ИМЕЮЩИЙ ДВУНАКЛОННУЮ ВЕРШИНУ НОСОВОЙ РЕЗЕРВУАР ДЛЯ СПГ
FORWARD SNG TANK WITH DOUBLE-INCLINED TOP

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к строительству герметичных теплоизолированных резервуаров, образующих несущую конструкцию, более точно, корпус судна для морской транспортировки сжиженного газа, в особенности, сжиженного природного газа (СПГ) с высоким содержанием метана.
Уровень техники
На фиг.1 показано судно 1 для морской транспортировки СПГ. Судно 1 имеет три или четыре цилиндрических резервуара 2 восьмиугольного сечения и носовой резервуар 3, также называемый резервуаром, форма которого соответствует форме носа судна 1. Резервуары входят в несущую конструкцию судна 1, состоящую из двойного корпуса.
На фиг.2 более подробно показан носовой резервуар 3. Как можно видеть, носовой резервуар 3 имеет носовую переборку 4 и кормовую переборку 5, перпендикулярную продольному направлению судна 1, нижнюю переборку 6 и потолочную переборку 7, две бортовые переборки 8 и 9 и четыре косые переборки 10, 11, 12 и 13, соединяющие бортовые переборки с нижней и потолочной переборками.
Каждая из упомянутых переборок содержит в направлении от внутренней поверхности резервуара к его наружной поверхности основной уплотнительный барьер, основной термоизоляционный барьер, вспомогательный уплотнительный барьер и вспомогательный термоизоляционный барьер.
Основной уплотнительный барьер и, возможно, вспомогательный уплотнительный барьер состоят из соответствующих поясов с отбортованными внутрь резервуара металлическими кромками, при этом упомянутые пояса выполнены из тонкого листового металла с низким коэффициентом расширения и сварены встык.
На фиг.2 показано, что барьеры 14 косой переборки 13 проходят от носовой переборки до кормовой переборки 5 параллельно гребню 15, образованному кромками переборок 13 и 6. Пояса 14 переборок 4 и 5 прикреплены к несущей конструкции угловыми конструкциями (не показаны). При охлаждении резервуара 3 происходит тепловое сжатие поясов 14. Соответствующие усилия, отображенные стрелками 16, через угловые конструкции передаются несущей конструкции.
Пояса нижней переборки 6 проходят параллельно продольному направлению судна 1 от кормовой переборки 5 до носовой переборки 4. Некоторые из этих поясов (не показаны) достигают переборки 4. Другие пояса 17 проходят от переборки 5 до гребня 15, где они имеют усеченную кромку. Чтобы выдерживать возникающие вследствие теплового сжатия усилия, отображенные стрелками 18, пояса 17 должны быть прикреплены к несущей конструкции в месте расположения гребня 15. Такое же требование касается гребней, образованных, соответственно, пересечением переборок 6 и 12, переборок 7 и 11 и переборок 7 и 10.
Согласно одному из известных решений крепление каждого пояса 17 к несущей конструкции в месте расположения гребня 15 достигается за счет пиллерса 19, показанного на фиг.3. Пиллерс 19 имеет корпус 20, образованный трубкой из нержавеющей стали. Корпус 20 прикреплен к несущей конструкции анкерными полосами 21. Пиллерс 19 также имеет основную пластину 22 и вспомогательную пластину 23. На основной пластине 22 находится основной клин 24, а на вспомогательной пластине 23 находится вспомогательный клин 25. Вспомогательный клин 25 служит для установки в заданное положение коробчатых конструкций, образующих вспомогательный термоизоляционный барьер.
Усеченный конец пояса 17 прикреплен к фанерной балке (не показана), которая прикреплена к пиллерсу 19 основным клином 24. Кроме того, усеченный конец пояса (не показан) вспомогательного уплотнительного барьера приварен к пластине 23.
Преимуществом резервуара 3 является его простая форма. Тем не менее недостатком этой формы является уменьшение вместимости судна 1 и более сложная архитектура носа судна. Соответственно, желательно иметь возможность использовать носовой резервуар других форм, чтобы повысить вместимость судна и упростить архитектуру носа. Тем не менее носовой резервуар другой формы не должен быть слишком сложным в изготовлении по сравнению с носовым резервуаром 3. Необходимо избежать нейтрализации преимуществ этой формы сложностью в изготовлении.
В патенте FR 2826630 описано судно, имеющее носовой резервуар такой же формы, как носовой резервуар 3. В нем предложена конструкция инваровых поясов нижней переборки.
Эта конструкция предусматривает применение особых панелей в плоскости симметрии нижней переборки.
Краткое изложение сущности изобретения
Одной из задач настоящего изобретения является создание судна, лишенного, по меньшей мере, некоторых из упомянутых недостатков известного уровня техники. В частности, одной из задач изобретения является создание носового резервуара, за счет формы которого увеличивается вместимость судна и упрощается архитектура носа. Другой задачей изобретения является создание простого в изготовлении резервуара за счет ограничения числа изготавливаемых и собираемых деталей.
В изобретении предложено судно, имеющее несущую конструкцию и герметичный теплоизолированный носовой резервуар для сжиженного природного газа, имеющий несколько прикрепленных к несущей конструкции переборок, каждая из которых содержит последовательно расположенные по толщине в направлении от внутренней поверхности носового резервуара к его наружной поверхности основной уплотнительный барьер, основной термоизоляционный барьер, вспомогательный уплотнительный барьер и вспомогательный термоизоляционный барьер, при этом первая переборка и вторая переборка из числа упомянутых переборок резервуара прилегают к гребню, основной уплотнительный барьер первой переборки содержит, по меньшей мере, первый пояс, соединенный с несущей конструкцией пиллерсом в месте расположения гребня, отличающееся тем, что основной уплотнительный барьер второй переборки содержит, по меньшей мере, второй пояс, соединенный с несущей конструкцией пиллерсом в месте расположения гребня.
За счет этих особенностей один пиллерс способен соединять с несущей конструкцией усеченные концы двух поясов двух соседних переборок. За счет этого ограничивается число изготавливаемых и устанавливаемых пиллерсов. Кроме того, может быть сконструирован резервуар такой формы, у которого две соседние переборки имеют пояса, усеченные концы которых соединены с несущей конструкцией общим гребнем. Резервуар предложенной формы позволяет увеличить вместимость СПГ и упростить архитектуру носа судна.
Несущая конструкция предпочтительно имеет первую секцию, параллельную первой переборке, и вторую секцию, параллельную второй переборке, при этом пиллерс прикреплен к первой секции.
В этом случае пояса двух соседних переборок соединены с одной и той же секцией несущей конструкции. Тем самым предотвращается превращение системы в статически неопределимую конструкцию.
В одном из выгодных вариантов осуществления пиллерс имеет, по меньшей мере, одну пластину, первый участок которой параллелен первой секции, а второй участок параллелен второй секции, при этом первый пояс прикреплен к пиллерсу в месте расположения первого участка, а второй пояс прикреплен к пиллерсу в месте расположения второго участка.
В конструкции подобной этой первый участок первый участок пластины может находиться на первой переборке, а второй участок пластины может быть смещен в сторону второй переборки.
В одном из вариантов осуществления первый пояс прикреплен к балке, соединенной с пиллерсом, который имеет опущенный край, не дающий балке отходить от переборки. Аналогичным образом, второй пояс может быть прикреплен к балке, расположенной ниже опущенного края. Балка и опущенный край позволяют пиллерсу выдерживать одну из вертикальных составляющих усилий, генерируемых в поясах.
В числе нескольких переборок носовой резервуар предпочтительно содержит потолочную переборку и две косые переборки, прилегающие к потолочной переборке, при этом потолочная переборка и две косые переборки имеют прямоугольную форму.
Прямоугольные переборки просты в сооружении и не требуют применения пиллерсов.
Первая переборка и вторая переборка преимущественно имеют трапециевидную форму и проходят параллельно продольному направлению судна.
В одном из конкретных вариантов осуществления первый и второй пояса проходят параллельно упомянутому продольному направлению.
Эта форма носового резервуара позволяет увеличить вместимость СПГ и упростить архитектуру носа судна.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет лучше понято, и его дополнительные задачи, подробности, признаки и преимущества станут более ясными из следующего далее описания одного из частных вариантов осуществления изобретения, приведенного исключительно в качестве иллюстрации, без ограничения со ссылкой на прилагаемые чертежи. На чертежах:
на фиг.1 показан вид в перспективе известного из уровня техники судна для транспортировки,
на фиг.2 показан вид в перспективе резервуара №1 судна, показанного на фиг.1,
на фиг.3 показан вид в перспективе пиллерс резервуара, показанного на фиг.2,
на фиг.4 показан вид в перспективе резервуара согласно одному из вариантов осуществления изобретения,
на фиг.5 и 6 показаны виды в разрезе резервуара, показанного на фиг.4,
на фиг.7 и 8 показаны, соответственно, вид в перспективе и вид сбоку пиллерса резервуара, показанного на фиг.4.
Подробное описание одного из вариантов осуществления
На фиг.4-6 показан носовой резервуар 53, форма которого отличается от формы носового резервуара 3.
Носовой резервуар 53 имеет переднюю переборку 54 и заднюю переборку 55, перпендикулярные продольному направлению судна. Носовой резервуар 53 также имеет кормовую переборка 56, потолочную переборку 57, две бортовые переборки 58 и 59 и четыре косые переборки 60, 61, 62 и 63, которые проходят от передней переборки 54 до задней переборки 55
Видно, что потолочная переборка 57 и косые переборки 60 и 61 являются прямоугольными и расположены параллельно продольному направлению судна. Иными словами, верхняя часть носового резервуара 53 идентична стандартному цилиндрическому резервуару 2.
В нижней части бортовые переборки 58 и 59, косые переборки 62 и 63 и нижняя переборка 56 имеют трапециевидную форму и расположены параллельно продольному направлению судна.
За счет формы носового резервуара 53 увеличивается вместимость СПГ и упрощается архитектура носа судна по сравнению с носовым резервуаром 3.
Как в случае носового резервуара 3, каждая переборка носового резервуара 53 содержит в направлении от внутренней поверхности резервуара к его наружной поверхности основной уплотнительный барьер, основной термоизоляционный барьер, вспомогательный уплотнительный барьер и вспомогательный термоизоляционный барьер. Основной уплотнительный барьер и вспомогательный уплотнительный барьер образованы соответствующими металлическими поясами с отбортованными внутрь резервуара кромками, при этом упомянутые пояса выполнены из тонкого листового металла с низким коэффициентом расширения и сварены встык.
Пояса косых переборок 63 проходят от передней переборки 54 до задней переборки 55 параллельно продольному направлению судна. Некоторые из этих поясов (не показаны) доходят до задней переборки 55. Как показано на фиг.4, другие пояса 64 проходят от передней переборки 54 до образованного пересечением переборок 63 и 56 гребня 65, где они имеют усеченную кромку.
Чтобы выдерживать возникающие вследствие теплового сжатия усилия, отображенные стрелками 66, пояса 64 должны быть прикреплены к несущей конструкции в месте расположения гребня 65.
Пояса нижней переборки 56 проходят параллельно продольному направлению судна от задней переборки 55 до передней переборки 54. Некоторые из этих поясов (не показаны) доходят до переборки 54. Другие пояса 67 проходят от переборки 55 до гребня 65, где они имеют усеченную кромку. Чтобы выдерживать возникающие вследствие теплового сжатия усилия, отображенные стрелками 68, пояса 67 должны быть прикреплены к несущей конструкции в месте расположения гребня 65.
Иными словами, в месте расположения гребня 65 с несущей конструкцией должны быть соединены два комплекта поясов, по одной на каждую переборку. Такое же требование касается гребней, образованных, соответственно, пересечением переборок 56 и 62, переборок 62 и 58 и переборок 63 и 59.
В качестве одного из простых с конструктивной точки решений можно было бы использовать для гребня 65 два комплекта пиллерсов, идентичных пиллерсу 19, при этом каждый из комплектов которых служит для соединения с несущей конструкцией поясов соответствующей переборки. Тем не менее это повлекло бы изготовление большого числа пиллерсов и их установку в резервуаре. Тем самым изготовление резервуара стало бы усложненным и дорогостоящим.
По этой причине в одном из вариантов осуществления изобретения пояса 64 и пояса 67 соединены с несущей конструкцией в месте расположения гребня 65 одним комплектом пиллерсов новой конструкции. Эти пиллерсы именуются "двунаклонными" пиллерсами, один из примеров которых проиллюстрирован на фиг.7 и 8.
Пиллерсы 69 имеют корпус 70, образованный трубкой из нержавеющей стали. Корпус 70 прикреплен к несущей конструкции анкерными полосами 71. На фиг.8, в частности, показано, что несущая конструкция имеет секцию 81, к которой прикреплена нижняя переборка 56, и секцию 82, к которой прикреплена косая переборка 63. На фиг.8 также показаны анкерные устройства 83 для крепления коробчатой конструкции (не показана) вспомогательного термоизоляционного барьера. Корпус 70 проходит перпендикулярно секции 81, к которой приварены анкерные полосы 71. Видно, что конфигурация корпуса 70 и анкерных полос 71 является такой же, как у кормовой секции носового резервуара 3. Соответственно, число деталей, используемых для строительства судна, является ограниченным. Кроме того, видно, что для сварки анкерных полос 71 и корпуса 70 могут применяться такие же инструменты и технологии. Как и анкерные полосы 18, анкерные полосы 71 позволяют осуществлять регулировку по высоте. Пиллерсы 69 также имеют основную пластину 72 и вспомогательную пластину 73, прикрепленную к корпусу 71. Основная пластина 72 имеет участок 78, параллельный секции 81, и смещенный участок 79 параллельный секции 82. Вспомогательная пластина 73 имеет участок 80, параллельный секции 81, и смещенный участок 86, параллельный секции 82.
Основная пластина 72, вспомогательная пластина 73 и две анкерные полосы 71 соединены армирующими пластинами 76. Участок 86 вспомогательной пластины 73 соединен с участком 79 основной пластины 72 трубкой 77. Армирующие пластины 76 и трубка 77 способствуют формированию конструкцию пиллерса 69, способной передавать усилия от пояса секции 81 несущей конструкции. Кроме того, поскольку пиллерс 69 является средством крепления пояса к двум соседним переборкам одной и той же секции несущей конструкции, предотвращается превращение системы в статически неопределимую конструкцию.
На основной пластине 72 расположены два основных клина 74, соответственно, на участках 78 и 79. Каждый основной клин 74 имеет опущенный край 84. На вспомогательной пластине 73 расположены два вспомогательных клина 75, соответственно, на участках 80 и 86. Каждый вспомогательный клин 75 имеет опущенный край 85.
Усеченный конец пояса 67 прикреплен к фанерной балке (не показана), которая прикреплена к пиллерсу 69 основным клином 74 участка 78, а усеченный конец пояса 64 прикреплен к фанерной балке (не показана), которая образует единое целое с пиллерсом 69 посредством основного клина 74 участка 79. Кроме того, усеченные концы пояса (не показан) вспомогательного уплотнительного барьера приварены к двум вспомогательным пластинам 73, соответственно, на участках 80 и 86. Таким образом, за счет участка 79 основной пластины 72 и участка 86 вспомогательной пластины 73 пиллерс 69 передает усилия,  генерируемые в уплотнительных барьерах косой переборки 63, помимо усилий, генерируемых в уплотнительных барьерах нижней переборки 56. Соответственно, число изготавливаемых и устанавливаемых пиллерсов является ограниченным. За счет этого изготовление носового резервуара 53 упрощается и является менее дорогостоящим. Помимо этого для сварки поясов с клиньями могут применяться такие инструменты и технологии, как и в случае пиллерса 19, что выгодно для овладения и отработки технологии.
Из рассмотрения фиг.4 может заключить, что усилия, отображенные стрелками 66 и 68, имеют вертикальную составляющую, иными словами, перпендикулярную секции 81. Упомянутые фанерные балки расположены под опущенными краями 84. Тем самым эти усилия берет на себя в первую очередь опущенный край 84. Во вторую очередь их берут на себя сварные соединения поясов и вспомогательной пластины 73.
Хотя изобретение описано на примере одного из частных вариантов осуществления, ясно, что оно не ограничено им, и включает все описанные эквивалентные технические средства и их сочетания, если они входят в объем изобретения.