ЗАКРЕПЛЕНИЕ ТРУБЫ В УГЛУБЛЕНИИ
PIPE SECURING IN RECESS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области механических конструкций, используемых для хранения и/или транспортировки жидкостей, и в частности для конструкций, содержащих трубы, которые требуется закреплять на опорах, в частности в случае, когда труба расположена внутри емкости или резервуара, и более конкретно, когда упомянутая емкость или упомянутый резервуар будет, вероятно, находиться под воздействием больших колебаний температур в процессе использования.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В технологии мембранных резервуаров внутренние поверхности опорных конструкций, таких как внутренний корпус судна, имеющего двойной корпус, или наземное хранилище, которые покрыты многослойной конструкцией, содержащей две тонкие герметизирующие мембраны, чередующиеся с двумя слоями теплоизоляции, которые служат как для ограничения теплоотдачи через стенку резервуара, так и для конструкционной поддержки влагонепроницаемых мембран.
Чтобы максимально увеличить эксплуатационные характеристики резервуара такого типа, желательно оптимизировать полезный объем хранения, чтобы было возможно загружать резервуар и разгружать резервуар. Однако использование разгрузочного насоса, который всасывает жидкость в направлении верхней части резервуара, приводит к необходимости поддерживать определенный уровень жидкости в нижней части резервуара, так как, в противном случае, всасывающий элемент насоса войдет в контакт с газовой фазой, которая деактивирует и/или ухудшит работу насоса. Учитывая особые обстоятельства, которые могут возникнуть при эксплуатации резервуара, например, под воздействием колебания груза под действием волн или из-за землетрясения, необходимый уровень жидкости можно минимизировать только с большим трудом.
Публикация JP 2001108198 раскрывает локальное понижение стенки днища наземного резервуара, показывающее уменьшенные габаритов в отношении упомянутой стенки днища резервуара. Понижение такого типа формирует буферный резервуар, известный как отстойник, в который сбрасывает жидкость откачивающая труба. Более конкретно, откачивающая труба закреплена на боковой стенке резервуара, так что ее нижний конец введен в отстойник. Размеры отстойника и ввод конца откачивающей трубы в отстойник таким образом позволяет ограничивать количество жидкости, необходимой для эффективной работы насоса, и оптимизировать эксплуатационные характеристики резервуара.
Однако нижний конец откачивающей трубы остается свободным в отстойнике. В результате этот конец откачивающей трубы может вести себя как маятник в случае серьезной качки для резервуара, установленного на судне, или землетрясения, в случае, когда резервуар установлен в наземном сооружении. Кроме того, этот свободный конец откачивающей трубы может демонстрировать нежелательные и повторяющиеся движения в результате колебаний, вызванных вибрациями насоса: такого типа поведения свободного конца откачивающей трубы может вызвать преждевременный износ упомянутой откачивающей трубы и/или насоса.
Аналогичные проблемы склонны возникать в любой трубе, которая с большой вероятностью подвержена воздействию сил, в частности, вибрационным нагрузкам, в процессе использования.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основная идея изобретения - предложить устройство для закрепления трубы в корпусе, например, таком как отстойник, расположенном на стенке днища влагонепроницаемого и теплоизолированного резервуара.
В соответствии с одним вариантом осуществления, изобретение предлагает крепежное устройство для закрепления трубы в углублении, при этом устройство содержит:
- цилиндрический хомут, предназначенный для крепления на трубе,
- по меньшей мере три крепежных кронштейна, каждый крепежный кронштейн содержит
ближний участок кронштейна, содержащий первый конец, установленный на цилиндрическом хомуте, способный вращаться вокруг первой оси вращения, параллельной образующему направлению цилиндрического хомута,
дальний участок кронштейна, содержащий первый конец, несущий упорный сегмент, упорный сегмент монтируется на упомянутом первом конце дальнего участка кронштейна, и может вращаться вокруг второй оси вращения, параллельной образующему направлению цилиндрического хомута, упорный сегмент содержит упорную поверхность, обращенную в сторону, противоположную от хомута, и предназначенную для взаимодействия со стенкой углубления,
в котором по меньшей мере один из упомянутых крепежных кронштейнов содержит направляющую, соединяющую ближний участок кронштейна с дальним участком кронштейна и способную поступательно направлять дальний участок кронштейна относительно ближнего участка кронштейна по оси перемещения, перпендикулярной образующему направлению хомута,
упругий элемент, соединенный с направляющей, так чтобы быть способным прикладывать возвратное усилие, которое толкает дальний участок кронштейна от ближнего участка кронштейна по оси перемещения в ответ на силу вызывающую, движение дальнего участка кронштейна ближе к ближнему участку кронштейна.
Благодаря таким отличительным признакам можно закрепить свободный конец откачивающей трубы в углублении резервуара. Кроме того, такого рода крепежное устройство не требует модификации углубления или прохода для крепежа через стенку упомянутого углубления. Кроме того, такого рода крепежное устройство позволяет закреплять трубу в углублениях, имеющих разные размеры и/или формы. И наконец, такого рода крепежное устройство обеспечивает амортизирование действий сил между концом откачивающей трубы и углублением.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления такого типа резервуар может содержать один или множество следующих отличительных признаков.
В соответствии с одним вариантом осуществления, крепежные кронштейны проходят перпендикулярно образующему направлению хомута.
В соответствии с одним вариантом осуществления, направляющая упомянутого по меньшей мере одного крепежного кронштейна содержит:
- полую направляющую трубку, закрепленную на втором конце одного или другого дальнего участка кронштейна и ближнего участка кронштейна, при этом упомянутая направляющая трубка проходит по одной прямой с упомянутым одним из дальнего участка кронштейна и ближнего участка кронштейна,
- направляющий стержень, закрепленный на втором конце другого дальнего участка кронштейна и ближнего участка кронштейна, направляющий стержень проходит по одной прямой с упомянутым одним из дальнего участка кронштейна и ближнего участка кронштейна, направляющий стержень установлен с возможность скольжения в направляющей трубке по оси перемещения.
В соответствии с одним вариантом осуществления, упругий элемент упомянутого по меньшей мере одного из крепежных кронштейнов содержит множество упругих шайб, сцепленные с направляющим стержнем и опирающихся, с одной стороны, на торцовую поверхность направляющей трубки, а с другой стороны, на упорную поверхность, которые содержит упомянутый другой дальний участок кронштейна или упомянутый ближний участок кронштейна.
В соответствии с одним вариантом осуществления, упругий элемент упомянутого по меньшей мере одного из крепежных кронштейнов содержит первый упругий элемент и второй упругий элемент, установленные последовательно между дальним участком и ближним участком упомянутого крепежного кронштейна, первый упругий элемент имеет первую жесткость, а второй упругий элемент имеет вторую жесткость, которая выше, чем первая жесткость. Благодаря этим отличительным признакам, крепежный кронштейн способен амортизировать действие разных силы, один из упругих элементов таким образом обеспечивает амортизацию действия сил малой интенсивности, например, сил, связанных с вибрацией, создаваемой насосом, в то время как другой упругий элемент обеспечивает амортизацию действия больших сил, например, связанных с землетрясением или с воздействием волн на судно, в котором установлен резервуар.
В соответствии с одним вариантом осуществления цилиндрический хомут изготовлен из металла, крепежное устройство, содержит дополнительно скользящий клиновой механизм, изготовленный из полимерного материала, установленный на внутреннюю поверхность цилиндрического хомута и предназначенный для того, чтобы упираться в трубу. Благодаря этим отличительным признакам хомут установлен с возможностью скольжения на один конец откачивающей трубы, и таким образом, в случае укорочения откачивающей трубы, например, связанного с введением СГ в резервуар, и СПГ, хомут остается установленным на откачивающей трубе. Этот скользящий клиновой механизм может быть изготовлен и закреплен разным способом, например, приклеиванием или привинчиванием.
В соответствии с одним вариантом осуществления внутренняя поверхность цилиндрического хомута имеет канавку, проходящую радиально по толщине цилиндрического хомута перпендикулярно к образующей цилиндрического хомута, скользящий клиновой механизм устанавливается в упомянутую канавку и выступает радиально в направлении внутренней части за внутреннюю поверхность цилиндрического хомута.
В соответствии с одним вариантом осуществления канавка выполненна кольцевой вокруг образующего направления цилиндрического хомута.
В соответствии с одним вариантом осуществления скользящий клиновый механизм изготовлен из высокоплотного полиэтилена или из политетрафтороэтилена.
Упорный сегмент может принимать разные формы, например, с одной или множеством упорных поверхностей, например, плоскость или цилиндр. В соответствии с одним вариантом осуществления упорный сегмент по меньшей мере одного крепежного кронштейна содержит:
- первую плоскую упорную поверхность, проходящую в первой плоскости параллельно образующему направлению цилиндрического хомута, и
- вторую плоскую упорную поверхность, проходящую во второй плоскости параллельно образующему направлению цилиндрического хомута, первая плоскость и вторая плоскость пересекаются.
В соответствии с одним вариантом осуществления первая плоскость и вторая плоскость перпендикулярны.
В соответствии с одним вариантом осуществления цилиндрический хомут содержит первый полухомут и второй полухомут, скрепленные вместе и совместно образующие цилиндрический хомут.
В соответствии с одним вариантом осуществления хомут содержит фланец, выступающий радиально в направлении наружной части от наружной поверхности цилиндрического хомута, каждый крепежный кронштейн устанавливается на фланец.
В соответствии с одним вариантом осуществления хомут содержит проушины, приваренные к фланцу, кронштейны устанавливаются непосредственно на упомянутые проушины на фланце. В соответствии с одним вариантом осуществления проушины напрямую привариваются к цилиндрическому хомуту, крепежные кронштейны устанавливаются на упомянутые проушины.
В соответствии с одним вариантом осуществления, изобретение также предлагает влагонепроницаемый и изолированный резервуар, содержащий углубление, например, на уровне стенки днища резервуара, упомянутое углубление открыто в направлении внутренней части резервуара, и откачивающая труба, например, загрузочная труба или разгрузочная труба, расположены в резервуаре, один конец трубы размещен в углублении, труба содержит в дополнение к вышеупомянутому крепежному устройству цилиндрический хомут, установленный на конец трубы, упорный сегмент крепежных кронштейнов упомянутого крепежного устройства опирается на периферийную боковую стенку углубления.
В соответствии с одним вариантом осуществления резервуар содержит, кроме того, насос, помещенный в трубе, упомянутый насос способен загружать (закачивать) и разгружать (откачивать) жидкость соответственно в углубление или из него.
В соответствии с одним вариантом осуществления резервуар выполнен с возможностью транспортировки и/или хранения сжиженного природного газа.
Резервуар такого типа может быть частью наземного хранилища, например, для хранения СПГ или может быть установлен в плавучую, прибрежную или глубоководную конструкцию, а именно танкер СПГ, плавучую установку для хранения и регазификации (FSRU), плавучую систему для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) и тому подобные.
В соответствии с вариантом осуществления, судно для транспортировки холодных жидких продуктов содержит двойной корпус и вышеупомянутый резервуар, размещенный в двойном корпусе.
В соответствии с одним вариантом осуществления, изобретение также предлагает способ загрузки и разгрузки такого типа судна, в котором холодный жидкий продукт подается через изолированный трубопровод от плавучего или наземного хранилища или из него в резервуар судна или из него.
В соответствии с одним вариантом осуществления, изобретение также предлагает систему транспортировки холодного жидкого продукта; система содержит вышеупомянутое судно, изолированный трубопровод, размещенный таким образом, чтобы соединять резервуар, установленный в корпусе судна, с плавучим или наземным хранилищем, и насос для подачи потока холодного жидкого продукта по изолированному трубопроводу из плавучего или наземного хранилища или в него или в резервуар судна или из него.
Определенные аспекты изобретения начинаются с идеи закрепления трубы в углублении. Определенные аспекты изобретения начинаются с идеи предложить крепежное устройство, способное быть установленным в углублении, имеющем разные размеры и/или формы. Определенные аспекты изобретения начинаются с идеи предложить крепежное устройство, обеспечивающее ограничение передачи сил между трубой и углублением.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение будет лучше понятно, и другие цели, подробности, отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из внимательного прочтения последующего описания множества частных вариантов осуществления изобретения, которые даны исключительно в иллюстративных и не ограничивающих целях, со ссылками на сопроводительные чертежи.
Фиг. 1 представляет вид в разрезе стенки днища влагонепроницаемого и теплоизолированного резервуара, содержащего конструкцию отстойника, в которой размещен один конец откачивающей трубы, крепежной устройство установлено на упомянутый конец откачивающей трубы.
Фиг. 2 - вид сверху, показывающий взаимодействие, с одной стороны, между трубой и крепежным устройством, а с другой стороны, - между крепежным устройством и стенками отстойника на фиг. 1.
Фиг. 3 - схематический вид в перспективе откачивающей трубы на фиг. 1, иллюстрирующий крепежное устройство для трубы, установленное на упомянутую откачивающую трубу.
Фиг. 4 - вид сверху детали на фиг. 3, иллюстрирующей крепежный кронштейн крепежного устройства.
Фиг. 5 - вид в разрезе по оси V-V на фиг. 4, показывающий крепежный кронштейн и хомут крепежного устройства.
Фиг. 6 - увеличенный вид зоны VI на фиг. 5.
Фиг. 7 - схематический вид с вырезом резервуара танкера для СПГ, содержащего теплоизолированный и влагонепроницаемый резервуар с терминалом для загрузки/разгрузки этого резервуара.
Фиг. 8-10 иллюстрируют разные способы установки тарельчатых шайб упругих элементов.
Фиг. 11 иллюстрирует вариант осуществления антиротационной системы, блокирующей вращение крепежного устройства откачивающей трубы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
В последующем описании приводится описание крепежного устройства, которое может быть установлено на трубу, размещенную в конструкции отстойника в стенке днища резервуара для хранения и/или транспортировки СПГ. Стенка днища означает стенку, предпочтительно, в основном, плоской формы, расположенную на днище резервуара относительно гравитационного поля Земли. Кроме того, общие геометрические формы резервуара могут быть разного вида. Многогранные геометрические формы наиболее распространены. Цилиндрические, сферические или другие геометрические формы также возможны. Кроме того, резервуар такого типа может быть установлен в различные конструкции, такие как двойной корпус судна, наземное сооружение или тому подобное. Аналогичным образом, такого типа крепежное устройство может использоваться в любой стенке и в любого типа резервуаре, содержащем углубление, в которое происходит слив из трубы.
В последующем описании и в формуле изобретения термины "нижний" и "верхний" используются, чтобы определить положение одного элемента относительно другого. Термин "радиальный" используется в описании и формуле изобретения по отношению к продольной оси откачивающей трубы, один элемент проходит радиально в направлении наружной части, идущей радиально по мере отхождения дальше от продольной оси откачивающей трубы, и один элемент проходит радиально в направлении внутренней части, проходящей радиально в направлении продольной оси откачивающей трубы.
Фиг. 1 представляет вид в разрезе стенки днища влагонепроницаемого и теплоизолированного резервуара, содержащего конструкцию отстойника, в которой размещен конец откачивающей трубы 12, крепежное устройство установлено на упомянутый конец откачивающей трубы.
Влагонепроницаемый и теплоизолированный резервуар для транспортировки и хранения СПГ содержит стенки резервуара, установленные на опорную конструкцию 1 и отличающиеся конструкцией, имеющей множество слоев, располагающиеся один на другом в направлении толщины. Таким образом каждый резервуар содержит вспомогательный теплоизоляционный барьер 2, вспомогательную влагонепроницаемую мембрану 3, опирающуюся на вспомогательный теплоизоляционный барьер 2, основной теплоизоляционный барьер 4, опирающийся на вспомогательную влагонепроницаемую мембрану 3, и основную влагонепроницаемую мембрану 5, опирающуюся на основной теплоизоляционный барьер 4. Эта основная влагонепроницаемая мембрана 5 предназначена для контакта с продуктом, содержащимся в резервуаре, например, СПГ.
Резервуар содержит боковые стенки, которые герметично подсоединены к стенке 6 днища. Стенка 6 днища содержит конструкцию отстойника, локально прерывающую основную влагонепроницаемую мембрану 5. В варианте, не представленном здесь, основная мембрана 5 покрывает внутреннюю часть отстойника.
Конструкция отстойника содержит углубление 7, расположенный поперек толщины стенки 6 днища. Углубление 7 содержит стенку 8 днища и боковые стенки 9. В примере, проиллюстрированном на фиг. 1, стенка 8 днища углубления 7 расположена на уровне ниже, чем вспомогательная влагонепроницаемая мембрана 3 в направлении толщины стенки 6 днища резервуара. Боковые стенки 9 присоединены к стенке 8 днища углубления 7 таким образом, чтобы их закрывала стенка 8 днища углубления 7. Эти боковые стенки 9 проходят внутрь резервуара от стенки 8 днища углубления 7 по меньшей мере до основной влагонепроницаемой мембраны 5. Верхний конец боковых стенок 9 образует край 10, герметично присоединенный к основной влагонепроницаемой мембране 5. Углубление 7 имеет отверстие 11, расположенное на другой стороне стенки 8 днища углубления 7 и выпускающее жидкость во внутрь резервуара.
Отстойник такого типа таким образом образует точку днища резервуара, занимающую пониженную поверхность дна резервуара, которая позволяет понижать объем жидкости, которые нельзя транспортировать при разгрузке резервуара. Откачивающая труба 12 содержит конец 13, помещенный в углубление 7. Разгрузочный насос (не изображен) размещен в откачивающей трубе 12. Этот насос размещен для того, чтобы всасывать продукт, содержащийся в резервуаре, в направлении верха резервуара, насос содержит всасывающий элемент (не изображен), расположенный на уровне конца 13 откачивающей трубы 12.
В варианте, изображенном на фиг. 1, конец 13 откачивающей трубы 12 содержит, кроме того, фильтрующую сетку 14, ограничивающую риски всасывания осадка или других нежелательных элементов насосом во время разгрузки резервуара.
Чтобы гарантировать устойчивость конца 13 откачивающей трубы 12 в углублении 7, крепежное устройство 15 установлено на упомянутом конце 13 откачивающей трубы 12.
Крепежное устройство 15, изображенное на фиг. 2-6, содержит цилиндрический хомут 16, имеющий форму, которая дополняет конец 13 откачивающей трубы 12. Этот хомут 16 установлен на конце 13 откачивающей трубы 12. Крепежное устройство 15 содержит, кроме того, четыре крепежных кронштейна 17, идущих радиально от монтажного хомута 16. Каждый крепежный кронштейн 17 имеет телескопическую конструкцию, на которой расположен упругий элемент 18. Каждый крепежный кронштейн 17 может, таким образом, иметь различную длину в радиальном направлении между сложенным положением и развернутым положением. Упругий элемент 18 каждого крепежного кронштейна стремится развернуть упомянутый крепежный кронштейн, иначе говоря, увеличить длину упомянутого крепежного кронштейна 17. Кроме того, каждый крепежный кронштейн 17 несет на себе, на уровне конца, противоположного хомуту 16, упорный сегмент 19, взаимодействующий с боковой стенкой 9 углубления 7, в этом случае на уровне угла.
В варианте осуществления, изображенном на фиг. 2, углубление имеет квадратную или прямоугольную форму и имеет четыре боковые стенки 9, проходящие в перпендикулярных плоскостях. В соответствии с одним вариантом осуществления каждая боковая стенка 9 имеет ширину 3 м, а откачивающая труба 12 имеет диаметр 600 мм. Каждый упорный сегмент 19 содержит две упорные поверхности 20, идущие в перпендикулярных плоскостях. Вариант, не представленный здесь, состоит в наличии упорного сегмента в форме уголкового профиля, включающего в себя присоединенные две упорные поверхности 20, описанные выше в отношении фиг. 2.
До установки крепежного устройства 15 упругие элементы 18 поддерживаются под предварительным натяжением, чтобы удерживать монтажные кронштейны 17 в собранном положении. В этом собранном положении каждый монтажный кронштейн 17 имеет длину, меньшую, чем расстояние, разделяющее откачивающую трубу от зоны боковой стенки 9, на которую он должен опираться. Крепежное устройство 15 таким образом имеет размеры, которые меньше, чем размеры углубления 7, и могу таким образом быть легко вставлены в упомянутое углубление 7. Предварительное натяжение упругих элементов 18 составляет порядка 20 кН-50 кН, например. Это предварительное натяжение может создаваться преимущественно на заводе с помощью соответствующих гидравлических средств. Упругие элементы 18, будучи под натяжением, могут быть заблокированы в этом положении растяжкой, которая будет натянута при установке крепежного устройства 15 в резервуаре.
При установке крепежного устройства 15 на откачивающую трубу 12, хомут 16 закрепляется на первом шаге на нижнем конце 13 откачивающей трубы 12, крепежные кронштейны 17 по-прежнему находятся в сложенном положении. Крепежное устройство устанавливается на откачивающую трубу 12 таким образом, что каждый крепежный кронштейн 17 проходит радиально от хомута 16 в направлении угла углубления 7, образованного двумя примыкающими боковыми стенками 9. Как только хомут 16 установлен на конец 13 откачивающей трубы 12, упругие элементы 18 освобождаются, чтобы развернуть крепежные кронштейны 17. Упорные сегменты 19 затем отталкиваются назад и остаются упирающимися на боковые стенки 9 углубления 7 с помощью упругого элемента 18. Более конкретно, в отношении фиг. 2 упорные поверхности 20 поддерживаются упругим элементом 18 у соответствующей боковой стенки 9, образующей угол углубление 7 в направлении, от которого опора монтажного кронштейна раскрывает упомянутые упорные поверхности 20. Крепежные кронштейны 17, когда они остаются в таком развернутом положении с помощью упругих элементов 18, таким образом позволяют концу 13 откачивающей трубы 12 закрепляться в устойчивом положении в жестком углублении 7.
Такого типа телескопические крепежные кронштейны 17, оснащенные упругими элементами 18, позволяют устанавливать крепежное устройство 15 в углубления 7, имеющие разные размеры и формы, упругие элементы 18 сжимаются в большей или меньшей степени, и крепежные кронштейны 17 развертываются в большей или меньшей степени в соответствии с размерами и формами углубления 7. Кроме того, упругие элементы 18 позволяют амортизировать действия сил между концом 13 откачивающей трубы 12 и боковыми стенками 9 углубления 7. Кроме того, такого типа крепление с помощью крепежных кронштейнов 17, поддерживаемых в сжатом состоянии в углубление 7, не требует, чтобы боковая стенка 9 углубления 7 смещалась, чтобы гарантировать крепление откачивающей трубы, таким образом предотвращая образование тепловых мостиков с наружной частью резервуара. Кроме того, упругие элементы 18 делают возможной компенсацию преимущественно сокращения материала крепежных кронштейнов 17, таким образом позволяя осуществлять надежное крепление нижнего конца напорного резервуара независимо от того, полон ли резервуар СПГ при -162°С или пуст при температуре окружающей среды.
В зависимости от характера и интенсивности сил, действия которые необходимо амортизировать, закрепление трубы в контейнере может быть предусмотрено исключительно с помощью крепежных кронштейнов 17 или аналогичным образом с помощью дополнительных опорных устройств, как объясняется ниже со ссылкой на фиг. 1. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, крепежное устройство 15, кроме того, содержит опорные ножки 21. Каждая опорная ножка 21 отходит от крепежного кронштейна 17 в направлении стенки 8 днища углубления 7. Такого типа опорные ножки 21 обеспечивают опору крепежному устройству 15 в углублении 7 и являются дополнительными.
В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 1, опора крепежных кронштейнов 17 аналогичным образом обеспечивается поддерживающими тросами 22. Первый конец этих поддерживающих тросов 22 закреплен на соответствующем крепежном кронштейне 17, а второй конец этих поддерживающих тросов 22, противоположный первому концу упомянутого поддерживающего троса 22, закреплен на крае 10 углубления 7. Когда углубление 7 имеет боковые стенки 9 и/или край 10, прочность которых не позволяет гарантировать закрепление поддерживающих тросов 22, упомянутые поддерживающие тросы 22 могут быть закреплены напрямую на основной влагонепроницаемой мембране 5. Основная влагонепроницаемая мембрана 5 может быть усилена локально на уровне крепежных точек поддерживающих тросов 22 посредством слоистого листа, размещенного под основной влагонепроницаемой мембраной 5 или каким-нибудь другим соответствующим устройством. Эта система поддерживающих тросов позволяет преимущественно поддерживать крепежное устройство в 400 кг. Эти поддерживающие тросы 22 являются дополнительными.
В варианте, проиллюстрированном на фиг. 3, поддерживающие тросы 22 закреплены на откачивающей трубе 12. Поддерживающие тросы 22 имеют свободный ход, обеспечивающий компенсацию сокращения откачивающей трубы 12 во время впуска СПГ, в то же время позволяя крепежному устройству оставаться в закрепленном положении на уровне отстойника. Таким образом, в ходе установки, крепежное устройство 15 поддерживается исключительно нажимом крепежных кронштейнов 17 на боковые стенки 9 углубления 7 и в процессе загрузки СПГ тепловое сокращение элемента 18 не позволяет больше поддерживать вес крепежного устройства 15, и откачивающая труба 12 сокращается, что делает возможным натяжение поддерживающих тросов 22, чтобы поддерживать крепежное устройство 15 без закрепления на стенке 9.
Крепежное устройство 15 описывается ниже более подробно со ссылками на фиг. 3-6.
Фиг. 3 иллюстрирует схематический вид в перспективе откачивающей трубы 12 на фиг. 1, иллюстрирующий крепежное устройство 15, установленное на упомянутую откачивающую трубу 12.
Хомут 16 изготавливается в виде двух металлических полухомутов 23 в форме круглых, предпочтительно симметричных, полуцилиндров. Эти два полухомута 23 устанавливаются вместе вокруг конца 13 откачивающей трубы 12 с помощью подходящих средств. Таким образом, каждый полухомут 23 может иметь на одном из его окружных концов фай 24, выступающий радиально в направлении наружной части. Края 24 двух полухомутов 23 соединяются вместе, например, болтовым креплением или сваркой, чтобы образовать и закрепить хомут 16 на конце 13 откачивающей трубы 12.
Антиротационная система предложена, чтобы блокировать вращение хомута 16 на конце 13 откачивающей трубы 12. В варианте осуществления, показанном на фиг. 4, эта антиротационная система содержит металлический клиновой механизм 60, приваренный на откачивающую трубу 12 и выступающий радиально от наружной части откачивающей трубы 12. Этот клиновой механизм 60 по окружности расположен между двумя полухомутами 23, например, и, как показано на фиг. 4, на уровне зоны сочленения краев 24. Такого типа зона сочленения краев 24 образует усиление, образованное совместно зонами фальцев полухомутов 23, необходимое для образования краев 24.
В варианте, показанном на фиг. 11, антиротационная система содержит два металлических клиновых механизма 61, приваренных к откачивающей трубе 12 и два металлических клиновых механизма 62, приваренных к внутренней поверхности 32 хомута 16. Металлические клиновые механизмы 62 хомута 16 расположены по окружности между металлическими клиновыми механизмами 61 откачивающей трубы 12. Каждый металлический клиновый механизм 62 хомута взаимодействует с металлическим клиновым механизмом 61 откачивающей трубы, чтобы образовать упор, блокирующий вращение хомута 16 относительно откачивающей трубы 12.
Фланец 25, проходящий в радиальной плоскости, другими словами, перпендикулярно продольной оси откачивающей трубы 12, закрепляется сваркой на хомуте 16. Этот фланец 25 предпочтительно устанавливается на хомут 16 после того, как упомянутый хомут 16 был закреплен на конце 13 откачивающей трубы 12, чтобы добавить жесткости хомуту 16. Как вариант, каждый полухомут 23 может содержать изготовленное на заводе полукольцо. Это кольцо 25 выступает радиально в направлении наружной части от хомута 16. Множество проушин 26, обычно одно на каждый крепежный кронштейн 17, закрепляется сваркой на фланце 25. Эти проушины 26 выступают радиально в направлении наружной части. Каждая проушина 26 содержит верхнюю пластину 27, проходящую в радиальной плоскости, и нижнюю пластину 28, проходящую в радиальной плоскости параллельно верхней пластине 27. В варианте, не изображенном здесь, проушины 26 напрямую привариваются к цилиндрическому хомуту 16 на каждый полухомут 23.
Каждый крепежный кронштейн 17 установлен с возможностью вращения на соответствующую проушину 26 вокруг оси вращения, параллельной образующему направлению хомута 16. Каждая из верхних пластин 27 и нижних пластин 28 имеет отверстие, в которое установлен палец 29 соответствующего крепежного кронштейна 17. Каждый крепежный кронштейн 17 имеет определенную степень смещения при вращении вокруг оси вращения, определяемую пальцем 29. Для каждого крепежного кронштейна 17 при эксплуатации эта степень смещения ограничивается вариациями длины упругого элемента 18.
Как видно на фиг. 5, хомут 16 содержит верхнюю канавку 30 и нижнюю канавку 31 на внутренней поверхности 32. Такого типа канавки 30 и 31 проходят по толщине хомута 16 в радиальном направлении. Верхняя канавка 30 расположена над кольцом 25, а нижняя канавка 31 расположена под кольцом 25. Эти канавки 30 и 31 идут по кругу по всей или части внутренней окружности хомута 16. Скользящий клиновый механизм 33 размещен в каждой канавке 30 и 31. Такого типа скользящий клиновый механизм 33 изготавливается из полимерного материала, например, из высокоплотного полиэтилена или из политетрафторэтилена. Каждый скользящий клиновый механизм 33 находится в рабочем контакте между хомутом 26 и концом 13 откачивающей трубы 12, на которой установлен хомут 16. Скользящий клиновые механизмы могут закрепляться приклеиванием, привинчиванием и другими подходящими способами.
Откачивающая труба 12 сжимается в процессе изменения температуры в резервуаре, например, в процессе погрузки СПГ при -162°С. Во время этого сжатия, которое представляет сжатие порядка 87 мм для откачивающей трубы 30 м длиной, закрепление хомута 16 на откачивающей трубе 12 может быть ухудшено из-за вертикального смещения от температурного сжатия откачивающей трубы 12. Вследствие этого, хомут 16 больше не может устойчиво удерживаться на откачивающей трубе 12. Такого типа скользящий клиновые механизмы 33, изготовленные из полимерного материала, обеспечивают скользящую опору хомута 16 на откачивающей трубе 12, хомут таким образом остается в закрепленном положении на уровне отстойника на откачивающей трубе 12 посредством этих скользящих клиновых механизмов 33. В случае антиротационной системы типа, описанного выше в отношении фиг. 11, каждый из клиновых механизмов 61 и 62 антиротационной системы имеет радиальную толщину, меньшую, чем радиальная толщина скользящих клиновых механизмов 33 и, более конкретно, меньше, чем расстояние, отделяющее внутреннюю поверхность 32 от откачивающей трубы 12.
При условии, что четыре крепежных кронштейна 17 крепежного устройства 15 аналогичны, один крепежный кронштейн 17 описывается ниже для фиг. 4-6.
Крепежный кронштейн 17 содержит ближний участок 34 кронштейна и дальний участок 35 кронштейна. Эти участки 34 и 35 кронштейна образуются расположенными на одной оси полыми жесткими стержнями.
Первый конец 36 ближнего участка 34 кронштейна содержит палец 29, взаимодействующий с проушиной 26. Второй конец 37 ближнего участка 34 кронштейна взаимодействует с центральным участком 38 крепежного кронштейна 17, описанного ниже для фиг. 6 и содержащего телескопическую конструкцию, связанную с упругим элементом 18.
Дальний участок 35 кронштейна содержит первый конец 39, на который устанавливается упорный сегмент 19, способный вращаться вокруг оси, параллельной образующему направлению хомута 16. Второй конец 40 дальнего участка 35 кронштейна взаимодействует с центральным участком 38 крепежного кронштейна 17.
Упорный сегмент 19 содержит основную часть 41, на которой находится палец 42, размещенный во втулке первого конца 39 дальнего участка 35 кронштейна. Первая распорка 43 отходит от основной части 41 упорного сегмента 19, первая упорная поверхность 20 устанавливается на один конец первой распорки 43 противоположно основной части 41. Вторая распорка 44 отходит от основной части 41 упорного сегмента 19, вторая упорная поверхность 20 устанавливается на конец второй распорки 44 противоположно основной части 41. Первая распорка 43 и вторая распорка 44 отходят перпендикулярно одна другой. Каждая упорная поверхность 20 идет в плоскости, перпендикулярной направлению прохождения распорки, на которую она установлена. Упорные сегменты изготавливаются из металла, чтобы вступать во взаимодействие с боковыми стенками 9 углубления 7 с трением, таким образом обеспечивая улучшенную опору упорным сегментам 19 на боковых стенках 9.
В случае углубления 7, изготовленного из толстых листов, упорные сегменты 19 могут иметь упорные поверхности 20 квадратной, круглой, плоской или цилиндрической формы, имеющие характеристические размеры, например, в диапазоне от 5 см до 50 см.
В варианте осуществления, в котором контейнер не является таким жестким и имеет более слабую конструкцию, например, он содержит тонкую основную влагонепроницаемую мембрану, опирающуюся на теплоизолированный барьер, материалы, иные, чем изоляционный пенопласт, могут устанавливаться в основной теплоизолированный барьер на уровне упорных зон упорных сегментов 19. Таким образом, боковые стенки 9 углубления могут быть усилены установкой слоистых или композиционных материалов. В этом случае упорные поверхности упорных сегментов могут иметь квадратную форму, имеющую стороны длиной 20 см, чтобы выдерживать нагрузки порядка 17000 Н, или также имеющую стороны длиной 30 см, чтобы выдерживать нагрузки порядка 40000 Н. Однако в случае влагонепроницаемой мембраны, имеющей гофры, упорные поверхности 20 имеют размеры, которые ограничиваются расстоянием, разделяющим две последовательные гофры. Крепежное устройство 15 таким образом делает возможной установку упорных поверхностей 20 снаружи отдельных зон мембраны, например, между двумя гофрирами в случае гофрированной основной влагонепроницаемой мембраны 5.
Фиг. 6 иллюстрирует вид местного разреза центрального участка 38 крепежного кронштейна 17 на фиг. 5. Центральный участок 38 содержит дальнюю обойму 45 и ближнюю обойму 46. Каждая обойма 45, 46 имеет цилиндрическую форму, диаметр которой меньше, чем диаметр участка кронштейна, с которой она взаимодействует. Кроме того, каждая обойма 45, 46 содержит верхнее отверстие и нижнее отверстие, обращенные друг к другу. Аналогичным образом, второй конец 37, 40 каждого участка кронштейна содержит верхнее отверстие и нижнее отверстие, обращенные друг к другу. Каждая обойма 45, 46 содержит, кроме того, заплечик 47, выступающий на ее периферию. Дальняя обойма 45 вставляется скольжением во второй конец 40 дальнего участка 35 кронштейна вплоть до упора упомянутого второго конца 40 в заплечик 47 дальней обоймы 45. В положении упора отверстия второго конца 40 дальнего участка 35 кронштейна выходят на отверстия дальней обоймы 45, так что палец 58 (см. фиг. 4) может вставляться в эти отверстия, чтобы блокировать дальний участок 35 кронштейна и центральный участок 38 кронштейна в положении. Второй конец 37 ближнего участка 34 кронштейна и ближняя обойма 46 функционируют аналогичным образом, чтобы блокировать ближний участок 37 кронштейна и центральный участок кронштейна в положении 38.
Дальняя обойма 45 содержит цилиндрическую направляющую трубу 48, идущую соосно с дальней обоймой 45 и имеющую полый внутренний участок. Ближняя обойма 46 содержит направляющий стержень 49, идущий соосно с ближней обоймой 46 и дополняющий полый участок направляющей трубы 48. Направляющий стержень 49 вставляется в полый участок направляющей трубы 48 таким образом, чтобы обеспечить направление скольжением между дальней обоймой 45 и ближней обоймой 46.
Упругий элемент 18 опирается на направляющий стержень 49. Обычно упругий элемент содержит множество тарельчатых шайб 59, установленных на направляющий стержень 49. Тарельчатые шайбы 59, изображенные на фиг. 6, установлены последовательно, иначе говоря, в соответствии с монтажом, как изображено на фиг. 9.
Однако тарельчатые шайбы 59 могут быть установлены параллельно, как изображено на фиг. 8, или в соответствии с монтажом, включающим в себя сочетание последовательного монтажа и параллельного монтажа, как изображено на фиг. 10. Упругий элемент 18 в варианте осуществления, изображенном на фиг. 6, содержит первую группу тарельчатых шайб 59, образующих более гибкий первый упругий элемент 50, и вторую группу тарельчатых шайб 59, образующих более жесткий второй упругий элемент 51.
Направляющий стержень 49, кроме того, служит опорой первого ограничителя 52 сжатия и второго ограничителя 53 сжатия. Каждый ограничитель 52, 53 сжатия содержит полый цилиндрический участок, соответственно 54 и 55, имеющий диаметр, который больше, чем диаметр тарельчатых шайб 59, закрытый на одном из концов дном, соответственно 56 и 57.
Первая группа тарельчатых шайб 59 располагается между радиально внутренней поверхности направляющей трубки 48 и дном 56 первого ограничителя сжатия 52. Цилиндрический участок 54 первого ограничителя сжатия 52 окружает часть тарельчатых шайб 59 упомянутой первой группы тарельчатых шайб 59.
Вторая группа тарельчатых шайб 59 расположена между дном 56 первого ограничителя сжатия 52 и дном 57 второго ограничителя сжатия 53. Цилиндрический участок 55 второго ограничителя сжатия 53 окружает часть тарельчатых шайб 59 второй группы тарельчатых шайб 59.
Первый упругий элемент 50 имеет жесткость, меньшую, чем жесткость второго упругого элемента 51.
В другом варианте осуществления центральный участок 38 устанавливается в другом направлении, стержень 49 тогда имеется на стороне дальнего участка 35 кронштейна. Далее приводится описание работы крепежного устройства 15.
Когда насос откачивающей трубы 12 работает, он создает вибрации конца 13 откачивающей трубы 12. Эти вибрации передаются на крепежные кронштейны 17 посредством хомута 16. Первый гибкий упругий элемент 50 обеспечивает амортизацию действия сил низкой интенсивности, вызванных этими вибрациями насоса в откачивающей трубе 12. Такого типа первый гибкий упругий элемент 50, таким образом, избегает передачи вибраций, создаваемых насосом, от откачивающей трубы 12 на углубление 7 и на основную влагонепроницаемую мембрану 5 посредством крепежных кронштейнов 17.
Наоборот, при больших напряжениях, например, связанных с землетрясением в случае наземного резервуара, или под действием качки в случае резервуара, установленного на судне, силы высокой интенсивности могут передаваться на крепежные кронштейны 17. Эти силы большой амплитуды не могут амортизироваться первым гибким эластичным элементом 50, который сжимается в пределах, допускаемых первым ограничителем сжатия 52. Обычно, тарельчатые шайбы 59 первой группы тарельчатых шайб 59 сжимаются, пока цилиндрический участок 54 первого ограничителя сжатия 52 входит в контакт с направляющей трубкой 48, таким образом предотвращая дополнительное сжатие первой группы тарельчатых шайб 59. Второй, более жесткий упругий элемент 51 затем позволяет амортизировать действие этих сил большой амплитуды. Вторая группа тарельчатых шайб 59 сжимается в свою очередь и амортизирует действие этих сил высокой амплитуды.
Таким образом, упругие элементы 18 крепежных кронштейнов 17 позволяют закреплять конец 13 откачивающей трубы 12, при этом амортизируя действие сил разной интенсивности между углублением 7 и откачивающей трубой 12 упругим образом.
Жесткость упругих элементов 50, 51 преимущественно выбирается в зависимости от порядка величины предусмотренных смещений. Таким образом, в зависимости от предусмотренных смещений и также от имеющейся длины упругого элемента 18 в углублении 7, можно предложить упругие элементы, имеющие жесткость в диапазоне от 300 Н/мм до 8000 Н/мм, предпочтительно от 500 Н/мм до 5000 Н/мм.
Далее, жесткость упругих элементов 50, 51 предпочтительно выбирается так, чтобы выдержать наихудшие возможные условия, например, в ответ на землетрясения в случае резервуара, заполненного жидкостью, и откачивающей трубы 12, аналогично полной жидкости. В показанном варианте осуществления упругий элемент 18 выполнен с возможностью выдержать ускорение в 1 g в данном направлении, что может создать силу реакции порядка 34 кН, действие которой упругий элемент должен быть способен амортизировать. Эти допущения включают в себя возможность, например, установки второго упругого элемента 51, имеющей жесткость порядка 1000 Н/мм, чтобы добиться смещений в диапазоне от 8 мм до 37 мм.
Методика, описанная выше, может использоваться для закрепления любого типа труб в разных типах резервуаров, например, для резервуара емкости с СПГ в наземном сооружении или на плавучей конструкции, такой как танкер СПГ или аналогичный.
Фиг. 7 показывает вид с вырезом танкера 70 с СПГ с влагонепроницаемым и изолированным хранилищем жидкости 71 общей призматической формы, установленным внутри двойного корпуса 72 судна. Стенка хранилища жидкости 71 содержит основной влагонепроницаемый барьер, предназначенный соприкасаться с СПГ, содержащимся в хранилище жидкости, вспомогательный влагонепроницаемый барьер,, размещенный между основным влагонепроницаемым барьером и двойным корпусом 72 судна, и два изоляционных барьера, размещенные соответственно между основным влагонепроницаемым барьером и вспомогательным влагонепроницаемым барьером и между вспомогательным влагонепроницаемым барьером и двойным корпусом 72.
Хорошо известным образом per se, загрузочные/разгрузочные трубы 73, размещенные на верхней палубе судна, могут быть соединены с помощью подходящих коннекторов с морским или портовым терминалом, чтобы транспортировать груз СПГ из хранилища жидкости 71 или в него.
На фиг. 7 представлен пример морского терминала, содержащего загрузочно-разгрузочную станцию 75, подводную трубу 76 и наземное хранилище 77. Загрузочно-разгрузочная станция 75 - стационарное морское сооружение, содержащее подвижную стрелу 74 и башню 78, которая имеет мобильную стрелу 74. Мобильная стрела 74 имеет связку изолированных гибких шлангов 79, способных присоединяться к загрузочно/разгрузочным трубам 73. Ориентируемая мобильная стрела 74 адаптируется под любой размер танкера для перевозки СПГ. Соединительная труба, которая не представлена здесь, проходит во внутреннюю часть башни 78. Загрузочная и разгрузочная станция 75 обеспечивает загрузку и разгрузку танкера 70 с СПГ с наземного хранилища 77 или на него. Последняя содержит резервуары 80 для хранения сжиженного газа и связующие трубы 81, подсоединенные подводным трубопроводом 76 к загрузочно-разгрузочной станции 75. Подводная труба 76 позволяет транспортировать сжиженный газ между загрузочно-разгрузочной станцией 75 и наземным хранилища 77 на большое расстояние, например, 5 км, что позволяет держать танкер 70 с СПГ на большом расстоянии от берега во время загрузочно-разгрузочных операций.
Насосы, имеющиеся на борту судна 70, например, в откачивающей трубе 12, и/или насосы, которыми оборудована наземное хранилище 77, и/или насосы, которыми оборудована загрузочно-разгрузочная станция 75 используются, чтобы создавать давление, необходимое для передачи сжиженного газа.
Хотя изобретение описывалось выше в связи с множеством частных вариантов осуществления, очевидно, что оно никаким образом не ограничивается в этом отношении, и что оно содержит все технические эквиваленты описанных здесь средств и их комбинаций, если последние входят в объем изобретения.
Использование глаголов «содержит» или «включает в себя» и их форм не исключает присутствия других элементов или шагов, помимо указанных в пункте формулы изобретения. Использование единственного числа при описании элемента или этапа не исключает наличия множества такого рода элементов или этапов, если иное не оговаривается.
В формуле изобретения любая ссылочная позиция в скобках не должна пониматься как ограничение пункта формулы изобретения.