пластины расположены по обе стороны по меньшей мере одной крепежной лапки в направлении толщины, и анкерное устройство проходит через перфорационное отверстие каждой перфорированной пластины, при этом перфорированные пластины выполнены из материала, коэффициент трения которого составляет менее 0,2, предпочтительно от 0,05 до 0,2.
Благодаря этим признакам, перфорированные пластины позволяют зажимать крепежную лапку между анкерным устройством и несущей конструкцией в направлении толщины, но при этом обеспечивают возможность перемещения крепежной лапки относительно несущей конструкции в поперечном направлении. Фактически, низкий коэффициент трения перфорированных пластин позволяет минимизировать силу трения между крепежной лапкой и несущей конструкцией, что позволяет предотвратить повреждение крепежной лапки и облегчить сжатие конструкции отстойника.
В соответствии с одним вариантом осуществления перфорационное отверстие перфорированной пластины протяжено от одного края к центру пластины в поперечном направлении для обеспечения возможности поперечного позиционирования пластины.
В соответствии с одним вариантом осуществления перфорированные пластины выполнены из политетрафторэтилена (ПТФЭ) или полиэтилена высокой плотности (ПЭВП).
В соответствии с одним вариантом осуществления ограничители и/или прокладки выполнены из металла, например, из нержавеющей стали.
-6
-6
-1
-6
-1
В соответствии с одним вариантом осуществления уплотнительная мембрана, одна из уплотнительных мембран или уплотнительные мембраны выполнены из металла, например, из нержавеющей стали, алюминия, инвара: то есть сплава железа и никеля, коэффициент расширения которого обычно составляет от 1,2×10 до 2×10 K, или сплава железа с высоким содержанием марганца, коэффициент расширения которого составляет порядка 7×10 K.
В соответствии с одним вариантом осуществления крепежная лапка, усиливающий кронштейн и контейнер или контейнеры выполнены из металла, например, из того же металла, что и уплотнительная мембрана, к которой они прикреплены.
В соответствии с одним вариантом осуществления анкерное устройство имеет резьбовой стержень или шпильку и гайку, причем резьбовой стержень прикреплен к несущей конструкции, и в соответствии с одним вариантом осуществления резьбовой стержень проходит через перфорационные отверстия перфорированных пластин и отверстие крепежной лапки, а гайка выполнена с возможностью оказания прижимного усилия на перфорированные пластины и крепежную лапку в направлении толщины посредством несущей конструкции.
В соответствии с одним вариантом осуществления гайка приварена в положении прижима к резьбовому стержню, чтобы гайка случайно не открутилась во время использования. Гайка может быть закреплена любым другим подходящим запирающим средством.
В соответствии с одним вариантом осуществления хранилище содержит одну или более прокладок, расположенных между ограничителями и крепежной лапкой в тангенциальном направлении, причем прокладки выполнены с возможностью регулировки расстояния, оставшегося между ограничителем и крепежной лапкой в тангенциальном направлении.
Благодаря этим признакам, крепление конструкции отстойника может регулироваться с учетом допусков на позиционирование.
В соответствии с одним вариантом осуществления хранилище имеет по меньшей мере одну направляющую, прикрепленную к несущей конструкции и ориентированную в поперечном направлении, и по меньшей мере одно крепежное средство представляет собой крепежную лапку, выступающую относительно жесткого контейнера в поперечном направлении, причем крепежная лапка установлена в направляющей, и крепежная лапка выполнена с возможностью перемещения в направляющей в поперечном направлении для достижения указанного относительного перемещения.
Благодаря этим признакам, направляющая обеспечивает возможность перемещения боковой стенки в поперечном направлении для предотвращения сильных напряжений крепления во время теплового сжатия.
В соответствии с одним вариантом осуществления направляющая имеет первый участок, выступающий относительно несущей конструкции в направлении толщины, и второй участок, соединенный с первым участком и ориентированный в тангенциальном направлении для образования направляющей L-образного сечения.
Благодаря этим признакам, форма направляющей позволяет предотвращать перемещение крепежной лапки и, следовательно, конструкции отстойника в направлении толщины и, по меньшей мере, частично в тангенциальном направлении.
В соответствии с одним вариантом осуществления запирающее средство содержит направляющую.
В соответствии с одним вариантом осуществления хранилище имеет две направляющие, расположенные по обе стороны, по меньшей мере, одной крепежной лапки в тангенциальном направлении, причем направляющие выполнены с возможностью предотвращения перемещения крепежной лапки в направлении толщины и в тангенциальном направлении.
Благодаря этим признакам, направляющие позволяют предотвращать перемещение крепежной лапки и, следовательно, конструкции отстойника в направлении толщины и в тангенциальном направлении.
В соответствии с одним вариантом осуществления блокирующее средство образовано двумя направляющими, расположенными по обе стороны крепежной лапки.
В соответствии с одним вариантом осуществления конструкция отстойника содержит, по меньшей мере, один усиливающий кронштейн, причем первая сторона усиливающего кронштейна прикреплена к крепежной лапке, а вторая сторона усиливающего кронштейна, перпендикулярная первой стороне, прикреплена к жесткому контейнеру.
Благодаря этим признакам, крепежная лапка усилена усиливающим кронштейном, в частности, в отношении изгиба в направлении толщины, для предотвращения повреждения крепежной лапки при использовании хранилища.
В соответствии с одним вариантом осуществления крепежная лапка содержит два усиливающих кронштейна, причем первая сторона кронштейнов прикреплена к верхней поверхности или к нижней поверхности крепежной лапки, причем кронштейны расположены по обе стороны отверстия крепежной лапки.
В соответствии с одним вариантом осуществления конструкция отстойника содержит множество крепежных средств, равномерно или неравномерно распределенных по окружности контейнера, например, три или четыре крепежных средства.
Благодаря этим признакам, конструкция отстойника закреплена по всей окружности, что предотвращает ее перемещение в целом, но при этом обеспечивает возможность сжатия или расширения боковой стенки. Такое крепление может быть реализовано более или менее равномерно.
В соответствии с одним вариантом осуществления, по меньшей мере, одно крепежное средство представляет собой упруго деформируемый крепежный элемент, имеющий первый конец, приваренный к несущей конструкции, и второй конец, приваренный к конструкции отстойника.
Благодаря этим признакам, крепежный элемент может упруго деформироваться и, таким образом, обеспечивает возможность сжатия конструкции отстойника при сохранении ее крепления к несущей конструкции.
В соответствии с одним вариантом осуществления крепежный элемент образован непрерывно вокруг конструкции отстойника.
Благодаря этим признакам, крепежный элемент образован в виде цельного элемента, равномерно крепящего конструкцию отстойника к несущей конструкции по всей окружности.
В соответствии с одним вариантом осуществления крепежный элемент перфорирован прорезями, расположенными по всей окружности конструкции отстойника.
В соответствии с одним вариантом осуществления хранилище содержит множество упруго деформируемых крепежных элементов, равномерно или неравномерно распределенных по всей окружности конструкции отстойника.
Благодаря этим признакам, крепежные элементы позволяют равномерно прикрепить конструкцию отстойника к несущей конструкции по всей окружности. Крепежные элементы, неравномерно распределенные по окружности конструкции отстойника, предпочтительно позволяют оптимизировать крепление.
В соответствии с одним вариантом осуществления сечение крепежного элемента в плоскости вектора нормали, ориентированной в тангенциальном направлении, является прямолинейным или криволинейным. Разумеется, крепежные элементы могут иметь разную форму сечения.
В соответствии с одним вариантом осуществления сечение крепежного элемента является криволинейным и содержит кривизну постоянную по знаку, причем кривизна имеет незначительное или значительное изменение кривизны.
В соответствии с одним вариантом осуществления сечение крепежного элемента является криволинейным и содержит множество значений кривизны с изменением знака кривизны, например, для образования, по меньшей мере, одного гофра.
В соответствии с одним вариантом осуществления сечение крепежного элемента содержит точку опоры на несущей конструкции между первым концом крепежного элемента и вторым концом крепежного элемента.
Хранилище может представлять собой береговое хранилище, например, для хранения СПГ, или оно может быть установлено на морской, прибрежной или глубоководной конструкции, в частности, на СПГ-танкере, на плавучей установке для регазификации и хранения газа (FSRU), на плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) и т.п. Резервуар также может служить в качестве топливного резервуара на судне любого типа.
В соответствии с одним вариантом осуществления судно для транспортировки холодного жидкого продукта имеет внешний корпус и вышеописанное хранилище для текучей среды, расположенное во внешнем корпусе, причем несущая конструкция представляет собой внутренний корпус судна.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также обеспечивает способ загрузки или разгрузки судна, в котором холодный жидкий продукт подают по изолированным трубопроводам из морского или берегового хранилища в резервуар судна или наоборот.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также обеспечивает систему передачи холодного жидкого продукта, причем система содержит вышеупомянутое судно, изолированные трубопроводы, расположенные таким образом, чтобы соединять резервуар, установленный в корпусе судна, с морским или береговым хранилищем, и насос для подачи потока холодного жидкого продукта по изолированным трубопроводам из морского или берегового хранилища в резервуар судна или наоборот.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение станет более понятным, и другие задачи, детали, признаки и преимущества станут более очевидными из следующего далее описания нескольких конкретных вариантов осуществления изобретения, которые приведены исключительно в качестве примера и без ограничения со ссылкой на сопровождающие чертежи.
Фиг. 1 иллюстрирует вид в перспективе конструкции отстойника, прикрепленного к несущей конструкции, в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 2 представляет собой подробный вид области, показанной на фиг.1.
Фиг. 3 иллюстрирует местный вид в перспективе конструкции отстойника, прикрепленного к несущей конструкции, в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг. 4 представляет вид в разрезе вдоль плоскости IV-IV разреза, показанной на фиг.3.
Фиг. 5 представляет вид в разрезе вдоль плоскости V-V разреза, показанной на фиг.4.
Фиг. 6 иллюстрирует схематический вид в разрезе конструкции отстойника, прикрепленного к несущей конструкции, в соответствии с третьим вариантом осуществления.
Фиг. 7-14 иллюстрируют различные варианты осуществления крепежного средства, предназначенного для крепления конструкции отстойника к несущей конструкции.
Фиг. 15 представляет схематическое изображение с вырезом СПГ-танкера, имеющего хранилище, и терминала для загрузки/разгрузки этого хранилища.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
В приведенном ниже описании будет описано хранилище 71, содержащее несущую конструкцию 1, герметичный и теплоизоляционный резервуар и конструкцию 9 отстойника, которая может использоваться в нижней стенке 4 резервуара для хранения и/или транспортировки СПГ. Нижняя стенка 4 обозначает стенку 4, предпочтительно в общем плоскую, расположенную на дне резервуара относительно гравитационного поля земли. Общая геометрия резервуара может быть различной. Наиболее распространена многогранная геометрия. Также возможна цилиндрическая, сферическая или геометрия другого типа.
Стенки 4 резервуара образованы многослойной конструкцией, прикрепленной к несущим стенкам 1 и включающей в себя две уплотнительные мембраны 5, 7, чередующиеся с двумя теплоизолирующими барьерами 6, 8. Поскольку известно множество технологий изготовления многослойных конструкций, приведенное ниже описание ограничивается конструкцией 9 отстойника и креплением последнего к несущей конструкции 1 хранилища 71.
Стенка 4 резервуара установлена на несущей конструкции 1, выполненной, например, из толстой листовой стали, например, на внутреннем корпусе двухкорпусного судна 70. Стенка 4 резервуара имеет многослойную конструкцию, включающую в себя последовательно вспомогательный теплоизолирующий барьер 8, прикрепленный к несущей конструкции 1, например, с помощью валиков мастики, вспомогательную уплотнительную мембрану 7, поддерживаемую вспомогательным теплоизолирующим барьером 8, основной теплоизолирующий барьер 6, покрывающий вспомогательную уплотнительную мембрану 7, и основную уплотнительную мембрану 5, поддерживаемую основным теплоизолирующим барьером 6.
Фиг. 1 иллюстрирует конструкцию 9 отстойника, прикрепленную к несущей конструкции 1, в соответствии с первым вариантом осуществления.
В месте расположения конструкции 9 отстойника несущая конструкция имеет отверстие 2 круглой формы, показанное на фиг. 1, через которое проходит конструкция 9 отстойника, и которое позволяет конструкции 9 отстойника выступать за пределы несущей конструкции 1 в направлении толщины стенки 4 резервуара.
Жесткий цилиндрический контейнер 10, 11 прикреплен к несущей конструкции 1 с помощью одного или более крепежных средств 15, 32 вокруг отверстия 2 и выступает наружу относительно несущей конструкции 1, образуя удлиняющую конструкцию, которая обеспечивает дополнительное пространство для размещения конструкции 9 отстойника. В частности, контейнер 10, 11 имеет цилиндрическую боковую стенку 12, например, круглой или иной формы. Контейнер 10, 11 может быть выполнен из материалов, аналогичных несущей конструкции 1 или одной из уплотнительных мембран 5, 7.
Конструкция 9 отстойника имеет первый контейнер 10, сообщающийся с внутренней областью резервуара, и второй контейнер 11, окружающий нижнюю часть первого контейнера 10. Первый контейнер 10 непрерывно соединен с основной уплотнительной мембраной 5, герметизируя ее. Подобным образом второй контейнер 11 непрерывно соединен со вспомогательной уплотнительной мембраной 7, герметизируя ее.
В частности, первый контейнер 10 имеет цилиндрическую боковую стенку 12, ось которой перпендикулярна несущей конструкции 1, и которая имеет первое крепежное крыло, расположенное в верхней части боковой стенки и по существу выровненное с основной уплотнительной мембраной 5, и нижнюю часть, проходящую через отверстие 2 под несущей конструкцией. Нижняя стенка, параллельная несущей конструкции 1, закрывает цилиндрическую боковую стенку в нижней части. Первое крепежное крыло закреплено на краю верхней части цилиндрической боковой стенки и выступает наружу в радиальном направлении от нее по всей окружности первого контейнера 10.
Таким образом, основная уплотнительная мембрана 5 имеет разрыв в виде отверстия, например, круглого или квадратного отверстия, край которого окружает конструкцию 9 отстойника и герметично соединен с первым крепежным крылом 13, например, с помощью сварки или склеивания, как показано на фиг.6.
Подобным образом второй контейнер 11 имеет цилиндрическую боковую стенку 12, ось которой перпендикулярна несущей конструкции 1, и которая имеет второе крепежное крыло 14, по существу выровненное со вспомогательной уплотнительной мембраной 7, и нижнюю часть, проходящую через отверстие под нижней стенкой первого контейнера 10. Нижняя стенка, параллельная несущей конструкции, закрывает цилиндрическую боковую стенку 12 второго контейнера 11 в нижней части. Цилиндрическая боковая стенка 12 второго контейнера 11 окружает цилиндрическую боковую стенку первого контейнера 10 и расположена на расстоянии от нее. Второе крепежное крыло 14 закреплено на краю верхней части цилиндрической боковой стенки 12 и выступает наружу в радиальном направлении по всей окружности второго контейнера 11.
Вспомогательная уплотнительная мембрана 7 также имеет разрыв в виде отверстия, например, круглого или квадратного отверстия, край которого окружает конструкцию 9 отстойника и герметично соединен со вторым крепежным крылом 14, например, с помощью сварки или склеивания, как показано на фиг.6.
В стенке 4 резервуара пространство между несущей конструкцией 1 и вспомогательной уплотнительной мембраной 7 представляет собой вспомогательное пространство, которое содержит вспомогательный теплоизолирующий барьер 8, и в котором возможна циркуляция потока азота в качестве меры безопасности. В конструкции 9 отстойника пространство между вторым контейнером 11 и несущей конструкцией 1 также представляет собой вспомогательное пространство, которое сообщается со вспомогательным пространством стенки 4 резервуара для обеспечения возможности приема азота.
Вспомогательный теплоизолирующий барьер 8 образован, например, из модульных блоков, расположенных смежно друг с другом для относительно равномерного выравнивания несущей конструкции 1. Модульные блоки заканчиваются на определенном расстоянии от конструкции 9 отстойника, как показано на фиг.6. Изоляционные блоки подходящей формы могут быть спроектированы так, чтобы они могли подходить достаточно близко к конструкции 9 отстойника или подстраиваться под нее и, таким образом, ограничивать оставшийся зазор во вспомогательной изоляции, который необходимо заполнить. В зазоре между краем вспомогательного теплоизолирующего барьера 8 и вторым контейнером, а также во вспомогательном пространстве конструкции 9 отстойника размещены изоляционные материалы для завершения теплоизоляции вокруг второго контейнера 11. Фактически, вспомогательная уплотнительная мембрана 7 и второй контейнер 11 могут контактировать с криогенной текучей средой в случае утечки через основную уплотнительную мембрану 5.
Подобным образом в стенке 4 резервуара пространство между вспомогательной уплотнительной мембраной 7 и основной уплотнительной мембраной 5 представляет собой основное пространство, которое содержит основной теплоизолирующий барьер 6, и в котором возможна циркуляция потока азота в качестве меры безопасности. В конструкции 9 отстойника пространство между первым контейнером 10 и вторым контейнером 11 также представляет собой основное пространство, которое сообщается с основным пространством стенки 4 резервуара для обеспечения возможности приема азота.
Основной теплоизолирующий барьер 6 образован, например, из модульных блоков, расположенных смежно друг с другом для относительно равномерного выравнивания вспомогательной уплотнительной мембраны 7. Модульные блоки заканчиваются на определенном расстоянии от конструкции 9 отстойника. Изоляционные блоки подходящей формы могут быть спроектированы так, чтобы они могли подходить достаточно близко к конструкции 9 отстойника или подстраиваться под нее и, таким образом, ограничивать оставшийся зазор в основной изоляции, который необходимо заполнить. В зазоре между краем основного теплоизолирующего барьера 6 и первым контейнером 10, а также в основном пространстве конструкции 9 отстойника размещены изоляционные материалы для завершения теплоизоляции вокруг первого контейнера 10. Фактически, основная мембрана 5 и первый контейнер 10 контактируют с СПГ во время использования.
Для завершения основной и вспомогательной теплоизоляции могут быть предусмотрены различные материалы, например, стекловата или каменная вата, полимерные пены, в частности, полиуретан или ПВХ, пробковое дерево, фанера, аэрогели и другие материалы.
При эксплуатации за счет своего положения под основной уплотнительной мембраной 5 первый контейнер 10 принимает под действием силы тяжести любой остаток жидкости, имеющейся в резервуаре, подобно отстойнику. Первый контейнер 10 имеет достаточную вместимость, чтобы поддерживать высоту всасывания насоса, погруженного в жидкость, и, таким образом, максимизирует эффективность резервуара.
Для обеспечения хорошей конструктивной устойчивости первый контейнер 10 и второй контейнер 11 выполнены из более жесткого материала, чем уплотнительные мембраны, например, из листового металла толщиной порядка 6-20 мм.
Другие варианты осуществления конструкции 9 отстойника описаны, например, в документе WO2016/001142.
В первом варианте осуществления, проиллюстрированном на фигурах 1 и 2, конструкция отстойника содержит крепежные средства 15 в виде крепежных лапок 15 на цилиндрической боковой стенке 12 второго контейнера 11. Крепежные лапки 15 позволяют прикрепить конструкцию 9 отстойника к несущей конструкции 1.
Крепежные лапки 15 выступают относительно второго контейнера 11 в радиальном направлении и равномерно распределены по всей окружности боковой стенки 12, например, как проиллюстрировано на фиг.1, три крепежные лапки 15 расположены на расстоянии 120(друг от друга.
Для придания жесткости каждой крепежной лапке 15 конструкция 9 отстойника содержит два усиливающих кронштейна 16 на каждой крепежной лапке 15. Усиливающие кронштейны 16 имеют первую сторону 20, прикрепленную к верхней поверхности крепежной лапки 15, и вторую сторону 21, перпендикулярную первой стороне 20 и прикрепленную к боковой стенке 12 второго контейнера 11.
Несущая конструкция 1 содержит направляющие 17 вблизи отверстия 2. Направляющие 17 состоят из первого участка 18, выступающего относительно несущей конструкции 1 в направлении толщины, и второго участка 19, соединенного с первым участком 18 и направленного в тангенциальном направлении для образования направляющих, имеющих L-образное сечение. Как проиллюстрировано на фигурах 1 и 2, каждая крепежная лапка 15 расположена между двумя направляющими 17 таким образом, что часть второго участка 19 каждой направляющей 17 расположена над крепежной лапкой в направлении толщины. Направляющие 17, расположенные таким образом, позволяют предотвращать перемещение крепежных лапок 15 и, следовательно, конструкции отстойника в направлении толщины и в тангенциальном направлении.
Кроме того, направляющие 17 позволяют каждой крепежной лапке 15 сохранять степень свободы, а именно при перемещении в радиальном направлении, обеспечивая возможность теплового сжатия или расширения конструкции 9 отстойника.
Фиг. 3-5 показывают второй вариант осуществления крепления конструкции 9 отстойника к несущей конструкции 1. Этот вариант осуществления отличается от первого варианта осуществления системой фиксации крепежных лапок 15. Фактически, как может быть видно на фигурах 3-5, крепежные лапки 15 второго варианта осуществления аналогичны крепежным лапкам первого варианта осуществления, однако во втором варианте осуществления они содержат отверстие 22 диаметром 23. Однако для крепления крепежных лапок 15 к несущей конструкции 1 с некоторой степенью свободы не используются направляющие 17. Вместо направляющих 17 на несущей конструкции 1 вблизи отверстия 2 закреплены ограничители 28. Ограничители 28 расположены на несущей конструкции 1 так, чтобы обрамлять каждую крепежную лапку 15 конструкции 9 отстойника в тангенциальном направлении.
В отверстие 22 каждой крепежной лапки 15 в направлении толщины вставлено анкерное устройство 24, состоящее из резьбового стержня 25 диаметром 27 и гайки 26. Анкерное устройство 24 закреплено в несущей конструкции 1 одним из его концов, причем гайка 26 расположена на другом из его концов, так что крепежная лапка 15 расположена между гайкой и несущей конструкцией в направлении толщины. Таким образом, анкерное устройство 24 фиксирует крепежную лапку 15 в направлении толщины, прижимая ее к несущей конструкции 1. Гайка 26 приварена к резьбовому стержню 25 в положении прижима для предотвращения откручивания гайки во время использования хранилища 71.
Как может быть видно из фиг. 4 и 5, отверстие 22 представляет собой круглое отверстие, диаметр 23 которого больше, чем диаметр 27 резьбового стержня 25, так что крепежная лапка 15 имеет некоторый зазор, в частности, в радиальном направлении, в связи с чем конструкция 9 отстойника может сжиматься или расширяться. В другом варианте осуществления (не показан) отверстие 22 представляет собой продолговатое отверстие, больший размер которого ориентирован в радиальном направлении.
Для того чтобы прижим крепежной лапки 15 анкерным устройством 24 не оказывал неблагоприятного влияния на возможное перемещение конструкции 9 отстойника под действием теплового сжатия, перфорированные пластины 29, содержащие перфорационное отверстие 30 и выполненные из материала, имеющего низкий коэффициент трения, например, ПТФЭ, расположены по обе стороны крепежной лапки 15, то есть между гайкой 26 и несущей конструкцией 1, как может быть видно, в частности, на фиг.5. Резьбовой стержень 25 анкерного устройства 24 также проходит через перфорационные отверстия 30 перфорированных пластин 29.
За счет низкого коэффициента трения перфорированных пластин 29 сила трения между перфорированными пластинами и крепежной лапкой 15 минимизируется, что позволяет крепежной лапке 15 и, следовательно, конструкции отстойника сжиматься или расширяться в радиальном направлении.
Для регулировки расстояния между ограничителями 28 и крепежной лапкой 15 в тангенциальном направлении между каждым ограничителем 28 и крепежной лапкой 15 расположены прокладки 31, так что люфт крепежной лапки 15 в тангенциальном направлении не будет слишком большим.
Фиг. 6-14 иллюстрируют множество альтернативных вариантов крепления конструкции 9 отстойника к несущей конструкции в соответствии с третьим вариантом осуществления. В этом варианте осуществления, в отличие от предыдущих вариантов осуществления, больше не стоит вопрос предоставление свободы крепежных средств в радиальном направлении, вместо этого используются упруго деформируемые крепежные средства, позволяющие за счет свой деформации компенсировать тепловое сжатие конструкции 9 отстойника.
Как проиллюстрировано на фиг.6, конструкция 9 отстойника прикреплена к несущей конструкции 1 с помощью, по меньшей мере, одного упруго деформируемого крепежного элемента 32. Крепежный элемент 32 содержит первый конец, приваренный к несущей конструкции 1, тогда как второй конец, противоположный первому концу, приварен к конструкции 9 отстойника, например, к боковой стенке 12 второго контейнера 11 или ко второму крепежному крылу 14.
В плоскости вектора нормали в тангенциальном направлении сечение крепежного элемента 32 определяется его высотой 33, а именно размером в направлении толщины, основанием 34, а именно размером в радиальном направлении, и толщиной 35, как показано на фиг. 7.
В соответствии с несколькими альтернативными вариантами сечение крепежного элемента 32 может иметь разные формы, что влияет на его жесткость в радиальном направлении, так что он может легче или сложнее деформироваться под действием сжатия или расширения конструкции 9 отстойника. Фактически, в варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.6, сечение крепежного элемента является прямолинейным.
Фиг. 7 иллюстрирует криволинейное сечение крепежного элемента, кривизна которого имеет постоянный знак, а значение кривизны немного изменяется.
Фиг. 8 иллюстрирует криволинейное сечение крепежного элемента, кривизна которого имеет постоянный знак, а значение кривизны значительно изменяется.
Фиг. 9 иллюстрирует криволинейное сечение крепежного элемента, кривизна которого содержит изменение знака, следовательно, точку перегиба, так что сечение крепежного элемента имеет слегка волнистую форму.
Фиг. 10 иллюстрирует криволинейное сечение крепежного элемента, кривизна которого содержит множество изменений знака, образуя гофр 37.
Фиг. 11 иллюстрирует криволинейное сечение крепежного элемента, кривизна которого содержит множество изменений знака, а значение кривизны резко меняется во множестве точек. Кроме того, крепежный элемент 32 в этом альтернативном варианте содержит точку 38 опоры на несущей конструкции 1 между первым концом и вторым концом крепежного элемента 32, что увеличивает его жесткость в направлении толщины.
Фиг. 12 иллюстрирует альтернативный вариант третьего варианта осуществления, в котором хранилище 71 содержит множество крепежных элементов 32, равномерно или неравномерно распределенных по окружности второго контейнера 11. В этом альтернативном варианте конструкция 9 отстойника, следовательно, прерывисто прикреплена к несущей конструкции 1 множеством крепежных элементов 32.
Фиг. 13, в отличие от фиг. 12, иллюстрирует альтернативный вариант, в котором хранилище 71 содержит один крепежный элемент 32, один край которого соответствует форме боковой стенки 12 второго контейнера 11 и приварен по всей ее окружности, тогда как противоположный край приварен к несущей конструкции 1. В этом альтернативном варианте конструкция 9 отстойника, следовательно, непрерывно прикреплена к несущей конструкции 1 одним крепежным элементом 32.
Фиг. 14 иллюстрирует другой альтернативный вариант третьего варианта осуществления. В этом альтернативном варианте крепежный элемент 32 имеет такую же форму, как проиллюстрировано на фиг. 12. Однако крепежный элемент 32, показанный на фиг. 14, содержит прорези 36, периодически распределенные по всей поверхности крепежного элемента 32. Прорези 36, в частности, позволяют изменять жесткость крепежного элемента 32, так что он может упруго деформироваться под действием сжатия или расширения конструкции 9 отстойника. В показанном варианте осуществления прорези 36 имеют продолговатую форму и расположены между двумя краями крепежного элемента 32. В других альтернативных вариантах (не показаны) прорези 36 расположены на одном или на каждом краю крепежного элемента 32, периодически или непериодически прерывая крепление крепежного элемента 32. Кроме того, прорези могут иметь разную форму, например, многоугольную или круглую.
Вышеописанная технология изготовления хранилища может использоваться в резервуарах разных типов, например, в резервуаре для хранения СПГ в береговом хранилище или на морской конструкции, например, на СПГ-танкере или т.п.
Со ссылкой на фиг. 15 вид с вырезом СПГ-танкера 70 иллюстрирует герметичный и изолированный резервуар 71, в общем, призматической формы, установленный в двойном корпусе 72 судна. Стенка резервуара 71 имеет основной герметизированный барьер, предназначенный для контакта с СПГ, содержащимся в резервуаре, вспомогательный основной герметизированный барьер, расположенный между основным герметизированным барьером и двойным корпусом 72 судна, и два изолирующих барьера, расположенных соответственно между основным герметизированным барьером и вспомогательным герметизированным барьером и между вспомогательным герметизированным барьером и двойным корпусом 72.
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 резервуара в морской или портовый терминал.
Фиг. 15 иллюстрирует пример морского терминала, имеющего 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 удерживает связку изолированных гибких шлангов 79, которые могут быть соединены с загрузочно-разгрузочными трубопроводами 73. Ориентируемая подвижная стрела 74 может быть адаптирована к СПГ-танкерам всех размеров. Внутри башни 78 проходит соединительный трубопровод (не показан). Загрузочно-разгрузочная станция 75 позволяет осуществлять загрузку и разгрузку СПГ-танкера 70 из берегового хранилища 77 или на него. Последнее имеет 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 СПГ-танкер 70 на большом расстоянии от берега во время операций загрузки и разгрузки.
Для создания давления, необходимого для передачи сжиженного газа, используют 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 включает все технические эквиваленты описанных средств и их сочетаний, если они находятся в пределах объема изобретения.
Использование глагола «иметь», «содержать» или «включать в себя» и производных форм не исключает наличия элементов или этапов, отличных от указанных в формуле изобретения.
В формуле изобретения ни одна ссылочная позиция в скобках не должна интерпретироваться как ограничение формулы изобретения.