ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫЙ И ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННЫЙ ГРУЗОВОЙ ТАНК, ИНТЕГРИРОВАННЫЙ В НЕСУЩУЮ КОНСТРУКЦИЮ
SEALED AND HEAT INSULATED CARGO TANK, INTEGRATED INTO BEARING STRUCTURE

Настоящее изобретение относится к герметизированному и теплоизолированному грузовому танку, интегрированному в несущую конструкцию, а именно в двойной корпус корабля для транспортировки сжиженного природного газа.
На предшествующем уровне техники уже был описан этот тип грузовых танков. Грузовой танк обычно включает в себя первичный экран, находящийся в контакте с жидкостью, содержащейся в грузовом танке, и вторичный экран, расположенный между первичным экраном и несущей конструкцией, образованной двойным корпусом корабля; причем каждый из этих экранов включает в себя теплоизоляционный слой, покрытый металлическими листами, которые обеспечивают герметизацию, при этом уплотняющие листы покрывают изоляционный слой на стороне внутренней части грузового танка.
В одном отдельном варианте осуществления уплотняющие экраны, образованные посредством вышеупомянутых металлических листов, имеют гофры в двух ортогональных направлениях. Этот тип грузового танка уже был описан в патенте Франции №1492959, в котором указано, что гофры первичного уплотняющего экрана предпочтительно все выступают на стороне внутренней части грузового танка. С другой стороны, гофры вторичного уплотняющего экрана выступают к наружной стороне грузового танка, и вторичный уплотняющий экран имеет канавки для вмещения в них вышеупомянутых гофров. Факт наличия выступающих гофров на первичном герметизирующем экране может иметь ряд недостатков: во-первых, металлический лист, составляющий первичный уплотняющий экран, может быть деформирован благодаря воздействию колебания (качания) транспортируемой жидкости из-за наличия выступающих гофров; во-вторых, выступы вызывают трудности с размещением сварочного аппарата, используемого для того, чтобы гарантировать целостность герметизации.
В патенте Кореи 10-2009-0009284 предложено производить для грузового танка этого типа первичный уплотняющий экран, включающий в себя входящие гофры, то есть гофры, обращенные к наружной поверхности танка; эти гофры помещены в канавки, выполненные в первичном изоляционном экране. Размещение вторичного уплотняющего экрана вынуждает из-за канавок, образующихся движением друг к другу двух смежных первичных изоляционных блоков, использование вторичного уплотняющего экрана, образованного композитной пленкой типа «Triplex», с тем результатом, что вторичный уплотняющий экран не может иметь выгоду от упругости, которая делает возможным иметь множество гофров, расположенных в виде решетки.
Также известны, например, из патентов Франции FR-A-2798902 или FR-A-2877639 изоляционные и герметизированные грузовые танки, в которых два уплотняющих экрана сделаны с обшивками из инвара с отбортованными кромками, которые сварены кромка к кромке на каждой стороне параллельных сварных опор. Каждая из этих сварных опор помещается в канавки обшивочных листов кожухов, имеющих форму параллелепипеда, образующих нижележащий изоляционный экран так, чтобы удерживать уплотняющую металлическую мембрану на этих кожухах.
Желательно предложить как можно более однородную опорную поверхность для металлической герметизирующей мембраны для предотвращения концентрации напряжений в некоторых областях герметизирующей мембраны.
Поэтому один вариант осуществления настоящего изобретения имеет своей первой целью получить герметизированный и теплоизолированный грузовой танк, размещенный на несущей конструкции, включающий в себя
вторичную теплоизоляцию, имеющую множество смежных вторичных изоляционных блоков на несущей конструкции,
вторичное уплотнение, имеющее множество уплотняющих вторичных металлических листов, расположенных на вторичных изоляционных блоках и сваренных друг с другом,
первичную теплоизоляцию, имеющую множество смежных первичных изоляционных блоков на вторичном уплотнении,
первичное уплотнение, имеющее множество уплотняющих первичных металлических листов, расположенных на первичных изоляционных блоках и сваренных друг с другом,
вторичные механические соединительные элементы, проходящие через вторичную теплоизоляцию на уровне краев вторичных изоляционных блоков и удерживающие вторичные изоляционные блоки в опорном контакте на несущей конструкции, и
первичные механические соединительные элементы, проходящие через первичную теплоизоляцию на уровне краев первичных изоляционных блоков и удерживающие первичные изоляционные блоки в опорном контакте на вторичном уплотнении,
отличающийся тем, что
первичные металлические листы, соответственно, вторичные металлические листы, расположены так, чтобы края металлического листа были смещены относительно краев нижележащих первичных изоляционных блоков, соответственно, вторичных изоляционных блоков,
первичные металлические листы, соответственно, вторичные металлические листы, удерживаются в опорном контакте на первичных изоляционных блоках, соответственно, вторичных изоляционных блоках, только посредством первичных механических соединительных элементов, соответственно, вторичных механических соединительных элементов; и
первичные механические соединительные элементы, соответственно, вторичные механические соединительные элементы, прикреплены к первичным металлическим листам, соответственно, вторичным металлическим листам, на уровне точек крепления, удаленных от краев первичных металлических листов, соответственно, вторичных металлических листов.
Конкретные варианты осуществления такого грузового танка могут иметь один или более из нижеследующих признаков.
В одном варианте осуществления первичные металлические листы, соответственно, вторичные металлические листы, имеют форму контура, идентичную форме контура нижележащих первичных изоляционных блоков, соответственно, вторичных изоляционных блоков. Например, эта форма контура может для каждого сдучая быть прямоугольной, квадратной, гексагональной или другой формой, дающей возможность получения конфигурации мозаичного типа на плоскости.
В одном варианте осуществления первичные металлические листы, соответственно, вторичные металлические листы, выполнены из тонких металлических листов, установленных так, чтобы иметь в двух ортогональных направлениях гофры, выступающие в направлении несущей конструкции, причем первичные изоляционные блоки, соответственно, вторичные изоляционные блоки, имеют канавки для размещения вышеупомянутых гофров.
В одном варианте осуществления гофры первичного металлического листа, соответственно, вторичного металлического листа, являются эквидистантными в каждом из их двух направлений.
В одном варианте осуществления расстояния между двумя последовательными гофрами двух направлений гофров первичного металлического листа, соответственно, вторичного металлического листа, являются равными так, чтобы разграничивать на двух уплотнениях межгофровые области квадратной формы, если смотреть перпендикулярно к несущей конструкции.
В одном варианте осуществления первичный механический соединительный элемент, соответственно, вторичный механический соединительный элемент, поддерживается на первичном уплотнении, соответственно, вторичном уплотнении, в области плоской поверхности, расположенной между ортогональными гофрами упомянутого уплотнения.
В одном варианте осуществления канавки, в которые входят гофры первичных уплотняющий листов и вторичных уплотняющих листов, имеют U-образное или V-образное поперечное сечение, причем раскрыв канавки адаптирован к форме поперечного сечения гофров.
В одном варианте осуществления поперечное сечение канавок имеет форму V, ветви которой образуют между ними угол, превышающий угол 90 градусов или равный 90 градусам.
В одном варианте осуществления канавка первичного изоляционного блока, соответственно, вторичного изоляционного блока, для каждого случая разграничивается клиньями, вводимыми в канавку, более широкими, чем канавка, причем клинья оставляют каналы в упомянутой канавки между первичными изоляционными блоками, соответственно, вторичными изоляционными блоками, и гофром первичного уплотняющего листа, соответственно, вторичного уплотняющего листа, размещенного в вышеупомянутой канавке для обеспечения продувки (очистки) газом, например азотом.
В одном варианте осуществления первичный механический соединительный элемент, соответственно, вторичный механический соединительный элемент, включает в себя лист, распределяющий силы, действующие на первичный уплотняющий экран, соответственно, вторичный уплотняющий экран, и первичное средство передачи силы, соответственно, вторичное средство передачи силы, соединенное с упомянутым листом, причем средство передачи силы вторичного механического соединительного элемента соединено с несущей конструкцией.
В одном варианте осуществления средства передачи силы первичного механического соединительного элемента соединены с вторичным механическим соединительным элементом, коаксиальным с первичным соединительным элементом.
В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения средства передачи силы первичного механического соединительного элемента соединены с вторичным изоляционным блоком на некотором расстоянии от краев вторичного изоляционного блока, причем вторичные механические соединительные элементы, связанные с упомянутым вторичным изоляционным блоком, смещенным относительно упомянутого первичного механического соединительного элемента.
В одном варианте осуществления первичные изоляционные блоки, соответственно, вторичные изоляционные блоки, включают в себя вырезы на двух противоположных краях упомянутых первичных изоляционных блоков, соответственно, вторичных изоляционных блоков, причем вырезы в двух смежных первичных изоляционных блоков, соответственно, вторичных изоляционных блоков, в каждом случае совмещены для ограничения гнезда, адаптированного для обеспечения прохождения через него первичного механического соединительного элемента, соответственно, вторичного механического соединительного элемента.
В одном варианте осуществления первичные изоляционные блоки, соответственно, вторичные изоляционные блоки, обрезаны на углах упомянутых первичных изоляционных блоков, соответственно, упомянутых вторичных изоляционных блоков, причем обрезанные углы четырех смежных первичных изоляционных блоков, соответственно, вторичных изоляционных блоков, каждый раз ограничивая гнездо, адаптированное для обеспечения прохождения через него первичного механического соединительного элемента, соответственно, вторичного механического соединительного элемента.
В одном варианте осуществления первичный изоляционный блок, соответственно, вторичный изоляционный блок, составлен из слоя изоляционного пенопласта, покрытого на его двух больших наружных поверхностях фанерным листом.
Такой грузовой танк может образовывать часть наземного складского сооружения, например, для хранения сжиженного природного газа, или быть установлен в прибрежной или глубоководной плавающей конструкции, в особенности на танкере-метановозе, плавучей установке для регазификации и хранения газа, плавучей системе для добычи, хранения и отгрузки нефти и так далее.
В одном варианте осуществления корабль для транспортировки холодного жидкого продукта включает в себя двойной корпус и грузовой танк, как описано выше, размещенный в двойном корпусе.
Один вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает способ загрузки и разгрузки такого корабля, в котором холодный жидкий продукт направляют через изолированные трубопроводы из плавучей или наземной системы хранения или к плавучей или наземной системе хранения к грузовому танку корабля или из грузового танка корабля.
Один вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает получение системы транспортировки холодного жидкого продукта, причем эта система включает в себя корабль, как описано выше, изолированные трубопроводы, расположенные для соединения грузового танка, установленного в корпусе корабля, с плавучей или наземной системой хранения и насос для приведение в движение потока холодного жидкого продукта через изолированные трубопроводы из плавучей или наземной системы хранения или к плавучей или наземной системе хранения к грузовому танку или из него.
Второй задачей настоящего изобретения является создание соединителя для удерживания относительно удерживающей конструкции элемента, подвергаемого воздействию сил, которые могут привести к его отделению от конструкции, причем упомянутый элемент ограничен двумя параллельными жесткими стенками, при этом первая стенка расположена ближе к удерживающей конструкции, а вторая стенка расположена дальше от нее, отличающегося тем, что он включает в себя:
первую часть, которая образует основание соединителя и включает в себя наружный корпус, причем упомянутый наружный корпус прикреплен к конструкции, при этом упомянутый наружный корпус охватывает теплоизоляционный штырь, и пружинное средство, которое толкает упомянутый штырь к удерживающей конструкции посредством гайки,
вторую часть, которая образует головку соединителя и включает в себя наружный корпус, прикрепленный к элементу, причем упомянутый наружный корпус охватывает теплоизоляционное кольцо и в основном цилиндрическую втулку, имеющую внутреннюю резьбу на обоих ее концах, при этом резьба, которая дальше от удерживающей конструкции принимающей концевую деталь, снабженную фланцем, которая взаимодействует с листом, поддерживаемым второй стенкой элемента, наружный корпус прикреплен к периферийному листу, размещенному по соединению в шип между упомянутым листом и второй стенкой элемента; и
в завершение, первый стержень, имеющий резьбу на своих двух концах и ввинченный одним концом во втулку головки соединителя, а на другим концом в гайку основания упомянутого соединителя, причем резьбовое соединение упомянутого стержня гарантирует удерживание элемента напротив удерживающей конструкции.
Элемент, удерживаемый относительно удерживающей конструкции, может быть связан со стыкующимся элементом, покрытым металлическим листом на стороне, противоположной удерживающей конструкции, а резьба втулки, которая не занята первым стержнем, может принимать конец, имеющий резьбу второго стержня, который обеспечивает соединение между втулкой и соединителем, прикрепленным к стыкующемуся элементу, причем упомянутое соединение включает в себя в стыкующемся корпусе с такой же конструкцией, что и головка соединителя, с одной стороны, пружинное средство, расположенное между краем второго стержня и стыкующимся корпусом, а с другой стороны, втулку, имеющую резьбу, фланец которой, будучи приваренный к металлическому листу, обеспечивает герметизацию между наружным пространством и внутренней часть стыкующегося элемента.
В предпочтительном варианте осуществления гайка основания соединителя имеет квадратную внешнюю форму, углы которой соприкасаются (взаимодействуют) с корпусом или частью, которая соединена с ней. Листы наружного корпуса и/или стыкующегося корпуса соединителя могут иметь прямоугольную форму. Второй стержень соединителя предпочтительно имеет по меньшей мере одну часть меньшего сечения, чем первый стержень.
При предпочтительном использовании соединителя, соответствующего настоящему изобретению, несущая конструкция является двойным корпусом корабля, а элемент, подвергаемый воздействию разделительных сил, является элементом уплотняющего и теплоизолирующего экрана грузового танка, соединенного в одно целое с кораблем. Соединитель может быть связан со стыкующимся элементом, составляющим элемент первичного экрана, причем элемент, находящийся ближе к несущей конструкции, составляет элемент вторичного экрана.
Резьбовая втулка стыкующегося корпуса предпочтительно принимает на стороне, находящейся дальше от несущей конструкции, резьбовой конец средства, выступающего относительно металлического листа, которые покрывают стыкующийся элемент. Первая стенка элемента, связанного с соединителем, может опираться на несущую конструкцию выравнивающими клиньями, расположенными между ними. Лист, связанный с листом стенок элемента и/или стыкующегося элемента, который находится дальше от удерживающей конструкции, является тонким металлическим листом, образованным сваркой идентичных секций; в первом варианте листовые секции сварены швом внахлестку и включают в себя гофры в двух ортогональных направлениях. В другом варианте листовые секции сварены с отбортованными кромками.
Третьим объектом настоящего изобретения является аппарат для прижатия двух металлических листов на плоской опоре для обеспечения сохранения их относительных положений при получении сварного шва внахлестку их свободных краев, отличающийся тем, что когда аппарат позиционирован в соответствии с одним из листов, опорная часть расположена на определенном расстоянии от краев, подлежащих сварке, и несет ось поворота на постоянном расстоянии над листами, подлежащими сварке, при этом ось поворота этой опорной части используется как шарнирная опора для рычага, один конец которого снабжен прижимом (прижимной площадкой), позиционированным в соответствии с краями, подлежащими сварке, при этом рычаг дополнительно подвергается действию силового привода (исполнительного механизма), расположенного на одном из листов, подлежащих сварке, причем силовой привод адаптирован для продвижения прижимных подушек на краях, подлежащих сварке, для прижима этих двух листов друг к другу в окрестности места сварки.
В предпочтительном варианте осуществления силовой привод (исполнительный механизм) является надувной гибкой трубкой, которая расположена между рычагом и областью одного из листов, подлежащих сварке, которая находится в стороне от места сварки, предпочтительно, чтобы шарнирная опора рычага располагалась дальше от силового привода, чем прижимная подушка. В особенно предпочтительном случае применения листы, подлежащие сварке, являются листами, имеющими прямолинейные гофры, в значительной мере параллельные краям, подлежащим сварке, причем каждый гофр позиционирован в канавке плоской опоры; канавки могут иметь V-образную форму или U-образную форму в поперечном сечении, а ветви V канавки предпочтительно имеют угловое раскрытие, составляющее приблизительно 90 градусов. Опорная часть может быть расположена в области между прижимной площадкой и канавкой, ближайшей к упомянутой прижимной подушке. При предпочтительном варианте применения плоской опорой является стенка элемента теплоизоляционного экрана герметизируемого и теплоизолируемого грузового танка, соединенного в одно целое с несущей конструкцией корабля, а листы, подлежащие сварке, составляют после сварки уплотняющий экран упомянутого грузового танка, при этом опорное средство, связанное с рычагом, обеспечено механическим соединительным элементом, который гарантирует сцепление элементов теплоизоляционного экрана с несущей конструкцией грузового танка; опорная часть, связанная с рычагом, состоит из выступающего средства, ввернутого в резьбовую втулку или концевую деталь, прикрепленную к механическому соединительному элементу, при этом упомянутое разгрузочное средство оборудовано периферийным фланцем, который нажимает на листы, подлежащие сварке внахлестку.
Некоторые аспекты настоящего изобретения заключаются в использовании в качестве первичных и вторичных уплотняющих экранов листов, имеющих множество гофров, расположенных в виде решетки, направленной к наружной поверхности грузового танка, для обоих экранов. Преимуществом такой конструкции является то, что оба экрана могут использовать благоприятное действие от упругости (эластичности), которую обеспечивают множество гофров, расположенных в виде решетки, а недостатки исключаются, что вызывается наличием на первичном уплотняющем экране гофров, выступающих по направлению к внутренней части грузового танка.
Для более ясного объяснения задачи настоящего изобретения теперь будут описаны на исключительно иллюстративном и не ограничивающем примере варианты осуществления настоящего изобретения, иллюстрируемые на сопроводительных чертежах.
На этих чертежах:
фиг. 1 представляет вид сверху относительного позиционирования секции уплотняющего экрана и секции изоляционного экрана для первого варианта осуществления настоящего изобретения;
фиг. 1А представляет вид сверху части уплотняющей и изолирующей стенки грузового танка, включающей в себя узел блоков герметизирующего экрана и лежащих ниже блоков изоляционного экрана, причем изоляционный экран накрыт герметизирующим экраном только поверх части его поверхности;
фиг. 2 представляет стенки грузового танка первого варианта осуществления, в сечении по линии II-II, на фиг. 1;
фиг. 3 представляет вариант выполнения канавок, в которых размещены гофры первичного и вторичного уплотняющих экранов;
фиг. 4 представляет в сечении, сделанном перпендикулярно несущей конструкции, устройство вторичного соединителя, удерживающего уплотняющую и изолирующую стенку грузового танка, для обеспечения его сцепления с несущей конструкцией, причем на этой фигуре стенка грузового танка адаптирована для установки только одного теплоизоляционного экрана и только одного уплотняющего экрана;
фиг. 5 представляет в сечении, сделанном перпендикулярно несущей конструкции, первичный соединитель, предназначенный для обеспечения сцепления между первичным экраном и лежащим ниже вторичным экраном, которое само удерживается на несущей конструкции посредством вторичного соединителя, например вторичного соединителя, представленного на фиг. 4, причем оба соединителя являются коаксиальными;
фиг. 6 представляет более подробно основание вторичного соединителя, представленного на фиг. 4, если смотреть вдоль оси его стержня и в сечении, перпендикулярном вышеупомянутой оси на уровне невыпадающей гайки;
фиг. 7 представляет на виде сверху сечение головки первичного или вторичного соединителя согласно фиг. 4 или фиг. 5, соответственно, на уровне плоскости, установленной под первичным или вторичным изолирующим экраном;
фиг. 8 - вид, аналогичный виду на фиг. 2, представляющей стенку грузового танка, по второму варианту осуществления, причем вторичный экран удерживается напротив несущей конструкции посредством вторичных соединителей, а первичный экран удерживается на вторичном экране посредством первичных соединителей, при этом эти два типа соединителя смещены в двух направлениях канавок, выполненных в секциях первичной и вторичной изоляции;
фиг. 9 представляет вид в перспективе секции первичного изоляционного экрана и секции вторичного изоляционного экрана стенки, показанных на фиг. 8, причем стрелки показывают позиционирование первичных и вторичных соединителей;
фиг. 10 представляет более подробно гнездо, которое дает возможность установки основания первичного соединителя в варианте осуществления, согласно фиг. 8 и фиг. 9;
фиг. 11 представляет позиционирование выступающей опорной части на первичном уплотняющем экране в соответствии с соединительным элементом первичного экрана в соединении двух смежных элементов первичного изоляционного экрана, причем этот вид является местным сечением, сделанным перпендикулярно несущей конструкции и средней линии профиля гофра первичного уплотняющего экрана;
фиг. 12 представляет в сечении, аналогичном сечению, показанному на фиг. 11, использование опорной части для аппарата, предназначенного для прижатия друг к другу краев двух листов первичного уплотняющего экрана, которые свариваются внахлест для обеспечения герметизации;
фиг. 13 - схематическое представление, сделанное с местным вырезом, грузового танка танкера-метановоза и терминала для погрузки-разгрузки этого грузового танка.
На фиг. 1-3 показаны вторичный (дополнительный) изоляционный экран 1, образованный из размещенных рядом (смежных) модульных блоков, и первичный (основной) изоляционный экран 2, образованный из размещенных рядом (смежных) модульных блоков. В показанном варианте осуществления эти модульные блоки являются плитами, имеющими форму параллелепипеда, а именно вторичными изоляционными плитами 28 и первичными изоляционными плитами 29, но возможны также другие геометрические формы. Каждая из этих вторичных изоляционных плит 28, соответственно, первичных изоляционных плит 29, выполнена из теплоизоляционной пенопластовой панели 1а, соответственно, 2а, прямоугольной общей формы, причем каждая панель 1а, соответственно, 2а, покрыта на ее больших лицевых сторонах фанерным опорным листом 1b, соответственно, 2b, и фанерным покрывным листом 1с, соответственно, 2с. Опорный лист 1b вторичных изоляционных плит 28 прижат к несущей конструкции 3 посредством валиков 4 эластичной мастики.
Покрывные листы 1с и 2с включают в себя канавки 5, имеющие прямоугольное поперечное сечение, причем упомянутые канавки проходят по всей поверхности передней стороны пенопластовых панелей 1а и 2а. Между этими канавками 5 ограничены плоские области 46.
Каждый из вторичных изоляционных экранов 1, соответственно, первичных изоляционных экранов 2, несет на его стенке, дальней от несущей конструкции 3, металлический лист, например, из нержавеющей стали, который образует вторичный уплотняющий экран 6, соответственно, первичный уплотняющий экран 7. Каждый из этих вторичных уплотняющих экранов 6, соответственно, первичных уплотняющих экранов 7, выполнен в форме сборки прямоугольных металлических листов, содержащей вторичные листы 25, соответственно, первичные листы 25а, в каждом из которых выполнены гофры 8, имеющие V-образный профиль, причем две ветви V имеют угловое раскрытие, составляющее приблизительно 90 градусов. Может быть также выполнено раскрытие, составляющее более 90 градусов, меньшее раскрытие не рекомендуется из-за связанных с этим трудностей сварки. Гофры 8 каждого вторичного металлического листа 25, соответственно, первичного металлического листа 25а, являются равноудаленными и выполнены в двух ортогональных направлениях, так что сетка гофров ограничивает плоские межгофровые области 40 квадратной формы (если смотреть перпендикулярно к несущей конструкции 3), как ясно видно на фиг. 1 и фиг. 1А в случае вторичного экрана. Первичный экран может быть получен точно таким же образом.
Вторичные металлические листы 25, соответственно, первичные металлические листы 25а, расположены на вторичных изоляционных плитах 28, соответственно, первичных изоляционных плитах 29, так что гофры 8 размещены каждый раз в канавках 5 нижележащих изоляционных плит, в то время как плоские области 40 поддерживаются на соответствующих листах 1 с или 2 с передней стороны в плоской области 46.
На фиг. 3 представлен предпочтительный вариант осуществления канавок 5, содержащих гофры 8 уплотняющих экранов 6 или 7. В этом варианте осуществления ветви V, которые формируют поперечное сечение гофра 8, поддерживаются клиньями 9, которые в их верхней части и в изгибе V оставляют свободные области, которые образуют каналы 10, в которых между вторичным уплотняющим экраном 6 или первичным уплотняющим каналом 7 и вторичными изоляционными плитами 28 или первичными изоляционными плитами может циркулировать азот. Эти каналы образуют полезное предохранительное устройство в случае утечек. Кроме того, факт поддерживания ветвей V гофра 8 также увеличивает механическую прочность гофров. Под канавками 5 могут быть предусмотрены релаксационные прорези.
Вторичные изоляционные плиты 28 и первичные изоляционные плиты 29 удерживаются на несущей конструкции 3, образованной двойным корпусом корабля, в котором установлен грузовой танк посредством механических соединительных элементов, регулярно расположенных по периметру изоляционных плит 28 и 29, подлежащих удерживанию.
На фиг. 1 и фиг. 1А представлено относительное расположение вторичного изоляционного экрана 1 и вторичного уплотняющего экрана 6 в одном варианте осуществления настоящего изобретения. На этом виде сверху видны верхние концы 11 вторичных соединительных элементов. Вторичный металлический лист 25 имеет такой же размер, что и вторичная изоляционная плита 28, и расположен смещенным на половину длины и половину ширины относительно вторичных изоляционных плит 28, которые поддерживают его. Соответственно, соединительные элементы 11, расположенные на краях вторичных изоляционных плит 28, расположены в центре квадратных межгофровых областей 40 вторичного металлического листа 25. Линии 35 обозначают перекрывающиеся области смежных вторичных металлических листов 25. Относительное расположение первичного изоляционного экрана 2 и первичного уплотняющего экрана 7 может быть точно таким же.
Смещение между краями изоляционных плит и краями металлических листов, которые они поддерживают, имеет ряд преимуществ. С одной стороны, герметичные сварные швы между краями смежных металлических листов становятся проще, если эти края являются регулярными, что могло бы не быть, если бы также было необходимо обеспечивать точки для крепления соединителей на уровне краев металлических листов. С другой стороны, области, расположенные между смежными изоляционными плитами, где расположены соединители, склонны иметь небольшие уровни смещения вследствие монтажного зазора каждой изоляционной плиты. Таким образом, эти области предлагают менее равномерную поддерживающую поверхность для металлической уплотняющей мембраны, чем центральные области изоляционных плит, откуда следует возможная концентрация механических напряжений в этих областях, расположенных между изоляционными плитами. В предлагаемой конструкции самые хрупкие области уплотняющей мембраны, а именно края металлических листов, расположены поверх областей, где поддерживающая поверхность наиболее равномерна, в то время как области, расположенные между изоляционными плитами, покрыты центральной частью металлических листов 25 или 25а, что обеспечивает более высокую стойкость к воздействию механических напряжений, особенно вследствие упругости, придаваемой посредством гофров 8.
Теперь будет описан первый вариант осуществления грузового танка.
Фиг. 2 дает общее представление этого первого варианта осуществления, а на фиг. 4 и фиг. 5 дается подробное представление механических соединительных элементов.
Как ясно видно на фиг. 2, соединительные элементы в этом случае включают в себя вторичные соединители 41 и первичные соединители 42, которые являются коаксиальными, причем первичный соединитель, который проходит через первичный изоляционный экран 2, расположен на одной оси с вторичным соединителем 41, который проходит через вторичный изоляционный экран 1. Каждый раз, каналы для вторичных соединителей 41, соответственно, для первичных соединителей 42, через вторичный изоляционный экран 1, соответственно, первичный изоляционный экран 2, образованы канавками 12 (фиг. 9) в краях вторичных изоляционных плит 28, соответственно, первичных изоляционных плит 29, и угловыми срезами 13, сделанными в углах вторичных изоляционных плит 28, соответственно, первичных изоляционных плит 29. Законченная полость для вторичного соединителя 41, соответственно, первичного соединителя 42, образована посредством двух канавок 12, полученных в двух смежных изоляционных плитах, или посредством четырех угловых срезов 13 четырех смежных изоляционных плит.
Как сказано в этой заявке выше, соединительная система первичных изоляционных экранов 2 и вторичных изоляционных экранов 1 относительно несущей конструкции 3 образована с двумя типами соединителей 41 и 42. Один вариант осуществления вторичного соединителя 41 представлен на фиг. 4. Такой вторичный соединитель, который служит для удерживания вторичного изоляционного экрана 1 напротив несущей конструкции 3, может быть использован для вариантов осуществления, в которых грузовой танк изолирован посредством одного изоляционного экрана.
Соединитель 41 образован из стержня 14, который соединяет основание 15 соединителя, приваренное к несущей конструкции 3, и головку 16 соединителя, прикрепленную к покрывному листу 1с вторичной изоляционной плиты 28. Основание 15 соединителя включает в себя корпус 15а, приваренный к несущей конструкции 3. Корпус 15а является в основном цилиндрической и охватывает пакет тарельчатых шайб 15b и гайку 15с, навинченную на стержень 14. Гайка 15с имеет квадратную форму, а углы гайки соприкасаются с корпусом 15а для предотвращения вращения гайки 15с. Опорный лист 1b вторичной изоляционной плиты 28 опирается на выравнивающую прокладку 17. Выравнивающая прокладка 17 гарантирует плоскостность контакта с опорой и делает возможность частичного демонтажа изоляции.
Покрывной лист 1с переднего листа вторичной изоляционной плиты 28 включает в себя отверстие для цилиндрического корпуса 19, который определяет границы прохождения снаружи головки 16. Этот корпус 19 выполнен как штампованный цилиндр в центре квадратного крепежного листа 18. Цилиндрический корпус 19 закрывает теплоизоляционное кольцо 20, расположенное вокруг конца втулки 21. Втулка 21 включает в себя отверстие с резьбой на каждом из ее двух концов: в одном из этих отверстий размещен тот из концов резьбового стержня 14, который не взаимодействует с гайкой 15с. Лист 18 позиционирован в опорной поверхности 22 покрывного листа 1с и покрыт вторичным уплотняющим экраном 6. Отогнутый край 37 цилиндрического корпуса 19 препятствует любому движению листа 18 и, таким образом, передает любые отрывные усилия, воздействию которых подвергается вторичная изоляционная плита 28, к несущей конструкции 3 через стержень 14. Упругий люфт, получаемый благодаря тарельчатым шайбам 15b, компенсирует термические сжатия и любые динамические деформации корпуса корабля. Факт наличия резьбового отверстия на конце втулки 21 напротив стержня 14 дает возможность резьбовой части 23 охватываемой концевой детали 24, включающей в себя фланец 24а, размещаться в этом отверстии. Резьбовая часть 23 сцепляется через перфорацию вторичного металлического листа 25 и ввинчивается во втулку 21. Таким образом, охватываемая концевая деталь 24 образует место крепления, которая дает возможность вторичному металлическому листу 25 удерживаться напротив покрывного листа 1с. Фланец 24а дает возможность получения герметичного сварного шва на вторичном металлическом листе 25 вокруг упомянутой перфорации для восстановления герметизации на уровне этого места крепления.
Эта охватываемая концевая деталь 24 может быть использована для размещения в инструментальных средствах или аппарате строительных лесов или монтажа грузового танка для прессования листов, составляющих уплотняющие экраны, когда их соединяют посредством сварного шва внахлестку.
На фиг. 5 иллюстрируется использование вторичного соединителя 41, который только что был описан, для коаксиального крепления первичного соединителя 42, например, который представлен на фиг. 2. Левая часть фиг. 5 соответствует головке 18 вторичного соединителя 41, представленного более подробно на фиг. 4, за исключением того, что охватываемая концевая деталь 24 была заменена охватывающей концевой деталью 26, включающей в себя отверстие с резьбовое отверстие на конце, дальнем от несущей конструкции 3. Эта концевая деталь 26 также включает в себя периферийный фланец 26а адаптированный для приваривания к вторичному металлическому листу 25, который является вторичным уплотняющим экраном 6. Она принимает в свое резьбовое отверстие резьбовой конец стержня 27, аналогичного стержню 14. Резьбовой конец стержня 27, который установлен в концевой детали 26, имеет такой же диаметр, что и стержень 14, а остальной участок стержня 27 имеет меньший диаметр, чтобы давать возможность разрушения в области соединения двух диаметров, если силы, прикладываемые к соединительным элементам, больше допустимого предела. Стержень 27 проходит через первичный изоляционный экран 2 в соединитель 30, который обеспечивает соединение между стержнем 27 и покрывным листом 2 с двух или четырех первичных изоляционных плит 29. Этот соединитель 30 включает в себя корпус 30а, полностью аналогичный цилиндрическому корпусу 19 головки вторичного соединителя 41, показанного на фиг. 4. Корпус 30а является цилиндрической штамповкой, полученной в центральной области листа 18, аналогичной той, которая показана на фиг. 4, и позиционирована таким же образом под первичным металлическим листом 24а. Лист 18 является прямоугольным. Внутри этого корпуса 30а расположены тарельчатые шайбы 30b и обод 30с на стержне 27, опирающийся на тарельчатые шайбы 30b. В корпусе 30a располагается втулка 31, имеющая вдоль своей оси внешнюю резьбу, ввинчиваемую в цилиндрический корпус 30a и резьбовое отверстие 38, обращенное к внутренней стороне грузового танка, которое дает возможность крепления выступающего средства такого же типа, что и охватываемая концевая деталь 24, представленная на фиг. 4, не показанная, в этой заявке на фиг. 5. Резьбовая втулка 31 включает в себя периферийный фланец 31а, который может быть приварен к первичному металлическому листу 25а. Соединительные элементы, которые были только что описаны, дают возможность небольшого относительного поворота различных смонтированных элементов.
Опирание фланца 24а, соответственно, 31а, на вторичный металлический лист 25, соответственно, первичный металлический лист 25а, дает возможность вторичному уплотняющему экрану 1, соответственно, первичному герметизирующему экрану 2, удерживаться в опорном контакте с покрывным листом 1с, соответственно, 2с, вторичных изоляционных плит 28, соответственно, первичных изоляционных плит 29. Таким образом, достаточная плотность первичных и вторичных соединителей делает необязательным другое крепления для удерживания уплотняющих мембран на стенках грузового танка. Края стенок и соединения между уплотняющими экранами на уровне углов между двумя стенками грузового танка могут быть получены посредством приваривания металлических уплотняющих листов к угловому железу (угловому профилю) по известной технологии.
На фиг. 8-10 представлен второй вариант выполнения стенки грузового танка, в которой соединение, удерживающее первичные изоляционные экраны 2 и вторичные изоляционные экраны 1 напротив несущей конструкции 3, образовано посредством первичных соединителей 33 и вторичных соединителей 32, которые не являются совмещенными в их части, где они проходят через первичный изоляционный экран 2 и вторичный изоляционный экран 1. В этом варианте осуществления первичные изоляционные плиты 29 и вторичные изоляционные плиты 28 идентичны соответствующим изоляционным плитам, показанным на фиг. 1 и фиг. 1А, но расположены иначе. Вместо размещения первичной изоляционной плиты 29 точно в вертикальном совмещении с вторичной изоляционной плитой 28, в этом случае первичные изоляционные плиты 29 смещены относительно вторичных изоляционных плит 29 на определенное расстояние в обоих направлениях плоскости стенки грузового танка. В примере, иллюстрируемом на фиг. 8 и фиг. 9, расстояние 61 поперечного смещения меньше половины ширины плит. На примере, представленном на фиг. 9, расстояние 62 продольного смещения равно продольному расстоянию между двумя гофрами 8.
В этих условиях первичные соединители 33 и вторичные соединители 32 не находятся больше в совмещении друг с другом, как ясно видно на фиг. 9, где положения первичных соединителей 33 представлены стрелками Р1, Р2 и Р3, а положения вторичных соединителей 32 представлены стрелками S1, S2 и S3. На фиг. 9 показаны не все соединители. В зависимости от размеров изоляционных блоков, как правило, на изоляционном блоке может быть использовано восемь соединителей.
В этом варианте осуществления вторичный соединитель 32 состоит из стержня 32а, который соединен посредством одного из его концов с несущей конструкцией 3, а посредством его другого конца - с покрывной стенкой 1с вторичных изоляционных плит 28. Упомянутые выше соединения могут быть сделаны точно таким же способом, что и в первом варианте осуществления настоящего изобретения.
Первичный соединитель 33 включает в себя стержень 33а, который соединен посредством одного из его концов с покрывным листом 2с двух или четырех первичных изоляционных плит 29, а посредством его другого конца - с покрывным листом 1с вторичной изоляционной плиты 28 на некотором расстоянии от его краев. Соединение этого стержня 33а с покрывными листами 2с осуществлено с помощью устройства, точно соответствующего устройству, показанному в правой части фиг. 5 и описанному выше. Соединение стержня 33а с покрывным листом 1с осуществлено путем взаимодействия резьбы на стержне 33а с гнездом 34, показанным на фиг. 10. На том уровне, где он проходит через вторичный уплотняющий экран 6, стержень 33а включает в себя фланец 33b, который приварен к вторичному металлическому листу 25, составляющему вторичный уплотняющий экран.
В этом варианте осуществления смещение первичных соединителей 33 и вторичных соединителей 32 дает возможность ограничения тепловых мостов между внутренней стороной грузового танка и несущей конструкции 3. Кроме того, смещение сохраняется в каждом случае между вторичными металлическими листами 25, соответственно, первичными металлическими листами 25а, и вторичными изоляционными плитами 28, соответственно, первичными изоляционными плитами 29, которые поддерживают их, таким же образом, как в первом варианте осуществления. В этом случае получена конструкция стенки грузового танка, в которой четыре последовательных слоя, образующие стенку грузового танка, имеют, соответственно, смещенную конструкцию мозаичного типа. Другими словами, каждые из следующих четырех элементов смещены в положении относительно других трех в двух направлениях плоскости: вторичная изоляционная плита 28, вторичный металлический лист 25, первичная изоляционная плита 29 и первичный металлический лист 25а.
На фиг. 11 приведено сечение первичного или вторичного уплотняющего экрана, оборудованного охватываемой концевой деталью 24, например, такой, как описано ранее со ссылкой на фиг. 4. Уже описанные элементы, с которыми снова сталкиваются в варианте осуществления, представленном на фиг. 11 и фиг. 12, указаны на этих новых фигурах такими же ссылочными позициями, что и на фиг. 1-10, и их подробное описание не будет повторено. Чтобы упростить изложение остальной части этого описания будет допущено, что на фиг. 11 представлен вторичный экран, но ситуация будет не точно такой же, если бы это был первичный экран. Видны смежные области двух вторичных изоляционных плит 28 с их фанерными покрывными листами 1с. Как показано на фиг. 1 и фиг. 1А, соединительные элементы (не видимые на фиг. 11) размещены в плоскости 51, расположенной между двумя смежными вторичными изоляционными плитами 28. Вторичный уплотняющий экран 6 образован сборкой из металлических листов 25, эта сборка осуществлена посредством сварного шва 52 внахлестку двух смежных металлических листов.
На фиг. 12 представлен аппарат, размещенный в стеновой области, описанной выше и представленный на фиг. 11. В этом случае охватываемая концевая деталь 24 образует место 53 поворота для рычага 54, который несет на одном из его концов прижимную подушку 55, а на его другом конце - силовой привод, образованный посредством надувной гибкой трубки 56. Рычаг 54 включает в себя отверстие, взаимодействующее с резьбовым стержнем 43 охватываемой концевой детали 24, с достаточным зазором для обеспечения возможности некоторого углового относительного движения рычага 54. Гайка 44 обеспечивает это взаимодействие. Место 53 поворота находится ближе к прижимной подушке 55, чем надувная трубка 56 для увеличения силы, создаваемой трубкой 56, чтобы создать высокое давления, получаемого на рычаге прижимной подушки 55. Размеры рычага таковы, чтобы расстояние 53-55, измеренное параллельно металлическим листам 25, было равно расстоянию между плоскостью 51 и осью, вдоль которой должен быть сделан сварной шов 52 внахлестку. Очевидно, что как результат прижимная подушка 55 прижимается на месте образования сварного шва 52 внахлестку, что дает возможность двум листам 25, подлежащим сварке, прижиматься друг к другу на уровне места сварки без необходимости выполнения заблаговременно какой-либо сварки прихваточным швом.
Технологии, описанные выше для получения стенки грузового танка, могут быть использованы в различных типах резервуаров-хранилищах, резервуарах-хранилищах для сжиженного природного газа, в наземных установках или в плавучих конструкциях, например, в танкерах-метановозах, и так далее.
На фиг. 13 местный вырез, сделанный в танкере-метановозе 70, показывает герметизированный и изолированный грузовой танк 71 в целом призматической формы, смонтированный в двойном корпусе 72 корабля. Стенка грузового танка 71 включает в себя первичный уплотняющий экран, предназначенный для контактного взаимодействия со сжиженным природным газом, содержащимся в танке, вторичный уплотняющий экран, расположенный между первичным уплотняющим экраном и двойным корпусом 72 корабля, и два изоляционных экрана, соответственно, расположенных между первичным уплотняющим экраном и вторичным уплотняющим экраном и между вторичным уплотняющим экраном и двойным корпусом 72.
В способе, который известен сам по себе, загрузочные/разгрузочные трубопроводы 73, расположенные на верхней палубе корабля, могут быть соединены посредством соответствующих соединителей с морским или портовым терминалом для перемещения груза сжиженного природного газа в грузовой танк или из грузового танка 71.
На фиг. 13 представлен пример морского терминала, включающего в себя загрузочный и разгрузочный пункт 75, подводный трубопровод 76 и наземную установку 77. Загрузочный и разгрузочный пункт 75 является находящейся на некотором расстоянии от берега в море установкой, включающей в себя подвижный рычаг 74 и мачту 78, которая поддерживает подвижный рычаг 74. Подвижный рычаг 74 несет большое количество изолированный гибких трубопроводов 79, адаптированных для соединения с загрузочными/разгрузочными трубопроводами 73. Ориентируемый подвижный рычаг 74 адаптируется ко всем габаритам груза танкеров-метановозов. Соединительный трубопровод, который не показан, проходит внутри мачты 78. Загрузочный и разгрузочный пункт 75 дает возможность загрузки и разгрузки танкера-метановоза 70 из наземной установки 77 или в наземную установку 77, соответственно. Последняя установка включает в себя резервуары-хранилища 80 и соединительные трубопроводы 81, соединенные посредством подводного трубопровода 76 с загрузочным или разгрузочным пунктом 75. Подводный трубопровод 76 дает возможность перегрузки сжиженного газа между загрузочным или разгрузочным пунктом 75 и наземной установкой 77 на большое расстояние, например 5 км, что дает возможность танкеру-метановозу 70 оставаться на большом расстоянии от берега во время загрузочных или разгрузочных операций.
Для генерирования давления, необходимого для перегрузки сжиженного газа, используют насосы, находящиеся на борту корабля 70 и/или насосы, которыми оборудована наземная установка 77, и/или насосы, которыми оборудован загрузочный и разгрузочный пункт 75.
Хотя настоящее изобретение было описано в связи с множеством конкретных вариантов осуществления, очевидно, что настоящее изобретение никак не ограничено ими, и что оно охватывает все технические эквиваленты описанных технических средств, а также их комбинации, которые находятся в пределах объема настоящего изобретения.
Использование глаголов, например, «включают в себя» и «содержат» и их сопряженных форм, не исключает наличие других элементов или других этапов, чем те, которые указаны в формуле изобретения. Использование неопределенного артикля «а» или «an» для элемента или этапа не исключает наличие множества таких элементов или этапов, если не указано противоположного.
В приведенной формуле изобретения любой ссылочный символ в скобках не должен интерпретироваться как ограничение формулы изобретения.