КОНСТРУКЦИЯ ГЕРМЕТИЧНОЙ СТЕНКИ
TIGHT WALL STRUCTURE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к области герметичных и теплоизоляционных резервуаров для хранения и/или транспортировки текучей среды, например, криогенной текучей среды.
Герметичные и теплоизоляционные резервуары используются, в частности, для хранения сжиженного газа, например, метана (СПГ) или сжиженного нефтяного газа (СНГ), который хранится при атмосферном давлении. Такие резервуары могут быть установлены на суше или на плавучей конструкции.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В уровне техники известны, например, в соответствии с документами FR-A-2798358, FR-A-2709725, FR-A-2549575 или FR-A-2398961, резервуары для хранения или транспортировки сжиженных газов при низкой температуре, в которых одна или каждая герметичная мембрана, в частности, первичная герметичная мембрана, контактирующая с продуктом, содержащимся в резервуаре, состоит из тонких металлических пластин, которые поддерживаются теплоизоляционным барьером. Эти тонкие металлические пластины герметично соединены друг с другом, обеспечивая герметичность резервуара.
Фиг. 1 иллюстрирует известный способ крепления упомянутых металлических пластин к теплоизоляционному барьеру в резервуаре такого типа. На фиг. 1 верхняя поверхность 101 теплоизоляционного барьера имеет канавку 102, образованную в направлении толщины теплоизоляционного барьера от опорной поверхности 101. Канавка 102 в направлении толщины теплоизоляционного барьера имеет удерживающую зону, образованную вырезом 103, который расположен параллельно опорной поверхности 101. Вырез 103 образован на конце канавки 102, противоположном опорной поверхности 101 в направлении толщины теплоизоляционного барьера, причем канавка 102 имеет L-образное поперечное сечение, основание которой образовано вырезом 103. В канавку 102 вставлен L-образный крепёжный фланец 104. Крепёжный фланец 104 имеет основание 105, расположенное в вырезе 103 таким образом, чтобы удерживать крепёжный фланец 104 на теплоизоляционном барьере в направлении, перпендикулярном опорной поверхности 101. Крепёжный фланец 104 дополнительно содержит крепёжный участок 106, нижняя часть 107 которого примыкает к нижней части 105, а верхняя часть 108 выступает над опорной поверхностью 101.
По обе стороны крепёжного фланца 104 расположены две металлические пластины 109. Каждая из металлических пластин 109 имеет плоский средний участок 110, лежащий на опорной поверхности 101 (в целях читаемости чертежа опорная поверхность 101 и металлические пластины 109 показаны на фиг. 1 с зазором). Металлические пластины 109 также имеют приподнятые боковые края, далее называемые приподнятыми краями 111. Приподнятый край 111 каждой из двух смежных металлических пластин 109 приварена по обеим сторонам крепёжного участка 106 крепёжного фланца 104.
Таким образом, приподнятые края 111 вместе с крепёжным фланцем 104 образуют компенсаторы, которые обеспечивают поглощение нагрузок, связанных со сжатием герметичной мембраны, например, при заливке криогенной жидкости в резервуар.
Однако такой крепёжный фланец 104 образует фиксированную точку крепления каждого выступающего края 111. Фактически, поскольку крепёжный фланец 104 подвергается напряжению со стороны приподнятых краев 111 в двух противоположных направлениях, он остается по существу неподвижным в резервуаре. В связи с этим крепление приподнятых краев 111 на опорной поверхности 101 с помощью крепёжных фланцев 104 является по существу фиксированным. Поэтому, гибкость герметичной мембраны ограничена.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Один из замыслов, на которых основано изобретение, заключается в обеспечении резервуара, содержащего герметичную мембрану, обладающую хорошей гибкостью.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение раскрывает герметичный и теплоизоляционный резервуар, встроенный в несущую конструкцию, причём упомянутый резервуар содержит стенку резервуара, поддерживаемую несущей стенкой несущей конструкции, причём стенка резервуара содержит:
теплоизоляционный барьер, закреплённый на несущей стенке и образующий опорную поверхность, параллельную несущей стенке, причём теплоизоляционный барьер содержит множество смежных параллелепипедных изоляционных элементов, опорная поверхность образована верхней поверхностью множества изоляционных элементов,
металлическую герметичную мембрану, поддерживаемую опорной поверхностью, причём металлическая герметичная мембрана содержит множество металлических поясов, при этом множество, группа или каждая из упомянутых металлических планок представляет собой профилированную часть, протяжённую в продольном направлении, поперечное сечение которой содержит основание, имеющее плоский средний участок, лежащий на опорной поверхности, и два приподнятых боковых края, выступающих относительно основания в направлении толщины стенки резервуара приподнятые края образованы из противоположных продольных краев плоского среднего участка основания, металлические пояса расположены параллельно друг другу на опорной поверхности,
причём теплоизоляционный барьер имеет выемку, выполненную в направлении толщины изоляционных элементов от опорной поверхности, при этом выемка проходит в продольном направлении и имеет открытый проём и удерживающую зону, проходящую в боковом направлении перпендикулярно или под углом к направлению толщины изоляционных элементов,
по меньшей мере один из металлических поясов (обшивки) образует крепёжный пояс, содержащий крепёжный фланец, прикреплённый к плоскому среднему участку упомянутого крепёжного пояса или по меньшей мере выступающий в боковом направлении от продольного края плоского среднего участка крепёжного пояса и проходящий в удерживающей области выемки теплоизоляционного барьера, удерживая крепёжный пояс на опорной поверхности в направлении толщины, причем каждый выступающий боковой край крепёжного пояса герметично приварен к приподнятому боковому краю соответствующего смежного металлического пояса.
Благодаря этим признакам, герметичная мембрана резервуара имеет хорошую гибкость. Фактически, благодаря этим признакам, крепёжный фланец непосредственно соединён с плоским средним участком крепёжного пояса, а приподнятые края поясов соединены с приподнятыми краями крепёжного пояса. Таким образом, компенсаторы, образованные приподнятыми краями металлических поясов и приподнятыми краями крепёжного пояса, не связаны с креплением металлических поясов. В связи с этим, деформация компенсаторов, образованных приподнятыми краями, не ограничивается креплением крепёжного пояса, так что герметичная мембрана имеет хорошую гибкость.
В соответствии с вариантами осуществления один резервуар может иметь один или более следующих признаков.
В соответствии с одним вариантом осуществления дно выемки образует участок опорной поверхности.
В соответствии с одним вариантом осуществления средний участок крепёжного пояса лежит на дне выемки.
В соответствии с одним вариантом осуществления крепёжный фланец расположен в удерживающей области выемки теплоизоляционного барьера, удерживая крепёжный пояс на опорной поверхности в направлении толщины и позволяя скольжение в продольном направлении.
В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционные элементы содержат облицовочные панели, причем опорная поверхность образована облицовочными панелями изоляционных элементов, а выемка образована в направлении толщины по меньшей мере одной из упомянутых облицовочных панелей.
В соответствии с одним вариантом осуществления верхняя поверхность по меньшей мере одной из упомянутых облицовочных панелей, образующих опорную поверхность, имеет зону углубления, например, в виде канала, проходящего в продольном направлении, причём крепёжный пояс расположен в зоне углубления таким образом, что плоский средний участок крепёжного пояса лежит на дне зоны углубления.
В соответствии с одним вариантом осуществления крепёжный фланец крепёжного пояса выступает в боковом направлении от первого продольного края плоского среднего участка, причём зона углубления содержит боковую стенку, соединяющую верхнюю поверхность упомянутой по меньшей мере одной из упомянутых облицовочных панелей и дно зоны углубления, выемка содержит канавку, открытую на боковой стенке зоны углубления, канавка проходит в боковом направлении перпендикулярно или под углом к направлению толщины изоляционных элементов.
Благодаря этим признакам, обеспечивается надёжное крепление крепёжного пояса на облицовочной панели, причём крепёжный фланец расположен в направлении толщины облицовочной панели от дна зоны углубления.
В соответствии с одним вариантом осуществления верхняя поверхность упомянутой по меньшей мере одной из упомянутых облицовочных панелей содержит углубление, причём канавка совместно образована углублением и дополнительной частью, размещённой в углублении, причём упомянутая дополнительная часть образует боковую стенку зоны углубления и участок верхней поверхности упомянутой по меньшей мере одной из упомянутых облицовочных панелей на одном уровне с канавкой, при этом дно углубления образует дно зоны углубления. Благодаря этим признакам, упрощается изготовление канавки.
В соответствии с одним вариантом осуществления крепёжный фланец крепёжного пояса представляет собой первый крепёжный фланец, а выемка представляет собой первую выемку, причем вторая выемка выполнена в направлении толщины изоляционных элементов от опорной поверхности, при этом вторая выемка проходит в продольном направлении и имеет второй открытый проём и вторую удерживающую область, проходящую в боковом направлении перпендикулярно или под углом к направлению толщины, крепёжный пояс содержит второй крепёжный фланец, поддерживаемый плоским средним участком крепёжного пояса или по меньшей мере выступающий в боковом направлении от второго продольного края плоского среднего участка крепёжного пояса и проходящий во второй выемке теплоизоляционного барьера, удерживая крепёжный пояс на опорной поверхности в направлении толщины. Благодаря этим признакам, крепёжный пояс надёжно закреплён на облицовочной панели с использованием двух крепёжных фланцев.
В соответствии с одним вариантом осуществления боковая стенка углубления представляет собой первую боковую стенку углубления, причем углубление содержит вторую боковую стенку, соединяющую верхнюю поверхность упомянутой по меньшей мере одной из упомянутых облицовочных панелей и дно углубления, причем вторая выемка открыта на второй боковой стенке углубления, и второй крепёжный фланец выступает в боковом направлении от второго продольного края плоского среднего участка.
В соответствии с одним вариантом осуществления второй крепёжный фланец выступает в боковом направлении от второго продольного края плоского среднего участка, причем второй продольный край плоского среднего участка противоположен первому продольному краю плоского среднего участка относительно упомянутого плоского среднего участка, и боковая стенка углубления представляет собой первую боковую стенку зоны углубления, а канавка представляет собой первую канавку первой выемки, причём зона углубления содержит вторую боковую стенку, соединяющую верхнюю поверхность упомянутой по меньшей мере одной из упомянутых облицовочных панелей и дно зоны углубления, дно зоны углубления соединяет первую боковую стенку и вторую боковую стенку зоны углубления, вторая выемка содержит вторую канавку, открытую на второй боковой стенке зоны углубления, вторая канавка проходит в боковом направление перпендикулярно или под углом к направлению толщины изоляционных элементов. Благодаря этим признакам, крепёжный пояс закреплён на облицовочной панели оптимальным образом.
В соответствии с одним вариантом осуществления крепёжный пояс содержит часть U-образного поперечного сечения, ветви которой образуют приподнятые края крепёжного пояса, и основание которой образует плоский средний участок, причём упомянутое основание приварено к плоской пластине, образующей упомянутый крепёжный фланец, при этом ширина плоской пластины, взятая в направлении ширины, перпендикулярном продольному направлению, больше, чем основание части U-образного поперечного сечения в направлении ширины. Благодаря этим признакам, упрощается изготовление крепёжного пояса.
В соответствии с одним вариантом осуществления первый крепёжный фланец и второй крепёжный фланец симметричны на плоскости, проходящей параллельно продольному направлению и перпендикулярно опорной поверхности. Благодаря этим признакам, упрощается изготовление крепёжного пояса.
-5
-6
В соответствии с одним вариантом осуществления металлические пояса выполнены из материала, выбранного из группы, состоящей из сплавов никелевой стали и сплавов марганцевой стали. Предпочтительно, для областей применения, в которых сжиженный газ имеет температуру ниже -100°C, выбирают материал, имеющий коэффициент теплового сжатия менее 10/K. В соответствии с одним вариантом выполнения для областей применения, в которых сжиженный газ имеет температуру от -45°C до -100°C, выбирают материал, имеющий коэффициент теплового сжатия менее 1,6×10/K.
Такой 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, плавучей установке для регазификации и хранения газа (FSRU), плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) и т.п.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также раскрывает судно для транспортировки холодного жидкого продукта, содержащее двойной корпус и вышеупомянутый резервуар, расположенный в двойном корпусе.
В соответствии с одним вариантом осуществления продольное направление металлических поясов перпендикулярно продольной оси судна.
В соответствии с одним вариантом осуществления конец металлических поясов, продольное направление которых перпендикулярно продольной оси судна, приварен к угловому кронштейну герметичного и теплоизоляционного резервуара, причём упомянутый угловой кронштейн образует угол резервуара, проходящий перпендикулярно продольному направлению металлических поясов. В соответствии с одним вариантом осуществления угловой кронштейн образован множеством металлических частей, расположенных смежно друг с другом вдоль угла резервуара с интервалами.
В соответствии с одним вариантом осуществления металлические части соединены друг с другом изогнутыми частями. В соответствии с одним вариантом осуществления изогнутые части смещены вдоль продольной оси судна относительно выступающих краев металлических поясов.
В соответствии с одним вариантом осуществления герметичная мембрана дополнительно содержит по меньшей мере два поперечных пояса, причём один, группа или каждый из упомянутых поперечных поясов представляет собой профилированную часть, проходящую в направлении, перпендикулярном продольному направлению металлических поясов, и содержащую плоский участок и по меньшей мере один приподнятый боковой край, причём стенка резервуара дополнительно содержит по меньшей мере одну поперечную опору, закрепленную на теплоизоляционном барьере, поперечная опора проходит в направлении, перпендикулярном продольному направлению, упомянутый по меньшей мере один приподнятый край упомянутых поперечных поясов герметично приварен к поперечной опоре с каждой продольной стороны упомянутой поперечной опоры, продольный конец металлических поясов герметично приварен к плоскому участку одного из поперечных поясов.
Такие поперечные пояса могут быть выполнены разными способами. В соответствии с первым вариантом осуществления поперечные пояса расположены на центральном участке плоской стенки резервуара, и герметичная мембрана содержит по меньшей мере два металлических пояса, расположенные вдоль продольного направления с каждой стороны поперечных поясов, причём упомянутые по меньшей мере два металлических пояса герметично приварены к соответствующему поперечному поясу.
В соответствии с одним вариантом осуществления поперечные пояса расположены в середине герметичной мембраны в продольном направлении.
В соответствии с одним вариантом осуществления поперечная опора образована поперечным крепёжным поясом, имеющим плоский средний участок и два приподнятых края, расположенных вдоль продольных краев упомянутого плоского среднего участка, причём поперечный крепёжный фланец прикреплен к упомянутому поперечному плоскому среднему участку и закреплен на теплоизоляционном барьере, при этом каждый приподнятый боковой край упомянутого поперечного крепёжного пояса герметично приварен к приподнятом боковому краю соответствующего смежного поперечного пояса планки.
В соответствии с одним вариантом осуществления продольное направление металлических поясов параллельно продольной оси судна.
В соответствии со вторым вариантом осуществления поперечные пояса расположены на краю плоской стенки резервуара в месте соединения между продольными концами металлических поясов и угловой конструкцией.
В этом случае по меньшей мере два поперечных пояса расположены между металлическими поясами и угловой конструкцией резервуара, причём плоский участок одного из по меньшей мере двух поперечных поясов герметично приварен к угловой конструкции, а продольные концы упомянутых металлических поясов герметично приварены к плоскому участку другого из по меньшей мере двух поперечных поясов.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также раскрывает способ загрузки или разгрузки судна, в котором холодный жидкий продукт подают по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в герметичный и теплоизоляционный резервуар судна, или наоборот.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также раскрывает систему передачи холодного жидкого продукта, причём система содержит вышеупомянутое судно, изолированные трубопроводы, выполненные с возможностью соединения герметичного и теплоизоляционного резервуара, установленного в корпусе судна, с плавучим или береговым хранилищем, и насос для приведения в движение потока холодного жидкого продукта по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в герметичный и теплоизоляционный резервуар судна, или наоборот.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение станет более понятным, и другие задачи, детали, признаки и преимущества станут более очевидными из следующего далее описания нескольких конкретных вариантов осуществления изобретения, приведенных исключительно иллюстративным и неограничивающим образом со ссылкой на приложенные чертежи.
Фиг. 1 представляет вид в разрезе сварной опоры герметичной металлической мембраны в соответствии с известным уровнем техники, причём упомянутая сварная опора закреплена на теплоизоляционном барьере герметичного и теплоизоляционного резервуара.
Фиг. 2 представляет вид в разрезе участка стенки герметичного и теплоизоляционного резервуара на сварной опоре в соответствии с первым вариантом выполнения, причём сварная опора соединена с двумя смежными полосами листового металла, расположенными по обе стороны указанной сварной опоры.
Фиг. 3 представляет схематический вид в перспективе участка стенки герметичного и теплоизоляционного резервуара на сварной опоре в соответствии со вторым вариантом осуществления, причём сварная опора соединена с двумя смежными полосами листового металла, расположенными по обе стороны упомянутой сварной опоры, причём герметичная мембрана находится в несжатом состоянии.
Фиг. 4 представляет схематический вид в перспективе участка стенки герметичного и теплоизоляционного резервуара на сварной опоре в соответствии с третьим вариантом осуществления, причём сварная опора соединена с двумя смежными полосами листового металла, расположенными по обе стороны упомянутой сварной опоры.
Фиг. 5 представляет вид в разрезе участка стенки герметичного и теплоизоляционного резервуара на сварной опоре на фиг. 4.
Фиг. 6 представляет схематическое изображение в разрезе резервуара судна, причём полосы листового металла расположены в поперечном направлении судна.
Фиг. 7 представляет подробный вид фиг. 6, иллюстрирующий угол резервуара.
Фиг. 8 представляет схематическое изображение резервуара судна на углу резервуара, причем полосы листового металла расположены в продольном направлении судна.
Фиг. 9 представляет подробный вид в разрезе герметичной мембраны, показанной на фиг. 8, иллюстрирующий соединение между полосами листового металла и угловой конструкцией резервуара.
Фиг. 10 представляет схематический вид в перспективе варианта осуществления герметичной мембраны, показанной на фигурах 6 и 7.
Фиг. 11 представляет схематический вид с частичным разрезом резервуара танкера-метановоза и терминала для загрузки/разгрузки этого резервуара.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
В приведённом ниже описании сделана ссылка на герметичную мембрану в контексте герметичного и теплоизоляционного резервуара. Такой резервуар имеет внутреннее пространство, предназначенное для заполнения горючим или негорючим газом. В частности, газ может представлять собой сжиженный природный газ (СПГ), то есть газообразную смесь, главным образом содержащую метан и один или более других углеводородов, например, этан, пропан, н-бутан, изобутан, н-пентан, изопентан, неопентан и азот в небольших пропорциях. Газ также может представлять собой этан или сжиженный нефтяной газ (СНГ), то есть смесь углеводородов, полученных при переработке нефти, главным образом содержащей пропан и бутан.
Герметичная мембрана лежит на опорной поверхности 1, образованной теплоизоляционным барьером резервуара. Теплоизоляционный барьер образован смежными изоляционными элементами. Например, подходящие изоляционные элементы описаны в документе WO 2012/072906. Изоляционные элементы прикреплены к несущей конструкции крепежными элементами. Каждый из изоляционных элементов имеет форму прямоугольного параллелепипеда, имеющего две большие грани или главные грани и четыре малые грани или боковые грани. Каждый из изоляционных элементов содержит облицовочную панель 13, причем верхняя поверхность облицовочной панели 13 образует опорную поверхность 1.
Герметичная мембрана имеет повторяющуюся конструкцию, содержащую чередующимся образом, с одной стороны, полосы 9 листового металла, расположенные на опорной поверхности 1, и, с другой стороны, протяжённые сварные опоры 4, соединённые с опорной поверхностью 1 и проходящие параллельно полосам 9 листового металла по меньшей мере на части длины полос 9 листового металла. Полосы 9 листового металла имеют боковые приподнятые края 11, расположенные и приваренные к смежным сварным опорам 4. Такая конструкция используется, например, в резервуарах для танкеров-метановозов типа NO96, поставляемых Заявителем.
Фиг. 2 представляет вид в разрезе участка стенки герметичного и теплоизоляционного резервуара на сварной опоре 4 в соответствии с первым вариантом осуществления, причём сварная опора 4 соединена с двумя смежными полосами 9 листового металла, расположенными по обе стороны упомянутой сварной опоры 4.
Полосы 9 листового металла имеют плоский средний участок 10, образованный в продольном направлении полосы 9 листового металла, приподнятые края 11 полос 9 листового металла расположены по обе стороны плоского среднего участка 10, другими словами, вдоль двух противоположных продольных краев плоского среднего участка 10. На фиг. 2 показан один приподнятый край 11 каждой из двух смежных полос 9 листового металла. Каждый приподнятый край 11 выступает относительно опорной поверхности 1.
Сварная опора 4, обеспечивающая возможность крепления полос 9 листового металла на теплоизоляционном барьере, имеет форму, аналогичную форме полос 9 листового металла. Таким образом, сварная опора 4 имеет вытянутую форму. Сварная опора 4 имеет плоский центральный участок 14. Сварная опора 4 дополнительно содержит два сварных фланца 15, аналогичных приподнятым краям 11 полос 9 листового металла. Сварные фланцы 15 имеют вытянутую форму и образованы из продольных краев плоского центрального участка 14. Сварные фланцы 15 выступают в направлении внутренней области резервуара от опорной поверхности 1.
Сварная опора 4 расположена параллельно полосам 9 листового металла, причем полосы 9 листового металла и сварная опора 4 имеют одно и то же продольное направление. Сварная опора 4 вставлена между двумя смежными полосами 9 листового металла. Таким образом, герметичная мембрана состоит из рабочих поясов, образованных полосами 9 листового металла, чередующихся с крепёжными поясами, образованными сварными опорами 4. крепёжный пояс предпочтительно имеет меньшую ширину, чем рабочие пояса.
Для крепления сварной опоры 4 к теплоизоляционному барьеру облицовочная панель 13 изолирующего элемента 12, на которой закреплена сварная опора 14, имеет углубление 16 в виде вытянутого канала в продольном направлении сварной опоры 4. Это углубление 16 имеет плоское дно 17. Плоское дно 17 окаймлено с каждой из его продольных сторон заплечиком 18. Верхняя поверхность заплечика 18 и верхняя поверхность плоского дна 17 параллельны верхней поверхности облицовочной панели 13.
С каждой продольной стороны упомянутого углубления 16 в углубление паз 16 вставлена дополнительная часть 19 в форме вытянутого параллелепипеда. Толщина дополнительных частей 19 равна глубине углубления 16 на заплечиках 18. Таким образом, дополнительные части 19 находятся на одном уровне с верхней поверхностью облицовочной панели 13, образуя опорную поверхность 1. Как правило, опорная поверхность 1 образована верхней поверхностью облицовочной панели 13 и верхней поверхностью дополнительных частей 19. Кроме того, ширина дополнительных частей 19 больше, чем ширина заплечика 18. Таким образом, дополнительные части 19 выступают в боковом направлении относительно заплечика 18 над плоским дном 17.
Таким образом, облицовочная панель 13 имеет зону 35 углубления в виде продольного канала, ограниченную боковой поверхностью 36 дополнительных частей 19. Другими словами, центральная область 21 плоского дна 17 не покрывается дополнительными частями 19. Зона 35 углубление также имеет две выемки 20 в виде боковых вырезов, расположенных на уровне плоского дна 17. Каждая выемка 20 ограничена боковым концом плоского дна 17, то есть отличается от центральной области 21, причём боковая поверхность заплечика 18 и нижняя поверхность дополнительной части 19 обращены к упомянутому боковому концу плоского дна 17. Эти выемки 20 образованы в боковом направлении от центральной области 21 плоского дна 17, которая не покрывается дополнительными частями 19. Ширина центральной области 21 по существу равна ширине плоского центрального участка 14 сварной опоры 4.
Сварная опора 4 содержит два крепёжных фланца 22. Каждый крепёжный фланец 22 выступает в боковом направлении от соответствующего продольного края плоского центрального участка 14. Сварная опора 4 закреплена на облицовочной панели 13 за счет прохождения вдоль продольного направления зоны 35 углубления. В частности, сварная опора 4 вставлена в зону 35 углубления таким образом, что, с одной стороны, плоский центральный участок 14 сварной опоры 4 лежит на центральной области 21 плоского дна 17, а, с другой стороны, крепёжные фланцы 22 размещены в соответствующей выемке 20. Таким образом, центральная область 21 плоского дна 17 также образует участок опорной поверхности 1, на котором лежит плоский центральный участок 14 сварной опоры 4. Каждый сварной фланец 15 сварной опоры 4 образован в направлении толщины облицовочной панели 13 вдоль боковой поверхности 36 соответствующей дополнительной части 19 и выступает относительно верхней поверхности упомянутой дополнительной части 19. Вставка крепёжных фланцев 22 в выемки 20 за счет продольного скольжения обеспечивает закрепление сварной опоры 4 в направлении, перпендикулярном опорной поверхности 1, но при этом позволяет скольжение сварной опоры 4 на облицовочной панели 13 в продольном направлении сварной опоры 4.
Приподнятый край 11 каждой из двух полос 9 листового металла, смежный со сварной опорой 4, приварен с помощью валика 23 сварного шва к соответствующему сварному фланцу 15 сварной опоры 4. Таким образом, каждый приподнятый край 11 вместе с одним из сварных фланцев 15 образует компенсатор, который может деформироваться для поглощения сил сжатия герметичной мембраны.
Герметичные сварные швы между приподнятыми краями 11 полос 9 листового металла и сварными фланцами 15 могут быть выполнены разными способами. Таким образом, для получения валиков 23 сварного шва по всей длине могут быть использованы сварочные аппараты (не проиллюстрированы). Сварные швы могут быть выполнены с использованием электросварочных аппаратов, например, как описано в документах FR-A-2172837 или FR-A-2140716. Сварочный аппарат перемещают вдоль валиков 23 сварного шва с прижимом к полосам 9 листового металла, для которых он выполняет сварные швы приподнятых краёв 11. В соответствии с другим вариантом выполнения валик 23 сварного шва, соединяющий приподнятые края 11 и сварные фланцы 15, выполнен с помощью шовной сварки.
При сжатии герметичной мембраны каждый приподнятый край 11 смещается от соответствующего сварного фланца 15 в результате деформации. Кроме того, при сжатии герметичной мембраны сварные фланцы 15 также деформируются в направлении полос листового металла, с которыми они соединены, для поглощения напряжений, связанных со сжатием мембраны. Таким образом, герметичная мембрана имеет хорошую гибкость, позволяющую поглощать напряжения, связанные с тепловым сжатием герметичной мембраны.
Фиг. 3 представляет схематический вид в перспективе участка стенки герметичного и теплоизоляционного резервуара на сварной опоре в соответствии со вторым вариантом осуществления, причём сварная опора соединена с двумя смежными полосами листового металла, расположенными по обе стороны упомянутой сварной опоры, причём герметичная мембрана находится в несжатом состоянии. На этой фигуре элементы, которые идентичны или выполняют такую же функцию, как элементы, описанные в отношении фиг. 1, обозначены теми же ссылочными позициями.
Второй вариант осуществления отличается от первого варианта выполнения конструкцией сварной опоры 4. В отличие от первого варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг. 2, в котором сварная опора 4 выполнена в виде цельного элемента, сварная опора 4 в соответствии со вторым вариантом осуществления выполнена в виде узла из первой части 24 и второй части 25. Облицовочная панель 13 и, следовательно, зона 35 углубление с выемками 20 аналогичны облицовочной панели 13, описанной выше в отношении фиг. 2.
Во втором варианте осуществления первая часть 24 имеет вытянутую форму и U-образное поперечное сечение. Основание U-образного поперечного сечения первой части 24 образует плоский центральный участок 14 сварной опоры 4. Ветви U-образного поперечного сечения первой части 24 образуют сварные фланцы 22 сварной опоры 4.
Вторая часть 25 сварной опоры 4 имеет форму плоской металлической пластины и добавлена к первой части 24 сварной опоры 4. Вторая часть 25 прикреплена к нижней поверхности плоского центрального участка 14, образованного первой частью 24. Длина второй части 25 аналогична длине первой части 24. Однако ширина второй части 25 больше, чем ширина плоского центрального участка 14 первой части 24. Вторая часть 25 прикреплена к первой часть 24 таким образом, что она выступает в боковом направлении вдоль противоположных продольных краев плоского центрального участка 14. Таким образом, боковые концы 27 второй части 25 выступают в боковом направлении с каждой продольной стороны первой части 24. Боковые концы образуют крепёжные фланцы 22 сварной опоры 4 и размещены в выемках 20 облицовочной панели 13.
Вторая часть 25 прикреплена к первой части 24, например, с использованием продольного валика 28 сварного шва, отцентрированного на плоском центральном участке 14, образованном первой частью.
В варианте, который не проиллюстрирован, соединение между первой частью 24 и второй частью 25 выполнено двумя продольными линиями сварки, расположенными на боковых концах плоского центрального участка 14 первой части 24.
Фиг. 4 представляет собой схематический вид в перспективе участка стенки герметичного и теплоизоляционного резервуара на сварной опоре в соответствии с третьим вариантом осуществления, причём сварная опора соединена с двумя смежными полосами листового металла, расположенными по обе стороны упомянутой сварной опоры. Фиг. 5 представляет вид в разрезе участка стенки герметичного и теплоизоляционного резервуара на сварной опоре на фиг. 4. На фигурах 4 и 5 элементы, которые идентичны или выполняют такую же функцию, как элементы, описанные в отношении фиг. 1, обозначены теми же ссылочными позициями.
Третий вариант осуществления отличается от второго варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг. 3, тем, что первая часть 24 приварена к множеству вторых частей 25. Длина каждой второй части меньше, чем длина первой части 24. Вторые части 25 равномерно расположены вдоль первой части 24.
В третьем варианте осуществления промежуток 16 не имеет заплечика 18. Вторые части 25 сварочной опоры 4 непосредственно прикреплены к дну 17, например, с использованием заклепок 26, как проиллюстрировано на фиг. 4. Кроме того, глубина промежутка, взятая в направлении толщины облицовочной панели 12, по существу равна глубине вторых частей 25. Поэтому верхняя поверхность боковых концов 27 вторых частей 25 находится на одном уровне с верхней поверхностью облицовочных панелей 12.
Фиг. 6 представляет схематическое изображение в разрезе резервуара, причём полосы 9 листового металла расположены в поперечном направлении судна, на котором установлен резервуар.
Несущая конструкция резервуара образована внутренним корпусом двухкорпусного судна, нижняя стенка которого обозначена ссылочной позицией 29, и поперечными переборками, которые образуют отсеки во внутреннем корпусе судна. На каждой стенке несущей конструкции сделана соответствующая стенка резервуара. Каждая стенка резервуара содержит последовательно в направлении толщины резервуара снаружи внутрь вспомогательный теплоизоляционный барьер 30, вспомогательную герметичную мембрану 31, основной теплоизоляционный барьер 32 и основную герметичную мембрану 33.
Каждая из вспомогательной 31 и основной 33 герметичных мембран образована последовательностью полос 9 листового металла, параллельных выступающим краям 11, которые чередуются со сварными опорами 4, описанными выше в отношении фигур 2-5. Такая чередующаяся конструкция выполнена по всей поверхности стенок резервуара, которые могут иметь очень большую длину.
На Фиг. 6 приподнятые края 11 расположены в продольном направлении, перпендикулярном продольному направлению судна. Таким образом, приподнятые края 11 образуют компенсаторы, обеспечивающие поглощение сил сжатия в продольном направлении судна. Полосы 9 листового металла и сварные опоры 4 прерываются на углах, параллельных продольному направлению судна, например, как описано в документе WO 2012/072906 или в документе FR2724623.
Фиг. 7 представляет подробный вид фиг. 6, иллюстрирующий угол резервуара. В углу резервуара опорные поверхности 1 теплоизоляционного барьера двух смежных стенок резервуара образуют угол, например, порядка 135°. Для обеспечения герметичности между герметичными мембранами в углу резервуара опорные поверхности 1 покрыты множеством смежных угловых частей 37. Угол раскрытия угловых частей 37 аналогичен углу, образованному между опорными поверхностями 1 двух смежных стенок.
Полосы 9 листового металла двух стенок резервуара, образующих угол резервуара, герметично приварены к угловым частям 37. Герметичность между двумя последовательными угловыми частями 37 обеспечивается за счет наличия изогнутых частей 38, которые приварены, с одной стороны, к двум смежным угловым частям 37, а, с другой стороны, к полосам 9 листового металла двух стенок резервуара, образующих угол, на одном уровне с местом соединения между двумя угловыми частями 37. Изогнутые части 38 смещены в направлении угла резервуара относительно сварных опор 4, так что сварная опора 4 не обращена к изогнутой части 38 вдоль угла резервуара. Один конец полос 9 листового металла, образующих соединение герметичной мембраны на углу, может иметь вырез, параллельный приподнятым краям 11, покрытый изогнутыми частями 38, для обеспечения возможности деформации упомянутых изогнутых частей 38 и поглощения напряжений сжатия. Таким образом, герметичная мембрана вдоль любой прямой линии, перпендикулярной продольному направлению полос 9 листового металла обладает гибкостью, равной или превышающей гибкость упомянутых полос 9 листового металла.
Вариант осуществления изогнутых частей 38 герметичной мембраны в углу резервуара описан, например, в документе FR3004507 в отношении фигур 6 и 7. Кроме того, прерывание приподнятых краёв 11 полос 9 листового металла и сварных опор 4 может быть выполнено в соответствии со способами, описанными в документах WO 2012/072906 или FR2724623.
Фиг. 8 представляет схематическое изображение в разрезе резервуара, причем полосы 9 листового металла вспомогательной герметичной мембраны расположены в продольном направлении судна, на котором установлен резервуар. Фиг. 8 иллюстрирует угол резервуара между продольной стенкой резервуара и поперечной стенкой резервуара, причем продольное направление полос 9 листового металла продольных стенок резервуара параллельно продольному направлению судна, на котором установлен резервуар. На фиг. 8 стенки резервуара, как и на фиг. 5, содержат два теплоизоляционных барьера и две герметичные мембраны. В целях удобочитаемости на фиг. 8 показана только вспомогательная герметичная мембрана, приведенное ниже описание в равной степени относится к основной герметичной мембране, которая не показана.
Резервуар содержит в каждом углу, образованном поперечной стенкой, соединительное кольцо 39 в форме трубки, которое обеспечивает поглощение напряжения, возникающего в результате теплового сжатия, деформации корпуса в море и перемещений груза. Соединительное кольцо 39 описано, например, в документе WO 2012/072906 или в документе FR-A-2549575.
Соединительное кольцо 39 закреплено на несущей конструкции и содержит фланец 40, образованный параллельно углу несущей конструкции, другими словами, перпендикулярно продольному направлению полос 9 листового металла. Полосы 9 листового металла прерываются перед соединительным кольцом 39. Гибкий участок 41 обеспечивает герметичное соединение между фланцем 40 соединительного кольца 39 и концом полос 9 листового металла.
Гибкий участок 41 более подробно описан в отношении фиг. 9. Гибкий участок 41 содержит множество угловых планок, расположенных параллельно углу резервуара, то есть перпендикулярно полосам 9 листового металла.
Внешняя угловая планка 42 содержит плоский участок 43, приваренный по всей длине к фланцу 40 соединительного кольца 39. Внешняя угловая планка 42 содержит на продольном крае, противоположном соединительному кольцу 39, приподнятый край 44, аналогичный приподнятым краям 11 полос 9 листового металла.
Внутренний угловой пояс 45 содержит плоский участок 46, к которому приварены концы полос 9 листового металла. Внутренний угловой пояс 45 содержит на продольном крае, противоположном полосам 9 листового металла, приподнятый край 47, аналогичный приподнятым краям 11 полос 9 листового металла.
Внутренний угловой пояс 42 и внешний угловой пояс 45 соединены центральным угловым поясом 48, конструкция которого аналогична полосам 9 листового металла, другими словами, каждый из продольных краев плоского центрального участка 49 которой имеет приподнятый край 50. Приподнятые края 44, 47 и 50 смежных угловых поясов 42, 45 и 48 соединены друг с другом.
По меньшей мере одно соединение между приподнятыми краями 44, 47 и 50 двух смежных угловых поясов 42, 45 и 48 выполнено с помощью угловой сварной опоры 51, закреплённой на теплоизоляционном барьере. Угловая сварная опора 51 расположена параллельно углу резервуара и имеет конструкцию, аналогичную сварным опорам 4 или 104, описанным выше.
Таким образом, на фиг. 9 можно увидеть последовательно фланец 40 соединительного кольца 39, к которому приварен внешний угловой пояс 42. Приподнятый край 44 внешнего углового пояса 42 закреплён на теплоизоляционном барьере с помощью угловой сварной опоры 51, аналогичной сварной опоре 104, описанной в отношении фиг. 1. Первый приподнятый край 50 первого центрального углового пояса 48 также приварен к угловой сварной опоре 51 со стороны угловой сварной опоры 51, противоположной приподнятому краю 44. Второй приподнятый край 50 первого центрального углового пояса 48, противоположный сварной опоре 51, непосредственно приварен к первому приподнятому краю 50 второго центрального углового пояса 48. Второй приподнятый край 50 второго центрального углового пояса 48, противоположный первому центральному угловому поясу 48, непосредственно приварен к приподнятому краю 47 внутреннего углового пояса 45. Наконец, полосы 9 листового металла непосредственно приварены к внутреннему угловому поясу 45. приподнятые края 11 полос 9 листового металла прерываются перед гибким участком 41 обычным образом, например, как описано в документе WO 2012/072906.
В варианте выполнения, который не проиллюстрирован, угловая сварная опора 51 образована поперечным угловым крепёжным поясом, аналогично сварной опоре 4, описанной выше в отношении фигур 2-5.
Гибкий участок 41 содержит по меньшей мере внутренний угловой пояс 45 и внешний угловой пояс 42. Количество центральных угловых поясов 48 может варьироваться от 0 до N, где N - целое число, в зависимости от необходимой гибкости герметичной мембраны. Фактически, соединение между разными выступающими краями 44, 47 и 50 смежных угловых поясов 42, 45 и 48 образует компенсатор, обеспечивающий поглощение напряжений теплового сжатия в направлении, перпендикулярном продольному направлению полос 9 листового металла. На фиг. 9, N равно 2.
Подобным образом количество угловых сварных опор 51 может варьироваться, причем гибкий участок 41 содержит по меньшей мере одно соединение между двумя приподнятыми краями 44, 47 и 50 смежных угловых поясов 42, 45 и 48, содержащее угловую сварную опору 51.
В некоторых случаях, когда необходимо предотвратить сжатие полос листового металла, во время сварки применяется предварительное напряжение.
Фиг. 10 представляет схематическое изображение варианта герметичной мембраны, показанной на фигурах 6 и 7. В этом варианте полосы 9 листового металла прерываются на центральном участке, соединяющем два угла резервуара друг с другом, например, по существу в середине стенки резервуара. Это прерывание выполнено с использованием поперечного гибкого участка 52. Поперечный гибкий участок 52 образован перпендикулярно продольному направлению полос 9 листового металла.
Поперечный гибкий участок 52 образован аналогично гибкому участку 41, описанному выше в отношении фигур 8 и 9. Таким образом, в герметичной мембране, показанной на фиг. 10, поперечный гибкий участок 52 содержит два концевых поперечных пояса 53 и два центральных поперечных пояса 54. Концевые поперечные пояса 53 аналогичны внутреннему и внешнему угловым поясам 45 и 42. Центральные поперечные пояса 54 аналогичны центральным угловым поясам 48. Центральные поперечные пояса 54 вставлены между концевыми поперечными поясами 53. Концевые поперечные пояса 53 симметричны относительно центральных поперечных поясов 54. Полосы 9 листового металла, прерванные по обе стороны поперечного гибкого участка 52, приварены к соответствующему концевому поперечному поясу 53. Приподнятые края разных поперечных поясов 53 и 54 соединены друг с другом непосредственно или посредством поперечной сварной опоры. Поперечная сварная опора аналогична сварным опорам, описанным выше в отношении фиг. 1 или фиг. 2-4. Поперечный гибкий участок содержит по меньшей мере одну поперечную сварную опору, аналогичную сварной опоре 104, описанной в отношении фиг. 1, или аналогичную сварочной опоре 4, описанной в отношении одной из фигур 2-5. приподнятые края 11 полос 9 листового металла и сварные опоры 4, прерванные поперечным гибким участком 52, прерываются обычным образом, например, как описано в документе WO 2012/072906 или в документе FR-A-2549575.
Что касается фигур 6-10, можно чередовать сварные опоры, описанные выше в отношении фигур 2 и 3, и традиционные сварные опоры 104, описанные в отношении фиг. 1. Чередование таких сварных опор 4 и 104 может, например, представлять собой чередование одной сварной опоры, описанной в отношении фигур 2 и 3, для одной сварной опоры 104, показанной на фиг. 1, или для двух или даже для N таких сварных опор. Подобным образом можно чередовать сварные опоры, описанные выше в отношении фигуры 2 и 3, с компенсаторами, образованными непосредственной сваркой между двумя приподнятыми краями 11 смежных полос 9 листового металла. Такие чередования, например, могут представлять собой чередования одной сварной опоры 4 для каждых двух полос 9 листового металла, каждых трех полос 9 листового металла или каждых N полос 9 листового металла.
-6
-6
-1
-6
-1
Кроме того, полосы 9 листового металла и сварные опоры 4, описанные выше в отношении фигур 2-5, например, выполнены из сплава Invar, то есть из сплава железа и никеля, коэффициент теплового 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 7×10 K. Также могут быть использованы другие сплавы.
Вышеописанная технология изготовления герметичной мембраны герметичного и теплоизоляционного резервуара может быть использована в резервуарах других типов, например, для изготовления герметичной мембраны резервуара для СПГ на береговой станции или на плавучей конструкции, например, на танкере-метановозе или т.п.
Обратимся к фиг. 11, вид с частичным 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, контактирующий с СПГ, находящимся в резервуаре, вспомогательный герметичный барьер, расположенный между основным герметичным барьером и двойным корпусом 72 судна, и два теплоизоляционных барьера, расположенных соответственно между основным герметичным барьером и вспомогательным герметичным барьером и между вспомогательным герметичным барьером и двойным корпусом 72.
Как известно, погрузочно-разгрузочные трубы 73, 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. 11 иллюстрирует пример морского терминала, содержащего погрузочно-разгрузочную станцию 75, подводный трубопровод 76 и береговое сооружение 77. Погрузочно-разгрузочная станция 75 представляет собой прибрежное стационарное сооружение, содержащее подвижный рукав 74 и колонну 78, которая поддерживает подвижный рукав 74. Подвижный рукав 74 содержит пучок изолированных гибких труб 79, которые могут быть соединены с погрузочно-разгрузочными трубами 73. Регулируемый подвижный рукав 74 может быть адаптирован к танкерам-метановозам всех размеров. Внутри колонны 78 проходит соединительная труба (не показана). Погрузочно-разгрузочная станция 75 позволяет выполнять загрузку и разгрузку танкера-метановоза 70 из берегового сооружения 77, и наоборот. Последнее содержит резервуары 80 для хранения сжиженного газа и соединительные трубы 81, соединенные подводным трубопроводом 76 с погрузочно-разгрузочной станцией 75. Подводный трубопровод 76 передает сжиженный газ между погрузочно-разгрузочной станцией 75 и береговым сооружением 77 на большие расстояния, например, 5 км, что позволяет останавливать танкер-метановоз 70 на большом расстоянии от берега во время погрузочно-разгрузочных операций.
Для создания давления, необходимого для передачи сжиженного газа, используются насосы на борту судна 70 и/или насосы, установленные на береговом сооружении 77, и/или насосы, установленные на погрузочно-разгрузочной станции 75.
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 описанных средств и их сочетания при условии, что последние находятся в пределах объема изобретения.
Использование глагола «содержать» или «включать в себя» и производных форм не исключает наличия элементов или этапов, отличных от описанных в формуле изобретения.
В формуле изобретения любая ссылочная позиция в скобках не должна интерпретироваться как ограничение формулы изобретения.