СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩЕГО БАРЬЕРА ДЛЯ СТЕНКИ СУДНА И ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩИЙ БАРЬЕР, ИЗГОТОВЛЕННЫЙ ТАКИМ СПОСОБОМ
METHOD FOR PRODUCING HEAT-INSULATING BARRIER FOR VESSEL WALL AND HEAT-INSULATING BARRIER PRODUCED THEREBY

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к области герметичных и теплоизоляционных резервуаров мембранного типа для хранения и/или транспортировки текучей среды, например, криогенной текучей среды.
Герметичные и теплоизоляционные резервуары мембранного типа используются, в частности, для хранения сжиженного природного газа (СПГ), который хранится при атмосферном давлении и температуре приблизительно -162°C.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В документе WO2016046487 раскрыт герметичный и теплоизоляционный резервуар мембранного типа. Каждая стенка резервуара включает в себя многослойную конструкцию, содержащую последовательно в направлении толщины от внутренней стороны к наружной стороне резервуара вспомогательный теплоизолирующий барьер, содержащий изоляционные панели, удерживаемые на несущей конструкции, вспомогательную уплотнительную 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, содержащимся в резервуаре. Каждая изоляционная панель основного теплоизолирующего барьера имеет вырезы по краям и на углах. Вырезы образуют отверстия, в которых размещены крепежные устройства, прикрепляющие изоляционные панели основного теплоизолирующего барьера к изоляционным панелям вспомогательного теплоизолирующего барьера. Изоляционные заглушки предназначены для размещения в отверстиях, образованных в основном теплоизоляционном барьере, для обеспечения непрерывности теплоизоляции.
Размерные допуски для изоляционных заглушек очень малы, чтобы изоляционные заглушки были максимально адаптированы к размерам отверстий. В частности, необходимо, чтобы размеры изоляционных заглушек и отверстий в направлении толщины стенки резервуара соответствовали друг другу. Фактически, если это не так, изоляционные заглушки вызывают локальные перепады уровня, что оказывает отрицательное влияние на плоскостность опорной поверхности основной уплотнительной мембраны. Перепады уровня могут повреждать основную уплотнительную мембрану.
Вторая характерная особенность заключается в том, что отверстия в направлении, перпендикулярном толщине, максимально ограничены с целью максимального ограничения явлений движения газа, которые могут оказывать отрицательное влияние на теплоизоляционные характеристики.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Идея, лежащая в основе изобретения, заключается в разработке способа изготовления теплоизолирующего барьера, предназначенного для образования внутренней опорной поверхности уплотнительной мембраны и имеющего отверстия и изоляционные заглушки, размещенные в упомянутых отверстиях, который прост в реализации и ограничивает перепады уровня во внутренней опорной поверхности уплотнительной мембраны на уровне отверстий.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение предоставляет способ изготовления теплоизолирующего барьера для стенки герметичного и теплоизоляционного резервуара, встроенного в несущую конструкцию, причем упомянутый способ включает в себя следующие этапы, на которых:
крепят множество изоляционных панелей непосредственно или опосредованно к несущей конструкции с помощью крепежных устройств; причем упомянутое множество изоляционных панелей образует внутреннюю опорную поверхность уплотнительной мембраны и включает в себя, по меньшей мере, одно отверстие, выходящее на уровне упомянутой внутренней поверхности;
подготавливают изоляционную заглушку из вспененного полимерного материала, предназначенный для обеспечения непрерывности теплоизоляции на уровне указанного отверстия, причем упомянутая изоляционная заглушка имеет внутренний конец;
вставляют упомянутый изоляционную заглушку в упомянутое отверстие и продвигают его в направлении несущей конструкции до тех пор, пока изоляционная заглушка не дойдет до упора в направлении несущей конструкции на опорный элемент, размещенным в упомянутом отверстии;
прижимают изоляционную заглушку в направлении несущей конструкции к опорному элементу так, чтобы необратимо деформировать изоляционную заглушку в месте, где она упирается в опорный элемент, и для необратимого уменьшения размера изоляционной заглушки между внутренним концом изоляционной заглушки и местом, где изоляционная заглушка опирается на опорный элемент, до тех пор, пока внутренний конец изоляционной заглушки не достигнет заданного положения в упомянутом отверстии.
Соответственно, в таком способе первоначальный размер изоляционной заглушки в направлении толщины стенки резервуара больше не критичен, поскольку при продвижении изоляционной заглушки в отверстие ее размер в направлении толщины стенки необратимо уменьшается до тех пор, пока внутренний конец изоляционной заглушки не достигнет требуемого положения. Другими словами, способ позволяет непосредственно регулировать размер изоляционной заглушки в направлении толщины стенки резервуара во время установки теплоизолирующего барьера на несущую конструкцию. С одной стороны, это позволяет упростить изготовление изоляционных заглушек за счет увеличения размерных допусков, а, с другой стороны, позволяет ограничить величину перепадов уровня, которые могут возникать во внутренней опорной поверхности уплотнительной мембраны.
В соответствии с другими предпочтительными вариантами осуществления такой способ может иметь один или более следующих отличительных признаков.
3
В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционная заглушка выполнена из вспененного полимерного материала, имеющего плотность от 20 до 60 кг/м включительно. Следовательно, такой вспененный материал может легко и необратимо деформироваться вручную без использования специальных инструментов.
В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционная заглушка выполнена из пенополиуретана.
В соответствии с другим вариантом осуществления изоляционная заглушка выполнена из пенополистирола.
В соответствии с одним вариантом осуществления одно из крепежных устройств размещено в отверстии, и упомянутое крепежное устройство включает в себя опорный элемент, к которому прижимают изоляционную заглушку.
В соответствии с одним вариантом осуществления упомянутое крепежное устройство, размещенное в упомянутом отверстии, включает в себя шпильку, прикрепленную непосредственно или опосредованно к несущей конструкции, и во время крепления множества изоляционных панелей удерживающий элемент устанавливают на шпильке таким образом, что он взаимодействует с удерживающей зоной, по меньшей мере, одной из изоляционных панелей для удержания упомянутой изоляционной панели на несущей конструкции, причем упомянутая шпилька образует опорный элемент, к которому прижимают изоляционную заглушку так, что упомянутая шпилька внедряется в упомянутую изоляционную заглушку при продвижении изоляционной заглушки в направлении несущей конструкции.
В соответствии с одним вариантом осуществления при продвижении изоляционной заглушки в направлении несущей конструкции шпилька внедряется в массу изоляционной заглушки на расстояние от 5 до 30 мм включительно, например, от 8 до 15 мм включительно.
В соответствии с одним вариантом осуществления одно из крепежных устройств размещено в отверстии, и изоляционная заглушка имеет внешний конец, в котором выполнено гнездо; причем упомянутое крепежное устройство, по меньшей мере, частично размещено в упомянутом гнезде, когда внутренний конец изоляционной заглушки достигает заданного положения.
В соответствии с одним вариантом осуществления во время крепления множества изоляционных панелей на шпильке, которая прикреплена непосредственно или опосредованно к несущей конструкции, установлены:
- удерживающий элемент;
- гайка, которая удерживает удерживающий элемент на несущей конструкции; и
- по меньшей мере, одна упругая шайба, которая надета на шпильку между гайкой и удерживающим элементом для обеспечения упругого усилия, прижимающего удерживающий элемент к удерживающей зоне, по меньшей мере, одной из изоляционных панелей для удержания упомянутой изоляционной панели на несущей конструкции, причем гайка и, по меньшей мере, одна упругая шайба размещены в отверстии, выходящем на уровне внешнего конца изоляционной заглушки, когда внутренний конец изоляционной заглушки достигает заданного положения.
В соответствии с одним вариантом осуществления отверстие ограничено со стороны внутренней поверхности смежной граничной поверхностью, и в заданном положении внутреннего конца изоляционной заглушки упомянутый внутренний конец расположен менее чем на 1 мм выше и менее чем на 3 мм ниже упомянутой смежной граничной поверхности.
В заданном положении внутреннего конца изоляционной заглушки упомянутый внутренний конец изоляционной заглушки предпочтительно находится на одном уровне со смежной граничной поверхностью или расположен менее чем на 2 мм ниже нее.
В соответствии с одним вариантом осуществления смежная граничная поверхность протяжена в плоскости внутренней поверхности множества изоляционных панелей или образует нижнюю поверхность выемки, в которой размещают закрывающую пластину после размещения изоляционной заглушки в заданном положении.
В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционная заглушка необратимо сжимается в направлении толщины, ортогональном несущей конструкции, в месте, где она упирается в опорный элемент при продвижении изоляционной заглушки в направлении несущей конструкции.
В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционная заглушка имеет большее сечение, чем отверстие, и устанавливается в упомянутом отверстии по плотной посадке. В соответствии с альтернативным вариантом осуществления изоляционная заглушка имеет периферию, которая разрывается во время вставки изоляционной заглушки в отверстие.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретение также относится к теплоизолирующему барьеру для стенки герметичного и теплоизоляционного резервуара, встроенного в несущую конструкцию, включающему в себя:
множество изоляционных панелей, прикрепленных непосредственно или опосредованно к несущей конструкции с помощью крепежных устройств; причем упомянутое множество изоляционных панелей образует внутреннюю опорную поверхность уплотнительной мембраны и включает в себя, по меньшей мере, одно отверстие, выходящее на уровне упомянутой внутренней поверхности; и
изоляционную заглушку из вспененного полимерного материала, которую вставляют в упомянутое отверстие для обеспечения непрерывности теплоизоляции; причем упомянутая изоляционная заглушка опирается в направлении несущей конструкции на опорный элемент, размещенный в упомянутом отверстии, и с возможностью необратимой деформации изоляционной заглушки в месте, где она упирается в опорный элемент, причем упомянутая необратимая деформация происходит в результате продвижения изоляционной заглушки в направлении несущей конструкции до тех пор, пока она не достигнет заданного положения.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также относится к герметичному и теплоизоляционному резервуару, включающему в себя вышеупомянутый теплоизолирующий барьер и уплотнительную мембрану, опирающуюся на упомянутый теплоизолирующий барьер.
Резервуар в соответствии с одним из вышеупомянутых вариантов осуществления может быть частью берегового хранилища, например, для хранения СПГ, или может быть установлен на прибрежной или глубоководной плавучей конструкции, в частности, на танкере для перевозки метана или этана, плавучей установке для регазификации и хранения газа (FSRU), плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) и т.д. В случае плавучей конструкции резервуар может быть предназначен для приема сжиженного природного газа, служащего в качестве топлива для приведения в движение плавучей конструкции.
В соответствии с одним вариантом осуществления судно для транспортировки текучей среды включает в себя корпус, например, двойной корпус, и один из вышеупомянутых резервуаров, расположенный в корпусе.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также обеспечивает способ загрузки или разгрузки такого судна, в котором текучую среду подают по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар судна или наоборот.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также обеспечивает систему передачи текучей среды, причем система включает в себя вышеупомянутое судно, изолированные трубопроводы, расположенные так, чтобы соединять резервуар, установленный в корпусе судна, с плавучим или береговым хранилищем, и насос для подачи потока текучей среды по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар судна или наоборот.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение станет более понятным, и другие задачи, детали, признаки и преимущества станут более очевидными при изучении следующего далее описания множества конкретных вариантов осуществления изобретения, приведенных лишь в качестве неограничивающей иллюстрации и со ссылкой на приложенные чертежи.
Фиг. 1 представляет вид в перспективе с вырезом стенки резервуара в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 2 представляет вид в разрезе, иллюстрирующий крепежное устройство, обеспечивающее крепление основных изоляционных панелей основного теплоизолирующего барьера к вспомогательному теплоизолирующему барьеру, которое размещено в отверстии, образованном между двумя основными изоляционными панелями, и изоляционную заглушку, вставленную в упомянутое отверстие.
Фиг. 3 представляет вид в разрезе изоляционной заглушки, показанной на фиг. 2.
Фиг. 4 представляет вид сверху основных изоляционных панелей на уровне отверстия, образованного между двумя основными изоляционными панелями, когда изоляционная заглушка размещена в упомянутом отверстии, и закрывающая пластина закрывает упомянутое отверстие.
Фиг 5 представляет вид в разрезе, иллюстрирующий крепежное устройство, которое размещено в отверстии, образованном в четырех угловых зонах четырех смежных основных изоляционных панелей.
Фиг. 6 представляет схематический вид, иллюстрирующий крепежное устройство, размещенное в отверстии основного теплоизолирующего барьера, и изоляционную заглушку в соответствии с одним альтернативными вариантом осуществления перед вставкой в упомянутое отверстие.
Фиг. 7 представляет схематический вид, подобный виду, показанному на фиг. 6, во время вставки изоляционной заглушки в отверстие.
Фиг. 8 представляет схематический вид, иллюстрирующий крепежное устройство, размещенное в отверстии основного теплоизолирующего барьера, и изоляционную заглушку в соответствии с другим альтернативным вариантом осуществления во время вставки в отверстие.
Фиг. 9 представляет вид в перспективе с вырезом стенки резервуара в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг. 10 представляет вид в перспективе изоляционной заглушки основного теплоизолирующего барьера стенки резервуара, показанной на фиг. 9.
Фиг. 11 представляет вид в перспективе изоляционной заглушки вспомогательного теплоизолирующего барьера стенки резервуара, показанной на фиг. 9.
Фиг. 12 представляет вид в разрезе, подробно иллюстрирующий крепежное устройство стенки резервуара, показанной на фиг. 9.
Фиг. 13 показывает схематическое представление с вырезом резервуара танкера-метановоза, включающего в себя стенки, показанные на фиг. 1, и терминала для загрузки/разгрузки этого резервуара.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Условно выражения «внешний» и «внутренний» используются для определения положения одного элемента относительно другого со ссылкой на внутреннюю и внешнюю части резервуара.
На фиг. 1 представлена многослойная конструкция стенки 1 герметичного и теплоизоляционного резервуара для хранения текучей среды, например, сжиженного природного газа (СПГ). Каждая стенка 1 резервуара включает в себя последовательно в направлении толщины от наружной стороны к внутренней стороне резервуара вспомогательный теплоизолирующий барьер 2, удерживаемый на несущей конструкции 3, вспомогательную уплотнительную мембрану 4, опирающуюся на вспомогательный теплоизолирующий барьер 2, основной теплоизолирующий барьер 5, опирающийся на вспомогательную уплотнительную мембрану 4, и основную уплотнительную мембрану 6, предназначенную для контакта со сжиженным природным газом, содержащимся в резервуаре.
Несущая конструкция 3, в частности, может быть образована корпусом или двойным корпусом судна. Несущая конструкция 3 включает в себя множество стенок, определяющих общую форму резервуара, обычно многогранную форму.
Вспомогательный теплоизолирующий барьер 2 включает в себя множество вспомогательных изоляционных панелей 7, прикрепленных к несущей конструкции 3 с помощью валиков смолы, которые не показаны, и/или шпилек, которые не показаны, приваренных к несущей конструкции 3. Каждая из вспомогательных изоляционных панелей 7 включает в себя слой изоляционного вспененного полимерного материала, расположенный между жесткой внутренней пластиной и жесткой внешней пластиной. Внутренняя и внешняя пластины представляют собой, например, листы фанеры, приклеенные к упомянутом у слою изоляционного вспененного полимерного материала. Изоляционный вспененный полимерный материал, в частности, может представлять собой вспененный материал на основе полиуретана.
Вспомогательная уплотнительная мембрана 4 включает в себя множество гофрированных металлических пластин 10. Смежные гофрированные металлические пластины 10 приварены друг к другу внахлест. Кроме того, гофрированные металлические пластины 10 приварены к небольшим металлическим пластинам 14, которые прикреплены к внутренней пластине вспомогательных изоляционных панелей 7. Гофрированные металлические пластины 10 включают в себя вдоль продольных краев и на четырех углах вырезы, обеспечивающие возможность прохождения шпилек 15, которые прикреплены к внутренним пластинам вспомогательных изоляционных панелей 7, и которые предназначены для крепления основного теплоизолирующего барьера 5 к вспомогательному теплоизолирующему барьеру 2.
Основной теплоизолирующий барьер 5 содержит множество основных изоляционных панелей 16 по существу в форме прямоугольного параллелепипеда. Каждая основная изоляционная панель 16 включает в себя слой 17 вспененного полимерного материала, расположенный между двумя жесткими пластинами, а именно внутренней пластиной 18 и внешней пластиной 19. Внутренняя пластина 18 и внешняя пластина 19 представляют собой, например, листы фанеры. Вспененный полимерный материал слоя 17 представляет собой, например, пенополиуретан, при необходимости армированный волокнами, например, стеклянными волокнами.
Внутренняя пластина 18 каждой основной изоляционной панели 16 оснащена небольшими металлическими пластинами 20, 21 для крепления гофрированных металлических пластин 22 основной уплотнительной мембраны 6. Небольшие металлические пластины 20, 21 закреплены в выемках, образованных во внутренней пластине 18 основной изоляционной панели 16, и прикреплены к последней, например, с помощью винтов, заклепок или скоб.
Основную уплотнительную мембрану 6 получают путем сборки множества гофрированных металлических пластин 22. Каждая гофрированная металлическая пластина 22 включает в себя множество плоских поверхностей 25, прижатых к внутренним пластинам 18 основных изоляционных панелей 16, между гофрами. Другими словами, внутренние пластины 18 основных изоляционных панелей 16 образуют внутреннюю опорную поверхность основной уплотнительной мембраны 6.
Гофрированные металлические пластины 22 основной уплотнительной мембраны 6 расположены со смещением относительно основных изоляционных панелей 16 так, что каждая из упомянутых гофрированных металлических пластин 22 располагается одновременно над четырьмя смежными основными изоляционными панелями 16. Гофрированные металлические пластины 22 приварены друг к другу внахлест и также приварены вдоль краев к небольшим металлическим пластинам 20, 21, которые прикреплены к основным изоляционным панелям 16.
Каждая основная изоляционная панель 16 включает в себя один или более вырезов 35 вдоль каждого из двух продольных краев и вырез 36 на каждом из углов. Каждый вырез 35, 36 проходит через внутреннюю пластину 18 и затем проходит по всей толщине слоя 17 вспененного полимерного материала. На уровне каждого из вырезов 35, 36 внешняя пластина 19 выступает относительно слоя 17 вспененного полимерного материала и внутренней пластины 18 для образования удерживающей зоны 37, взаимодействующей с крепежным устройством 38. Каждый вырез 35, образованный на краю одной из основных изоляционных панелей 16, обращен к вырезу 35, образованному на противоположном крае смежной основной изоляционной панели 16. Следовательно, вырезы 35 двух смежных основных изоляционных панелей 16 попарно образуют отверстие 43, в котором размещено крепежное устройство 38. Следовательно, одно крепежное устройство 38 может взаимодействовать с двумя удерживающими зонами 37, соответственно принадлежащими одной и другой из двух смежных основных изоляционных панелей 16. Кроме того, каждый вырез 36, образованный на одном из углов основной изоляционной панели 16, обращен к вырезам 36, образованным на смежных углах трех смежных основных изоляционных панелей 16. Следовательно, четыре выреза 36 образуют крестообразное отверстие 39. Таким образом, одно крепежное устройство 38 может взаимодействовать с четырьмя контактными поверхностями 37 четырех смежных основных изоляционных панелей 16.
Обратимся к фиг. 2, показано отверстие 43, образованное на уровне вырезов 35, образованных на краях двух смежных основных изоляционных панелей 16, вместе с крепежным устройством 38 и изоляционной заглушкой 44, размещенными в упомянутом отверстии 43.
Крепежное устройство 38 включает в себя шпильку 15, которая прикреплена к внутренней пластине вспомогательных изоляционных панелей 7. Крепежное устройство 38 дополнительно включает в себя удерживающий элемент 40, который прикреплен к упомянутой шпильке 15. Удерживающий элемент 40 доходит до упора на удерживающую зону 37 основных изоляционных панелей 16, то есть на зону внешней пластины 19, выступающую относительно внутренней пластины 18 и слоя 17 вспененного полимерного материала. Следовательно, каждая удерживающая зона 37 расположена между удерживающим элементом 40 и вспомогательной уплотнительной мембраной 4.
Здесь удерживающий элемент 40 представляет собой кольцевую небольшую металлическую пластину, которая включает в себя отверстие под шпильку 15. Гайка 41 взаимодействует с резьбой шпильки 15 для закрепления удерживающего элемента 40 на шпильке 15. Кроме того, в показанном варианте осуществления на шпильку 15 между гайкой 41 и удерживающим элементом 40 надета одна или более упругих шайб, например, тарельчатых шайб 42, что обеспечивает упругое крепление основных изоляционных панелей 16 к вспомогательным изоляционным панелям 7.
После установки крепежного устройства 38 в отверстие 43 устанавливают изоляционную заглушку 44 для обеспечения непрерывности теплоизоляции.
Кроме того, как показано на фигурах 2 и 4, внутренние пластины 18 основных изоляционных панелей 16 имеют выемку 45, нижняя поверхность 46 которой ограничивает отверстие 43. Выемка 45 предназначена для ввода закрывающей пластины 47 после размещения изоляционной заглушки 44 в отверстии 43. Закрывающая пластина 47 имеет внутреннюю поверхность, которая находится на одном уровне с внутренней поверхностью основных изоляционных панелей 16 для обеспечения плоскостности опорной поверхности основной уплотнительной мембраны 6.
В другом варианте осуществления, который не показан, основной теплоизолирующий барьер 5 не имеет вышеупомянутых выемок 45 и закрывающих пластин 47. Также в этом случае внутренний конец 48 изоляционной заглушки 44 предназначен для размещения на одном уровне с внутренней поверхностью основных изоляционных панелей 16 для обеспечения плоскостности опорной поверхности основной уплотнительной мембраны 6.
3
3
3
3
Изоляционная заглушка 44, показанная на фигурах 2 и 3, выполнена из вспененного полимерного материала. В качестве примера, изоляционная заглушка 44, в частности, может быть выполнена из пенополиуретана, имеющего плотность от 20 до 60 кг/м включительно и предпочтительно от 30 до 50 кг/м включительно. Изоляционная заглушка 44, имеющая такие характеристики, особенно предпочтительна тем, что он может необратимо деформироваться без слишком большого напряжения, необходимого для обеспечения необратимой деформации. Альтернативно изоляционная заглушка 44 может быть выполнена из пенополистирола, имеющего плотность от 20 до 60 кг/м включительно и предпочтительно от 30 до 50 кг/м включительно.
Изоляционная заглушка 44 имеет сечение, соответствующее сечению отверстия 43. Также изоляционная заглушка 44 имеет плоский внутренний конец 48. Изоляционная заглушка 44 также имеет внешний конец 49, в котором выполнено гнездо 50, предназначенное для по меньшей мере частичного входа крепежного устройства 38. В частности, в показанном варианте осуществления гнездо 50 имеет два участка 51, 52 с разными диаметрами. Первый участок 51 имеет больший диаметр и выходит на уровне внешнего конца 49 изоляционной заглушки 44. Первый участок 51 предназначен для размещения упругих шайб 42 и гайки 41. Второй участок 52 имеет меньший диаметр и проходит от первого участка 51 в направлении внутреннего конца 48 изоляционной заглушки 44. Второй участок 52 предназначен для размещения конца шпильки 15. Таким образом, геометрия гнезда 50 соответствует геометрии крепежного устройства 38 для оптимизации наличия изоляционного материала в отверстии 43.
0
0
Как показано на фиг. 3, в первоначальном состоянии до вставки изоляционной заглушки 44 в отверстие 43 изоляционная заглушка 44 имеет размер X в направлении толщины стенки 1 резервуара между нижней поверхностью 53 гнезда 50 и внутренним концом 48 изоляционной заглушки 44. Размер X больше, чем размер Y в направлении толщины стенки 1 резервуара между концом шпильки 15 и плоскостью смежной граничной поверхности, которая ограничивает отверстие 43.
В показанном варианте осуществления смежная граничная поверхность соответствует нижней поверхности 46 выемки 45. Другими словами, размер Y соответствует расстоянию между концом шпильки 15 и нижней поверхностью 46 выемки 45. В других альтернативных вариантах осуществления, когда основной теплоизолирующий барьер 5 не имеет закрывающих пластин 47, и внутренний конец 48 изоляционной заглушки 44 предназначен для размещения на одном уровне с внутренней поверхностью основных изоляционных панелей 16, смежная граничная поверхность соответствует внутренней поверхности основных изоляционных панелей 16. Другими словами, размер Y соответствует расстоянию между концом шпильки 15 и внутренней поверхностью основных изоляционных панелей 16.
0
Предпочтительно X=Y+Δ, где Δ составляет от 5 до 30 мм включительно и предпочтительно от 8 до 15 мм включительно.
Ниже подробно описана установка изоляционной заглушки 44 в отверстии 43.
1
0
Сначала изоляционную заглушку 44 вставляют в отверстие 43, а затем продвигают в него в направлении несущей конструкции 3 до тех пор, пока упомянутая изоляционная заглушка 44 и, в частности, нижняя поверхность 53 гнезда 50 не дойдет до упора в опорный элемент, в данном случае в конец шпильки 15. Затем изоляционную заглушку 44 прижимают к шпильке 15 так, что шпилька 15 проникает во вспененный полимерный материал изоляционной заглушки 44 и необратимо деформирует ее. Другими словами, в зоне изоляционной заглушки 44, контактирующей со шпилькой 15, упомянутая изоляционная заглушка 44 деформируется сверх своего предела упругости и подвергается пластической деформации и/или разрушению. Соответственно, размер X изоляционной заглушки 44 в направлении толщины стенки 1 резервуара между зоной изоляционной заглушки 44, упирающейся в шпильку 15, и внутренним концом изоляционной заглушки 44 меньше, чем размер X. В соответствии с одним вариантом осуществления шпилька 15 внедряется в массу изоляционной заглушки 44 на расстояние от 5 до 30 мм включительно, например, от 8 до 15 мм включительно.
1
Заданное положение изоляционной заглушки 44 в отверстии 43 соответствует положению, в котором внутренний конец 48 изоляционной заглушки 44 расположен относительно смежной граничной поверхности, в данном случае нижней поверхности 46 выемки 45, менее чем на 1 мм выше и менее чем на 3 мм ниже упомянутой смежной граничной поверхности. Упомянутый внутренний конец 48 изоляционной заглушки 44 предпочтительно находится на одном уровне с упомянутой смежной граничной поверхностью или менее чем на 2 мм ниже нее. Другими словами, в заданном положении изоляционной заглушки размер X может быть определен следующим образом:
1
Y≥X≥Y-ε, где ε=2 мм.
Следовательно, такой способ позволяет уменьшить величину перепадов уровня, которые могут возникать во внутренней опорной поверхности основной уплотнительной мембраны 6.
Фиг. 5 иллюстрирует крепежное устройство 54 и отверстие 55, образованное на углах четырех смежных основных изоляционных панелей 16, в котором размещено упомянутое крепежное устройство 54. В этом варианте осуществления удерживающий элемент 56 имеет X-образную форму и включает в себя четыре лапки, каждая из которых размещена внутри выреза 36, образованного в соответствующей из основных изоляционных панелей 16. Пять изоляционных заглушек 57, 58, 59, 60 обеспечивают непрерывность теплоизоляции. Каждая из четырех изоляционных заглушек 57, 58, 59, две из которых частично показаны, и одна из которых полностью показан на фиг. 5, размещена в вырезе 36 соответствующей основной изоляционной панели 16, тогда как пятая изоляционная заглушка 60 расположена в центре отверстия 55 между другими четырьмя изоляционными заглушками 57, 58, 59 и, следовательно, служит в качестве клина, обеспечивающего удержание других изоляционных заглушек 57, 58, 59 на месте.
В качестве примера изоляционные заглушки 57, 58, 59, 60 выполнены из материала, идентичного изоляционной заглушки 44, описанной со ссылкой на фигуры 2-4.
Ниже будет подробно описана установка изоляционных заглушек 57, 58, 59, 60 в отверстии 55. Прежде всего, четыре изоляционные заглушки 57, 58, 59 размещают в соответствующем вырезе 36 одной из основных изоляционных панелей 16. В соответствии с альтернативным вариантом осуществления четыре изоляционные заглушки 57, 58, 59 имеют размеры в направлении толщины стенки 1 резервуара, которые соответствуют размерам отверстия так, что необязательно необратимо деформировать их для того, чтобы их внутренний конец 61 находился на одном уровне с внутренней поверхностью смежных основных изоляционных панелей 16.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления четыре изоляционные заглушки 57, 58, 59 имеют размер в направлении толщины резервуара, который превышает размер в направлении толщины стенки 1 резервуара между опорной поверхностью удерживающего элемента 56, предназначенной для ввода внешнего конца изоляционных заглушек, и плоскостью внутренней поверхности основных изоляционных панелей 16. Также в этом варианте осуществления для закрепления упомянутых заглушек 57, 58, 59 в отверстии 55 каждую изоляционную заглушку 57, 58, 59 прежде всего вставляют в отверстие 55 в направлении несущей конструкции 3 до тех пор, пока упомянутая изоляционная заглушка 57, 58, 59 не дойдет до упора в опорный элемент, в данном случае одну из лапок удерживающего элемента 56. Затем каждую изоляционную заглушку 57, 58, 59 прижимают к удерживающему элементу 56 так, что упомянутая изоляционная заглушка 57, 58, 59 сжимается необратимым образом. Следовательно, размер каждой из изоляционных заглушек 57, 58, 59 уменьшается необратимым образом до тех пор, пока внутренний конец 61 каждой изоляционной заглушки 57, 58, 59 не достигнет заданного положения, в котором внутренний конец 61 каждой изоляционной заглушки 57, 58, 59 находится по существу на одном уровне с внутренней поверхностью основных изоляционных панелей 16.
Центральную изоляционную заглушку 60 вставляют в отверстие 55 между другими четырьмя изоляционными заглушками 57, 58, 59 до тех пор, пока она не дойдет до упора в конец шпильки 15. Затем, как и в варианте осуществления, показанном на фигурах 2-4, изоляционную заглушку 60 прижимают к шпильке 15 так, что шпилька 15 проникает во вспененный полимерный материал упомянутой изоляционной заглушки 60 и необратимо деформирует ее. Изоляционная заглушка 60 деформируется до тех пор, пока внутренний конец 61 упомянутой изоляционной заглушки 60 не достигнет заданного положения.
Каждое из заданных положений изоляционных заглушек 57, 58, 59, 60 соответствует положению, в котором внутренний конец 61 соответствующей изоляционной заглушки 57, 58, 59, 60 расположен менее чем на 1 мм выше смежной граничной поверхности, в данном случае внутренней поверхности основных изоляционных панелей 16, и менее чем на 3 мм и предпочтительно менее чем на 2 мм ниже нее.
Фигуры 6 и 7 схематически иллюстрируют изоляционную заглушку 62 в соответствии с другим вариантом осуществления. Этот вариант осуществления отличается от варианта осуществления, описанного выше со ссылкой на фигуры 1-4, тем, что в первоначальном состоянии изоляционная заглушка 62 имеет сечение, размеры которого превышают размеры сечения отверстия 43. Как показано на фиг. 7, когда изоляционная заглушка 62 принудительно вставляют в отверстие 43, периферия 63 изоляционной заглушки 62, по меньшей мере, частично разрывается от части изоляционной заглушки 62, которую вставляют в отверстие 43. Компоновка такого типа позволяет исключить зазоры между изоляционным заглушающим элементом 62 и стенками отверстия 43, которые могут снижать эффективность теплоизоляции.
В качестве примера, если изоляционная заглушка 62 и отверстие 43 имеют круглое сечение, изоляционная заглушка 62 имеет диаметр на 2-10 мм и предпочтительно на 5-7 мм больше, чем диаметр отверстия 43. Если изоляционная заглушка 62 имеет какую-либо другую форму, например, форму параллелепипеда, по меньшей мере, один из размеров его сечения больше, чем соответствующий размер сечения отверстия 43.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления периферия 63 изоляционной заглушки 62 может быть предварительно надрезана для облегчения разрыва при вставке изоляционной заглушки 62 в отверстие 43.
Как и в предыдущих вариантах осуществления, изоляционная заглушка 43 деформируется шпилькой 15 крепежного устройства до тех пор, пока внутренний конец упомянутой изоляционной заглушки 62 не достигнет заданного положения.
Фиг. 8 схематически иллюстрирует изоляционную заглушку 64 в соответствии с другим альтернативным вариантом осуществления. Как и в варианте осуществления, показанном на фигурах 6 и 7, изоляционная заглушка 64 имеет сечение, размеры которого превышают размеры сечения отверстия 43. Однако в этом варианте осуществления периферия изоляционной заглушки 64 не разрывается во время вставки изоляционной заглушки 64 в отверстие 43, и изоляционная заглушка 64 устанавливается по плотной посадке в отверстии 43.
На фиг. 9 показана многослойная конструкция стенки 1 резервуара в соответствии с другим вариантом осуществления.
Вспомогательный теплоизолирующий барьер 2 включает в себя множество смежных вспомогательных изоляционных панелей 65. Каждая вспомогательная изоляционная панель 65 состоит из параллелепипедного короба, например, выполненного из фанеры, который включает в себя нижнюю пластину, покрывную пластину и стенки, которые протяжены в направлении толщины стенки 1 между нижней пластиной и покрывной пластиной и образуют отсек, заполненный изоляционной прокладкой, например, перлитом. Нижние пластины выступают в боковом направлении с двух противоположных сторон короба так, что в каждом углу короба к этой выступающей части прикреплены планки 68.
Основной теплоизолирующий барьер 5 также включает в себя множество смежных основных изоляционных панелей 66. Основные изоляционные панели 66 имеют конструкцию, по существу подобную вспомогательным изоляционным панелям 65. Основные изоляционные панели 66 имеют размеры одинаковые с размерами вспомогательных изоляционных панелей 65, за исключением толщины в направлении толщины резервуара, которая может быть меньше, чем толщина вспомогательных изоляционных панелей 65. Нижние пластины основных изоляционных панелей выступают в боковом направлении с двух противоположных сторон короба так, что в каждом углу короба к этой выступающей части прикреплены планки 67.
Вспомогательная уплотнительная мембрана 4 включает в себя непрерывный слой из металлических планок с выступающими краями. Выступающие края планок приварены к параллельным сварным опорам, которые закреплены в пазах, образованных на покрывных пластинах вспомогательных изоляционных панелей 65. Основная уплотнительная мембрана 6 имеет аналогичную конструкцию и включает в себя непрерывный слой из металлических планок с выступающими краями. Выступающие края планок приварены к параллельным сварным опорам, которые закреплены в пазах, образованных на облицовочных пластинах основных изоляционных панелей 66.
-6
-6
-1
Металлические планки, например, выполнены из сплава Инвар, то есть сплава железа и никеля, коэффициент расширения которого обычно составляет от 1,2⋅10 до 2⋅10 K включительно.
Фиг. 12 иллюстрирует крепежное устройство 69 для крепления основных изоляционных панелей 65 и вспомогательных изоляционных панелей 66. Крепежное устройство 69 включает в себя втулку 82, которая прикреплена к несущей конструкции 3 на уровне четырех углов четырех смежных вспомогательных изоляционных панелей 66. Каждая втулка 82 вмещает гайку 83, в которую ввинчивается нижний конец шпильки 84. Крепежное устройство 69 дополнительно включает в себя удерживающий элемент 85, закрепленный на шпильке 84. Удерживающий элемент 85 опирается на планки 68 для удержания вспомогательных изоляционных панелей 65 на несущей конструкции 3. Гайка 86 взаимодействует с резьбой шпильки 84 для закрепления удерживающего элемента 85 на шпильке 84. Кроме того, крепежное устройство 69 включает в себя упругие шайбы 87, которые надеты на шпильку 84 между гайкой 86 и удерживающим элементом 85, что обеспечивает упругое крепление вспомогательных изоляционных панелей 65 к несущей конструкции 3. Крепежное устройство дополнительно включает в себя небольшую пластину 88, которая прикреплена к удерживающему элементу 85. Между удерживающим элементом 85 и небольшой пластиной 88 расположен разделительный элемент 89, например, выполненный из дерева. Разделительный элемент 89 имеет такую толщину, что небольшая пластина 88 находится на одном уровне с покрывной пластиной вспомогательных изоляционных панелей 65. Разделительный элемент 89 включает в себя центральное гнездо, предназначенное для входа верхнего конца шпильки 84, гайки 86 и упругих шайб 87. Разделительный элемент 89 также включает в себя отверстия, предназначенные для прохождения болтов 90 для крепления небольшой пластины 88 к удерживающему элементу 85.
Кроме того, небольшая пластина 88 включает в себя центральное резьбовое отверстие, которое принимает резьбовое основание шпильки 91. Шпилька 91 проходит через отверстие, образованное в планке вспомогательной уплотнительной мембраны 4. Шпилька 91 имеет фланец, который приварен по периферии вокруг отверстия для обеспечения уплотнения вспомогательной уплотнительной мембраны 4. Шпилька 91 имеет резьбовой верхний конец, на который навинчена гайка 92 для прижатия удерживающего элемента 93 к планкам 67 основных изоляционных панелей 66. Крепежное устройство 69 также включает в себя, по меньшей мере, одну упругую шайбу 94, которая надета на шпильку 91 между гайкой 92 и удерживающим элементом 93 и, следовательно, обеспечивает упругое крепление основных изоляционных панелей 66 относительно небольшой пластины 88.
Обратимся к фиг. 9, на которой показано, что основной теплоизолирующий барьер 5 и вспомогательный теплоизолирующий барьер 2 стенки 1 резервуара, имеющей многослойную конструкцию, также имеют изоляционные заглушки 95, 96.
Изоляционная заглушка 95 вспомогательного теплоизолирующего барьера 2 подробно показана на фиг. 11. Каждая изоляционная заглушка 95 имеет крестообразную форму и включает в себя внутреннее отверстие, в которое вставляется шпилька 84 крепежного устройства 69. Изоляционная заглушка 95 вставляется в отверстие, образованное на уровне углов четырех вспомогательных изоляционных панелей 65, так, что каждое из четырех ответвлений упомянутой изоляционной заглушки 95 вставляется в промежуток между двумя смежными вспомогательными изоляционными панелями 65.
В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционная заглушка 95 выполнена из материала, идентичного материалу изоляционной заглушки 44, описанной со ссылкой на фигуры 2-4. Изоляционную заглушку 95 устанавливают в отверстие следующим образом. Изоляционную заглушку 95 размещают так, что шпилька 91 обращена к шпильке 84, и затем вставляют в отверстие в направлении несущей конструкции 3 до тех пор, пока она не дойдет до упора в опорный элемент, в данном случае втулку 82. Затем изоляционную заглушку 95 прижимают к втулке 82 так, что изоляционная заглушка 95 необратимо деформируется до тех пор, пока упомянутая изоляционная заглушка 95 не достигнет заданного положения. В упомянутом заданном положении внутренний конец изоляционной заглушки 95 находится по существу на одном уровне с поверхностью планок 68, на которые опирается удерживающий элемент 85.
Изоляционная заглушка 96 основного теплоизолирующего барьера 5 подробно показана на фиг. 10. Каждая изоляционная заглушка 96 вставлена в отверстие, образованное на углах четырех смежных основных изоляционных панелей.
В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционная заглушка 96 выполнена из материала, идентичного материалу изоляционной заглушки 44, описанной со ссылкой на фигуры 2-4. Изоляционную заглушку 96 устанавливают в соответствующее отверстие следующим образом. Изоляционную заглушку 96 размещают в гнезде и продвигают в направлении несущей конструкции 3 до тех пор, пока она не дойдет до упора в опорный элемент, в данном случае шпильку 91. Затем изоляционную заглушку 96 прижимают к шпильке 91 так, что изоляционная заглушка 96 необратимо деформируется до тех пор, пока упомянутая изоляционная заглушка 96 не достигнет заданного положения. В упомянутом заданном положении внутренний конец изоляционной заглушки 96 находится по существу на одном уровне с внутренней поверхностью основных изоляционных панелей 66.
Обратимся к фиг 13, вид с вырезом танкера-метановоза 70 иллюстрирует герметичный и изолированный резервуар 71, в общем, призматической формы, установленный в двойном корпусе 72 судна. Стенка резервуара 71 включает в себя основную уплотнительную мембрану, предназначенную для контакта с СПГ, содержащимся в резервуаре, вспомогательную уплотнительную мембрану, расположенную между основной уплотнительной мембраной и двойным корпусом 72 судна, и два теплоизолирующих барьера, соответственно расположенных между основной уплотнительной мембраной и вспомогательной уплотнительной мембраной и между вспомогательной уплотнительной мембраной и двойным корпусом 72.
Как известно, трубопроводы 73 загрузки/разгрузки, расположенные на верхней палубе судна, могут быть соединены с помощью соответствующих соединителей с морским или портовым терминалом для передачи СПГ в резервуар 71 или из него.
Фиг. 13 иллюстрирует пример морского терминала, имеющего станцию 75 загрузки и разгрузки, подводный трубопровод 76 и береговое сооружение 77. Станция 75 загрузки и разгрузки представляет собой стационарное прибрежное сооружение, имеющее подвижную стрелу 74 и башню 78, поддерживающую подвижную стрелу 74. Подвижная стрела 74 удерживает связку изолированных гибких шлангов 79, которые могут быть соединены с трубопроводами 73 загрузки/разгрузки. Ориентируемая подвижная стрела 74 может быть адаптирована к метановозам всех размеров. Внутри башни 78 проходит соединительный трубопровод (не показан). Станция 75 загрузки и разгрузки позволяет выполнять загрузку и разгрузку метановоза 70 из берегового сооружения 77 и наоборот. Последнее имеет резервуары 80 для хранения сжиженного газа и соединительные трубопроводы 81, соединенные со станцией 75 загрузки или разгрузки подводным трубопроводом 76. Подводный трубопровод 76 позволяет передавать сжиженный газ между станцией 75 загрузки или разгрузки и береговым сооружением 77 на большое расстояние, например, 5 км, что позволяет останавливать метановоз 70 на большом расстоянии от берега во время операций загрузки и разгрузки.
Для создания давления, необходимого для передачи сжиженного газа, используются насосы, установленные на борту судна 70, и/или насосы, установленные в береговом сооружении 77, и/или насосы, установленные на станции 75 загрузки и разгрузки.
Хотя изобретение описано со ссылкой на несколько конкретных вариантов осуществления, очевидно, что оно никоим образом не ограничивается ими, и что оно включает в себя все технические эквиваленты и сочетания описанных средств, если они находятся в пределах объема изобретения, определенного формулой изобретения.
Использование глагола «включать в себя» или «содержать» и производных форм не исключает наличия элементов или других этапов, отличных от изложенных в пункте формулы изобретения.
В формуле изобретения любая ссылочная позиция в скобках не должна интерпретироваться как ограничение пункта формулы изобретения.