ИЗОЛЯЦИОННЫЙ БЛОК, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ ДЛЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ РЕЗЕРВУАРА-ХРАНИЛИЩА
INSULATION BLOCK DESIGNED FOR THERMAL INSULATION OF THE STORAGE TANK

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к области герметичных и теплоизоляционных резервуаров, с мембранами, для хранения и/или транспортировки текучей среды, например, криогенной текучей среды.
[0002] Герметичные и теплоизоляционные резервуары с мембранами, в частности, используются для хранения сжиженного природного газа (СПГ), который хранится при атмосферном давлении и температуре приблизительно -162°C. Такие резервуары могут быть установлены на суше или на плавучей конструкции. В случае плавучей конструкции резервуар может быть предназначен для транспортировки сжиженного природного газа или для приема сжиженного природного газа, служащего в качестве топлива для приведения в движение плавучей конструкции.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] В документе WO2016097578 описан герметичный и теплоизоляционный резервуар для хранения сжиженного природного газа, содержащий стенки резервуара, прикрепленные к несущей конструкции, например, к двойному корпусу судна. Каждая стенка резервуара содержит последовательно в направлении толщины от наружной стороны к внутренней стороне резервуара вспомогательный теплоизолирующий барьер, прикрепленный к несущей конструкции, вспомогательную герметизирующую мембрану, опирающуюся на вспомогательный теплоизолирующий барьер, основной теплоизолирующий барьер, опирающийся на вспомогательную уплотнительную мембрану, и основную уплотнительную мембрану, опирающуюся на основной теплоизолирующий барьер и предназначенную для контакта со сжиженным природным газом, хранящимся в резервуаре.
[0004] Вспомогательный и основной теплоизолирующие барьеры содержат изоляционные блоки, расположенные смежно друг с другом. Изоляционные блоки содержат нижнюю пластину и покрывную пластину, параллельные друг другу, и несущие стойки, протяженные в направлении толщины изоляционного блока между нижней пластиной и покрывной пластиной. Изоляционные блоки дополнительно содержат изоляционную прокладку, расположенную между несущими элементами.
[0005] В варианте осуществления, проиллюстрированном на фигурах 11-13 вышеупомянутого документа WO2016097578, изоляционные блоки содержат конструкции для распределения нагрузки. С учетом того, что несущие стойки предназначены для восприятия гидростатической и гидродинамической нагрузки для передачи ее с покрывной пластины изоляционного блока на несущую конструкцию, конструкции для распределения нагрузки позволяют предотвратить проколы, которые могут возникать в случае чрезмерной концентрации напряжений сжатия. Конструкции для распределения нагрузки вставлены между стойками и покрывной пластиной, с одной стороны, и между стойками и нижней пластиной, с другой стороны.
[0006] Покрывная и нижняя пластины имеют значительную толщину для обеспечения жесткости на изгиб изоляционных блоков, достаточной для ограничения их изгиба, в частности, когда они подвергаются температурным градиентам. Однако обратным эффектом механической жесткости является значительная толщина покрывной и нижней пластин, что приводит к ухудшению эффективности теплоизоляции изоляционных блоков и увеличению их массы.
[0007] Следовательно, вышеупомянутые изоляционные блоки не являются абсолютно удовлетворительными.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0008] Одна идея, лежащая в основе настоящего изобретения - это предложение изоляционного блока вышеупомянутого типа, предназначенного для теплоизоляции резервуара для хранения текучей среды, который обеспечивает хороший компромисс между высокой жесткостью, с одной стороны, и эффективной теплоизоляцией, с другой стороны.
[0009] Для этого в соответствии с одним вариантом осуществления изобретение предлагает изоляционный блок, предназначенный для теплоизоляции резервуара для хранения текучей среды, содержащий
первую пластину и вторую пластину, расположенные параллельно друг другу и на расстоянии друг от друга в направлении толщины изоляционного блока;
несущие стойки, вставленные между упомянутыми первой и второй пластинами в направлении толщины изоляционного блока, и
теплоизоляционную прокладку, расположенную между несущими стойками,
причем первая пластина формована из композитного материала, содержащего армированную волокном полимерную матрицу, и содержит усиленные опорные зоны, на которые опираются несущие стойки, при этом усиленные опорные зоны отделены друг от друга более тонкими зонами и имеют большую толщину, чем более тонкие зоны, а усиленные опорные зоны соединены друг с другом сетью ребер.
[0010] Таким образом, ребра позволяют повысить жесткость на изгиб первой пластины между более толстыми опорными зонами, на которые опираются стойки. Это позволяет уменьшить толщину первой пластины между опорными зонами. Следовательно, масса изоляционного блока уменьшается, эффективность теплоизоляции повышается, и при этом обеспечивается достаточная жесткость изоляционного блока.
[0011] В соответствии с вариантами осуществления изоляционный блок может иметь один или более следующих признаков.
[0012] В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционный блок содержит усиленные опорные зоны, расположенные рядами по линиям, параллельным продольному направлению, и сеть ребер, которая содержит ребра, каждое из которых между двумя смежными усиленными опорными зонами одного из рядов.
[0013] В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционный блок содержит усиленные опорные зоны, расположенные столбцами по линиям, параллельными поперечному направлению, и сеть ребер, которая содержит ребра, каждое из которых протяжено между двумя смежными усиленными опорными зонами одного из столбцов.
[0014] В соответствии с одним вариантом осуществления сеть ребер имеет две оси симметрии, перпендикулярные друг другу.
[0015] В соответствии с одним вариантом осуществления поперечное направление перпендикулярно продольному направлению.
[0016] В соответствии с одним вариантом осуществления сеть ребер содержит ребра, каждое из которых протяжено между двумя усиленными опорными зонами, расположенными в направлении, перпендикулярном продольному и поперечному направлениям.
[0017] В соответствии с одним вариантом осуществления каждое ребро имеет форму, выбранную из прямолинейной формы, криволинейной формы и омегообразной формы.
[0018] В соответствии с одним вариантом осуществления сеть ребер содержит соединительные ребра, каждое из которых соединяет два ребра, каждое из которых протяжено между двумя усиленными опорными зонами.
[0019] В соответствии с одним вариантом осуществления сеть ребер содержит краевые ребра, каждое из которых протяжено вдоль одного из краев первой пластины, и каждое из краевых ребер соединено ребрами с одной или более усиленными опорными зонами.
[0020] В соответствии с одним вариантом осуществления теплоизоляционная прокладка представляет собой изоляционный вспененный полимерный материал, приклеенный к первой пластине и второй пластине. Это повышает сопротивление изоляционного блока сдвигающим усилиям, действующим между первой пластиной и второй пластиной, и, следовательно, предотвращает скручивание несущих стоек.
[0021] В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционный вспененный полимерный материал также приклеен к несущим стойкам. Это еще больше повышает сопротивление изоляционного блока механическим усилиям.
[0022] В соответствии с одним вариантом осуществления теплоизоляционная прокладка получена путем формования изоляционного вспененного полимерного материала между первой пластиной и второй пластиной. Вспененный материал, полученный таким образом, особенно предпочтителен, поскольку можно легко адаптировать геометрию теплоизоляционной прокладки к сложной геометрии первой пластины, в частности, когда она содержит сеть ребер.
[0023] В соответствии с другим альтернативным вариантом осуществления изоляционный вспененный полимерный материал предварительно изготовлен в виде одного или более предварительно разрезанных блоков, имеющих отверстия для вмещения несущих стоек и вырезы, взаимосоответствующие сети ребер.
3
[0024] В соответствии с одним вариантом осуществления теплоизоляционная прокладка представляет собой пенополиуретан, при необходимости, армированный волокном. В соответствии с одним конкретным вариантом осуществления армированный волокном пенополиуретан имеет плотность порядка 20-40 кг/м. В соответствии с одним вариантом осуществления армированный пенополиуретан имеет содержание волокон от 3 до 5% по массе.
[0025] В соответствии с одним вариантом осуществления волокна теплоизоляционной прокладки выбраны из стекловолокна, углеродных волокон, арамидных волокон и их сочетаний.
[0026] В соответствии с одним вариантом осуществления по меньшей мере одна из усиленных опорных зон имеет посадочный элемент, взаимодействующий за счет соединения с геометрическим замыканием с концом одной из несущих стоек. В соответствии с одним вариантом осуществления посадочный элемент представляет собой охватывающий элемент, например, втулку, в который вставляется конец несущей стойки. В соответствии с другим вариантом осуществления посадочный элемент представляет собой охватываемый элемент, который вставляется в полый конец несущих стоек.
[0027] В соответствии с одним вариантом осуществления первая пластина изготовлена путем термоформования термопластичной матрицы, армированной волокнистым армирующим материалом, выбранным из матов, однонаправленных (UD) или неоднонаправленных слоев и тканей. Волокнистый армирующий материал, например, выполнен из стекловолокна.
[0028] В соответствии с одним вариантом осуществления термопластичная матрица, например, выбрана из полиэтилена, полипропилена, полиэтилентерефталата, полиамида, полиоксиметилена, полиэфиримида, полиакрилата и их сополимеров.
[0029] В соответствии с одним вариантом осуществления волокна выбраны из стекловолокна, углеродных волокон, арамидных волокон, льняных волокон, базальтовых волокон и их сочетаний.
[0030] В соответствии с одним вариантом осуществления несущие стойки изготовлены из композитного материала, содержащего армированную волокном полимерную матрицу, причем продольное направление несущих стоек ориентировано в направлении толщины изоляционного блока, причем более 50% волокон несущих стоек ориентированы параллельно продольному направлению несущих стоек или под углом менее 45° относительно упомянутого продольного направления. Это особенно предпочтительно для придания несущим стойкам удовлетворительной прочности на сжатие.
[0031] Волокна несущих стоек выбраны из стекловолокна, углеродных волокон, арамидных волокон, базальтовых волокон, их производных и сочетаний.
[0032] В соответствии с одним вариантом осуществления несущие стойки изготовлены путем пултрузии, что является предпочтительным для получения преимущественной ориентации волокон в направлении экструзии волокон и полых форм.
[0033] В соответствии с одним вариантом осуществления несущие стойки являются полыми и заполнены теплоизоляционной прокладкой.
[0034] В соответствии с одним вариантом осуществления вторая пластина формована из композитного материала, содержащего армированную волокном полимерную матрицу, и содержит усиленные опорные зоны, на которые опираются несущие стойки, причем усиленные опорные зоны отделены друг от друга более тонкими зонами и имеют большую толщину, чем более тонкие зоны, при этом усиленные опорные зоны соединены друг с другом сетью ребер.
[0035] Вторая пластина может иметь один или более признаков, описанных выше в отношении первой пластины.
[0036] В соответствии с одним вариантом осуществления первая пластина и вторая пластина идентичны.
[0037] В соответствии с одним вариантом осуществления первая пластина представляет собой покрывную пластину, а вторая пластина представляет собой нижнюю пластину.
[0038] В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также предлагает герметичный и теплоизоляционный резервуар для хранения текучей среды, содержащий теплоизолирующий барьер, включающий в себя множество вышеописанных изоляционных блоков, расположенных смежно друг с другом, и уплотнительную мембрану, опирающуюся на теплоизолирующий барьер. Резервуар может быть изготовлен с одной уплотнительной мембраной или с двумя герметизирующими мембранами, чередующимися с двумя теплоизоляционными барьерами.
[0039] Резервуар может быть частью берегового хранилища, например, для хранения СПГ, или может быть установлен на плавучей, прибрежной или глубоководной конструкции, в частности, на танкере-метановозе, на судне, работающем на СПГ, на плавучей установке для регазификации и хранения газа (FSRU), на плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) и т.п.
[0040] В соответствии с одним вариантом осуществления судно для транспортировки текучей среды содержит двойной корпус и вышеуказанный резервуар, расположенный в двойном корпусе.
[0041] В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также предлагает способ загрузки или разгрузки судна, в котором текучую среду подают по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар судна или наоборот.
[0042] В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также предлагает систему передачи текучей среды, причем система содержит вышеупомянутое судно, изолированные трубопроводы, расположенные так, чтобы соединять резервуар, установленный в корпусе судна, с плавучим или береговым хранилищем, и насос для подачи текучей среды по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар судна или наоборот.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0043] Настоящее изобретение станет более понятным, и другие задачи, детали, признаки и преимущества станут более очевидными из следующего далее описания множества конкретных вариантов осуществления изобретения, приведенных исключительно в качестве примера, а не ограничения, со ссылкой на приложенные чертежи.
[0044] Фиг 1 представляет вид в перспективе с вырезом стенки резервуара в соответствии с одним вариантом осуществления.
[0045] Фиг. 2 представляет схематический вид в разрезе изоляционного блока.
[0046] Фиг. 3 иллюстрирует способ литья под давлением на месте вспененного полимерного материала между покрывной пластиной и нижней пластиной изоляционного блока.
[0047] Фиг. 4 представляет вид спереди поверхности покрывной пластины изоляционного блока, обращенной к нижней пластине.
[0048] Фиг. 5 представляет подробный вид покрывной пластины, показанной на фиг. 4.
[0049] Фиг. 6 представляет схематическое изображение с вырезом резервуара танкера-метановоза и терминала для загрузки/разгрузки этого резервуара.
[0050] Фиг. 7 представляет схематическое изображение покрывной пластины, иллюстрирующее сеть ребер в соответствии с альтернативным вариантом осуществления. м
[0051] Фиг. 8 представляет схематическое изображение покрывной пластины, иллюстрирующее сеть ребер в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.
[0052] Фиг. 9 представляет схематическое изображение покрывной пластины, иллюстрирующее сеть ребер в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.
[0053] Фиг. 10 представляет схематическое изображение покрывной пластины, иллюстрирующее сеть ребер в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.
[0054] Фиг. 11 представляет схематическое изображение покрывной пластины, иллюстрирующее сеть ребер в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.
[0055] Фиг. 12 представляет схематическое изображение покрывной пластины, иллюстрирующее сеть ребер в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.
[0056] Фиг. 13 представляет схематическое изображение покрывной пластины, иллюстрирующее сеть ребер в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.
[0057] Фиг. 14 представляет схематическое изображение покрывной пластины, иллюстрирующее сеть ребер в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.
[0058] Фиг. 15 представляет схематическое изображение покрывной пластины, иллюстрирующее сеть ребер в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.
[0059] Фиг. 16 представляет схематическое изображение покрывной пластины, иллюстрирующее сеть ребер в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.
[0060] Фиг. 17 представляет схематическое изображение покрывной пластины, иллюстрирующее сеть ребер в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.
[0061] Фиг. 18 представляет схематическое изображение покрывной пластины, иллюстрирующее сеть ребер в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.
[0062] Фиг. 19 представляет схематическое изображение покрывной пластины, иллюстрирующее сеть ребер в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.
[0063] Фиг. 20 представляет схематическое изображение покрывной пластины, иллюстрирующее сеть ребер в соответствии с альтернативным вариантом осуществления.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0064] На фиг. 1 показана стенка герметичного и теплоизоляционного резервуара. Общая конструкция резервуара хорошо известна и имеет многогранную форму. Поэтому далее будет описана только зона стенки резервуара, при этом необходимо понимать, что все стенки резервуара могут иметь аналогичную общую конструкцию. Стенка резервуара содержит в направлении снаружи внутрь резервуара несущую стенку 1, вспомогательный теплоизолирующий барьер 2, образованный самонесущими изоляционными блоками 3, расположенными смежно друг с другом на несущей конструкции 1 и прикрепленными к ней вспомогательными удерживающими элементами 4, вспомогательную уплотнительную мембрану 5, поддерживаемую изоляционными блоками 3, основной теплоизолирующий барьер 6, образованный самонесущими изоляционными блоками 7, расположенными смежно друг с другом и прикрепленными к вспомогательной уплотнительной мембране 5 основными удерживающими элементами 8, и основную уплотнительную мембрану 9, поддерживаемую изоляционными блоками 7 и предназначенную для контакта с криогенной текучей средой, содержащейся в резервуаре.
[0065] Несущая конструкция содержит множество несущих стенок 1, определяющих общую форму резервуара. Несущая конструкция, в частности, может быть образована корпусом или двойным корпусом судна. Несущая стенка 1, в частности, может представлять собой самонесущий металлический лист или, в более общем случае, жесткую перегородку любого типа, обладающую подходящими механическими свойствами.
-6
-6
-1
-6
-1
[0066] Основная 9 и вспомогательная 5 уплотнительные мембраны, например, состоят из непрерывного слоя металлических поясов обшивки с приподнятыми краями, причем пояса обшивки приварены своими приподнятыми краями к параллельным опорам для присоединения сваркой, закрепленным на изоляционных блоках 3, 7. Металлические пояса обшивки, например, выполнены из сплава Инвар, то есть из сплава железа и никеля, коэффициент расширения которого, как правило, составляет от 1,2×10 до 2×10 K, или из сплава железа с высоким содержанием марганца, коэффициент теплового расширения которого, как правило, составляет порядка 7-9×10 K. В случае резервуара судна планки предпочтительно расположены параллельно продольному направлению 10 судна.
[0067] Вспомогательные изоляционные блоки 3 и основные изоляционные блоки 7 могут иметь идентичные или разные конструкции.
[0068] Вспомогательные 3 и основные 7 изоляционные блоки имеют форму прямоугольного параллелепипеда, образованную двумя большими гранями или основными гранями и четырьмя малыми гранями или боковыми гранями. В соответствии с одним вариантом осуществления вспомогательные 3 и основные 7 изоляционные блоки имеют одинаковую длину и ширину, однако вспомогательный изоляционный блок 3 толще, чем основной изоляционный блок 7.
[0069] Фиг. 2 представляет схематический вид в разрезе конструкции изоляционного блока 3, 7, предназначенного для образования вспомогательного или основного изоляционного блока. Изоляционный блок 3, 7 содержит нижнюю пластину 10 и покрывную пластину 11, расположенные параллельно друг другу и на расстоянии друг от друга в направлении толщины изоляционного блока 3, 7. Нижняя пластина 10 и покрывная пластина 11 образуют основные грани изоляционного блока 3, 7.
[0070] Покрывная пластина 11 имеет несущую внешнюю поверхность для вмещения вспомогательной 5 или основной 9 уплотнительной мембраны. Покрывная пластина 11 также имеет пазы, которые не проиллюстрированы, для приема опор для присоединения сваркой, чтобы приваривать металлические пояса обшивки вспомогательной 5 или основной 9 уплотнительной мембраны друг к другу. Пазы имеют L-образную форму и сделаны в количестве, например, двух на каждый изоляционный блок 3, 7. Условно продольное направление изоляционного блока 3, 7 соответствует длине упомянутого изоляционного блока 3, 7.
[0071] Изоляционный блок 3, 7 содержит несущие стойки 12, продолжающиеся в направлении толщины изоляционного блока 3, 7. Несущие стойки 11 опираются на нижнюю пластину 10, с одной стороны, и на покрывную пластину 11, с другой стороны. Несущие стойки 12 позволяют передавать направленные по нормали усилия, воздействующие на покрывную пластину 11, на нижнюю пластину 10.
[0072] Как показано на фигурах 4 и 5, покрывная пластина 11 содержит усиленные опорные зоны 13, на которые опираются несущие стойки 12. Усиленные опорные зоны 13 имеют толщину, превышающую толщину других зон покрывной пластины 11, которые далее называются «более тонкими зонами» 14. Необходимо отметить, что выражение «более тонкий» в данном случае имеет относительное значение и означает, что более тонкие зоны 14 имеют меньшую толщину, чем усиленные опорные зоны 13. Усиленные опорные зоны 13 позволяют предотвратить чрезмерную концентрацию напряжений в зоне контакта с несущими стойками 12. В качестве примера, толщина усиленных опорных зон 13 покрывной пластины 11 составляет от 15 до 35 мм, например, порядка 25 мм, тогда как толщина более тонких зон 14 составляет от 1 до 10 мм, например, порядка 2-4 мм.
[0073] Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления два конца несущих стоек 12 соответственно вставлены в посадочный элемент 15, образованный в покрывной пластине 11, и в посадочный элемент, образованный в нижней пластине 10. Посадочные элементы 15 могут относится к охватывающему типу, например, могут представлять собой втулки, в которые входят концы несущих стоек 12 за счет соединения с геометрическим замыканием. В качестве альтернативы посадочные элементы 15 относятся к охватываемому типу и вставляются в полые концы несущих стоек 12.
[0074] В варианте осуществления, проиллюстрированном на фигурах 4 и 5, каждый из посадочных элементов 15 покрывной пластины 11 образован кольцевым ободом, сделанным на одной из усиленных опорных зон 13 покрывной пластины 11. В соответствии с вариантами осуществления несущие стойки 12 также прикреплены к покрывной пластине 11, например, путем приклеивания. В соответствии с одним вариантом осуществления посадочные элементы 15 покрывной пластины 11 и нижней пластины 10 имеют разные конструкции.
[0075] Кроме того, покрывная пластина 11 содержит сеть 16 ребер, которые, в частности, проиллюстрированы на фигурах 4 и 5, соединяющих усиленные опорные зоны 13 друг с другом и предназначенных для повышения жесткости на изгиб покрывной пластины. Таким образом, сеть 16 ребер позволяет ограничить толщину покрывной пластины 11 за пределами усиленных опорных зон 13, на которые опираются несущие стойки 12, для уменьшения массы изоляционного блока 3, 7 и повышения эффективности теплоизоляции изоляционного блока 3, 7, при сохранении достаточной жесткости покрывной пластины 11.
[0076] Изоляционный блок 3, 7 также содержит теплоизоляционную прокладку 17, в частности, проиллюстрированную на фиг. 2, расположенную между покрывной пластиной 11 и нижней пластиной 10 в пространствах, не занятых несущими стойками 12.
3
3
[0077] Предпочтительно теплоизоляционная прокладка 17 представляет собой изоляционный вспененный полимерный материал, например, армированный волокном пенополиуретан низкой плотности, Изоляционный вспененный полимерный материал представляет собой, например, пенополиуретан, имеющий плотность от 20 до 40 кг/м, например, порядка 35 кг/м. Содержание волокон предпочтительно составляет от 3 до 5% по массе. Волокна представляют собой, например, стекловолокно, но также могут представлять собой углеродные волокна, арамидные волокна и их сочетания.
[0078] В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционный вспененный полимерный материал формуется на месте между покрывной пластиной 11 и нижней пластиной 10 в пространствах, не занятых несущими стойками 12. Таким образом, изоляционный вспененный полимерный материал приклеивается к нижней пластине 10, покрывной пластине 11 и несущим стойкам 12. Следовательно, изоляционный вспененный полимерный материал повышает сопротивление изоляционного блока 3, 7 сдвигающим усилиям, действующим между нижней пластиной 10 и покрывной пластиной 11 изоляционного блока 3, 7, и, таким образом, предотвращает скручивание несущих стоек 12. Таким образом, литье под давлением изоляционного вспененного материала на месте в изоляционном блоке 3, 7, имеющем покрывную пластину 11 сложной геометрии, как описано выше, особенно предпочтительно, поскольку позволяет легко адаптировать геометрию теплоизоляционной прокладки 17 к сложной геометрии покрывной пластины 11.
[0079] Для этого, как показано на фиг. 3, предварительно собранную конструкцию, состоящую из покрывной пластины 11, нижней пластины 10 и несущих стоек 12, помещают в форму 18. Форма 18 содержит крышку 19 и дно 20, которые соответственно упираются в покрывную пластину 11 и нижнюю пластину 10 изоляционного блока 3, 7, и четыре периферийные стенки 21, 22, две из которых показаны на Фигуре 3, которые продолжаются между крышкой 19 и дном 20 формы 18 по краям нижней пластины 10 и покрывной пластины 11.
[0080] Кроме того, форма 18 имеет одно или более отверстий 23 для подачи изоляционного вспененного материала, образующего теплоизоляционную прокладку 17, между покрывной пластиной 11 и нижней пластиной 10. Как показано на фиг. 3, когда отверстие 23 для подачи образовано в крышке 19 формы 18, покрывная пластина 11 изоляционного блока 3, 7 содержит соответствующее отверстие. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления, который не показан, отверстие для подачи образовано в нижней пластине 10 изоляционного блока 3, 7, что предотвращает нарушение плоскостности поверхности покрывной пластины 11, предназначенной для поддержки мембраны.
[0081] В соответствии с другим вариантом осуществления, который не показан, форма 18 не содержит крышку, и предварительно собранная конструкция, размещенная в этой форме, содержит только одну из нижней 10 или покрывной 11 пластины с соответствующими несущими стойками 12. Упомянутую предварительно собранную конструкцию размещают в форме таким образом, что упомянутая нижняя 10 или покрывная 11 пластина находится на дне 20 формы 18. Другую из нижней 10 или покрывной 11 пластины крепят к несущим стойкам 12 до того, как расширение пены достигнет нижней 10 или покрывной пластины 11.
[0082] В соответствии с другим вариантом осуществления, который не показан, из изоляционного вспененного полимерного материала предварительно изготовлены один или более разрезанных блоков, имеющих отверстия для вмещения несущих стоек 12 и вырезы, комплементарные сети 16 ребер, образованных в покрывной пластине 11. Блок изоляционного вспененного полимерного материала предпочтительно приклеен к покрывной пластине 11 и нижней пластине 10 для повышения сопротивления изоляционного блока 3, 7 механическим усилиям и, в частности, сдвигающим усилиям, действующим между нижней пластиной 10 и покрывной пластиной 11 изоляционного блока 3, 7, для предотвращения скручивания несущих стоек 12.
[0083] Для изготовления покрывной пластины 11, имеющей усиленные опорные зоны 13 и сеть 16 ребер, упомянутую покрывную пластину 11 предпочтительно изготавливают путем формования композитного материала, имеющего армированную волокном полимерную матрицу.
[0084] В соответствии с одним вариантом осуществления покрывную пластину 11 изготавливают путем термоформования листа композитного материала, то есть покрывную пластину 11 получают из листа композитного материала за счет ползучести упомянутого листа композитного материала под воздействием температуры, давления и, при необходимости, вакуума.
[0085] Покрывная пластина 11 выполнена, например, из композитного материала, обычно обозначаемого аббревиатурой GMT (Glass fiber Mat reinforced Thermoplastics - термопласты, армированные стекломатом). Такой материал содержит термопластичную матрицу, армированную волокнистым армирующим материалом, выбранным из матов, однонаправленных (UD) или неоднонаправленных слоев и тканей. Волокнистый армирующий материал выполнен, например, из стекловолокна. Такой материал предназначен для горячего прессования. Такие материалы обладают хорошей механической прочностью и имеют теплопроводность, например, порядка 400 мВт/мK при температуре 20°C.
[0086] Термопластичная матрица выбрана, например, из полиэтилена, полипропилена, полиэтилентерефталата, полиамида, полиоксиметилена, полиэфиримида, полиакрилата и их сополимеров.
[0087] Волокна выбраны из стекловолокна, углеродных волокон, арамидных волокон, льняных волокон, базальтовых волокон и их сочетаний.
[0088] В соответствии с другим вариантом осуществления покрывная пластина 11 изготовлена способом формования композитного материала, содержащего волокна и термореактивную матрицу. Способ формования представляет собой, например, компрессионное формование композитного материала смешанного типа, предназначенного для листового формования и известного под аббревиатурой SMC (Sheet Molding Compound - листовой формовочный материал), или смешанного типа, предназначенного для объемного формования и известного под аббревиатурой BMC (Bulk Molding Compound - объемный формовочный материал).
[0089] Термореактивная матрица выбрана, например, из сложного полиэфира, сложного винилового эфира, эпоксида и полиуретана.
[0090] Кроме того, волокна, связанные термореактивной матрицей, имеют ту же природу, что и волокна, описанные выше в отношении термопластичной матрицы, то есть выбраны из стекловолокна, углеродных волокон, арамидных волокон, льняных волокон, базальтовых волокон и их смесей.
[0091] В соответствии с альтернативными вариантами осуществления усиленные опорные зоны 13 и сеть 16 ребер получают путем дополнительного формования композитного материала на плоском листе композитного материала.
[0092] В соответствии с одним вариантом осуществления несущие стойки 12 изготовлены из композитного материала, содержащего волокна и термопластичную или термореактивную матрицу, способом пултрузии. Поэтому несущие стойки 12 имеют трубчатую форму. Использование способа пултрузии особенно предпочтительно, поскольку можно получить преимущественную ориентацию волокон в направлении, параллельном продольному направлению несущих стоек 12. Также предпочтительно более 50% волокон несущих стоек 12 ориентированы параллельно продольному направлению несущих стоек 12 или под углом менее 45° относительно упомянутого продольного направления. Это позволяет получить удовлетворительную прочность на сжатие без увеличения теплопроводящего сечения упомянутых несущих стоек 12. Волокна несущих стоек 12 выбраны, например, из стекловолокна, углеродных волокон, арамидных волокон, льняных волокон, базальтовых волокон и их сочетаний.
[0093] Как показано на фигурах 2 и 3, несущие стойки 12 имеют полую форму, и внутренняя область упомянутых несущих стоек 12 предпочтительно заполнена теплоизоляционной прокладкой 24. Несущие стойки 12 предпочтительно заполняют теплоизоляционной прокладкой перед установкой несущих стоек 12 на покрывную пластину 11 и нижнюю пластину 10, что позволяет избежать проколов, которые могут ослабить упомянутые несущие стойки 12. Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления несущие стойки 12 оснащены концевыми фитингами 25, которые закрывают два конца несущих стоек 12 и, таким образом, предотвращают выпадение теплоизоляционной прокладки 24, размещенной в упомянутых несущих стойках 12, из упомянутых несущих стоек 12. Концевые фитинги 25, в частности, могут быть приклеены к концам несущих стоек 12 или с усилием вставлены в них.
[0094] Теплоизоляционная прокладка 24, размещенная в несущих стойках 12, представляет собой, например, изоляционный вспененный полимерный материал, например, пенополиуретан, который формуют на месте внутри несущих стоек 12. Изоляционный вспененный полимерный материал, в частности, заливают в несущие стойки 12 во время пултрузии, после пултрузии, одновременно с ней или после заливки изоляционного вспененного полимерного материала между покрывной 11 и нижней 10 пластинами.
[0095] В соответствии с другим альтернативным вариантом осуществления теплоизоляционная прокладка 24 состоит из предварительно вырезанного блока изоляционного вспененного полимерного материала, который устанавливают в каждую несущую стойку 12.
[0096] Усиленные опорные зоны 13 и сеть 16 ребер могут иметь множество разных форм. Предпочтительно сеть 16 ребер имеет две оси симметрии, а именно ось симметрии, параллельную продольной оси x покрывной пластины 11, и ось симметрии, параллельную поперечной оси y покрывной пластины 11.
1
2
1
2
[0097] В варианте осуществления, проиллюстрированном на фигурах 4 и 5, несущие стойки 12 и, следовательно, усиленные опорные зоны 13 расположены в виде множества рядов r, r, двух в показанном варианте осуществления, протяженных параллельно продольному направлению x изоляционного блока 3, 7. Кроме того, в этом варианте осуществления усиленные опорные зоны 13 также расположены в виде множества столбцов c, c и т.д., протяженных параллельно поперечному направлению y изоляционного блока 3, 7. В соответствии с другими вариантами осуществления несущие стойки 12 и усиленные опорные зоны 13 распределены в шахматном порядке. Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления несущие стойки 12 и усиленные опорные зоны 13 распределены на одинаковом расстоянии.
1
2
1
2
[0098] В варианте осуществления, проиллюстрированном на фигурах 4 и 5, покрывная пластина 11 содержит множество прямолинейных ребер 26, протяженных параллельно продольному направлению x покрывной пластины 11 и попарно соединяющих смежные усиленные опорные зоны 13 одного ряда r, r. Покрывная пластина 11 также содержит прямолинейные ребра 27, протяженные вдоль продольных краев покрывной пластины 11, и прямолинейные ребра 28, соединяющие усиленные опорные зоны 13, расположенные на конце каждого ряда r, r, со смежным поперечным краем покрывной пластины 11.
1
2
1
2
[0099] Покрывная пластина 11 также содержит прямолинейные ребра 29, протяженные в поперечном направлении, то есть перпендикулярно продольному направлению x покрывной пластины 11, и соединяющие две смежные усиленные опорные зоны 13 одного столбца c, c и т.д. Покрывная пластина 11 также содержит прямолинейные ребра 30, параллельные поперечному направлению y, протяженные вдоль поперечных краев покрывной пластины 11, и прямолинейные ребра 31, соединяющие усиленные опорные зоны 13, расположенные на конце каждого столбца c, c и т.д., со смежным продольным краем покрывной пластины 11.
1
2
1
2
1
2
1
2
[0100] Кроме того, покрывная пластина 11 содержит диагональные ребра 32, соединяющие каждую усиленную опорную зону 13 с усиленной опорной зоной 13, принадлежащей смежному столбцу c, c и т.д., и смежному ряду r, r. В показанном варианте осуществления диагональные ребра 32 пересекаются в зоне 33 пересечения, протяженной параллельно продольному направлению x покрывной пластины 11. Покрывная пластина 11 дополнительно содержит диагональные ребра 34, протяженные параллельно вышеупомянутым диагональным ребрам 32, каждое из которых соединяет либо одну из усиленных опорных зон 13, расположенных на конце одного из рядов r, r, со смежным поперечным краем, либо одну из усиленных опорных зон 13, расположенных на конце одного из столбцов c, c и т.д., со смежным продольным краем.
1
2
1
2
[0101] Фиг. 7 схематически иллюстрирует другое расположение ребер 26, 29, 32 и усиленных опорных зон 13. Этот вариант осуществления, отличается от варианта осуществления, описанного со ссылкой на фигуры 4 и 5, тем, что диагональные ребра 32 являются полностью прямолинейными, так что зона 33 пересечения между двумя пересекающимися диагональными ребрами 32 не имеет участка, продолжающегося параллельно продольному направлению x покрывной пластины 11. Также следует отметить, что в показанном варианте осуществления расстояние между двумя смежными рядами r, r равно расстоянию между двумя смежными столбцами c, c и т.д., так что диагональные ребра 32 перпендикулярны друг другу.
1
2
[0102] Фиг. 8 схематически иллюстрирует другое расположение ребер 26, 29, 32 и усиленных опорных зон 13. Этот вариант осуществления отличается от варианта осуществления, описанного выше в отношении фиг. 7, тем, что усиленные опорные зоны 13 одного ряда r, r удалены друг от друга на разное расстояние. Также диагональные ребра 32 не обязательно перпендикулярны друг другу.
2
[0103] Вариант осуществления, показанный на фиг. 9, отличается от варианта осуществления, описанного выше в отношении фиг. 7, тем, что усиленные опорные зоны 13, принадлежащие центральному столбцу, обозначенному ссылочной позицией c на фиг. 9, не соединены ребром.
1
2
1
2
1
[0104] Вариант осуществления, проиллюстрированный на фиг. 10, отличается от варианта осуществления, описанного выше в отношении фиг. 7, в частности, тем, что покрывная пластина 11 не имеет диагональных ребер 32, соединяющих каждую усиленную опорную зону 13 со смежной усиленной опорной зоной 13, принадлежащей смежному ряду r, r и смежному столбцу c, c и т.д. Кроме того, в этом варианте осуществления смежные усиленные опорные зоны 13 столбцов c, расположенных на концах покрывной пластины 11, соединены друг с другом криволинейными ребрами 35.
1
1
2
1
2
[0105] В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 11, ребра 36, попарно соединяющие смежные усиленные опорные зоны 13 одного ряда r, являются криволинейными. Покрывная пластина 11 дополнительно содержит ребра 29, в данном случае прямолинейные, попарно соединяющие смежные усиленные опорные зоны 13 одного столбца c, c. Кроме того, в этом варианте осуществления покрывная пластина 11 оснащена соединительными ребрами 37, продолжающимися в продольном направлении x покрывной пластины 11 между двумя смежными рядами r, rи, таким образом, соединяющими ребра 29.
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
[0106] На фиг. 12 покрывная пластина 11 содержит ребра 26, попарно соединяющие смежные усиленные опорные зоны 13 одного ряда r, r, и ребра 29, попарно соединяющие смежные усиленные опорные зоны 13 одного столбца c, c и т.д. Кроме того, смежные усиленные опорные зоны 13 одного ряда r, r в данном случае попарно соединены омегообразным ребром 38. Омегообразные ребра 38, соединяющие смежные усиленные опорные зоны 13 одного ряда r, r, могут быть соединены с омегообразными ребрами 38 усиленных опорных зон 13 смежного ряда r, rили нет.
1
2
1
2
2
[0107] На фиг. 13 покрывная пластина 11 содержит криволинейные ребра 39, каждое из которых соединяет две усиленные опорные зоны 13 одного столбца c, c и соединено с криволинейным ребром 39, соединяющим две усиленные опорные зоны 13 смежного столбца c, c и т.д. Кроме того, покрывная пластина 11 также содержит опциональное ребро 29, соединяющее две усиленные опорные зоны 13 центрального столбца, обозначенного ссылочной позицией c на фиг. 13.
1
2
1
2
[0108] Фиг. 14 иллюстрирует покрывную пластину 11 в соответствии с альтернативным вариантом осуществления. На фигуре покрывная пластина 11 содержит всего четыре усиленные опорные зоны 13. Однако в соответствии с другими вариантами, которые могут быть предусмотрены, Покрывная пластина 11 содержит большее количество усиленных опорных зон 13, при этом рисунок, показанный на фиг. 14, повторяется несколько раз. В этом варианте осуществления покрывная пластина 11 содержит прямолинейные ребра 26, соединяющие смежные усиленные опорные зоны 13 каждого ряда r, r. Покрывная пластина 11 дополнительно содержит прямолинейные ребра 29, соединяющие смежные усиленные опорные зоны 13 каждого столбца c, c и т.д. Наконец, покрывная пластина 11 в данном случае содержит соединительное ребро 40, продолжающееся в поперечном направлении между двумя ребрами 26 в продольной ориентации.
1
1
2
1
2
1
2
1
2
[0109] На фиг. 15 покрывная пластина 11 содержит ребра 26, соединяющие смежные усиленные опорные зоны 13 каждого ряда r, и поперечные ребра, соединяющие смежные усиленные опорные зоны 13 столбцов, расположенных на концах покрывной пластины 11. Кроме того, покрывная пластина 11 дополнительно содержит диагональные ребра 41, в данном случае прямолинейные, каждое из которых соединяет усиленную опорную зону 13 первого ряда r, r, расположенного вблизи первого конца покрывной пластины 11, с усиленной опорной зоной 13 второго ряда, расположенного вблизи противоположного второго конца покрывной пластины 11. Кроме того, на фиг. 15 покрывная пластина 11 содержит другие опциональные диагональные ребра 42, каждое из которых соединяет усиленную опорную зону 13 ряда r, r, расположенного вблизи одного из концов покрывной пластины 11, с усиленной опорной зоной смежного ряда r, r и смежного столбца c, c и т.д.
[0110] Со ссылкой на фигуры 16-20 ниже описаны другие альтернативные варианты осуществления, в которых расположение несущих стоек 12 и, следовательно, усиленных опорных зон 13 отличается от расположения, описанного выше, в частности, тем, что не все упомянутые усиленные опорные зоны 13 расположены в виде столбцов и рядов.
1
2
1
2
1
2
[0111] В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 16, усиленные опорные зоны 13 выровнены в виде двух рядов r, r, продолжающихся параллельно продольному направлению x изоляционного блока 3, 7. Кроме того, усиленные опорные зоны 13 также выровнены в виде множества столбцов c, c и т.д., в данном случае четырех, протяженных параллельно поперечному направлению y изоляционного блока 3, 7. Кроме того, покрывная пластина 11 содержит центральную усиленную опорную зону 43, расположенную в центре покрывной пластины 11. Покрывная пластина 11 содержит ребра 26, в данном случае прямолинейные, протяженных параллельно продольному направлению x покрывной пластины 11 и попарно соединяющие усиленные опорные зоны 13 одного ряда r, r. Покрывная пластина 11 дополнительно содержит два ребра 29, протяженных параллельно поперечному направлению y и попарно соединяющих усиленные опорные зоны 13 двух столбцов, расположенных на концах покрывной пластины 11. Наконец, покрывная пластина 11 содержит радиальные ребра 44, соединяющие центральную усиленную опорную зону 43 с другими усиленными опорными зонами 13.
[0112] В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 17, покрывная пластина 11 содержит четыре внешние усиленные опорные зоны 13, попарно расположенные в продольном направлении и в поперечном направлении y покрывной пластины 11. Покрывная пластина 11 также содержит две центральные усиленные опорные зоны 45, расположенные и равноудаленные вдоль центральной оси, параллельной продольному направлению x покрывной пластины 11. Покрывная пластина 11 содержит ребра 26 в продольной ориентации и ребра 29 в поперечной ориентации, попарно соединяющие четыре внешние усиленные опорные зоны 13. Кроме того, две центральные усиленные опорные зоны 45 соединены друг с другом ребром 46 в данном случае прямолинейным в продольной ориентации. Наконец, каждая из двух центральных усиленных опорных зон 45 соединена с двумя смежными внешними усиленными опорными зонами 13 ребрами 47.
[0113] В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 18, покрывная пластина 11 содержит четыре внешние усиленные опорные зоны 13, как описано в отношении фиг. 17. Кроме того, покрывная пластина 11 содержит пять центральных усиленных опорных зон 48, 56, четыре из которых попарно расположены параллельно продольному направлению x и параллельно поперечному направлению y, образуя прямоугольник, а пятая 48 расположена на пересечении диагоналей четырех других центральных усиленных опорных зон 13. Покрывная пластина 11 содержит ребра 29, параллельные поперечному направлению y, и ребра 26, параллельные продольному направлению x, попарно соединяющие четыре внешние усиленные опорные зоны 13. Кроме того, покрывная пластина 11 содержит ребра 49, параллельные поперечному направлению y, и ребра 50, параллельные продольному направлению x, попарно соединяющие четыре центральные усиленные опорные зоны 13, образующие прямоугольник. Кроме того, каждая из четырех центральных усиленных опорных зон 13, образующих прямоугольник, соединена диагональным ребром 51 с пятой центральной усиленной опорной зоной 48. Наконец, каждая из четырех внешних усиленных опорных зон 13 соединена с соседней центральной усиленной опорной зоной 56 ребром 52.
[0114] В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 19, покрывная пластина 11 содержит четыре внешние усиленные опорные зоны 13, как описано в отношении фиг. 17. Покрывная пластина 11 содержит ребра 26 29, попарно соединяющие четыре внешние усиленные опорные зоны 13. Кроме того, покрывная пластина 11 содержит четыре центральные усиленные опорные зоны 53, образующие ромб, диагонали которого соответственно ориентированы параллельно продольному направлению x и параллельно поперечному направлению y. Кроме того, покрывная пластина 11 содержит ребра 54, соединяющие четыре центральные усиленные опорные зоны 13, каждое из которых протяжено вдоль одной из сторон ромба, образованного упомянутыми четырьмя центральными усиленными опорными зонами 53. Наконец, каждая из четырех внешних усиленных опорных зон 13 соединена со смежной центральной усиленной опорной зоной 53 ребром 55.
[0115] Вариант осуществления, проиллюстрированный на фиг. 20, отличается от варианта осуществления, описанного выше в отношении фиг. 19, тем, что четыре внешние усиленные опорные зоны 13 не соединены ни с одной из центральных усиленных опорных зон 53. Однако две центральные усиленные опорные зоны 53, ближайшие к двум продольным концам покрывной пластины 11, соединены со смежным ребром 29 соединительным ребром.
[0116] Хотя изобретение описано со ссылкой на несколько конкретных вариантов осуществления, очевидно, что оно никоим образом не ограничивается ими, и что оно включает все технические эквиваленты описанных средств и их сочетания, если они находятся в пределах объема изобретения.
[0117] В частности, разные геометрии ребер и расположения усиленных опорных зон, описанные выше, могут сочетаться друг с другом.
[0118] Также необходимо отметить, что, хотя расположения и геометрии ребер и усиленных опорных зон описаны выше в отношении покрывной пластины 11, аналогичные расположения и геометрии также могут быть применены в случае нижней пластины 10.
[0119] Со ссылкой на фиг. 6, вид с местным разрезом танкера-метановоза 70 иллюстрирует герметичный и теплоизоляционный резервуар 71, в общем, призматической формы, установленный в двойном корпусе 72 судна. Стенка резервуара 71 содержит основной герметичный барьер, предназначенный для контакта с СПГ, содержащимся в резервуаре, вспомогательный герметичный барьер, расположенный между основным герметичным барьером и двойным корпусом 72 судна, и два теплоизолирующих барьера, расположенных соответственно между основным герметичным барьером и вспомогательным герметичным барьером и между вспомогательным герметичным барьером и двойным корпусом 72.
[0120] Как известно, загрузочно-разгрузочные трубопроводы 73, расположенные на верхней палубе судна, могут быть соединены с помощью соответствующих соединителей с морским или портовым терминалом для передачи груза в виде СПГ в резервуар 71 или из него.
[0121] Фиг. 6 иллюстрирует пример морского терминала, содержащего загрузочно-разгрузочную станцию 75, подводный трубопровод 76 и береговое хранилище 77. Загрузочно-разгрузочная станция 75 представляет собой стационарное прибрежное сооружение, содержащее подвижную стрелу 74 и башню 78, которая поддерживает подвижную стрелу 74. Подвижная стрела 74 поддерживает связку изолированных гибких трубопроводов 79, которые могут быть соединены с загрузочно-разгрузочными трубопроводами 73. Поворотный подвижный рукав 74 может быть адаптирован к танкерам-матановозам всех размеров. Внутри башни 78 проходит соединительный трубопровод (не показан). Загрузочно-разгрузочная станция 75 позволяет осуществлять загрузку и разгрузку танкера-метановоза 70 из берегового хранилища 77 или на него. Последнее содержит резервуары 80 для хранения сжиженного газа и соединительные трубопроводы 81, соединенные подводным трубопроводом 76 с загрузочно-разгрузочной станцией 75. Подводный трубопровод 76 позволяет передавать сжиженный газ между загрузочно-разгрузочной станцией 75 и береговым хранилищем 77 на большое расстояние, например, 5 км, что позволяет останавливать танкер-метановоз 70 на большом расстоянии от берега во время операций загрузки и разгрузки.
[0122] Для создания давления, необходимого для передачи сжиженного газа, используются насосы, установленные на борту судна 70, и/или насосы, установленные в береговом хранилище 77, и/или насосы, установленные на загрузочно-разгрузочной станции 75.
[0123] Использование глагола «содержать» или «включать в себя» и производных форм не исключает наличия элементов или этапов, отличных от упомянутых в формуле изобретения.
[0124] В формуле изобретения ни одна ссылочная позиция в скобках не должна интерпретироваться как ограничение формулы изобретения.