ГЕРМЕТИЧНАЯ, ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННАЯ ЁМКОСТЬ, СОДЕРЖАЩАЯ УГЛОВУЮ ЧАСТЬ
HERMETIC, THERMAL INSULATED RESERVOIR CONTAINING THE CORNER PART

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к области изготовления герметичных теплоизолированных емкостей. В частности, настоящее изобретение относится к резервуарам в виде танков, предназначенным для содержания холодных жидкостей, например, резервуарам в виде танков для хранения и/или транспортировки морем сжиженного газа.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Герметичные и теплоизолированные резервуары могут использоваться в разных отраслях промышленности для хранения горячих или холодных продуктов. Например, в сфере энергетики, сжиженный природный газ (СПГ) - это жидкость, которую можно хранить при атмосферном давлении при температуре приблизительно -163°C в наземных резервуарах для хранения или в резервуарах на борту плавучих конструкций. Такие бортовые резервуары могут быть предназначены для транспортировки СПГ, например, или для подачи топлива в энергетическую установку судна.
Один такой резервуар описан в документе FR 2691520. Этот резервуар встроен в несущую конструкцию, включающую в себя продольно примыкающие грани, образующие края. Стенка резервуара включает в себя герметизирующую мембрану, которая включает в себя множество рифленых пластин. Рифление пластин выполнено по направлению к внутренней части резервуара так, чтобы деформироваться в поперечном направлении, чтобы упруго повторять любую деформацию компонентов стенки резервуара, поддерживая герметизирующую мембрану, или температурную деформацию мембраны. На уровне краев мембрана включает в себя гибкие угловые элементы. Эти угловые элементы включают в себя участки с волнами, дополняющими волнами, имеющимися на рифленых пластинах мембраны, расположенной на двух стенках резервуара, образующих край.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Одна основная идея изобретения состоит в том, чтобы обеспечить возможность производства углового элемента герметичной мембраны резервуара, который легко изготовить и приспособить для резервуаров разной формы, при этом он эффективно выдерживает нагрузки, которым подвергается герметизирующая мембрана.
В соответствии с одним вариантом осуществления, изобретение предлагает герметичный и теплоизолированный резервуар, предназначенный для встраивания в многогранную несущую конструкцию, при этом резервуар включает в себя множество плоских стенок резервуара, каждая стенка резервуара включает в себя по меньшей мере один изоляционный барьер и по меньшей мере одну герметизирующую мембрану, упомянутый изоляционный барьер содержит множество термоизоляционных компонентов, каждый термоизоляционный компонент включает в себя блок изолирующего пенопласта, упомянутый изоляционный барьер имеет множество металлических герметизирующих пластин, прикрепленных одна к другой герметичным образом, в результате чего образуется герметизирующая мембрана, в которой первая стенка резервуара и примыкающая вторая стенка резервуара образуют край, резервуар дополнительно включает в себя герметичный угловой элемент, расположенный на уровне края, угловой элемент включает в себя:
- уголок из листового металла, расположенный вдоль края, уголок включает в себя первый участок, который проходит в плоскости герметизирующей мембраны первой стенки резервуара, и второй участок, который проходит в плоскости герметизирующей мембраны второй стенки резервуара,
- первый усиливающий буртик и второй усиливающий буртик, каждый усиливающий буртик включает в себя соответствующий участок мембраны и соответствующий участок анкера;
- первый замыкающий элемент и второй замыкающий элемент;
при этом первый и второй участки уголка или первый и второй усиливающие буртики углового элемента прикреплены герметично с одной стороны к металлической краевой пластине герметизирующей мембраны первой стенки танка, а с другой стороны к металлической краевой пластине герметизирующей мембраны второй стенки резервуара, при этом в резервуаре:
- изоляционный барьер первой стенки резервуара включает в себя первый зазор, образованный в блоках изоляционного пенопласта вдоль края,
- изоляционный барьер второй стенки резервуара включает в себя второй зазор, образованный в блоках изоляционного пенопласта вдоль края, первый зазор и второй зазор совместно образуют паз, расположенный вдоль края,
- участок мембраны первого усиливающего буртика проходит в плоскости герметизирующей мембраны первой стенки резервуара между первым участком уголка и изоляционным барьером первой стенки резервуара или первым замыкающим элементом, первый участок уголка прикреплен к участку мембраны первого усиливающего буртика,
- участок мембраны второго усиливающего буртика проходит в плоскости герметизирующей мембраны второй стенки резервуара между вторым участком уголка и изоляционным барьером второй стенки резервуара или вторым замыкающим элементом, второй участок уголка прикреплен к участку мембраны второго усиливающего буртика,
- участок анкера первого усиливающего буртика, участок анкера второго усиливающего буртика и замыкающие элементы расположены в пазе,
- первый замыкающий элемент прикреплен к изоляционному барьеру первой стенки резервуара в первом зазоре и имеет верхнюю поверхность, закрытую участком мембраны первого усиливающего буртика,
- второй замыкающий элемент прикреплен к изоляционному барьеру второй стенки резервуара во втором зазоре и имеет верхнюю поверхность, закрытую участком мембраны второго усиливающего буртика,
- участок анкера первого усиливающего буртика и участок анкера второго усиливающего буртика каждый включают в себя участок соединения, расположенный, когда угловой элемент вставлен, между двумя замыкающими элементами, и соответственно проходящий от участка мембраны первого усиливающего буртика, соответственно от второго усиливающего буртика до дна паза,
- участок анкера первого усиливающего буртика и участок анкера второго усиливающего буртика каждый включают в себя язычок, отогнутый от нижней грани первого замыкающего элемента, соответственно от второго замыкающего элемента и расположенный на дне паза,
- язычок первого усиливающего буртика прикреплен к нижней грани первого замыкающего элемента, а язычок второго усиливающего буртика прикреплен к нижней грани второго замыкающего элемента.
Варианты осуществления такого резервуара могут включать в себя один или более следующих признаков.
В соответствии с одним вариантом осуществления:
- первый зазор включает в себя с одной стороны внутреннюю боковую поверхность, проходящую в направлении толщины стенки танка, а с другой стороны дно,
- второй зазор включает в себя с одной стороны внутреннюю боковую поверхность, проходящую в толщине стенки танка, а с другой стороны дно, дно первого зазора и дно второго зазора вместе образуют дно паза,
- первый замыкающий элемент включает в себя наружную боковую поверхность, противоположную второму замыкающему элементу, наружная боковая грань первого замыкающего элемента прикреплена, например, приклеена, к внутренней боковой грани первого зазора,
- второй замыкающий элемент включает в себя наружную боковую поверхность, противоположную первому замыкающему элементу, наружная боковая грань второго замыкающего элемента прикреплена, например, приклеена, к внутренней боковой грани второго зазора,
- нижняя грань первого замыкающего элемента и язычок первого усиливающего буртика прикреплены, например, приклеены, к дну первого зазора,
- нижняя грань второго замыкающего элемента и язычок второго усиливающего буртика прикреплены, например, приклеены, к дну второго зазора.
В соответствии с одним вариантом осуществления нижняя грань первого замыкающего элемента и нижняя грань второго замыкающего элемента каждая включают в себя проточку, в которой расположены язычки первого усиливающего буртика и второго усиливающего буртика, соответственно. Поверхность нижней грани первого замыкающего элемента, не включающая проточку, прикреплена к дну первого зазора, а поверхность нижней грани второго замыкающего элемента, не включающая проточку, прикреплена к дну второго зазора.
В соответствии с одним вариантом осуществления первый замыкающий элемент соединен со вторым замыкающим элементом с помощью механического компонента, соединенного с замыкающими элементами перпендикулярно краю.
В соответствии с одним вариантом осуществления механический компонент включает в себя винт, связанный с гайкой.
В соответствии с одним вариантом осуществления:
- каждый замыкающий элемент состоит из удлиненной балки, проходящей вдоль края, балка первого замыкающего элемента проходит параллельно балке второго замыкающего элемента,
- множество механических компонентов соединяет первый замыкающий элемент и второй замыкающий элемент вдоль балки,
- участок анкера усиливающих буртиков проходит между двумя замыкающими элементами между двумя идущими подряд механическими компонентами и прерывается на уровне механических компонентов.
В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционный барьер первой стенки резервуара и изоляционный барьер второй стенки резервуара имеют поверхность края, проходя параллельно друг другу в направлении толщины стенки резервуара, поверхности края изоляционного барьера первой стенки резервуара и второй стенки резервуара скреплены вместе.
В соответствии с одним вариантом осуществления поверхность края изоляционного барьера первой стенки резервуара и поверхность края изоляционного барьера второй стенки резервуара склеены вместе.
В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционный барьер первой стенки резервуара и изоляционный барьер второй стенки резервуара каждый имеют поверхность края, проходя параллельно друг другу в направлении толщины стенки резервуара, поверхности края изоляционного барьера первой стенки резервуара и второй стенки резервуара не скреплены вместе.
В соответствии с одним вариантом осуществления механический компонент, соединяющий первый замыкающий элемент и второй замыкающий элемент, способен упруго деформироваться в направлении, перпендикулярном поверхностям края изоляционного барьера первой и второй стенок резервуара, так что соединение между первым замыкающим элементом и вторым замыкающим элементом упругое.
В соответствии с одним вариантом осуществления участок анкера одного из усиливающих буртиков включает в себя в плоскости, перпендикулярной краю, усилитель, соединяющий участок соединения и язычок усиливающего буртика, замыкающий элемент, закрытый участком мембраны упомянутого усиливающего буртика, включает в себя паз, в котором размещается усилитель.
В соответствии с одним вариантом осуществления множество усилителей расположены на каждом из усиливающих буртиков и равномерно распределены вдоль изгиба между язычком и участком соединения, каждый из замыкающих элементов включает в себя множество пазов, в которых размещены множество усилителей.
В соответствии с одним вариантом осуществления замыкающий элемент изготовлен из высокоплотного пенопласта.
В соответствии с одним вариантом осуществления замыкающий элемент изготовлен из дерева.
В соответствии с одним вариантом осуществления уголок является неразрезным металлическим листом.
В соответствии с одним вариантом осуществления уголок и усиливающие буртики углового элемента изготовлены из листового металла с низким коэффициентом расширения.
В соответствии с одним вариантом осуществления язычок первого усиливающего буртика и язычок второго усиливающего буртика прикреплены к первому замыкающему элементу и второму замыкающему элементу соответственно с помощью винта.
В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционный барьер каждой стенки включает в себя блок изоляционного пенопласта и деревянную панель, деревянная панель закрывает верхнюю грань блока изоляционного пенопласта.
В соответствии с одним вариантом осуществления герметизирующая мембрана первой стенки резервуара прикреплена герметично к первому участку уголка, а герметизирующая мембрана второй стенки резервуара прикреплена герметично ко второму участку уголка.
В соответствии с одним вариантом осуществления уголок проходит вдоль оси края в направлении наружной части углового элемента дальше замыкающих элементов.
В соответствии с одним вариантом осуществления уголок включает в себя гофр, направленный к внутренней части резервуара и проходящий перпендикулярно краю.
В соответствии с одним вариантом осуществления каждая из стенок резервуара включает в себя от внутренней части резервуара в направлении наружной части резервуара:
- основную герметизирующую мембрану, образованную множеством металлических герметизирующих пластин, герметично прикрепленных одна к другой,
- основной изоляционный барьер,
- вспомогательную герметизирующую мембрану, образованную слоем композитной пленки, и
- вспомогательный изоляционный барьер,
и основной, и вспомогательный изоляционные барьеры каждый включают в себя расположенные рядом блоки изоляционного пенопласта, блоки пенопласта основного изоляционного барьера приклеены к вспомогательной герметизирующей мембране, вспомогательная герметизирующая мембрана приклеена к блокам пенопласта вспомогательного изоляционного барьера, блоки пенопласта основного изоляционного барьера первой стенки резервуара включают в себя первый зазор, расположенный вдоль края, а блоки пенопласта основного изоляционного барьера второй стенки резервуара включают в себя второй зазор, расположенный вдоль края.
В соответствии с одним вариантом осуществления первый зазор и второй зазор проделаны через толщину блоков изоляционного пенопласта основного изоляционного барьера первой стенки резервуара и второй стенки резервуара соответственно, так что дно паза формируется герметичным слоем композитной пленки вспомогательной герметизирующей мембраны первой стенки резервуара и второй стенки резервуара, соответственно.
В соответствии с одним вариантом осуществления уголок включает в себя нижний угловой лист и расположенный сверху верхний угловой лист, прикрепленные друг к другу, а участки мембраны усиливающих буртиков прикреплены к нижнему угловому листу, и первый и второй участки верхнего углового листа взаимодействуют с краевыми пластинами основной герметизирующей мембраны первой стенки резервуара и второй стенки резервуара, соответственно.
В соответствии с одним вариантом осуществления первый замыкающий элемент имеет длину в плоскости первой стенки резервуара, большую, чем толщина основного изоляционного барьера, а второй замыкающий элемент имеет длину в плоскости второй стенки резервуара, большую, чем толщина основного изоляционного барьера.
В соответствии с одним вариантом осуществления резервуар имеет общую форму многогранного цилиндра, плоские стенки резервуара включают в себя нижнюю грань многогранной формы и множество боковых стенок по окружности нижней грани, и каждая отходит вверх от соответствующей стороны многогранной нижней грани, при этом резервуар включает в себя множество упомянутых угловых элементов, каждый угловой элемент расположен на уровне края, образованного между одной стороной нижней грани и соответствующей боковой стенкой.
Такой резервуар может образовывать часть наземного хранилища, например, для хранения СПГ, или может быть установлен на плавучую конструкцию для прибрежных вод или в открытой части моря, а именно, на танкер-метановоз, плавучую установку для регазификации и хранения газа (FSRU), плавучую установку добычи, хранения и отгрузки (FPSO) и т.д.
В соответствии с одним вариантом осуществления судно для транспортировки холодных жидких продуктов включает в себя двойной корпус и один из вышеупомянутых резервуаров, расположенный в двойном корпусе.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также предлагает способ погрузки или разгрузки такого судна, при этом холодный жидкий продукт направляется по изолированным трубам из плавучей установки для хранения или наземного хранилища или в них в резервуар судна или из него.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также предлагает систему перекачки холодного жидкого продукта, система включает в себя вышеупомянутое судно, изолированные трубы, установленные так, чтобы соединять резервуар, установленный в корпусе судна, с плавучим хранилищем или наземным хранилищем, и насос для перекачки потока холодного жидкого продукта по изолированным трубам из плавучей установки для хранения или наземного хранилища или в них в резервуар судна или из него.
Некоторые аспекты изобретения основаны на идее предложения углового элемента, который выдерживает различные ситуации при нагрузке на герметизирующую мембрану. Другим аспектом изобретения предлагается возможность изготовления такого углового элемента резервуара с двойной герметизирующей мембраной, чтобы можно было использовать этот угловой элемент как для основной мембраны, так и для вспомогательной мембраны. Один аспект изобретения основан на идее сделать возможным гибкое соединение между изоляционными барьерами двух примыкающих стенок резервуара, образующих край. Один аспект изобретения предусматривает снижение нагрузок на угловой элемент, вызываемых тепловыми напряжениями. Другой аспект изобретения предлагает возможность жесткого соединения между замыкающими элементами и изоляционным барьером. С этой целью один аспект изобретения основан на идее, что предпочтительно, чтобы скрепление между замыкающими элементами и изоляционными барьерами работало на натяжение, а не на сдвиг.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение, другие объекты, детали, отличительные характеристики и преимущества более четко объясняются и раскрыты в дальнейшем описании со ссылками на сопровождающие чертежи конкретных вариантов осуществления изобретения, представленные только для иллюстративных целей и в качестве не ограничивающего примера.
Фиг. 1 - вид в разрезе по линии I-II на фиг. 3 угла между двумя продольными стенками герметичного и теплоизолированного резервуара для хранения, включающего в себя угловой элемент, закрепленный анкером в изоляционном барьере резервуара.
Фиг. 2 - схематический развернутый вид в перспективе углового элемента фиг. 1.
Фиг. 3 - схематический вид в перспективе углового элемента фиг. 2, когда он вставлен на место.
Фиг. 4 - схематический вид в перспективе другого варианта осуществления углового элемента, когда он вставлен на место.
Фиг. 5 - вид в разрезе угла резервуара на фиг. 1 по линии IV-IV с фиг. 3, а именно на уровне механического компонента, соединяющего первый замыкающий элемент и второй замыкающий элемент.
Фиг. 6 - вид в разрезе угла резервуара, включающий в себя двойной изоляционный барьер и двойную герметизирующую мембрану, и в котором угловой элемент Фиг. 2 и 3 представлен для каждой герметизирующей мембраны.
Фиг. 7 - вид в перспективе с вырезом угла резервуара фиг. 6, в котором использован угловой элемент в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг. 8 - вид в перспективе с вырезом угла резервуара фиг. 6, в котором основной барьер убран на уровне угла, чтобы можно было видеть вспомогательный барьер.
Фиг. 9 - схематический вид в перспективе с вырезом варианта осуществления угла резервуара фиг. 8, включающий в себя множество уголков в соответствии с другим вариантом осуществления.
Фиг. 10 - схематический вид в перспективе с вырезом герметичного и теплоизолированного резервуара, встроенного в танкер-метановоз и терминал для погрузки/разгрузки этого резервуара;
Фиг. 11 - схематический развернутый вид в перспективе, в котором убран уголок углового элемента заводского изготовления, используемого в углу между двумя перпендикулярными стенками резервуара, в соответствии с другим вариантом осуществления.
Фиг. 12 - схематический частичный вид в перспективе сборки двух угловых элементов заводского изготовления фиг. 11.
Фиг. 13 - схематический частичный вид в перспективе углового элемента заводского изготовления фиг. 11, когда он вставлен на место, в котором нижний уголок прикреплен к усиливающим буртикам.
Фиг. 14 - схематический вид в перспективе в разрезе, в котором основная мембрана убрана из угла резервуара, в котором использованы угловые элементы заводского изготовления в соответствии с вариантом осуществления фиг. 11, в котором уголок расположен вдоль края, а изоляционные блоки примыкают к периферийным угловым элементам по окружности.
Фиг. 15 - частичный вид в перспективе угла между многогранной нижней гранью и боковыми стенками многогранного цилиндрического резервуара, включающий в себя угловые элементы заводского изготовления в соответствии с вариантом осуществления фиг. 11 и демонстрирующий часть основной мембраны.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Далее приводится описание фигур на базе несущей конструкции, образованной внутренними стенками двойного корпуса танкера-метановоза. Такая несущая конструкция имеет призматическую форму. Более точно, продольные стенки проходят параллельно продольному направлению судна и образуют многогранный участок в плоскости, перпендикулярной продольному направлению судна. Продольные стенки соединяются на продольных краях, которые в восьмиугольной геометрии образуют углы порядка 135°, например.
Продольные стенки несущей конструкции прерываются в продольном направлении судна поперечными несущими стенками, которые перпендикулярны продольному направлению судна. Продольные стенки и поперечные стенки соединяются на уровне передних и задних краев.
На фиг. 1 каждая стенка несущей конструкции (не показана) имеет стенку резервуара. Каждая из стенок резервуара состоит по меньшей мере из одного термоизоляционного барьера 2, имеющего герметизирующую мембрану 3.
Термоизоляционный барьер 2 состоит из множества термоизоляционных компонентов (не показаны). Каждый термоизоляционный компонент включает в себя блок изоляционного пенопласта, к которому прикреплена фанерная плита. Эти термоизоляционные компоненты расположены рядом по схеме симметричной прямоугольной сетки по всей поверхности стенок несущей структуры, образуя плоскую поверхность, к которой анкером прикреплена герметизирующая мембрана 3. Детали анкера (не показаны) удерживают термоизоляционные компоненты, прижатые к несущей конструкции. Такие детали анкера, в частности, описываются в публикации французской патентной заявки FR 2691520. Детали анкера прикреплены к несущей конструкции с помощью шпеньков (не показаны), припаянных к несущей конструкции. Термоизоляционные компоненты термоизоляционного барьера 2 опираются на несущие стенки с помощью мастичных валиков, образующих параллельные прямые или волнообразные линии.
Герметизирующая мембрана 3 состоит из множества металлических пластин 5, расположенных рядом друг с другом внахлест. Эти металлические пластины 5 спаяны вместе для герметизации герметизирующей мембраны 3. Чтобы допустить возможность деформирования герметизирующей мембраны 3 в ответ на различные нагрузки, которым подвергается резервуар, в частности, в ответ на температурное сжатие, происходящее в результате загрузки СПГ с температурой -163°C в резервуар, металлические пластины 5 включают в себя множество гофров, ориентированных в направлении внутренней части резервуара. Эти гофры деформируются в ответ на эти нагрузки, чтобы сохранить герметичность герметизирующей мембраны 3.
Условно считается, что прилагательное «верхний», применяемое к компоненту резервуара, обозначает часть этого компонента, ориентированную в направлении внутренней части резервуара, а прилагательное «нижний» обозначает часть этого компонента, ориентированную в направлении наружной части резервуара, независимо от ориентации стенки резервуара относительно поля земной гравитации. Аналогичным образом термин «над» обозначает положение, расположенное ближе к внутренней части резервуара, а термин «под» означает положение, расположенное ближе к несущей конструкции 1, независимо от ориентации стенки резервуара относительно поля земной гравитации.
На фиг. 1 показан детальный вид в разрезе угла герметичного и теплоизолированного резервуара для хранения на уровне продольного края судна, включающий в себя угловой элемент, закрепленный анкером в изоляционном барьере резервуара.
3
Первая продольная стенка 6 резервуара и примыкающая вторая продольная стенка 7 резервуара совместно образуют продольный край 8 резервуара. Чтобы обеспечить непрерывность изоляционного барьера 2 на уровне края 8, угловой термоизоляционный компонент 9, 10 расположен в изоляционном барьере 2 на каждой стороне серединной плоскости 11, образованной двумя стенками 6 и 7 резервуара. Поверхность 12 края углового термоизоляционного компонента 9 первой стенки 6 резервуара соединяется по краю 8 с поверхностью 13 края углового термоизоляционного компонента 10 второй стенки 7 резервуара. Угловые элементы 9, 10 таким образом примыкают друг к другу на каждой стороне серединной плоскости 11. Каждый из угловых элементов 9, 10 включает в себя блок 14, 15 изоляционного пенопласта. Этот блок 14, 15 изоляционного пенопласта является, например, блоком из высокоплотного пенополиуретана, например, с плотностью порядка 130 кг/м, например. Угловые термоизоляционные компоненты 9, 10 также включают в себя фанерную плиту 16, 17. Эта фанерная плита 16, 17 расположена на соответствующей верхней грани 18, 19 соответствующего блока 14, 15 изоляционного пенопласта. Угловые компоненты 9, 10 проходят параллельно стенкам несущей конструкции (не показаны). Угловые компоненты 9, 10 не зависят от остальных термоизоляционных компонентов (не показаны), примыкающих к первой стенке 6 резервуара и второй стенке 7 резервуара, соответственно.
Каждый угловой термоизоляционный компонент 9, 10 включает в себя прорезь. Эта прорезь проделывается вдоль верхнего продольного края 20, 21 угловых термоизоляционных компонентов 9, 10, которые примыкают к серединной плоскости 11. Эти прорези угловых термоизоляционных компонентов 9, 10 определяют границы соответствующего выреза в четверть 22, 23. Каждый вырез в четверть 22, 23 включает в себя дно 24, 25, лежащее в плоскости, перпендикулярной серединной плоскости 11. Каждый вырез в четверть 22, 23 включает в себя внутреннюю боковую грань 26, 27, лежащую в плоскости, параллельной серединной плоскости 11. Внутренняя боковая грань 26, 27 каждого выреза в четверть 22, 23 проходит от дна 24, 25 вырезов в четверть до верхней грани 28, 29 углового термоизоляционного компонента 9, 10. Прорези, образующие вырезы в четверть 22, 23, проделываются в блоках 14, 15 изоляционного пенопласта и в фанерных плитах 16, 17. Эти два выреза в четверть 22, 23 симметричны в отношении серединной плоскости 11 и совместно образуют паз 30. Дно 31 паза образуется совместно дном 24 первого выреза в четверть 22 и дном 25 второго выреза в четверть 23.
Чтобы обеспечить непрерывность герметизирующей мембраны 3 на уровне края 8, угловой элемент 32 размещен в пазе 30. Металлическая краевая пластина 5 первой стенки 6 резервуара и металлическая краевая пластина 5 второй стенки 7 резервуара обе герметично прикреплены к угловому элементу 32. Такое герметичное крепление производится путем сварки металлических краевых пластин 5 стенок 6, 7 резервуара к угловому элементу 32, например. Угловой элемент 32 включает в себя первый замыкающий элемент 33 и второй замыкающий элемент 34. Угловой элемент 32 также включает в себя первый усиливающий буртик 35 и второй усиливающий буртик 36. Угловой элемент 32 далее включает в себя уголок 37.
Первый замыкающий элемент 33 имеет форму, дополняющую форму первого выреза в четверть 22. Первый замыкающий элемент 33 принимает форму деревянной балки, проходящей в первом вырезе в четверть 22 вдоль края 8. Первый замыкающий элемент 33 включает в себя верхнюю грань 38, лежащую в плоскости верхней грани 28 углового термоизоляционного компонента 9 первой стенки 6 резервуара. Первый замыкающий элемент 33 включает в себя наружную боковую грань 39, проходящую вдоль внутренней боковой грани 26 первого выреза в четверть 22. Первый замыкающий элемент 33 включает в себя внутреннюю боковую грань 40, противоположную наружной боковой грани 39 и проходящую параллельно серединной плоскости 11. Первый замыкающий элемент 33 включает в себя внутреннюю грань 41, проходящую вдоль дна 24 первого выреза в четверть 22. Наружная боковая грань 39 первого замыкающего элемента 33 предназначена для прикрепления к внутренней боковой грани 26 первого выреза в четверть 22, например, для приклеивания ее к последней. Аналогично, нижняя грань 41 первого замыкающего элемента 33 предназначена для прикрепления к дну 24 первого выреза в четверть 22, например, путем ее приклеивания к нему.
Второй замыкающий элемент 34 имеет форму, дополняющую форму второго выреза в четверть 23, и симметричен первому замыкающему элементу 33 относительно серединной плоскости 11. Таким образом, второй замыкающий элемент 34 включает в себя верхнюю грань 42, наружную боковую грань 43, внутреннюю боковую грань 44 и нижнюю грань 45. Аналогично, наружная боковая грань 43 второго замыкающего элемента 34 предназначена для прикрепления к внутренней боковой грани 27 второго выреза в четверть 23, например, путем приклеивания ее к последней. Нижняя грань 45 второго замыкающего элемента 34 предназначена для прикрепления к дну 25 второго выреза в четверть 23, например, путем приклеивания ее к последней.
Первый усиливающий буртик 35 включает в себя участок 46 мембраны и участок 47 анкера. Первый усиливающий буртик 35 принимает форму изогнутого металлического листа, проходящего вдоль края 8.
Участок 46 мембраны первого усиливающего буртика 35 проходит в плоскости герметизирующей мембраны 3 первой стенки 6 резервуара. Участок 46 мембраны первого усиливающего буртика 35 закрывает верхнюю грань 38 первого замыкающего элемента 33. Край 48 участка 46 мембраны соединяется с участком 47 анкера первого усиливающего буртика 35. Первый край 48 участка 46 мембраны примыкает к серединной плоскости 11.
Участок 47 анкера первого усиливающего буртика 35 включает в себя соединение 49 и язычок 50. Участок соединения 49 проходит параллельно серединной плоскости 11 вдоль упомянутой серединной плоскости 11. Первый край 51 участка соединения 49 соединяется с краем 48 участка 46 мембраны. Второй край 52 участка соединения 49, противоположный его первому краю 51, примыкает к дну 31 паза 30. Второй край 52 соединяется с язычком 50.
Язычок 50 участка 47 анкера первого усиливающего буртика 35 отогнут от нижней грани 41 первого замыкающего элемента 31. Первый усиливающий буртик 35 обычно имеет форму, соответствующую форме первого замыкающего элемента 33. Первый усиливающий буртик 35 соответствует верхней грани 38, внутренней боковой грани 40 и нижней грани 41 первого замыкающего элемента 33. Первый усиливающий буртик 35 прикреплен к первому замыкающему элементу 33 с помощью любых подходящих средств, например, путем привинчивания язычка 50 первого усиливающего буртика 35 к нижней грани 41 первого замыкающего элемента 33. Для такого привинчивания используются, например, деревянные шурупы 53.
Второй усиливающий буртик 36 подобен первому усиливающему буртику 35. Этот второй усиливающий буртик включает в себя участок 54 мембраны и участок 55 анкера. Участок 55 анкера второго усиливающего буртика 36 включает в себя участок соединения 56 и язычок 57.
Второй усиливающий буртик 36 симметричен первому усиливающему буртику 35 относительно серединной плоскости 11 и поддерживает форму верхней грани 42, внутренней боковой грани 44 и нижней грани 45 второго замыкающего элемента 23. Второй усиливающий буртик 36 прикреплен ко второму замыкающему элементу 34 с помощью любых подходящих средств, например, путем прикручивания язычка 57 второго усиливающего буртика 36 к нижней грани 45 второго замыкающего элемента 34.
Уголок 37 принимает форму металлического листа, изогнутого под углом, образованным первой стенкой 6 резервуара и второй стенкой 7 резервуара, например, 135°. Уголок 37 проходит вдоль края 8. Первый участок 58 уголка 37 проходит в плоскости герметизирующей мембраны 3 первой стенки 6 резервуара. Второй участок 59 уголка 37 проходит в плоскости герметизирующей мембраны 3 второй стенки 7 резервуара.
Чтобы сохранить герметичность герметизирующей мембраны 3, металлическая краевая пластина 5 первой стенки 6 резервуара герметично приваривается к первому участку 58 уголка 37, а металлическая краевая пластина 5 второй стенки 7 резервуара герметично приваривается ко второму участку 59 уголка. В этом варианте осуществления крепление между уголком 37 и усиливающими буртиками 35, 36 не должно быть герметичным, герметичность обеспечивается уголком 37 и металлическими краевыми пластинами 5.
В варианте осуществления уголок 37 может герметично прикрепляться к усиливающим буртикам 35, 36. Герметизирующая мембрана 3 стенок 6, 7 резервуара может затем напрямую герметично прикрепляться к усиливающим буртикам 35, 36. Один такой вариант представлен, например, на фиг. 8.
Первый участок 58 уголка 37 прикрепляется к участку 46 мембраны первого усиливающего буртика 35. Участок 46 мембраны первого усиливающего буртика 35 расположен между верхней гранью 38 первого замыкающего элемента 33 и нижней гранью 60 первого участка 58 уголка 37.
Второй участок 59 уголка 37 прикрепляется к участку 54 мембраны второго усиливающего буртика 36, участок 54 мембраны второго усиливающего буртика 36 расположен между верхней гранью 42 второго замыкающего элемента 34 и нижней гранью 61 второго участка 59 уголка 37. Уголок 37 прикрепляется к участкам 46, 54 мембраны усиливающих буртиков 35, 36 с помощью любых подходящих средств, например, сваркой.
Усиливающие буртики 35, 36 и уголок 37 изготавливаются из листового металла с низким коэффициентом расширения, например, из никелевого сплава, известного как INVAR. Уголок 37 очень прост в изготовлении, так как достаточно изогнуть металлический лист под нужным углом, например, под углом 135°, образованным первой стенкой 6 резервуара и второй стенкой 7 резервуара. Аналогично, усиливающие буртики 35, 36 очень просты в изготовлении, так как для них также требуется только изогнуть металлический лист под нужным углом. Первая операция изгибания листа подразумевает образование угла в 90° между участком соединения 49, 56 и язычком 50, 57. Вторая операция изгибания подразумевает образование угла, соответствующего углу, образованному между серединной плоскостью 11 и верхней гранью 28, 29 угловых термоизоляционных компонентов 9, 10 между участком 46, 54 мембраны и участком 47, 55 анкера.
Аналогично, замыкающие элементы 33, 34 также просты в изготовлении, так как они являются просто деревянными балками, верхняя грань 38, 42 которых срезается на конус под углом, образованным серединной плоскостью 11 и верхней гранью 28, 29 угловых термоизоляционных компонентов 9, 10.
Чтобы поглощать напряжения, воздействующие на резервуар на уровне края 8, в частности, напряжения, связанные с температурным сжатием при загрузке СПГ в резервуар, анкерный элемент 32 прикрепляется анкером в пазе 30. С этой целью наружные боковые грани 39, 43 замыкающих элементов 33, 34 приклеиваются к внутренним боковым граням 26, 27 вырезов в четверть 22, 23 соответственно. Аналогично, нижняя грань углового элемента 32 прикрепляется к дну 31 паза 30. Наконец, краевые грани 12, 13 угловых термоизоляционных блоков 9, 10 могут быть склеены вместе. Такое склеивание краевых граней 12, 13 угловых термоизоляционных блоков 9, 10 может быть сплошным или прерывным.
При загрузке СПГ в резервуар сжатие герметизирующей мембраны 3 первой стенки 6 резервуара и второй стенки 7 резервуара вызывает натяжение углового элемента 32. Прикрепление анкером углового элемента 32 в пазе 30 позволяет угловому элементу 32 поглощать такие напряжения. Более конкретно, при загрузке СПГ в резервуар герметизирующая мембрана 3 сообщает натяжение уголку 37 через прикрепление металлических краевых пластин 5 к уголку 37. Соединение между уголком 37 и усиливающими буртиками 35, 36 сообщает это натяжение усиливающим буртикам 35, 36. Так как усиливающие буртики 35, 36 прикреплены анкером к замыкающим элементам 33, 34, натяжение сообщается замыкающим элементам 33, 34. Прикрепление анкером замыкающих элементов 33, 34 в пазе 30 позволяет поглощать эти усилия натяжения. Изготовление уголка 37 в форме сплошной механической части из листового металла и крепление металлических краевых пластин 5 к уголку 37 делает герметичной герметизирующую мембрану 3 на уровне края 8.
На фиг. 2 представлен схематический развернутый вид в перспективе углового элемента фиг. 1.
Первый замыкающий элемент 33 включает в себя проточку 63, расположенную на центральной части нижней грани 41 первого замыкающего элемента 33. Концы нижней грани 41, расположенные на каждой стороне проточки 63, образуют нижнюю поверхность края 65 первого замыкающего элемента 33. Проточка 63 имеет толщину, главным образом равную толщине язычка 50 первого усиливающего буртика 34. Множество отверстий под винт равномерно распределены на дне проточки 63.
Первый замыкающий элемент 33 включает в себя на своей наружной боковой грани 39 на одной прямой с нижними краевыми поверхностями 65 гнезд 66 под гайки, формой соответствующих гайкам 67. Дно 68 гнезда 66 под гайку имеет сквозное отверстие (не показано). Это отверстие открывается с одной стороны на внутреннюю боковую грань 40 первого замыкающего элемента 33, и с другой стороны на дно 68 упомянутого гнезда 66 под гайку. Это отверстие имеет диаметр немного больший, чем диаметр нарезной части 64 зажимного винта 70.
Второй замыкающий элемент 34 имеет на своей нижней грани 45 проточку 71 и нижние краевые поверхности 72, аналогичные проточке 63 и краевым поверхностям 65, описанным выше в отношении первого замыкающего элемента 33. Второй замыкающий элемент 34 включает в себя на своей внутренней боковой грани 44 обращенные к каждому отверстию гнезд 66 под гайки первого замыкающего элемента 33 отверстия 73, проходящие сквозь него. Отверстие 73 второго замыкающего элемента 34 выходит с одной стороны на внутреннюю боковую грань 44 второго замыкающего элемента 34, а с другой стороны на гнездо под головку зажимного винта. Это отверстие 73 имеет диаметр немного больший, чем диаметр нарезной части 64 зажимного винта 70. Гнездо под головку винта (не показано) расположено на наружной боковой грани 43 второго замыкающего элемента 34 на одной линии с каждой нижней краевой поверхностью 72 и имеет форму, соответствующую головке 75 зажимного винта 70.
Усиливающие буртики 35, 36 проходят только на уровне проточек 63, 71 замыкающих элементов 33, 34. Длина усиливающих буртиков 35, 36 вдоль оси края 8 обычно равна длине проточек 63, 71 вдоль той же оси края 8. Аналогично, длина вдоль оси края 8 уголка 37 равна длине проточек 63, 71 вдоль той же оси края 8. Участки 47, 55 анкера и участки 46, 54 мембраны каждого из усиливающих буртиков 35, 36 таким образом проходят только между двумя плоскостями, перпендикулярными оси края 8 и соединяющимися с проточками 63, 71 и с нижними краевыми поверхностями 65, 72. Уголок 37 также проходит только между этими двумя плоскостями, перпендикулярными оси края 8 и соединяющимися обе с проточками 63, 71 и с нижними краевыми поверхностями 65, 72.
Фиг. 3 представляет схематический вид в перспективе углового элемента фиг. 1, когда он вставлен на место.
Когда угловой элемент 32 вставлен на место, язычки 50, 57 усиливающих буртиков 35, 36 входят в проточки 63, 71 нижних граней 41, 45 замыкающих элементов 33, 34. Нижняя грань 76, 77 язычков 50, 57 располагается заподлицо с нижними поверхностями края 65, 72. Язычки 50, 57 усиливающих буртиков 35, 36 привинчиваются к замыкающим элементам 33, 34 с помощью множества винтов 78, ввинчиваемых в замыкающие элементы 33, 34 на уровне проточек 63, 71.
Первый замыкающий элемент 33 соединяется со вторым замыкающим элементом 34 с помощью зажимных винтов 70. Головка 75 зажимных винтов 70 плотно прилегает к дну гнезд под головки винтов второго замыкающего элемента 34. Гайки 67 располагаются на нарезной части 64 винта 70 и плотно прилегают к дну 68 гнезд 66 для гаек первого замыкающего элемента 33.
На уровне продольного края 8 угловые элементы 32, будучи помещенными на место, проходят в пазе 30 главным образом по всей длине продольного края 8. С этой целью множество угловых элементов 32 прикреплены анкерами один за другим в пазе 30. Угловой элемент 32 крепится анкером путем приклеивания его в паз 30 и на уровне нижних поверхностей края 65, 72 замыкающих элементов 33, 34, и нижних граней 76, 77 язычков 50, 57 усиливающих буртиков 35, 36.
Сварочная лента, изготовленная из листового металла, например, из INVAR, герметично прикрепляется к концам двух следующих друг за другом угловых элементов 32. Такая сварочная лента также закрывает верхнюю грань краев двух следующих друг за другом замыкающих элементов 33, 34, не закрытых усиливающими буртиками 35, 36. Эта сварочная лента обеспечивает герметичность герметизирующей мембраны 3 между двумя следующими друг за другом угловыми элементами 32 вдоль края 8.
На фиг. 4 представлен схематический вид в перспективе одного варианта осуществления углового элемента 32, когда он вставлен на место.
В этом варианте осуществления замыкающие элементы и усиливающие буртики имеют схожие свойства, так как замыкающие элементы и усиливающие буртики фиг. 2 и 3 имеют одинаковые ссылочные номера. Замыкающие элементы 33, 34 соединены вместе зажимными винтами 70 и гайками 66, как описывается со ссылками на фиг. 2 и 3.
В этом варианте осуществления уголки 37 имеют форму, аналогичную форме угловых элементов с фиг. 2 и 3, но имеют другие размеры вдоль оси края 8. Соответственно в варианте осуществления, показанном на фиг. 4, первый продольный конец 98 уголка 37 идет в направлении наружной стороны углового элемента 32 за замыкающие элементы 33, 34 вдоль оси края 8. Второй продольный конец 99 уголка 37, противоположный первому продольному концу 98, проходит, когда выступает в плоскости, параллельной оси края 8, между участками 46, 54 мембраны усиливающих буртиков 35, 36 и продольной краевой гранью 100 углового элемента 32.
Угловые элементы 32 устанавливаются в пазе 30 и располагаются рядом друг с другом на всем протяжении продольного края 8. Первый угловой элемент устанавливается в пазе 30 так, что первый продольный конец 98 его уголка 37 закрывает второй продольный конец 98 примыкающего второго углового элемента. Первый продольный конец 98 уголка 37 первого углового элемента затем герметично прикрепляется ко второму продольному концу 98 уголка 37 второго углового элемента.
Такой герметичный сварной шов позволяет гарантировать герметичность герметизирующей мембраны. Кроме того, угловые элементы 32 в соответствии с этим вариантом осуществления не требуют установки сварочной ленты, как в случае с угловыми элементами фиг. 2 и 3. Одиночный герметичный сварной шов необходим и достаточен, чтобы гарантировать герметичность между двумя следующими друг за другом угловыми элементами в пазе.
На фиг. 5 представлен вид в разрезе угла резервуара на фиг. 1 на уровне механического компонента, соединяющего первый замыкающий элемент и второй замыкающий элемент, когда соединение между первым замыкающим элементом 33 и вторым замыкающим элементом 34 упругое. Такое соединение можно изготовить любыми подходящими средствами, например, путем вставки тарельчатых шайб 80 между гайкой 67 и дном 68 гнезда 66 для гайки. Такие тарельчатые шайбы 80 обеспечивают гибкость в механическом соединении между замыкающими элементами 33 и 34. В этом варианте угловые термоизоляционные компоненты 9, 10 стенок 6, 7 резервуара не склеиваются.
Соответственно, при наличии напряжения, например, вызванного температурным сжатием герметизирующей мембраны 3, гибкость, обеспечиваемая с одной стороны отсутствием соединения между угловыми термоизоляционными компонентами 9, 10, и с другой стороны эластичностью соединения между замыкающими элементами 33, 34, гарантирует по меньшей мере частичное поглощение напряжения эластичностью соединения между замыкающими элементами 33, 34.
Фиг. 6-9 представляют угол резервуара, включающий в себя двойной изоляционный барьер и двойную герметизирующую мембрану, в котором есть угловой элемент фиг. 2 и 3 для каждой герметизирующей мембраны.
Такие же компоненты, как описанные выше для резервуара, включающего в себя одиночный изоляционный барьер 2 и одиночную герметизирующую мембрану 3, в общем обозначаются в контексте резервуара с двойным изоляционным барьером и двойной герметизирующей мембраной под теми же ссылочными номерами, к которым добавлена буква «А», когда они относятся к вспомогательному изоляционному барьеру или вспомогательной герметизирующей мембране, и к которым добавлена буква «В», когда они относятся к основному изоляционному барьеру или основной герметизирующей мембране.
Таким образом, резервуар с двойной мембраной включает в себя, от несущей конструкции до внутренней части резервуара, вспомогательный изоляционный барьер 2А, вспомогательную герметизирующую деталь 3А, основной изоляционный барьер 2В и основную герметизирующую мембрану 3В.
На уровне края 8 вспомогательная герметизирующая мембрана 3А образует вспомогательный край 8А, а основная герметизирующая мембрана 3 В образует основной край 8В. Вспомогательный изоляционный барьер 2А включает в себя угловые термоизоляционные компоненты 9А, 10А, как описывается выше, а основной изоляционный барьер 2В включает в себя угловые термоизоляционные компоненты 9В, 10В, как описывается выше. Вспомогательный угловой элемент 32А, как описывается выше, прикреплен анкером во вспомогательном пазе 30А, образованном вспомогательными угловыми термоизоляционными компонентами 9А, 10А вспомогательного изоляционного барьера 2А. Основной угловой элемент 32В прикреплен анкером в основном пазе 30В, образованном основными угловыми термоизоляционными компонентами 9В, 10В основного изоляционного барьера 2В. Вспомогательные металлические краевые пластины 5А первой стенки 6 резервуара герметично прикреплены анкером к вспомогательному угловому элементу 32А. Вспомогательные металлические пластины 5А второй стенки 7 резервуара герметично прикреплены анкером к вспомогательному угловому элементу 32А. Основные металлические пластины 5В первой стенки 6 резервуара герметично прикреплены анкером к основному угловому элементу 32В. Основные металлические пластины 5В второй стенки 7 резервуара герметично прикреплены анкером к основному угловому элементу 32В.
Краевые грани 12А, 13А угловых термоизоляционных компонентов 9А, 10А вспомогательного изоляционного барьера 2А, расположенные в серединной плоскости 11, склеены. Краевые грани 12В, 13В угловых термоизоляционных компонентов 9В, 10В основного изоляционного барьера 2В, расположенные в серединной плоскости 11, склеены.
На фиг. 7 представлен вид с вырезом угла резервуара фиг. 6, в котором угловой элемент модифицирован: усилители 81 установлены между язычком 57В и участком 56В соединения участка 55В анкера второго основного усиливающего буртика 36В.
Усилители 81В равномерно распределены вдоль всего второго края 62В участка 56В соединения второго основного усиливающего буртика 36В. Эти усилители 81В, например, являются просто треугольными плоскими элементами из листового металла, проходящими в плоскостях, перпендикулярных направлению края 8. Второй вспомогательный замыкающий элемент 34 В предпочтительно включает в себя пазы (не показаны) с формой, соответствующей формам усилителей 81В. Усилители 81В располагаются в этих пазах.
При наличии напряжения на герметизирующей детали 3, например, вызванного температурным сжатием в ответ на загрузку СПГ в резервуар 1, сила, оказываемая на угловой элемент 32, передается в форме силы сдвига на анкерные винты 78 между язычком 57В второго основного усиливающего буртика 36В и нижней гранью 45В второго основного замыкающего элемента 34В. Язычок 57В обычно вытягивается в направлении участка 56В соединения второго основного усиливающего буртика 36В и, повторяя, как лист бумаги, контуры внешнего правого угла, сгиба между участком 56В соединения и язычком 57В, имеет тенденцию двигаться вдоль участка 55В анкера и уменьшать ширину язычка 57В вдоль оси, перпендикулярной серединной плоскости 11.
Это движение сгиба предотвращается анкерными винтами 78, которые удерживают язычок 57В в его положении на втором замыкающем элементе 34. Однако анкерные винты 78 таким образом подвергаются нежелательной силе сдвига. Усилители 81В жестко укрепляют сгиб между участком соединения 56В и язычком 57В, чем предотвращают движение сгиба вдоль участка 55В анкера. Укрепленный сгиб таким образом остается на позиции и сохраняет свою форму на участке 55В анкера. Напряжение, которому подвергается угловой элемент 32, таким образом, не проявляется как сила сдвига на анкерных винтах 78, но выражается в силе натяжения, которая стремится вытянуть анкерные винты 78 из второго замыкающего элемента 34. При наличии таких усилителей 81В винтовое крепление между язычком 57В и вторым вспомогательным замыкающим элементом 3 В может распределяться с сохранением характеристик сгиба между участком 56В соединения и язычком 57В, связанных с дополняющими отношениями участка 55В анкера и второго замыкающего элемента 34, и позволяет удерживать второй усиливающий буртик 36 на втором замыкающем элементе 34 даже при наличии напряжения. Такие усилители 81В могут аналогичным образом устанавливаться на каждый усиливающий буртик 35, 36 каждой герметизирующей мембраны 3А, 3В.
В этом варианте осуществления промежуточная вспомогательная металлическая пластина герметично прикрепляется к вспомогательному уголку 37А, при этом металлические краевые пластины (не показаны) стенок 6, 7 резервуара герметично прикрепляются к этой промежуточной вспомогательной металлической пластине.
На фиг. 8 представлен вид с вырезом угла герметичного и теплоизолированного резервуара, включающего в себя двойную герметизирующую мембрану и двойной изоляционный барьер. Основной изоляционный барьер и основная герметизирующая мембрана убраны на уровне края, чтобы показать угловой элемент на уровне вспомогательной герметизирующей мембраны.
В этом варианте осуществления вспомогательная герметизирующая мембрана 3А включает в себя множество расположенных друг за другом вспомогательных гофрированных герметизирующих металлических пластин 5А. Вспомогательные гофрированные металлические пластины 5А герметично прикреплены одна к другой.
Вспомогательный изоляционный барьер 2А включает в себя множество вспомогательных термоизоляционных компонентов 4А. Верхняя грань вспомогательных термоизоляционных компонентов 4А включает в себя металлические лапы 82А анкера, к которым крепятся анкером гофрированные металлические пластины 5А вспомогательной герметизирующей мембраны 3А. Защитный кожух 83 закрывает гофры вспомогательных герметизирующих металлических пластин 5А.
Основные термоизоляционные компоненты 4В опираются на защитный кожух 83. Верхняя грань основных термоизоляционных компонентов 4В включает в себя лапы 82В анкера, к которым крепятся анкером основные гофрированные герметизирующие пластины 5В. Эти основные гофрированные герметизирующие пластины 5В будут контактировать с СПГ, содержащимся в резервуаре 1.
Как описывается выше со ссылкой на фиг. 7, множество вспомогательных угловых термоизоляционных компонентов 9А, 10A расположены вдоль вспомогательного края 8А. Вспомогательные угловые термоизоляционные компоненты 9А, 10А образуют вспомогательный паз 30А, проходящий вдоль вспомогательного края 8А. Каждый вспомогательный угловой термоизоляционный компонент 9А, 10А включает в себя проточку на верхних гранях 28А, 29А. Множество металлических лап 84 размещаются в проточках верхних граней 28А, 29А вспомогательных угловых термоизоляционных компонентов 9А, 10A.
Множество вспомогательных угловых элементов 32А закреплено анкером один за другим во вспомогательном пазе 30А. Участки 46А, 54А мембраны вспомогательных усиливающих буртиков 35А, 36А каждого анкерного элемента 32А прикрепляются к металлическим лапам 84 угловых термоизоляционных компонентов 9а, 10А. Это крепление осуществляется любыми подходящими средствами, например, посредством сварки.
Участки мембраны 46А, 54А вспомогательных усиливающих буртиков 35А, 36А имеют второй край 85, противоположный первому краю 48А участков 46А, 54А мембраны усиливающих буртиков 35А, 36А. Вспомогательные металлические краевые пластины 5А первой стенки 6 резервуара герметично прикреплены анкером ко второму краю 85 первого вспомогательного усиливающего буртика 35А противоположно первому краю 48А участка 46А мембраны. Первый участок 58А вспомогательного уголка 37А герметично привариваются к участку 46А мембраны первого вспомогательного усиливающего буртика 35А.
Аналогично, вспомогательные металлические краевые пластины 5А второй стенки 7 резервуара герметично прикреплены анкером к краю 85 участка 54 мембраны второго вспомогательного усиливающего буртика 36В. Второй участок 59А вспомогательного уголка 37А герметично прикрепляется к участку 54А мембраны второго вспомогательного усиливающего буртика 36В.
Вспомогательная сварочная лента герметично крепится к краям двух следующих друг за другом вспомогательных анкерных элементов 32А в направлении вспомогательного края 8А, так чтобы обеспечить герметичность вспомогательной герметизирующей мембраны 3А на уровне вспомогательного края 8А.
Основные угловые термоизоляционные компоненты 9В, 10В и основные угловые элементы (не показаны на фиг. 8) имеют конструкцию, аналогичную конструкции вспомогательных угловых термоизоляционных компонентов 9А, 10А и вспомогательных угловых элементов 32А.
Герметизирующие детали на плоских стенках могут изготавливаться разными способами. В варианте, показанном на фиг. 11-15, основная герметизирующая мембрана включает в себя множество гофрированных пластин, как на фиг. 8, а вспомогательная герметизирующая деталь представляет собой плоский герметизирующий слой, образованный, например, герметичным листом композиционного материала, приклеенным к вспомогательному изоляционному барьеру, как описывается в FR 2691520.
На фиг. 9 представлен схематический вид в перспективе с вырезом варианта осуществления угла резервуара фиг. 8, включающий в себя множество уголков в соответствии с другим вариантом осуществления.
В этом варианте осуществления вспомогательная герметизирующая мембрана 3А включает в себя множество расположенных рядом вспомогательных гофрированных герметизирующих металлических пластин 5А. Эти вспомогательные гофрированные металлические пластины 5А герметично прикрепляются одна к другой. Аналогично, множество основных гофрированных герметизирующих пластин 5В, которые должны контактировать с СПГ в резервуаре 1, герметично крепятся одна к другой, образуя основную герметизирующую мембрану 3А.
Множество основных угловых термоизоляционных компонентов 9В, 10В расположены вдоль основного края 8В. Эти основные угловые термоизоляционные компоненты 9В, 10В опираются на вспомогательный защитный кожух, закрывающий вспомогательные угловые элементы 32А.
Множество основных угловых элементов 32В прикреплено анкером один за другим в основном пазе (не показан). Основные уголки закрывают участки 46В, 54В мембраны основных усиливающих буртиков 35В, 36В каждого основного анкерного элемента 32В.
Основные металлические краевые пластины 5В первой стенки 6 резервуара герметично прикреплены анкером к первому участку 58В основного уголка 37В, а основная металлическая краевая пластина 5В второй стенки 7 резервуара герметично приваривается ко второму участку 59В основного уголка 59В.
В этом варианте осуществления расположенные один за другим основные угловые элементы 32В вдоль основного края 8В располагаются внахлест, как описано со ссылкой на фиг. 4. Герметичный сварной шов выполняется на краях двух идущих друг за другом основных угловых элементов 32В в направлении основного края 8В, так чтобы герметизировать основную герметизирующую мембрану 3В на уровне основного края 8В. Это перекрывание внахлест и этот герметичный сварной шов между двумя идущими друг за другом угловыми элементами позволяют не использовать сварочную ленту, и таким образом ограничивают и количество устанавливаемых частей, и количество сварных швов, которые будут подвергаться воздействию.
В этом варианте осуществления каждый уголок 37А, 37В включает в себя штампованный гофр 101А, 101В. Эти гофры 101А, 101В, например, расположены в центральной части на каждом из уголков 37А, 37В, на середине между двумя противолежащими краями вдоль оси края 8 упомянутых уголков 37А, 37В. Эти гофры 101А, 101В проходят от конца первого участка 58А, 58В уголков 37А, 37В, к которым крепятся металлические краевые пластины 5А, 5В первой стенки 6 резервуара, до края второго участка 59А, 59В упомянутых уголков, к которым крепятся металлические краевые пластины 5А, 5В второй стенки 7 резервуара. Эти гофры 101А, 101В предпочтительно проходит в каждом участке 58А, 58В, 59А, 59В уголков 37А, 37В перпендикулярно к оси края 8. Гофры 101А, 101В идут в направлении внутренней части резервуара.
Вспомогательный защитный кожух, на который опираются основные термоизоляционные компоненты, предпочтительно закрывает гофры 101А вспомогательных уголков 37А.
Такие угловые элементы, позволяющие крепление анкером мембран к угловым термоизоляционным компонентам, также обеспечивают непрерывную гибкость вдоль края 8, что позволяет поглощать напряжение путем деформирования гофров 101А, 101В. Если уголок изготовлен из INVAR, высота этих гофров уменьшается относительно высоты гофров 101А, 101В, расположенных на гофрированных металлических пластинах, небольшое сокращение INVAR(обеспечивает только небольшое деформирование угловых элементов 32.
В другом варианте осуществления вспомогательная мембрана и/или основная мембрана представляет собой множество поясов с приподнятыми краями, герметично приваренными друг к другу с помощью сварных опор, как описывается в FR 2709725. Также можно использовать другие металлические мембраны.
На фиг. 11-15 представлен вариант осуществления, в котором плоские стенки резервуара сделаны из блоков заводского изготовления с формой параллелепипеда, аналогичных описанным в документе FR 2691520. Компоненты, аналогичные или идентичные компонентам фиг. 1-9, имеют тот же ссылочный номер, увеличенный на 200.
В этом варианте осуществления резервуар включает в себя двойную мембрану. Вспомогательный изоляционный барьер, вспомогательная герметизирующая мембрана и основной изоляционный барьер резервуара преимущественно изготовлены путем сборки множества расположенных рядом блоков заводского изготовления на несущей конструкции. Плоские блоки заводского изготовления 102 (см. фиг. 14) расположены рядом друг с другом, образуя плоские стенки резервуара, и угловые блоки заводского изготовления 103 расположены в углах резервуара.
Каждый плоский блок заводского изготовления 102 включает в себя от несущей конструкции 1 в направлении внутренней части резервуара:
- нижнюю панель 104 прямоугольной формы, например, из фанеры,
- вспомогательный блок 105А изоляционного пенопласта прямоугольной формы параллелепипеда,
- слой 106 герметизирующей пленки, закрывающей вспомогательный блок 105А изоляционного пенопласта,
- основной блок 105В изоляционного пенопласта прямоугольной формы параллелепипеда, имеющий меньший размер, чем вспомогательный блок 105А изоляционного пенопласта и расположенный соосно с ним, так что основной блок 105В изоляционного пенопласта закрывает только часть герметизирующей пленки 106 и оставляет открытой полосу 106 герметизирующей пленки по периферии плоского блока заводского изготовления 102, и
- закрывающую панель 107, например, из фанеры, закрывающую основной блок 105В изоляционного пенопласта.
Слой 106 герметизирующей пленки в плоских блоках заводского изготовления, например, сделан из многослойного композитного материала, включающего в себя тонкий металлический лист, помещенный между двумя ткаными стеклопластиковыми слоями, которые к нему приклеены. Такая герметизирующая пленка известна под торговым наименованием TRIPLEX.
На фиг. 11 угловой блок заводского изготовления 103, который устанавливается в углу резервуара, образованном первой стенкой 6 резервуара и второй стенкой 7 резервуара, включает в себя:
- первую нижнюю панель 108, которая идет параллельно первой стенке резервуара,
- вторую нижнюю панель 108, которая идет параллельно второй стенке резервуара,
- первый вспомогательный блок 109 изоляционного пенопласта, который идет параллельно первой стенке резервуара,
- второй вспомогательный блок 109 изоляционного пенопласта, который идет параллельно второй стенке резервуара,
- соответствующую первую герметизирующую пленку 110, закрывающую каждый из вспомогательных блоков 109 изоляционного пенопласта,
- вторую герметизирующую пленку 111, приклеенную к первым пленкам 110 на уровне соединения между двумя блоками 109 пенопласта, обеспечивающую вспомогательную герметичность на уровне края и выступающую с обеих сторон края,
- замыкающие элементы 233, 234, приклеенные к вспомогательной герметизирующей пленке 111, и
- усиливающие буртики 235, 236
В этом варианте осуществления замыкающие элементы 233, 234 шире в направлении, параллельном краю 8 и параллельном стенке резервуара, чем в направлении, перпендикулярном стенке резервуара.
Верхняя грань замыкающих элементов 233, 234 включает в себя проточку 112. Эта проточка 112 предназначена для размещения участков 246, 254 мембраны усиливающих буртиков 235, 236. Участки 246, 254 мембраны усиливающих буртиков 235, 236 уже, чем замыкающие элементы 233, 234, так что участки 246, 254 мембраны полностью опираются на замыкающие элементы 233, 234.
В этом варианте осуществления первый винт 270 расположен на крае замыкающих элементов 233 и 234 за усиливающими буртиками 235 и 236 аналогичным образом, как на фиг. 2. Гнездо под гайку, как описано со ссылкой на фиг. 2, расположено на нижней грани 241 первого замыкающего элемента 233. Аналогично, гнездо под головку винта (не показано на фиг. 11) расположено на нижней грани 245 второго замыкающего элемента 234.
Для второго винта 114 гнездо под гайку 266 и гнездо под головку винта 115 выходят на нижние грани 241, 245 замыкающих элементов 233, 234 по линии с усиливающими буртиками 235 и 236. Из-за этого участки 249, 256 соединения усиливающих буртиков 235, 236 включают в себя отверстия 116, через которые может проходить винт 114.
Первая герметизирующая пленка 110 является тем же видом герметизирующей пленки 106, которая используется в плоских блоках заводского изготовления 102. Вторая герметизирующая пленка 111 закрывает только часть вспомогательного блока 109 изоляционного пенопласта. Первая герметизирующая пленка 110 поэтому видна по всей периферийной поверхности углового блока заводского изготовления 103. Замыкающие элементы 233, 234 закрывают только часть второй герметизирующей пленки 111, так что периферийная полоса второй герметизирующей пленки 111 видна вокруг замыкающих элементов 233, 234. Замыкающие элементы 233, 234 приклеены напрямую на вторую герметизирующую пленку 111.
На фиг. 12 представлен схематический частичный вид в перспективе сборки двух угловых блоков заводского изготовления фиг. 11.
На фиг. 12, как и на фиг. 11, не показана основная герметизирующая деталь. Положение рядом двух угловых блоков заводского изготовления 103 образует соединительное пространство 117. Иллюстрация этого соединительного пространства 117 на фиг. 12 увеличена только для лучшего понимания сборки. На практике пространство 117 делается как можно меньшим и заполняется изоляцией, например, стекловатой, при сборке резервуара.
Гибкая полоса 118 герметизирующей пленки закрывает пространство 117, чтобы герметизировать вспомогательную герметизирующую мембрану по линии с пространством 117. Полоса 118 герметизирующей пленки приклеена к двум расположенным рядом угловым блокам заводского изготовления 103 со всех сторон пространства 117 и идет до второй герметизирующей пленки 111 каждого из угловых блоков заводского изготовления 103.
Чтобы обеспечить непрерывность основного изоляционного барьера, изоляционный соединительный блок 119 закрывает полосу 118 герметизирующей пленки. Каждый изоляционный соединительный блок 119 в общем имеет L-образную форму с первым основным слоем изоляционного пенопласта, закрытого первой закрывающей панелью, и вторым основным слоем изоляционного пенопласта, закрытого второй закрывающей панелью. Первый основной слой изоляционного пенопласта и первая закрывающая панель изоляционного соединительного блока 119 проходят параллельно первой стенке резервуара. Второй основной слой изоляционного пенопласта и вторая закрывающая панель изоляционного соединительного блока 119 проходят параллельно второй стенке резервуара. Верхняя грань каждой закрывающей панели изоляционного соединительного блока 119 включает в себя пластины фиксации 120.
Изоляционный соединительный блок 119 проходит вдоль края 208 рядом с замыкающими элементами 233, 234 двух расположенных рядом угловых блоков заводского изготовления 103. Первая закрывающая панель изоляционного соединительного блока 119 расположена заподлицо с верхней поверхностью первого замыкающего элемента 233. Вторая закрывающая панель изоляционного соединительного блока 119 расположена заподлицо с верхней поверхностью второго замыкающего элемента 234. Кроме того, как также показано на фиг. 14, наружные боковые грани изоляционных соединительных блоков 119 расположены заподлицо с наружными боковыми гранями 239, 243 замыкающих элементов 233, 234.
Угловые блоки заводского изготовления 103, показанные на фиг. 12, могут устанавливаться в резервуар формы многогранного цилиндра на суше. Такой резервуар включает в себя множество вертикальных стенок, расположенных в форме многогранного цилиндра. Два угловых блока заводского изготовления 103 с фиг. 12 таким образом имеют малый угол на уровне пространства 117, который соответствует углу между двумя стоящими рядом сторонами многогранника. Общая форма такого резервуара описывается, например, в документе FR 2951521.
На фиг. 13 представлен частичный вид большего масштаба области XIII фиг. 12, на котором виден нижний угловой лист 121, прикрепленный к усиливающим буртикам 235 и 236. В этом варианте осуществления уголок окончательно изготавливается в двух частях, как описывается со ссылкой на фиг. 14. Нижний угловой лист 121 приваривается совместно к участкам 246, 254 мембраны усиливающих буртиков 235, 236. Верхний угловой лист 122 (см. фиг. 14 и 15), например, изготовленный из INVAR, затем приваривается совместно к нижнему угловому листу 121 и к пластинам фиксации 120. Как видно на фиг. 14, при сборке резервуара плоские блоки заводского изготовления 102 расположены один за другим, образуя плоские стенки резервуара, а угловые блоки заводского изготовления 103 расположены вдоль края 208 на соединении двух плоских стенок. В дополнение к полосам 118 герметизирующей пленки и изоляционным соединительным блокам 119, описанным со ссылкой на фиг. 12, вспомогательные полосы 123 герметизирующей пленки и основные изоляционные блоки 124 устанавливаются между всеми примыкающими блоками заводского изготовления, аналогичным образом тому, что описывается в документе FR 2691520. Вспомогательные полосы 123 герметизирующей пленки герметично приклеиваются к герметизирующим пленкам 106, 110 примыкающих блоков заводского изготовления. Основные изоляционные блоки 124 закрывают край примыкающих блоков заводского изготовления 102 и 103. Основные изоляционные блоки 124, которые совместно закрывают плоский блок заводского изготовления 102 и угловой блок заводского изготовления 103, с одной стороны являются смежными основному блоку 105В пенопласта плоского блока заводского изготовления 102, а с другой стороны - замыкающим элементам 233 или 234, проходящими в той же плоскости, что и упомянутый блок 105В пенопласта.
Основной изоляционный барьер поэтому включает в себя слой изоляционного пенопласта, образованный основными блоками изоляционного пенопласта плоских блоков заводского изготовления 102, основные изоляционные блоки 124 и соединительные изоляционные блоки 119. Как видно на фиг. 14, этот слой изоляционного пенопласта включает в себя на уровне углового блока заводского изготовления 103 паз 230, в котором размещаются угловые элементы 232, образованные замыкающими элементами 233, 234 и усиливающими буртиками 235, 236. В варианте осуществления фиг. 11-15 паз 230 таким образом проходит на всю толщину основного изоляционного барьера. Дно 231 паза 230 таким образом образуется в этом варианте осуществления герметизирующими пленками 110 и 111 углового блока заводского изготовления 103. Внутренние боковые грани каждого выреза в четверть образованы сторонами основных изоляционных блоков 124, совместно закрывающих угловой блок заводского изготовления 103 и плоский блок заводского изготовления 102.
Аналогичным образом, как на фиг. 12, пространства 117, образованные между двумя расположенными вплотную блоками заводского изготовления, которые показаны на фиг. 14 и 15, увеличены для ясного понимания фигур.
На фиг. 14, кроме того, представлен верхний угловой лист 122, расположенный вдоль края 208 на нижних угловых листах 121. Основная мембрана, кроме того, убрана на фиг. 14.
Верхние угловые листы 122, показанные на фиг. 14, включают в себя на крае своих первого и второго участков 258, 259, которые должны быть закрыты герметизирующими мембранами стенок резервуара, крепежные отверстия 125, в которые вставляются деревянные шурупы (не показаны), ввинчиваемые в фанерные закрывающие панели изоляционных блоков 124. Эти крепежные отверстия 125 предпочтительно вытянуты в направлении, перпендикулярном краю 208, чтобы сохранять небольшой сдвиг верхнего углового листа 122 относительно изоляционного блока 124.
Верхние угловые листы 122 также включают в себя вытянутые крепежные отверстия 126, расположенные на одной прямой с нижним угловым листом 121. Верхние угловые листы 122 приварены на уровне края вытянутых крепежных отверстий 126 к нижним угловым листам 121, чтобы с одной стороны герметизировать основную герметизирующую мембрану, а с другой стороны закрепить анкером верхние угловые листы 122 на нижних угловых листах 121. Аналогичным образом верхние угловые листы 122 включают в себя круглые отверстия 127, предназначенные, чтобы обеспечить крепление анкером верхних угловых листов 122 к пластинам фиксации 120 изоляционных соединительных блоков 119.
Для цилиндрического наземного резервуара верхние угловые листы 122 имеют на одной прямой с изоляционными соединительными блоками 119, расположенными между двумя угловыми блоками заводского изготовления 103, паз 128 на вертикальных стенках резервуара, представленный пунктирной линией на фиг. 14. Этот паз 128 обеспечивает достаточную гибкость, чтобы верхний угловой лист 122 мог проходить совместно над двумя расположенными рядом угловыми блоками заводского изготовления 103, несмотря на наличие угла между двумя упомянутыми угловыми блоками заводского изготовления 103. Герметизирующая полоса 129 герметизирует основную герметизирующую мембрану на уровне паза 128.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 15, верхние угловые листы могут включать в себя гофр 130, проходящий в направлении внутренней части резервуара, чтобы поглощать напряжение на уровне углов резервуара.
В варианте осуществления, не показанном, нижний угловой лист убран, и верхние угловые листы 122 приварены напрямую к усиливающим буртикам 235, 236.
3
Методика, описанная выше, для производства герметичного и теплоизолированного резервуара может применяться для резервуаров разного типа, например, для изготовления герметичного и теплоизолированного резервуара для СПГ в наземной установке или на плавучей конструкции, таком как танкер-метановоз, или для изготовления герметичного и теплоизолированного резервуара меньшего объема, который может служить топливной цистерной для подачи топлива в энергетическую установку судна. Такой резервуар имеет объем в 5000-30000 м.
На фиг. 10 представлен вид с вырезом танкера-метановоза 86, демонстрирующий герметичный и теплоизолированный резервуар 87 в целом призматической формы, установленный в двойном корпусе 88 судна. Стенка резервуара 87 включает в себя основной изоляционный барьер, который предназначен для контакта с СПГ, содержащимся в резервуаре, вспомогательный изоляционный барьер между основным изоляционным барьером и двойным корпусом 8 судна, и два изоляционных барьера между основным изоляционным барьером и вспомогательным изоляционным барьером, и между вспомогательным изоляционным барьером и двойным корпусом 88 соответственно.
Известным методом, загрузочные/разгрузочные трубы, размещенные на верхней палубе судна, могут соединяться с помощью подходящих коннекторов к морскому или портовому терминалу для перекачивания груза СПГ в резервуар 87 или из него.
На фиг. 10 показан пример морского терминала, включающего в себя наливную станцию 90, подводную трубу 91 и наземную установку 92. Наливная станция 90 - это стационарная морская установка, включающая в себя мобильный рукав 89 и башню 93, которая является несущей конструкцией для мобильного рукава 89. Мобильный рукав 89 имеет связку изолированных гибких труб 95, которые можно подсоединять к загрузочным/разгрузочным трубам. Ориентируемый мобильный рукав 89 можно адаптировать ко всем размерам танкера-метановоза. Соединительная труба, которая не показана, проходит внутри башни 93. Наливная станция 90 осуществляет погрузку и разгрузку танкера-метановоза 86 с наземной установки 92 или на нее. Последняя включает в себя резервуары для хранения сжиженного газа 94, 96 и соединительные трубы 97, подсоединенные с помощью подводной трубы 91 к наливной станции 90. Подводная труба 91 позволяет перекачивать сжиженный газ между наливной станцией 90 и наземной установкой 92 на большое расстояние, например 5 км, что позволяет танкеру-метановозу 86 оставаться на большом расстоянии от берега во время операций погрузки-разгрузки.
Насосы на борту судна 86 и/или насосы, которыми оборудована наземная установка 92, и/или насосы, которыми оборудована наливная станция 90, используются для создания давления, необходимого для перекачки сжиженного газа.
Хотя изобретение описывается в связи с множеством конкретных вариантов изобретения, очевидно, что оно не ограничивается ими, и что оно охватывает все технические эквиваленты описанных средств и их комбинаций, если последние входят в объем притязаний формулы изобретения.
Так, угловые элементы, подобные описанным выше, можно также монтировать к любому краю резервуара, например, краю резервуара, образующему угол 90 (или любой другой угол.
3
Кроме того, первый замыкающий элемент 33 и/или второй замыкающий элемент 34 может быть изготовлен из любого подходящего материала, за исключением дерева, например, из высокоплотного пенопласта с плотностью порядка 210 кг/м или более, например. Использование такого высокоплотного пенопласта для изготовления замыкающих элементов 33, 34 обеспечивает однородность приклеивания замыкающих элементов 33, 34 внутри вырезов в четверть 22, 23. Кроме того, использование высокоплотного пенопласта снижает разницу в температурном сжатии между угловыми термоизоляционными компонентами 9, 10 и замыкающими элементами 33, 34.
Аналогично при предпочтении, чтобы анкерное крепление замыкающих элементов 33, 34 более работало на натяжение, а не на сдвиг, нижняя грань 41, 45 замыкающих элементов 33, 34 может быть больше, чем их наружная боковая грань 39, 43.
Использование терминов «включать в себя» и «содержать» и их форм не исключает присутствия других компонентов или шагов, помимо указанных в формуле изобретения. Использование единственного числа для компонента или шага не исключает наличия множества таких компонентов или шагов, если не указано иное.
В пунктах формулы изобретения ссылочные позиции в круглых скобках не должны пониматься как ограничивающие формулу изобретения.