ГЕРМЕТИЧНАЯ СТЕНКА С УСИЛЕННОЙ ГОФРИРОВАННОЙ МЕМБРАНОЙ
SEALED WALL WITH A REINFORCED CORRUGATED MEMBRANE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к области герметичных резервуаров с гофрированной металлической мембраной для хранения и/или транспортировки текучей среды и, в частности, к герметичным и теплоизоляционным резервуарам для сжиженного газа.
Настоящее изобретение относится, в частности, к области герметичных и теплоизоляционных резервуаров для хранения и/или транспортировки текучей среды при низкой температуре, таких как резервуары для транспортировки сжиженного углеводородного газа (СУГ), например, при температуре от -50°C до 0°C включительно, или для транспортировки сжиженного природного газа (СПГ) при температуре приблизительно -162°C при атмосферном давлении. Такие резервуары могут быть установлены на суше или на плавучей конструкции. В случае плавучей конструкции резервуар может быть предназначен для транспортировки сжиженного газа или для приёма сжиженного газа, служащего в качестве топлива для приведения в движение плавучей конструкции.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В документе FR-A-2936784 описан резервуар с гофрированной герметичной мембраной, усиленной с помощью волнообразных усиливающих элементов, расположенных под гофрами между герметичной мембраной и опорой этой герметичной мембраны для уменьшения напряжений в герметичной мембране, вызванных множеством факторов, включая термическую усадку при охлаждении резервуара, эффект изгибания судовой балки и динамическое давление, вызванное движением груза, в частности, из-за волн.
В таком резервуаре герметичная мембрана имеет два перпендикулярных ряда гофров. Поэтому герметичная мембрана имеет множество узлов, соответствующих пересечениям между гофрами рядов гофров.
В одном варианте осуществления усиливающие части, также называемые волнообразными усиливающими элементами, являются полыми и обеспечивают циркуляцию газа между гофрами и опорой через усиливающие части, в частности, для инертирования теплоизолирующего барьера или обнаружения утечек. Усиливающие части расположены под гофрами и между двумя последовательными узлами и, следовательно, прерываются на уровне упомянутых узлов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Однако заявитель обнаружил, что напряжения в герметичной мембране не всегда одинаковы в резервуаре. Таким образом, один и тот же гофр может подвергаться асимметричным напряжениям, которые могут вызывать деформации мембраны, при которых усиливающие части не выполняют функцию усиления мембраны надлежащим образом. В частности, заявитель обнаружил, что усиливающие части подвергаются совместным смещениям с участком гофра, в котором они размещены, когда упомянутый гофр подвергается асимметричным напряжениям. Совместное смещение усиливающей части и гофра может вызывать скручивание мембраны на уровне узла.
Основная идея изобретения заключается в обеспечении герметичной стенки с гофрированной герметичной мембраной, непрерывно усиленной вдоль гофра. Основная идея изобретения заключается в обеспечении непрерывности волнообразных усиливающих элементов, расположенных в гофре. Основная идея изобретения заключается в обеспечении выравнивания волнообразных усиливающих элементов, расположенных под гофром, для ограничения рисков скручивания мембраны на уровне узла. Таким образом, основная идея изобретения заключается в сохранении выравнивания волнообразных усиливающих элементов, расположенных под последовательными участками гофра, соответствующими продольному направлению упомянутого гофра. В частности, основная идея изобретения заключается в сохранении волнообразных усиливающих элементов, расположенных под гофром по обе стороны от узла, выровненными в продольном направлении упомянутого гофра.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение предлагает герметичную стенку резервуара, включающую в себя гофрированную герметичную мембрану, причём гофрированная герметичная мембрана включает в себя первый ряд параллельных гофров, второй ряд параллельных гофров и плоские участки, расположенные между гофрами и предназначенные для того, чтобы опираться на опорную поверхность, причём упомянутые первый и второй ряды гофров протяжены в пересекающихся направлениях и образуют множество узлов на пересечениях упомянутых гофров,
под гофрами первого ряда гофров расположены волнообразные усиливающие элементы,
каждый из двух последовательных волнообразных усиливающих элементов в гофре включает в себя основание, предназначенное для того, чтобы опираться на опорную поверхность, и усиливающий участок, расположенный над основанием в направлении толщины стенки резервуара, при этом два волнообразных усиливающих элемента проходят в продольном направлении в гофре по обе стороны от узла,
упомянутые основания являются полыми, соединительный элемент расположен в гофре на уровне узла и установлен в основаниях упомянутых двух волнообразных усиливающих элементов для соединения двух волнообразных усиливающих элементов в выровненном положении.
Благодаря этим признакам, обеспечивается непрерывность между двумя последовательными волнообразными усиливающими элементами, расположенными в гофре по обе стороны узла. Благодаря этим признакам, относительное перемещение между двумя последовательными волнообразными усиливающими элементами, расположенными в гофре, ограничено, в том числе при наличии асимметричных напряжений по обе стороны узла и/или по обе стороны гофра. В частности, два последовательных волнообразных усиливающих элемента, расположенных под гофром, поддерживаются выровненными в продольном направлении гофра. Таким образом, участок гофра, расположенный с одной стороны узла, эффективно поддерживается волнообразным усиливающим элементом, расположенным под упомянутым участком гофра, причём упомянутый волнообразный усиливающий элемент удерживаться на месте за счёт взаимодействия со смежным волнообразным усиливающим элементом посредством соединительного элемента.
Варианты осуществления такой стенки могут иметь один или более следующих отличительных признаков.
В одном варианте осуществления основание одного или каждого из упомянутых волнообразных усиливающих элементов имеет соответствующий выступающий участок, продольно выступающий от усиливающего участка упомянутого волнообразного усиливающего элемента в направлении другого волнообразного усиливающего элемента для взаимодействия с узлом.
Также волнообразные усиливающие элементы просты в изготовлении, выступающий участок основания, например, может быть изготовлен из экструдированной усиливающей части путём простого удаления усиливающего участка волнообразного усиливающего элемента на уровне упомянутого выступающего участка.
В одном варианте осуществления один конец соединительного элемента имеет сечение, размер и форма которого те же самые, что и полого сечения основания, в котором размещают упомянутый конец, для обеспечения установки без значительного зазора. Другими словами, соединительный элемент установлен и проходит в продольном направлении в основаниях с простым монтажным зазором, так что положение двух волнообразных усиливающих элементов выровнено без значительного углового зазора.
Волнообразный усиливающий элемент предпочтительно установлен с возможностью скольжения относительно опоры и упомянутого гофра. Таким образом, тепловое сжатие волнообразного усиливающего элемента может происходить без возникновения локальных напряжений. Кроме того, продольная установка соединительного элемента в основании волнообразного усиливающего элемента также обеспечивает тепловое сжатие волнообразного усиливающего элемента и соединительного элемента без возникновения локальных напряжений.
В одном варианте осуществления, по меньшей мере, один из упомянутых волнообразных усиливающих элементов соединён со связующей вставкой, взаимодействующей с упомянутым узлом, причём торцевая поверхность связующей вставки, противоположная узлу, образует упорную поверхность для торцевой поверхности волнообразного усиливающего элемента, обращённой к узлу, причём упомянутая связующая вставка включает в себя канал, продолжающий полое сечение основания волнообразного усиливающего элемента в направлении другого волнообразного усиливающего элемента, через который проходит соединительный элемент.
В одном варианте осуществления связующая вставка прикреплена к соединительному элементу.
Основание волнообразного усиливающего элемента образует нижнюю часть волнообразного усиливающего элемента, а усиливающий участок образует верхнюю часть волнообразного усиливающего элемента. Основание и усиливающий участок могут быть разделены плоской или неплоской внутренней стенкой. Они также могут быть не разделены. В одном варианте осуществления основание одного из упомянутых волнообразных усиливающих элементов включает в себя нижнюю стенку, предназначенную для того, чтобы опираться на опорную поверхность. В одном варианте осуществления основание одного из упомянутых волнообразных усиливающих элементов дополнительно включает в себя верхнюю стенку, параллельную нижней стенке, предназначенной для того, чтобы опираться на опорную поверхность, причём усиливающий участок упомянутого волнообразного усиливающего элемента расположен над верхней стенкой основания.
В одном варианте осуществления основание открыто на усиливающем участке. Другими словами, полое внутреннее пространство основания, в котором устанавливают конец соединительного элемента, открыто на усиливающем участке.
В одном варианте осуществления волнообразный усиливающий элемент имеет внутреннюю поверхность, которая расположена параллельно нижней стенке основания и ограничивает полое пространство основания.
Внутренняя поверхность может быть получена множеством способов.
В одном варианте осуществления внутренняя поверхность образована поверхностью внутренней стенки, отделяющей усиливающий участок от основания.
В одном варианте осуществления внутренняя поверхность образована торцевой поверхностью внутреннего ребра усиливающего участка. В одном варианте осуществления внутреннее ребро расположено в плоскости, параллельной направлению толщины стенки резервуара, от внутренней перегородки усиливающего участка, например, от зоны пересечения между двумя внутренними перегородками, размещёнными в усиливающем участке.
В одном варианте осуществления внутренняя поверхность образована одним или более боковыми участками верхней стенки основания, причём упомянутые боковые участки проходят параллельно нижней стенке от боковых стенок волнообразного усиливающего элемента.
В одном варианте осуществления один конец соединительного элемента, установленный в упомянутом основании, имеет плоское, например, прямоугольное или трапециевидное, сечение, расположенное параллельно упомянутой нижней стенке. Благодаря этим признакам, момент инерции соединительного элемента относительно оси изгиба, параллельной направлению толщины стенки резервуара, является относительно высоким.
Предпочтительно в этом случае один конец соединительного элемента, установленный в основании, имеет ширину, измеренную в направлении ширины, перпендикулярном направлению толщины стенки резервуара и перпендикулярном продольному направлению гофра, превышающую толщину упомянутого конца соединительного элемента, измеренную в направлении толщины стенки резервуара.
В одном варианте осуществления ширина конца соединительного элемента, установленного в основании, превышает половину ширины волнообразного усиливающего элемента в упомянутом направлении ширины. Такая ширина конца соединительного элемента обеспечивает высокую жёсткость в ответ на боковые напряжения, то есть в упомянутом направлении ширины.
В одном варианте осуществления полый участок основания имеет плоское сечение, параллельное опорной поверхности, когда нижняя стенка упомянутого основания опирается на упомянутую опорную поверхность. Другими словами, полый участок основания имеет ширину, измеренную в направлении, перпендикулярном продольному направлению гофра и перпендикулярном направлению толщины стенки резервуара, превышающую толщину упомянутого полого участка, измеренную в направлении толщины стенки резервуара.
В одном варианте осуществления конец соединительного элемента 13 установлен в основании на расстояние от 2 до 3 см или предпочтительно на расстояние более 5 см, в частности, от 5 см до 8 см. Такое расстояние обеспечивает значительную зону взаимодействия между соединительным элементом и волнообразным усиливающим элементом, что обеспечивает стабильное поддержание выравнивания между волнообразными усиливающими элементами и надлежащее распределение боковых напряжений по значительной зоне взаимодействия.
В одном варианте осуществления упомянутый соединительный элемент представляет собой плоскую часть, которая имеет постоянную толщину.
Соединительный элемент в виде плоской тонкой части имеет небольшой общий размер в направлении толщины стенки резервуара и, следовательно, может проходить под герметичной мембраной на уровне узла, не взаимодействуя с гофрами уплотнительной мембраны.
В одном варианте осуществления основания имеют две внутренние стенки, расположенные в направлении толщины, причём упомянутые внутренние стенки с нижней стенкой и, если применимо, с верхней стенкой ограничивают полый участок основания. В одном варианте осуществления полый участок основания имеет сечение прямоугольной формы.
В одном варианте осуществления узел включает в себя вершину, причем упомянутый гофр включает в себя вогнутый участок, образующий сужение гофра, по обе стороны вершины, причём упомянутый выступающий участок и/или связующая вставка проходит в узле до сужения гофра, расположенного с соответствующей стороны вершины, или за пределы упомянутого сужения гофра.
Упомянутое сужение образует, например, минимальное сечение гофра в узле.
В одном варианте осуществления соединительный элемент включает в себя упорную поверхность, предназначенную для ограничения вставки соединительного элемента в одно из упомянутых оснований.
В одном варианте осуществления упорная поверхность представляет собой первую упорную поверхность, предназначенную для ограничения вставки соединительного элемента в одно из оснований, а соединительный элемент включает в себя вторую упорную поверхность, предназначенную для ограничения вставки соединительного элемента в другое основание.
Упорные поверхности могут быть получены множеством способов. В одном варианте осуществления соединительный элемент включает в себя утолщение и/или расширение, причём соединительный элемент на уровне упомянутого утолщения и/или расширения имеет сечение, размеры которого превышают размеры полого участка основания или оснований, при этом упомянутое утолщение и/или расширение имеет упорную поверхность или поверхности. В одном варианте осуществления соединительный элемент имеет центральный участок, имеющий постоянное сечение в продольном направлении гофра, причём упорная поверхность или поверхности образованы присоединяемой частью, прикреплённой к упомянутому центральному участку. Присоединяемая часть может быть получена множеством способов, например, может представлять собой винт, заклёпку, гвоздь, прикреплённый к центральному участку соединительного элемента и предпочтительно не проходящий через него. Присоединяемая часть также может представлять собой металлическую часть, прикреплённую к центральному участку соединительного элемента. Металлическая часть, которая может служить в качестве упора для первых волнообразных усиливающих элементов, например, представляет собой соединительную часть, имеющую соединительные лапки, предназначенные для взаимодействия со вторыми волнообразными усиливающими элементами, размещёнными во вторых гофрах.
В одном варианте осуществления соединительный элемент установлен с возможностью скольжения относительно опорной поверхности, например, теплоизолирующего барьера. Другими словами, соединительный элемент не прикреплён к теплоизолирующему барьеру. Таким образом, когда ни волнообразные усиливающие элементы, ни соединительные элементы не прикреплены к опорной поверхности, волнообразные усиливающие элементы и соединительные элементы могут удерживаться между герметичной мембраной и опорной поверхностью за счёт взаимодействия между волнообразными усиливающими элементами и соединительным элементом и крепления герметичной мембраны к опорной поверхности, например, с помощью сварки.
В одном варианте осуществления волнообразные усиливающие элементы, расположенные под гофрами первого ряда гофров, представляют собой первые волнообразные усиливающие элементы, причём резервуар дополнительно включает в себя вторые волнообразные усиливающие элементы, расположенные под гофрами второго ряда гофров, при этом два вторых волнообразных усиливающих элемента расположены в гофре второго ряда гофров, образующем узел, по обе стороны от упомянутого узла.
В одном варианте осуществления второй волнообразный усиливающий элемент протяжён между двумя последовательными узлами гофра.
В одном варианте осуществления расстояние между концами основания и/или между концами связующей вставки вставок двух первых волнообразных усиливающих элементов превышает ширину вторых волнообразных усиливающих элементов, расположенных в гофре второго ряда гофров, образующем узел, причём соединительный элемент включает в себя центральный участок, расположенный между основаниями упомянутых двух первых волнообразных усиливающих элементов.
В одном варианте осуществления вторые усиливающие элементы, смежные с узлом, имеют один конец, контактирующий с соединительным элементом. Благодаря этим признакам, соединительный элемент выполняет функцию упора и, следовательно, ограничивает перемещение вторых волнообразных усиливающих элементов в продольном направлении вторых гофров.
В одном варианте осуществления вторые волнообразные усиливающие элементы являются полыми, причём соединительный элемент включает в себя центральный участок, расположенный между основаниями первых волнообразных усиливающих элементов, при этом соединительный элемент дополнительно включает в себя две лапки и каждая из упомянутых двух лапок выступает от центрального участка соединительного элемента в продольном направлении второго ряда гофров и входит в соответствующий второй волнообразный усиливающий элемент.
В одном варианте осуществления лапки представляют собой упругие лапки, предназначенные для оказания усилия в направлении, противоположном герметичной мембране, для прижатия упомянутых вторых волнообразных усиливающих элементов к опорной поверхности.
В одном варианте осуществления две лапки установлены во вторых волнообразных усиливающих элементах для соединения упомянутых двух вторых волнообразных усиливающих элементов с соединительным элементом. Например, в этом случае соединительный элемент имеет крестообразную форму, причём упомянутые лапки и упомянутые концы соединительного элемента образуют четыре ответвления. Крестообразный плоский соединительный элемент может быть выполнен в виде плоской части.
В одном варианте осуществления соединительный элемент включает в себя крестообразную плоскую часть, причём упомянутые лапки и упомянутые концы соединительного элемента образуют четыре ответвления крестообразной части.
В одном варианте осуществления лапки и центральный участок выполнены за одно целое.
В одном варианте осуществления конец одной из упомянутых лапок, удалённый от центрального участка, включает в себя удерживающий элемент, предназначенный для удержания второго волнообразного усиливающего элемента.
Удерживающий элемент может быть образован множеством способов. В одном варианте осуществления вторые волнообразные усиливающие элементы включают в себя монтажный выступ в полом участке, причём конец лапок выполнен с возможностью взаимодействия с этим выступом для удержания вторых усиливающих элементов. В одном варианте осуществления вторые волнообразные усиливающие элементы включают в себя внутренние перегородки, причём конец лапок выполнен с возможностью фиксации, например, зажима, на краевой поверхности упомянутых внутренних перегородок, обращённой к узлу.
В одном варианте осуществления соединительный элемент дополнительно включает в себя удерживающую пластину, прикреплённую к центральному участку соединительного элемента, причём пластина имеет лапки.
В одном варианте осуществления соединительный элемент включает в себя крепёжный элемент для пластины, причём упомянутый крепёжный элемент закреплён в основании на расстоянии от теплоизолирующего барьера.
В одном варианте осуществления каждый из соответствующих вторых волнообразных усиливающих элементов включает в себя полое основание, предназначенное для того, чтобы опираться на опорную поверхность, и усиливающий участок, расположенный над основанием в направлении толщины стенки резервуара. В этом случае две лапки соединительного элемента могут быть продольно установлены в упомянутых основаниях. В результате получается монтажное устройство относительно небольшого общего размера в направлении толщины стенки.
В одном варианте осуществления усиливающий участок волнообразного усиливающего элемента, основание которого включает в себя упомянутый выступающий участок, имеет скошенный конец в направлении узла.
В одном варианте осуществления усиливающий участок волнообразных усиливающих элементов имеет внешнюю стенку, например, полуэллиптической выпуклой внешней формы, ограничивающую внутреннее пространство усиливающего участка, причём усиливающий участок дополнительно включает в себя внутренние усиливающие перегородки.
В одном варианте осуществления внутренние перегородки располагаются между соответствующим боковым участком верхней стенки основания и внутренней поверхностью внешней стенки усиливающего участка.
В одном варианте осуществления усиливающий участок волнообразных усиливающих элементов имеет внешнюю стенку, причём конец упомянутой внешней стенки, обращённый к узлу, образует краевую поверхность упомянутой внешней стенки, при этом упомянутая краевая поверхность скошена таким образом, что она имеет поверхность, наклонённую относительно плоскости, перпендикулярной продольному направлению гофра, и обращённую к гофру.
В одном варианте осуществления гофрированная герметичная мембрана включает в себя гофрированную прямоугольную часть из листового металла, причём упомянутый первый ряд гофров протяжён в направлении длины части из листового металла, а упомянутый второй ряд гофров протяжён в направлении ширины части из листового металла,
и волнообразные усиливающие элементы, расположенные под гофром первого ряда гофров, включают в себя ряд выровненных волнообразных усиливающих элементов, причём упомянутый ряд волнообразных усиливающих элементов располагается по всей длине прямоугольной части из листового металла, при этом каждый из упомянутых волнообразных усиливающих элементов включает в себя полое основание и усиливающий участок, и они попарно соединены множеством соединительных элементов, установленных в основаниях последовательных волнообразных усиливающих элементов на уровне узлов.
В одном варианте осуществления гофрированная герметичная мембрана включает в себя гофрированную прямоугольную часть из листового металла, причём упомянутый первый ряд гофров протяжён в направлении длины части из листового металла, а упомянутый второй ряд гофров протяжён в направлении ширины части из листового металла,
и волнообразные усиливающие элементы, расположенные под гофром первого ряда гофров, включают в себя ряд выровненных волнообразных усиливающих элементов, причём упомянутый ряд волнообразных усиливающих элементов располагается по существу по всей длине прямоугольной части из листового металла, при этом каждый из упомянутых волнообразных усиливающих элементов включает в себя полое основание, включающее в себя нижнюю стенку, предназначенную для того, чтобы опираться на опорную поверхность, и усиливающий участок, расположенный над основанием, и они попарно соединены множеством соединительных элементов, установленных в основаниях последовательных волнообразных усиливающих элементов на уровне узлов упомянутого гофра.
В одном варианте осуществления два конца ряда волнообразных усиливающих элементов прикреплены, например, зажаты, на краях прямоугольной части из листового металла, ограничивающей гофр. Таким образом, можно работать с частью из листового металла с одним или более рядами волнообразных усиливающих элементов, предварительно прикреплённых к ней, что упрощает сборку стенки резервуара.
В одном варианте осуществления множество рядов волнообразных усиливающих элементов, образованных одинаковым образом, расположено в соответствующих гофрах первого ряда гофров по всей длине прямоугольной части из листового металла, например, в каждом из гофров или в только некоторых, и может быть прикреплено к прямоугольной части из листового металла одинаковым образом.
В одном варианте осуществления ряды волнообразных усиливающих элементов расположены в гофрах второго ряда гофров. Волнообразные усиливающие элементы могут быть прикреплены различными способами, например, за счёт взаимодействия с соединительными элементами. В одном варианте осуществления волнообразные усиливающие элементы, расположенные в гофрах второго ряда гофров, прикреплены к гофрированной части из листового металла, например, с помощью двусторонней клейкой ленты или клея.
В одном варианте осуществления множество рядов волнообразных усиливающих элементов расположено в соответствующих гофрах первого ряда гофров по существу по всей длине прямоугольной части из листового металла, а ряды вторых волнообразных усиливающих элементов расположены в гофрах второго ряда гофров, причём вторые волнообразные усиливающие элементы соединены с первыми волнообразными усиливающими элементами за счёт взаимодействия с крестообразными соединительными элементами на уровне узлов для образования каркаса гофрированной прямоугольной части из листового металла.
Такой каркас может быть предварительно собран на внешней поверхности прямоугольной части из листового металла и прикреплён к последней, как описано выше. Каркас также может быть предварительно собран независимо от прямоугольной части из листового металла, предназначенной для его установки, например, с помощью монтажной рамы. Предварительная сборка каркаса облегчает сборку стенки резервуара за счёт ограничения операций.
В одном варианте осуществления герметичная мембрана включает в себя вторую гофрированную прямоугольную часть из листового металла, расположенную смежно с первой гофрированной прямоугольной частью из листового металла в направлении длины и приваренную к последней с обеспечением герметичности,
причём вторая гофрированная прямоугольная часть из листового металла снабжена вторым каркасом, образованным из первых и вторых волнообразных усиливающих элементов, расположенных в гофрах второй гофрированной прямоугольной части из листового металла и соединённых множеством соединительных элементов, установленных в упомянутых волнообразных усиливающих элементах на уровне узлов второй гофрированной прямоугольной части из листового металла.
Первый концевой усиливающий элемент, образующий конец ряда первых волнообразных усиливающих элементов первого каркаса, может быть соединён со вторым концевым усиливающим элементом, образующим конец ряда первых волнообразных усиливающих элементов второго каркаса, соединительной планкой, причём каждый из первого и второго концевых усиливающих элементов включает в себя продольное пространство, выходящее на нижней поверхности концевого усиливающего элемента, при этом соединительная планка установлена в продольном пространстве первого и второго концевых усиливающих элементов для выравнивания ряда волнообразных усиливающих элементов первого каркаса и ряда волнообразных усиливающих элементов второго каркаса.
В одном варианте осуществления изобретение также обеспечивает узел, образующий предварительно собранный каркас для мембран, причём упомянутый каркас включает в себя волнообразные усиливающие элементы, предназначенные для размещения под гофрами гофрированной герметичной мембраны, включающей в себя два ряда пересекающихся гофров, один из упомянутых волнообразных гофров включает в себя плоскую нижнюю поверхность, предназначенную для того, чтобы опираться на опорную поверхность, и внутреннее пространство, смежное с нижней стенкой,
упомянутый каркас включает в себя с множество рядов выровненных первых волнообразных усиливающих элементов, причём каждый ряд предназначен для размещения под гофром первого ряда гофров герметичной мембраны,
упомянутый каркас включает в себя множество рядов выровненных вторых волнообразных усиливающих элементов, причём каждый ряд предназначен для размещения под гофром второго ряда гофров герметичной мембраны,
упомянутый каркас дополнительно включает в себя множество крестообразных соединительных элементов, включающих в себя лапки, размещённые в пространствах первых и вторых волнообразных усиливающих элементов на уровне пересечений рядов первых волнообразных усиливающих элементов и рядов вторых волнообразных усиливающих элементов,
упомянутый узел дополнительно включает в себя монтажную раму, расположенную вокруг концов рядов волнообразных усиливающих элементов и включающую в себя крепления, взаимодействующие с концевыми усиливающими элементами, расположенными на концах рядов первых волнообразных усиливающих элементов и рядов вторых волнообразных усиливающих элементов, для удержания узла в собранном состоянии.
В предварительно собранном каркасе волнообразные усиливающие элементы соединены крестообразными соединительными элементами и монтажной рамой в виде решётки волнообразных усиливающих элементов.
В одном варианте осуществления концевые первые волнообразные усиливающие элементы и концевые вторые волнообразные усиливающие элементы включают в себя открытое пространство, выходящее на нижней поверхности упомянутых концевых первых и вторых волнообразных усиливающих элементов.
В одном варианте осуществления монтажная рама заменена гофрированной металлической пластиной, предназначенной для образования участка герметичной мембраны, и на краях металлической пластины расположены крепления.
В одном варианте осуществления изобретение также обеспечивает способ сборки герметичной стенки резервуара для сборки стенки резервуара, включающий в себя этапы, на которых:
размещают на опорной поверхности герметичного резервуара предпочтительно для каждого первого гофра гофрированной прямоугольной части из листового металла герметичной мембраны ряд первых волнообразных усиливающих элементов, причём упомянутый ряд образуют путём поочерёдной установки соединительных элементов и первых волнообразных усиливающих элементов, в частности, вышеупомянутого соединительного элемента и вышеупомянутых первых волнообразных усиливающих элементов,
удерживают концы упомянутого ряда первых волнообразных усиливающих элементов на опорной поверхности,
размещают на опорной поверхности предпочтительно для каждого второго гофра гофрированной прямоугольной части из листового металла вторые волнообразные усиливающие элементы,
закрепляют на опорной поверхности гофрированную прямоугольную часть из листового металла так, чтобы ряд первых волнообразных усиливающих элементов был размещён в соответствующем первом гофре упомянутой гофрированной прямоугольной части из листового металла, а вторые волнообразные усиливающие элементы были размещены в соответствующем втором гофре гофрированной прямоугольной части из листового металла.
В одном варианте осуществления этап удержания концов ряда первых волнообразных усиливающих элементов включает в себя этапы, на которых:
размещают соединительный элемент в первом волнообразном усиливающем элементе, выступающем от гофрированной прямоугольной части из листового металла, предварительно прикреплённой к опорной поверхности,
устанавливают в упомянутом соединительном элементе концевой первый волнообразный усиливающий элемент ряда первых волнообразных усиливающих элементов.
В одном варианте осуществления этап удержания концов ряда первых волнообразных усиливающих элементов включает в себя этап, на котором закрепляют фиксирующую поперечину на опорной поверхности, причём упомянутая фиксирующая поперечина взаимодействует с концевым первым волнообразным усиливающим элементом ряда первых волнообразных усиливающих элементов для удержания соответствующего конца ряда первых волнообразных усиливающих элементов на опорной поверхности.
В одном варианте осуществления способ дополнительно включает в себя этап, на котором удаляют фиксирующую поперечину с опорной поверхности.
В одном варианте осуществления фиксирующая поперечина взаимодействует с концом множества рядов смежных первых волнообразных усиливающих элементов, расположенных на опорной поверхности, для стабилизации положения упомянутых рядов первых волнообразных усиливающих элементов.
В одном варианте осуществления этап размещения вторых волнообразных усиливающих элементов включает в себя этап, на котором устанавливают упомянутые вторые волнообразные усиливающие элементы в смежных соединительных элементах двух рядов смежных первых волнообразных усиливающих элементов.
В одном варианте осуществления этап закрепления гофрированной прямоугольной части из листового металла на опорной поверхности включает в себя этап, на котором приваривают упомянутую гофрированную прямоугольную часть из листового металла к гофрированной прямоугольной части из листового металла, предварительно закреплённой на теплоизолирующем барьере.
В одном варианте осуществления изобретение также обеспечивает волнообразный усиливающий элемент, предназначенный для размещения под гофром гофрированной герметичной мембраны, причём волнообразный усиливающий элемент включает в себя полое основание и полый усиливающий участок, расположенный над упомянутым основанием, основание включает в себя плоскую нижнюю стенку, предназначенную для того, чтобы опираться на опорную поверхность, и верхнюю стенку, отделяющую основание от усиливающего участка и параллельную упомянутой нижней поверхности, нижняя стенка и верхняя стенка соединены боковыми стенками основания, усиливающий участок включает в себя внешнюю стенку, расположенную над основанием, причём упомянутая внешняя стенка с верхней стенкой основания ограничивают внутреннее пространство усиливающего участка.
Варианты осуществления волнообразного усиливающего элемента могут включать в себя один или более следующих признаков.
В одном варианте осуществления волнообразный усиливающий элемент дополнительно включает в себя внутреннюю перегородку, расположенную во внутреннем пространстве усиливающего участка. В одном варианте осуществления внутренняя перегородка имеет круглую форму, отсечённую верхней стенкой основания, причём упомянутая внутренняя перегородка проходит по касательной к внешней стенке по обе стороны от вершины упомянутой внешней стенки.
В одном варианте осуществления основание имеет выступающий участок, выступающий в продольном направлении относительно усиливающего участка на уровне, по меньшей мере, одного продольного конца волнообразного усиливающего элемента.
В одном варианте осуществления изобретение также обеспечивает волнообразный усиливающий элемент, предназначенный для размещения под гофром герметичной мембраны герметичного и теплоизоляционного резервуара, причем упомянутый волнообразный усиливающий элемент включает в себя плоскую стенку, предназначенную для того, чтобы опираться на опорную поверхность, и внешнюю стенку, совместно ограничивающие внутреннее пространство упомянутого волнообразного усиливающего элемента, волнообразный усиливающий элемент дополнительно включает в себя в упомянутом внутреннем пространстве внутреннюю перегородку, имеющую круглую форму, отсечённую плоской стенкой, причём упомянутая внутренняя перегородка проходит по касательной к внешней стенке по обе стороны от вершины упомянутой внешней стенки.
В одном варианте осуществления внешняя стенка имеет полуэллиптическую выпуклую форму.
Стенка резервуара может образовывать часть берегового хранилища, например, для хранения СПГ, или может быть установлена на плавучей прибрежной или глубоководной конструкции, в частности, на танкере-метановозе или на любом судне, использующем горючий сжиженный газ в качестве топлива, на плавучей установке для регазификации и хранения газа (FSRU), на плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) и т.д.
В одном варианте осуществления изобретение обеспечивает судно для транспортировки холодного жидкого продукта, которое включает в себя двойной корпус и резервуар, включающий в себя вышеупомянутую герметичную стенку, расположенный в двойном корпусе.
В одном варианте осуществления изобретение также обеспечивает способ загрузки или разгрузки такого судна, в котором холодный жидкий продукт подают по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар судна или из резервуара судна к плавучему или береговому хранилищу.
В одном варианте осуществления изобретение также обеспечивает систему передачи холодного жидкого продукта, причем система включает в себя вышеупомянутое судно, изолированные трубопроводы, выполненные с возможностью соединения резервуара, установленного в корпусе судна, с плавучим или береговым хранилищем, и насос для подачи потока холодного жидкого продукта по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар судна или из резервуара судна к плавучему или береговому хранилищу.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение станет более понятным, и другие задачи, детали, признаки и преимущества станут более очевидными из следующего далее описания конкретных вариантов осуществления изобретения, приведенных лишь в качестве неограничивающей иллюстрации со ссылкой на приложенные чертежи.
Фиг. 1 представляет схематический вид в перспективе участка стенки герметичного и теплоизоляционного резервуара, на котором частично показана герметичная мембрана.
Фиг. 2 представляет вид сверху теплоизолирующего барьера стенки герметичного и теплоизоляционного резервуара, показанной на фиг. 1, на котором уплотнительная мембрана не показана.
Фиг. 3 представляет вид в разрезе гофра герметичной мембраны, показанной на фиг. 1, в котором размещены волнообразные усиливающие элементы, соединённые соединительным элементом на уровне узла герметичной мембраны.
Фиг. 4 представляет частичный вид в перспективе волнообразного усиливающего элемента в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг, 5 представляет местный вид в перспективе соединительного элемента в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 6 представляет вид в разрезе альтернативного варианта осуществления соединительного элемента, показанного на фиг. 5.
Фиг. 7 представляет местный вид в перспективе волнообразного усиливающего элемента в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фигуры 8 и 9 представляют виды в разрезе альтернативных вариантов осуществления волнообразного усиливающего элемента, показанного на фиг. 4 или фиг. 7.
Фиг. 10 и 11 представляют схематические виды в перспективе волнообразных усиливающих элементов, соединённых на уровне узла соединительными элементами в соответствии с альтернативными вариантами осуществления на фиг. 5.
Фигуры 12-14 представляют схематические виды в перспективе стенки герметичного и теплоизоляционного резервуара во время сборки, иллюстрирующие этапы установки волнообразных усиливающих элементов и герметичной мембраны на теплоизолирующем барьере.
Фиг. 15 представляет схематический вид в перспективе герметичной мембраны в соответствии с альтернативным вариантом сборки герметичной мембраны на теплоизолирующем барьере.
Фиг. 16 представляет схематический вид с вырезом резервуара танкера-метановоза и терминала для загрузки/разгрузки этого танкера.
Фиг 17 представляет схематический вид в перспективе волнообразных усиливающих элементов, соединённых на уровне узла соединительным элементом в соответствии с альтернативным вариантом осуществления на фиг. 11.
Фиг. 18 представляет схематический вид в перспективе связующей вставки, показанной на фиг. 17.
Фиг. 19 представляет схематический вид в перспективе соединительного элемента, показанного на фиг. 17.
Фиг. 20 представляет схематический вид в перспективе волнообразных усиливающих элементов, соединённых на уровне узла соединительным элементом в соответствии с альтернативным вариантом осуществления на фиг. 17.
Фиг. 21 представляет схематический вид в перспективе соединительного элемента, показанного на фиг. 20.
Фиг. 22 представляет вид сверху решётки из волнообразных усиливающих элементов в соответствии с альтернативным вариантом сборки волнообразных усиливающих элементов, показанным на фиг. 15.
Фиг. 23 представляет вид снизу усиленной герметичной мембраны, иллюстрирующий волнообразный половинчатый усиливающий элемент на уровне стыка между двумя смежными металлическими пластинами;
Фигуры 24 и 25 представляют виды в разрезе волнообразных усиливающих элементов в соответствии с альтернативными вариантами осуществления;
Фиг. 26 представляет схематический вид в перспективе волнообразных усиливающих элементов, показанных на фигурах 24 и 25, соединённых на уровне узла соединительным элементом;
Фигуры 27 и 28 представляют виды в разрезе волнообразных усиливающих элементов в соответствии с альтернативными вариантами осуществления.
Фиг. 29 представляет схематический вид в перспективе с прозрачностью узла основной герметичной мембраны, расположенного на уровне угла стенки резервуара, причём упомянутый угол образован двумя гранями упомянутой стенки резервуара, при этом в упомянутом узле размещён соединительный элемент в соответствии с одним альтернативным вариантом осуществления.
Фиг. 30 представляет схематический вид в перспективе соединительного элемента, показанного на фиг. 29.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Условно выражения «внешний» и «внутренний» используются для определения положения одного элемента относительно другого со ссылкой на внутреннюю и внешнюю стороны резервуара.
Герметичный и теплоизоляционный резервуар для хранения и транспортировки криогенной текучей среды, например, сжиженного природного газа (СПГ), включает в себя множество стенок резервуара, каждая из которых имеет многослойную конструкцию.
Такая стенка резервуара включает в себя в направлении от наружной стороны к внутренней стороне резервуара теплоизолирующий барьер, закреплённый на несущей конструкции с помощью удерживающих элементов, и герметичную мембрану, поддерживаемую теплоизолирующим барьером и предназначенную для контакта с криогенной текучей средой, содержащейся в резервуаре.
Несущая конструкция, в частности, может представлять собой самонесущую металлическую пластину или, в более общем смысле, может представлять собой жёсткую перегородку любого типа, имеющую подходящие механические свойства. Несущая конструкция, в частности, может быть образована корпусом или двойным корпусом судна. Несущая конструкция включает в себя множество стенок, определяющих общую форму резервуара, обычно многогранную форму.
Резервуар также может включать в себя множество теплоизолирующих барьеров и герметичных мембран. Например, в направлении от наружной стороны к внутренней стороне резервуара, резервуар может включать в себя вспомогательный теплоизолирующий барьер, закреплённый на несущей конструкции, вспомогательную герметичную мембрану, поддерживаемую вспомогательным теплоизолирующим барьером, основной теплоизолирующий барьер, опирающийся на вспомогательную герметичную мембрану, и основную герметичную мембрану, опирающуюся на основной теплоизолирующий барьер. Теплоизолирующий барьер может быть изготовлен множеством способов, из множества материалов и в соответствии с известными технологиями, например, как описано в документе WO2017017337 или WO2017006044. Герметичные мембраны могут состоять из гофрированных прямоугольных металлических частей, включающих в себя ряд гофров разных или одинаковых размеров.
Фиг. 1 показывает часть герметичной мембраны 1, предназначенной для контакта с текучей средой, содержащейся в резервуаре, и закреплённой на теплоизолирующем барьере 2. Герметичная мембрана 1 включает в себя множество гофрированных металлических пластин прямоугольной формы, закреплённых на теплоизолирующем барьере 2. Герметичная мембрана 1 включает в себя первый ряд параллельных гофров, называемых высокими гофрами 3, протяжённых в первом направлении, и второй ряд параллельных гофров, называемых низкими гофрами 4, протяжённых во втором направлении. В данном случае выражения «высокие» и «низкие» имеют относительное значение и означают, что первый ряд гофров 3 имеет большую высоту, чем второй ряд гофров 4. Первое и второе направления перпендикулярны. Следовательно, высокие гофры 3 образуют с низкими гофрами 4 узлы 5 на уровне каждого пересечения между ними. Другими словами, каждый гофр 3, 4 включает в себя последовательность продольных участков 6 и узлов 5, причём упомянутые узлы образованы пересечением упомянутых гофров 3, 4 с перпендикулярным гофром 4, 3. Продольные участки 6 имеют по существу постоянное сечение, при этом изменение сечения гофра 3, 4 на уровне пересечения между двумя гофрами 3, 4 означает начало узла 5. Однако продольный участок 6 может включать в себя локальные изменения формы, деформации (не показаны), например, как описано в документе FR2861060.
Узел 5 включает в себя складку 7, которая продолжает верхнюю краевую поверхность 8 (смотри фиг. 3) высокого гофра 3, образующего упомянутый узел. Верхняя краевая поверхность 8 высокого гофра 3 включает в себя пару вогнутых гофров 9 (более подробно показаны на фиг. 3), вогнутая сторона которых обращена внутрь резервуара, и которые расположены по обе стороны от сгиба 7.
Другие возможные признаки и детали герметичной мембраны 1, гофрированных металлических пластин, образующих упомянутую герметичную мембрану 1, и конструкции узлов 5 описаны в документе WO2017017337 или WO2017006044. Например, герметичная мембрана 1 может быть выполнена из листа нержавеющей стали или алюминия, может иметь толщину приблизительно 1,2 мм и может быть получена путём вытяжки или гибки. Также возможны другие металлы или сплавы и другая толщина.
Как показано на фигурах 1 и 2, ряды первых волнообразных усиливающих элементов 11 расположены под высокими гофрами 3. Подобным образом ряды вторых волнообразных усиливающих элементов 12 расположены под низкими гофрами 4. Волнообразные усиливающие элементы 11, 12 позволяют поддерживать и усиливать гофры 3, 4 герметичной мембраны при наличии напряжений, связанных, например, с движением текучей среды в резервуаре. Волнообразные усиливающие элементы 11, 12 могут быть выполнены из множества материалов, например, из металлов, в частности, алюминия, металлических сплавов, пластиков, в частности, полиэтилена, поликарбоната, полиэфиримида, или композитных материалов, содержащих волокна, в частности, стеклянные волокна, связанные пластичной смолой.
Первые волнообразные усиливающие элементы 11 расположены под каждым продольным участком 6 высоких гофров 3. Подобным образом вторые волнообразные усиливающие элементы 12 расположены под каждым продольным участком 6 низких гофров 4.
Однако напряжения в резервуаре не всегда одинаковы. Таким образом, высокий гофр 3 может подвергаться асимметричным напряжениям по длине. Асимметричные напряжения приводят к воздействию бокового напряжения на продольный участок 6 высокого гофра 3, при этом смежный продольный участок 6 упомянутого высокого гофра 3 не подвергается аналогичному напряжению. При наличии таких асимметричных напряжений высокий гофр 3 может подвергаться значительному скручиванию на уровне узла 5, разделяющего два последовательных продольных участка 6, подверженных упомянутому асимметричному напряжению.
Для предотвращения этого, как более подробно объяснено ниже со ссылкой на фигуры 3-5, первые волнообразные усиливающие элементы 11, расположенные под одним высоким гофром 3, соединены соединительным элементом 13. Соединительные элементы 13 расположены под высоким гофром 3 на уровне каждого узла 5 для соединения двух последовательных первых волнообразных усиливающих элементов 11 в упомянутом высоком гофре 3.
Соединительные элементы 13 обеспечивают стабильное выравнивание двух последовательных первых волнообразных усиливающих элементов 11. Таким образом, каждый высокий гофр 3 поддерживается рядом первых волнообразных усиливающих элементов 11, попарно соединённых вдоль упомянутого высокого гофра 3 в выравнивании, соответствующем продольному направлению упомянутого высокого гофра 3. Таким образом, если высокий гофр 3 подвергается асимметричному напряжению, соединительный элемент 13 обеспечивает сохранение выравнивания последовательных первых волнообразных усиливающих элементов 11 и, следовательно, позволяет предотвратить скручивание герметичной мембраны 1 на уровне узла 5. В частности, первый волнообразный усиливающий элемент 11, расположенный под продольным участком 6, подверженным напряжению, передаёт часть усилия на первые волнообразные усиливающие элементы 11, с которыми он соединён с помощью соединительных элементов 13, что обеспечивает распределение упомянутого усилия на смежные первые волнообразные усиливающие элементы 11. Другими словами, соединительные элементы 13 обеспечивают по существу аналогичное поведение ряда первых волнообразных усиливающих элементов 11 при наличии асимметричных напряжений и симметричных напряжений вдоль высокого гофра 3, под которым расположен упомянутый ряд первых волнообразных усиливающих элементов 11. Таким образом, высокие гофры 3 равномерно усилены по всей длине, и вероятность значительного скручивания в случае асимметричных напряжений уменьшается или исключается.
Как показано на фиг. 2, расстояние, разделяющее два последовательных первых волнообразных усиливающих элемента 11, больше, чем ширина вторых волнообразных усиливающих элементов 12. Кроме того, вторые волнообразные усиливающие элементы 12 проходят в продольных участках 6 низких гофров 4 до тех пор, пока они войдут в контакт с соединительными элементами 13, размещёнными в узлах 5, образованных на концах упомянутых продольных участков 6. Таким образом, концы 14 каждого второго волнообразного усиливающего элемента 12 расположены между двумя смежными первыми волнообразными усиливающими элементами 11. Таким образом, вторые волнообразные усиливающие элементы 12 зафиксированы на уровне узлов, с одной стороны, в поперечном направлении за счёт первых волнообразных усиливающих элементов 11, а, с другой стороны, в продольном направлении за счёт соединительных элементов 13, размещённых в упомянутых узлах.
Первые волнообразные усиливающие элементы 11 описаны ниже со ссылкой на фигуры 3 и 4. Первый волнообразный усиливающий элемент 11 включает в себя основание 15 и усиливающий участок 16.
Основание 15 имеет нижнюю стенку 17, две боковые стенки 18 и верхнюю стенку 19. Нижняя стенка 17 является плоской и опирается на теплоизолирующий барьер 2. Верхняя стенка 19 является плоской и параллельна нижней стенке 17. Боковые стенки соединяют нижнюю стенку 17 и верхнюю стенку 19 по всей длине первого волнообразного усиливающего элемента 11. Нижняя стенка 17, боковые стенки 18 и верхняя стенка 19 совместно ограничивают полое внутреннее пространство основания 15.
Как показано на фиг. 4, основание 15 предпочтительно включает в себя усиливающие стенки 21 в полом пространстве, соединяющие нижнюю стенку 17 и верхнюю стенку 19. Усиливающие стенки 21 усиливают основание 15 и, в частности, позволяют основанию 15 сохранять свою форму даже при воздействии сильных напряжений.
Усиливающий участок 16 первого волнообразного усиливающего элемента 11 включает в себя внешнюю стенку 22. Внешняя стенка 22 предпочтительно имеет форму, комплементарную форме высокого гофра 3. Таким образом, как показано на фиг. 4, внешняя стенка 22 имеет куполообразную форму.
Усиливающий участок 16 предпочтительно является полым для обеспечения циркуляции инертирующего газа или газа для обнаружения утечек в теплоизолирующем барьере 2. Таким образом, верхняя стенка 19 основания 15 и внешняя стенка 22 вместе ограничивают полое внутреннее пространство усиливающего участка 16.
Усиливающий участок 16 предпочтительно включает в себя внутренние перегородки 23 для усиления упомянутого усиливающего участка 16. На фиг. 4 внутренние перегородки 23 пересекаются по существу по центру усиливающего участка 16.
Основание 15 имеет длину, превышающую длину усиливающего участка 16. Таким образом, как показано на фиг. 4, основание 15 имеет выступающий участок 24, который выступает в продольном направлении за пределы усиливающего участка 16.
Первый волнообразный усиливающий элемент 11 может быть изготовлен множеством способов. Первый волнообразный усиливающий элемент 11 предпочтительно сначала изготавливают с постоянным сечением по всей длине упомянутого первого волнообразного усиливающего элемента 11 путём экструзии. После этого обрабатывают усиливающий участок 16 для получения выступающего участка 24 основания 15. Усиливающий участок 16 предпочтительно обрабатывают для получения скоса на уровне стыка с выступающим участком 24, поэтому усиливающий участок имеет максимальную длину на уровне стыка с основанием 15.
Фиг. 3 показывает два первых волнообразных усиливающих элемента 11 на уровне узла 5, соединённых соединительным элементом 13. Как объяснено выше, высокий гофр 3 имеет на уровне узла 5 два вогнутых участка 9, разделённых сгибом 7. Вогнутые гофры 9 образуют уменьшение высоты высокого гофра 3 на уровне узла 5. Следовательно, верхняя краевая поверхность 8 высокого гофра 3 имеет постоянное сечение до уменьшения размера, образованного вогнутыми гофрами 9 на уровне узла 5.
Длина усиливающего участка 16 по вершине внешней стенки 22, например, равна длине продольного участка 6 высокого гофра 3, который имеет постоянное сечение между двумя узлами 5. Участок постоянного сечения заканчивается в месте, где высокий гофр 3 имеет небольшое боковое сужение, обозначающее начало узла 5, геометрия которого является сложной, как объяснено выше. Кроме того, скошенная форма усиливающих участков 16 по существу соответствует наклону бокового сужения, таким образом, усиливающий участок 16 максимально приближается к узлу 5 для оптимальной поддержки гофра.
Кроме того, краевая поверхность внешней стенки 22 также скошена (не показано). Таким образом, краевая поверхность внешней стенки имеет поверхность, наклонённую относительно продольной оси усиливающего участка 16. Скошенная краевая поверхность имеет скошенную поверхность, обращённую к высокому гофру 3. Таким образом, если первый волнообразный усиливающий элемент 11 перемещается в продольном направлении в высоком гофре, в котором он размещён, контакт между усиливающим участком 16 и высоким гофром 3 происходит на уровне скошенной краевой поверхности, поверхность которой повторяет форму высокого гофра. Следовательно, этот контакт происходит без риска повреждения высокого гофра из-за взаимодействия между скошенной краевой поверхностью и высоким гофром 3, при этом отсутствует вероятность того, что краевая поверхность внешней стенки 22 повредит высокий гофр 3.
Основание 15 имеет ширину меньше, чем ширина бокового сужения, обозначающего начало узла 5. Другими словами, расстояние, разделяющее боковые стенки 18 основания 15 меньше, чем ширина высокого гофра 3 на уровне бокового сужения, обозначающего начало узла 5. Таким образом, выступающий участок 24 основания 15 может быть вставлен в узел 5, как показано на фиг. 3.
Выступающий участок 24 первого волнообразного усиливающего элемента 11 предпочтительно продольно выступает в узел 5 в направлении сгиба 7 за пределы минимального уменьшения высоты высокого гофра 3, образованного вогнутым участком 9. Однако расстояние, разделяющее выступающие участки 24 двух последовательных первых волнообразных усиливающих элементов 11, превышает ширину смежного второго волнообразного усиливающего элемента 12, размещённого в низком гофре 4, образующем узел 5. Другими словами, выступающие участки 24 первых волнообразных усиливающих элементов 11, заканчиваются перед низким гофром 4, так что они не попадают на линию прохождения упомянутого низкого гофра 4. Таким образом, как показано на фиг. 2, вторые волнообразные усиливающие элементы 12 могут быть протяжены так, что они могут быть вставлены в узел 5, расположенный между основаниями 15 двух первых волнообразных усиливающих элементов 11. Таким образом, упомянутые вторые волнообразные усиливающие элементы 12 могут удерживаться на месте за счёт взаимодействия с основаниями 15 упомянутых первых волнообразных усиливающих элементов 11.
Соединительный элемент 13 размещён в основаниях 15 двух последовательных первых волнообразных усиливающих элементов 11 для соединения упомянутых последовательных первых волнообразных усиливающих элементов 11.
Фиг. 5 иллюстрирует пример соединительного элемента, вставленного в основания 15 двух последовательных первых волнообразных усиливающих элементов 11, как показано на фиг. 3. Такой соединительный элемент имеет форму параллелепипедной планки 25, ширина которой меньше чем расстояние, разделяющее усиливающие стенки 21 оснований 15. В частности, планка 25 имеет сечение, размеры которого немного меньше, чем размеры пространства 20 (смотри фиг. 4), ограниченного нижней стенкой 17, верхней стенкой 19 и усиливающими стенками 21 оснований 15.
Взаимосоответствующие формы соединительного элемента 13 и пространства 20 двух последовательных первых волнообразных усиливающих элементов 11 позволяют вставлять соединительный элемент 13 в пространства 20 с надлежащим взаимодействием между соединительным элементом 13 и основаниями упомянутых первых волнообразных усиливающих элементов 11, что обеспечивает поддержание выравнивания упомянутых первых волнообразных усиливающих элементов 11.
Например, соединительный элемент 13 может быть вставлен в каждое пространство 20 на расстояние от 2 см до 3 см или предпочтительно на расстояние более 5 см, в частности, от 5 см до 8 см, для взаимодействия с первыми волнообразными усиливающими элементами 11 на длине, достаточной для стабильного поддержания выравнивания упомянутых первых волнообразных усиливающих элементов 11.
Как показано на фиг. 2, вторые волнообразные усиливающие элементы 12 вставлены в узлы 5 с минимальным зазором или даже контактируют с соединительными элементами 13. Таким образом, вторые волнообразные усиливающие элементы 12 могут фиксировать соединительный элемент 13, с которым они взаимодействуют, при перемещении.
Соединительный элемент 13 в виде планки 25 предпочтительно может быть вставлен в основание 15 скользящим образом, что позволяет игнорировать производственные допуски и обеспечивает более или менее глубокую вставку планки 25 в основания 15 для устранения каких-либо производственных зазоров. Таким образом, планка 25 имеет центральный участок 27 и два конца 28, разделённых упомянутым центральным участком 27. Центральный участок 27 соответствует расстоянию, разделяющему два основания 15, а концы 28 представляют собой участки упомянутой планки 25, вставляемые в основания 15. Относительное скольжение между соединительным элементом 13 и первыми волнообразными усиливающими элементами 11 также позволяет компенсировать тепловое сжатие волнообразных усиливающих элементов без возникновения напряжений.
Планка 25 может быть изготовлена множеством способов и может быть сплошной или полой.
Фиг. 6 иллюстрирует альтернативный вариант осуществления планки 25, показанной на фиг. 5. В альтернативном варианте осуществления соединительный элемент 13 имеет центральный участок 27, разделяющий два продольных конца 28. Центральный участок 27 имеет большую толщину по сравнению с концами 28. Аналогично планке 25, концы 28 имеют сечение, форма которого взаимосоответствует форме пространств 20 первых волнообразных усиливающих элементов 11. Таким образом, каждый конец 28 соединительного элемента 13 вставляется в соответствующее пространство 20 до тех пор, пока основание 15, включающее в себя упомянутое пространство 20, не упрётся в центральный участок 27. Другими словами, центральный участок 27 образует две упорные поверхности, ограничивающие вставку соединительного элемента 13 в пространства 20 оснований 15, в которые вставлены концы 28 упомянутого соединительного элемента 13.
Упорные поверхности, позволяющие ограничить вставку соединительного элемента 13 в основания 15, могут быть получены множеством способов. В варианте осуществления, который не показан, для образования упомянутых упорных поверхностей к верхней поверхности планки 25 прикреплены присоединяемые части. Таким образом, например, на планке 25 могут быть закреплены винты, но они не проходят сквозь неё, в результате чего упомянутая планка 25 имеет выступы, при этом вставка планки 25 в пространства 20 ограничивается упором верхней стенки 19 основания в эти винты. В другом варианте осуществления, который не показан, такую же функцию могут выполнять заклёпки, причём заклёпки предпочтительно выступают только из верхней поверхности планки 25. В другом варианте осуществления, который не показан, но получен на основе фиг. 10, часть 33 может быть расширена так, что её края, обращённые к первым волнообразным усиливающим элементам 11, служат в качестве упоров для упомянутых первых волнообразных усиливающих элементов 11 в дополнение к обеспечению соединения с лапками 34.
Фигуры 7-9 иллюстрируют альтернативные варианты осуществления первого волнообразного усиливающего элемента 11. Элементы, идентичные или выполняющие ту же функцию, что и элементы, описанные выше со ссылкой на фигуры 1-6, обозначены теми же ссылочными позициями. Альтернативные варианты первых волнообразных усиливающих элементов 11 также применимы в отношении вторых волнообразных усиливающих элементов 12.
Фиг. 7 иллюстрирует первый альтернативный вариант первого волнообразного усиливающего элемента 11, показанного на фиг. 4. Альтернативный вариант отличается от варианта, показанного на фиг. 4, тем, что конец усиливающего участка 16, от которого выступает выступающий участок 24, является прямым, то есть не скошен, таким образом, усиливающий участок имеет постоянную длину.
Фиг. 8 иллюстрирует второй альтернативный вариант первого волнообразного усиливающего элемента 11. На фиг. 8 первый волнообразный усиливающий элемент 11 включает в себя основание 15 и усиливающий участок 16.
Основание 15 включает в себя нижнюю стенку 17, две боковые стенки 18 и верхнюю стенку 19. Нижняя стенка 17, боковые стенки 18 и верхняя стенка 19 совместно образуют полый канал в основании 15. Основание 15 дополнительно включает в себя в упомянутом полом канале усиливающие стенки 21, соединяющие нижнюю стенку 17 и верхнюю стенку 19.
Усиливающий участок включает в себя внешнюю стенку 22. Внешняя стенка имеет форму, взаимосоответствующую форме высокого гофра 3, под которым должен быть размещён первый волнообразный усиливающий элемент. Внешняя стенка 22 обычно имеет две боковые стенки 29, каждая из которых образует боковую поверхность усиливающего участка 16. Каждая боковая стенка 29 протяжена от основания 15, в частности, от верхнего конца соответствующей боковой стенки 18 основания 15, до вершины усиливающего участка 16. Внешняя стенка с верхней стенкой 19 основания 15 ограничивают полый канал в усиливающем участке 16.
Усиливающий участок дополнительно включает в себя внутреннюю перегородку 23. Внутренняя перегородка в альтернативном варианте, показанном на фиг. 8, имеет кольцевую форму, отсечённую верхней стенкой 19 основания 15. Внутренняя перегородка 23 отсечённой кольцевой формы проходит по касательной к боковым стенкам 29 внешней стенки 22. В частности, каждый из двух первых криволинейных участков 30 внутренней перегородки 23 соединяет верхнюю стенку 19 основания 15 с внутренней поверхностью соответствующей боковой стенки 29. Второй криволинейный участок 31 соединяет две боковые стенки 29 внешней стенки 22.
Стык между каждым первым криволинейным участком 30 и верхней стенкой 19 основания 15 предпочтительно выполнен на верхней поверхности упомянутой верхней стенки 19 на уровне стыка между нижней поверхностью упомянутой верхней стенки 19 и соответствующей усиливающей перегородкой 21 основания 15.
В альтернативном варианте, показанном на фиг. 9, усиливающий участок 16 дополнительно включает в себя пересекающиеся усиливающие перегородки 32. Пересекающиеся усиливающие перегородки 32 соединяют боковую стенку 29 соответствующей внешней стенки 22 и верхнюю стенку 19 основания. Пересекающиеся усиливающие перегородки 32 пересекаются на уровне плоскости X симметрии первого волнообразного усиливающего элемента, продолжающейся в продольном направлении первого волнообразного усиливающего элемента 11 перпендикулярно верхней стенке 19 основания 15 и проходящей через вершину 10 усиливающего участка 16. Усиливающая перегородка 32, протяжённая от одной из боковых стенок 29, предпочтительно соединяется с верхней стенкой 19 основания 15 на уровне стыка между первым криволинейным участком 30, соединяющим другую боковую стенку 29 и верхнюю стенку 19 основания 15.
В альтернативном варианте, который не показан, усиливающие перегородки 32 первого волнообразного усиливающего элемента 11, который показан на фиг. 9, заменены усиливающей перегородкой, параллельной верхней стенке 19. Такая усиливающая перегородка, например, соединяется с внутренней поверхностью боковой стенки 29, образованной внешней стенкой 22, на уровне стыка по касательной между внутренней перегородкой 23 отсечённой кольцевой формы и упомянутой внутренней поверхностью боковой стенки 29.
Фигуры 10 и 11 представляют схематические виды в перспективе волнообразных усиливающих элементов, соединённых на уровне узла соединительными элементами в соответствии с альтернативными вариантами осуществления на фиг. 5. Элементы, идентичные или выполняющие ту же функцию, что и элементы, описанные выше, обозначены теми же ссылочными позициями.
Соединительный элемент 13, показанный на фиг. 10, включает в себя планку 25, как описано со ссылкой на фиг. 5. Таким образом, планка 25 включает в себя центральный участок 27, разделяющий два конца 28 упомянутой планки 25, размещённые в основаниях 15 двух последовательных первых волнообразных усиливающих элементов 11.
В этом варианте на центральном участке 27 планки 25 закреплена пластина 33. Пластина 33 закреплена таким образом, что она не проходит через планку 25, так что планка 25 не выступает в направлении теплоизолирующего барьера 2.
Пластина 33 имеет две лапки 34, каждая из которых выступает вбок от планки 25. Каждая из лапок 34 размещена в полом участке второго волнообразного усиливающего элемента 12.
Каждая лапка 34 предпочтительно является упругой. В варианте осуществления, показанном на фиг. 10, упругие лапки 34 образованы загнутым концом пластины 33. Упругие лапки 34 выполнены так, чтобы оказывать на вторые волнообразные усиливающие элементы 12, в которые они вставлены, удерживающее усилие в направлении теплоизолирующего барьера 2. Таким образом, упругие лапки 34 предпочтительно позволяют удерживать в заданном положении вторые волнообразные усиливающие элементы 12, на теплоизолирующем барьере 2, в которые они вставлены.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 10, каждый из первых волнообразных усиливающих элементов 11 и вторых волнообразных усиливающих элементов имеет основание 15 и усиливающий участок 16. Однако основания 15 вторых волнообразных усиливающих элементов 12 не включают в себя выступающий участок 24 в отличие от первых волнообразных усиливающих элементов 11.
Для упрощения фигур 10 и 11 усиливающие стенки 21 и внутренние перегородки 23 волнообразных усиливающих элементов 11, 12 не показаны, при этом волнообразные усиливающие элементы 11, 12, показанные на фигурах 10 и 11, включают или не включают в себя усиливающие стенки 21 и/или внутренние перегородки 23, как описано выше.
Вторые волнообразные усиливающие элементы, прикреплённые к соединительному элементу, могут удерживаться множеством других способов. В варианте осуществления, который не показан, вторые волнообразные усиливающие элементы 12 включают в себя внутренние усиливающие перегородки, как на фиг. 3, и лапки 34 имеют концы, которые зажимаются на упомянутых внутренних перегородках вторых волнообразных усиливающих элементов 12. В другом варианте осуществления, который не показан, полый участок вторых волнообразных усиливающих элементов имеет выступ, на котором зажимается конец лапки 34.
Вариант осуществления, показанный на фиг. 11, отличается от варианта осуществления, показанного на фиг. 10, тем, что лапки 34 выполнены за одно целое с планкой 25. Соединительный элемент 13 обычно имеет крестообразную форму, включающую в себя четыре лапки, причём две противоположные лапки 28 размещены в основаниях 15 первых волнообразных усиливающих элементов 11, и две противоположные лапки 34 размещены в основаниях 15 вторых волнообразных усиливающих элементов 12. Другими словами, соединительный элемент 13, показанный на фиг. 11, подобен сплошной или полой планке 25, центральный участок 27 которой выступает вбок, образуя лапки 34, размещённые в основаниях 15 вторых волнообразных усиливающих элементов 12. Например, лапки 34 соединительного элемента 13 могут быть вставлены в основания 15 вторых волнообразных усиливающих элементов 12 на расстояние от 2 м до 3 см или предпочтительно на расстояние более 4 см, в частности, от 4 см до 6 см, для взаимодействия со вторыми волнообразными усиливающими элементами 12 на длине, достаточной для стабильного поддержания выравнивания упомянутых вторых волнообразных усиливающих элементов 12.
Фигуры 12-14 представляют схематические виды в перспективе герметичного и теплоизоляционного резервуара во время сборки, иллюстрирующие этапы крепления волнообразных усиливающих элементов и герметичной мембраны к теплоизолирующему барьеру.
Во время сборки резервуара ряды волнообразных усиливающих элементов 11, 12 устанавливают и удерживают на теплоизолирующем барьере 2 перед покрытием их гофрированными металлическими пластинами. Гофрированные металлические пластины имеют прямоугольную форму и имеют высокие гофры 3 и низкие гофры 4. Края упомянутых гофрированных металлических пластин пересекают высокие гофры 3 и низкие гофры 4 между двумя последовательными узлами упомянутых гофров 3, 4. Таким образом, волнообразные усиливающие элементы 11, 12, расположенные под гофрами 3, 4 на уровне краёв гофрированных металлических пластин, совместно покрыты двумя последовательными гофрированными металлическими пластинами.
На фиг. 12 частично показана герметичная мембрана 1 во время сборки. На фиг. 12 некоторые металлические пластины герметичной мембраны 1 уже закреплены на металлических вставках 35 теплоизолирующего барьера 2. Таким образом, участки 36 волнообразных усиливающих элементов 11, 12, размещённые под гофрами 3, 4 уже установленных металлических пластин, частично не покрыты упомянутыми и уже установленными металлическими пластинами.
Во-первых, как показано на фиг. 12, ряды 37 первых волнообразных усиливающих элементов 11 размещают на теплоизолирующем барьере 2. Ряды 37 включают в себя множество первых волнообразных усиливающих элементов 11, соединённых соединительными элементами для образования последовательности первых волнообразных усиливающих элементов 11.
Кроме того, первый конец 38 рядов 37 первых волнообразных усиливающих элементов соединяют с помощью соединительного элемента 13 с первыми волнообразными усиливающими элементами 11, частично покрытыми металлической пластиной, уже закреплённой на изолирующем барьере. Таким образом, первый конец 38 рядов 37 удерживается на теплоизолирующем барьере 2 за счёт упомянутой металлической пластины, уже закреплённой на теплоизолирующем барьере 2.
Второй конец 39 рядов 37 первых волнообразных усиливающих элементов 11, противоположный первому концу 38, удерживается на теплоизолирующем барьере 2 с помощью фиксирующей поперечины 40. Фиксирующую поперечину 40 временно закрепляют на теплоизолирующем барьере 2 с помощью любого подходящего средства, например, с помощью винтов, гвоздей и т.д. Фиксирующую поперечину 40, например, временно крепят к металлическим вставкам 35, причём упомянутые металлические вставки включают в себя, например, резьбовое отверстие, обеспечивающее взаимодействие с крепёжным винтом фиксирующей поперечины 40. В другом варианте осуществления фиксирующая поперечина 40 может быть временно прикреплена к шпилькам, служащим для крепления теплоизолирующего барьера 2, или с помощью крепёжной лапки, устанавливаемой в пространство между двумя изоляционными панелями, образующими теплоизолирующий барьер 2. Фиксирующая поперечина 40 покрывает второй конец 39 каждого ряда 37 для удержания упомянутого второго конца 39 рядов 37 на теплоизолирующем барьере 2.
Таким образом, соединительные элементы 13 и крепление концов 38, 39 рядов 37 первых волнообразных усиливающих элементов 11 позволяют удерживать упомянутые ряды 37 на теплоизолирующем барьере 2.
Во-вторых, как показано на фиг. 13, ряды 41 вторых волнообразных усиливающих элементов 12 размещают на теплоизолирующем барьере 2. Вторые волнообразные усиливающие элементы 12 удерживаются на теплоизолирующем барьере 2 любыми подходящими средствами, например, с помощью лапок 34 соединительных элементов 13, описанных выше, с помощью двусторонней клейкой ленты и т.д.
В варианте осуществления, показанном на фигурах 12-14, каждая гофрированная металлическая пластина включает в себя три участка с высокими гофрами 3. Кроме того, вторые волнообразные усиливающие элементы 12 удерживаются на теплоизолирующем барьере 2 с помощью лапок 34 соединительных элементов 13, соединяющих первые волнообразные усиливающие элементы 11. В связи с этим на теплоизолирующем барьере 2 устанавливают четыре ряда 37 первых волнообразных усиливающих элементов, причём четвёртый ряд 37 позволяет закрепить вторые волнообразные усиливающие элементы 12 рядов 41 перед установкой гофрированной металлической пластины, предназначенной для их покрытия.
Наконец, в-третьих, как показано на фиг. 14, гофрированную металлическую пластину герметичной мембраны закрепляют на теплоизолирующем барьере 2, приваривая её к металлическим вставкам 35, таким образом, она покрывает ряды 37, 41 волнообразных усиливающих элементов 11, 12 и обеспечивает их фиксацию на теплоизолирующем барьере 2. Затем фиксирующая поперечина 38 может быть удалена, и установка волнообразных усиливающих элементов 11, 12 и металлических пластин может быть продолжена путем повторения этапов, описанных выше.
Фиг. 15 показывает альтернативный вариант осуществления способа сборки герметичной мембраны. В этом варианте волнообразные усиливающие элементы временно крепят не к теплоизолирующему барьеру 2, а к металлическим пластинам. Затем первые волнообразные усиливающие элементы 11 устанавливают в высоких гофрах 3 гофрированной металлической пластины 42. Затем первые волнообразные усиливающие элементы 11 соединяют с помощью соединительных элементов 13.
Как объяснено выше, края гофрированной металлической пластины 42 пересекают высокие гофры 3 между двумя узлами 5. В связи с этим половины первых волнообразных усиливающих элементов 43 расположены на уровне высоких гофров 3, пересекаемых краями металлической пластины 42. Для удержания первых волнообразных усиливающих элементов 11, 43 в высоком гофре 3 металлической пластины 42 на краях упомянутой металлической пластины 42 расположены удерживающие зажимы 44. Удерживающие зажимы 44 включают в себя участок, расположенный на внутренней поверхности металлической пластины 42, и участок, размещённый в усиливающем участке 16 первого волнообразного половинчатого усиливающего элемента 43, как показано на фиг. 15.
Подобно первым волнообразным усиливающим элементам 11, 43, вторые волнообразные усиливающие элементы 12 установлены в низких гофрах 4 металлической пластины 42, а половины вторых волнообразных усиливающих элементов 45 установлены на участках низкого гофра, пересекаемых на уровне краёв металлической пластины 42. Вторые волнообразные усиливающие элементы 12 и половины вторых волнообразных усиливающих элементов 45 удерживаются в низких гофрах 4 за счёт взаимодействия с соединительными элементами 13 между первыми волнообразными усиливающими элементами 11 и с помощью удерживающих зажимов (не показаны), аналогичных удерживающим зажимам 44.
Таким образом, волнообразные усиливающие элементы 11, 12, 43, 45 удерживаются в металлической пластине 42 и образуют единый узел. Этот узел размещают на теплоизолирующем барьере 2, а затем после его размещения удаляют удерживающие зажимы для обеспечения крепления путём приваривания металлических пластин 42 к металлическим вставкам 35 теплоизолирующего барьера.
Фигуры 17-19 иллюстрируют волнообразные усиливающие элементы, соединённые на уровне узла соединительным элементом в соответствии с альтернативным вариантом осуществления. На фигурах 17-19 элементы, идентичные или выполняющие те же функции, что и элементы, описанные выше, обозначены теми же ссылочными позициями.
Этот альтернативный вариант осуществления отличается от вариантов, описанных выше, тем, что первые волнообразные усиливающие элементы 11, размещённые под продольными участками 6 высоких гофров 3, не имеют выступающего участка 24. Таким образом, основание 15 и усиливающий участок 16 первых волнообразных усиливающих элементов 11 совместно образуют торцевую поверхность 46 волнообразного усиливающего элемента 11. Торцевая поверхность 46 обращена к узлу 5, в котором размещён соединительный элемент 13, причём узел 5 не показан на фиг. 17 для упрощения чертежа.
Аналогично варианту осуществления, описанному выше со ссылкой на фиг. 3, торцевая поверхность 46 скошена. Таким образом, основание 15 и усиливающий участок 16 скошены так, что торцевая поверхность 46 лежит в наклонной плоскости, по существу соответствующей наклону бокового сужения на уровне узла 5. Таким образом, торцевая поверхность 46 максимально приближается к узлу 5 для оптимальной поддержки высокого гофра 3. Первые волнообразные усиливающие элементы 11 просты в изготовлении и не требуют какой-либо особой обработки усиливающего участка 16 для получения выступающего участка 24.
В этом варианте осуществления выступающий участок 24 заменён связующей вставкой 47. Связующая вставка 47 позволяет поддерживать нижнюю часть высокого гофра 3, как выступающий участок 24, описанный выше. Для этого связующая вставка 47, например, имеет конструкцию, аналогичную выступающему участку 24, то есть конструкцию, аналогичную конструкции основания 15.
Таким образом, как показано на фиг. 18, связующая вставка 47 является полой и имеет нижнюю стенку, 48, две боковые стенки 49, верхнюю стенку 50 и усиливающие стенки 51. Связующая вставка 47 имеет поверхность 61, взаимосоответствующую торцевой поверхности 46 волнообразного усиливающего элемента 11, то есть имеет скос, противоположный скосу поверхности 46. Различные стенки 48, 49, 50, 51 дополнительной вставки 47 продолжают соответствующие стенки 18, 19, 20, 21 основания 15 в узел 5. Другими словами, связующая вставка 47 продолжает основание 15 первого волнообразного усиливающего элемента 11 и размещена в узле 5 аналогично выступающему участку 24, как описано выше.
Аналогично соединительному элементу 13, описанному выше со ссылкой на фиг. 11, соединительный элемент 13, показанный на фиг. 19, имеет крестообразную форму. Таким образом, соединительный элемент включает в себя планку 25, образующие две противоположные первые лапки 28. Как показано на фиг. 17, первые лапки 28 проходят через дополнительные вставки 47 и размещены в основаниях 15 первых волнообразных усиливающих элементов 11, соединённых на уровне узла 5. Вторые лапки 34 позволяют удерживать вторые волнообразные усиливающие элементы 12. Вторые лапки 34 выполнены за одно целое с планкой 25 и выступают вбок от упомянутой планки 25 для размещения в основаниях 15 упомянутых вторых волнообразных усиливающих элементов 12 на уровне узла 5, как показано на фиг. 17.
Первые лапки 28 соединительного элемента 13, показанного на фиг. 19, включают в себя отверстие 52. Подобным образом связующая вставка 47, показанная на фиг. 18, включает в себя два отверстия 62. Отверстия 52 и 62 позволяют прикрепить связующую вставку 47 к соединительному элементу 13. Связующие вставки 47 могут быть прикреплены множеством способов. В примере, показанном на фигурах 17-19, связующие вставки 47 прикреплены к соединительному элементу 13 с помощью заклёпок 53. В варианте осуществления, который не показан, связующие вставки 47 прикреплены к соединительному элементу 13 с помощью винтов, сварки или любого другого подходящего средства.
Связующие вставки 47 позволяют ограничить скольжение первых волнообразных усиливающих элементов 11 под высокими гофрами 3. В частности, связующие вставки фиксируют первые волнообразные усиливающие элементы 11 в направлении узла 5, что предотвращает контакт торцевых поверхностей 46 упомянутых первых волнообразных усиливающих элементов 11 с герметичной мембраной 1 на уровне узла 5. Отсутствие контакта позволяет предотвратить повреждение герметичной мембраны 1 на уровне узлов 5.
Кроме того, связующие вставки 47 выполняют роль упоров для фиксации первых волнообразных усиливающих элементов 11 и обеспечивают надлежащее размещение упомянутых первых волнообразных усиливающих элементов 11 на теплоизолирующем барьере 2 во время сборки уплотнительной мембраны 1 на теплоизолирующем барьере 2. Функция упора особенно предпочтительна в случае стенок резервуара, имеющих вертикальную составляющую, и предотвращает перемещение первых волнообразных усиливающих элементов 11 под действием силы тяжести.
Связующие вставки 47 могут быть прикреплены к соединительному элементу 13 на предварительном этапе изготовления. Таким образом, соединительные элементы 13, к которым предварительно прикреплены связующие вставки 47, размещают на теплоизолирующем барьере 2, и первые волнообразные усиливающие элементы 11 размещают на упомянутом теплоизолирующем барьере 2 путём вставки в основание 15 упомянутых первых волнообразных усиливающих элементов 11 лапок 28, выступающих из связующей вставки 47.
В контексте сборки герметичной мембраны, как описано выше со ссылкой на фигуры 12-14, первые волнообразные усиливающие элементы 11, предназначенные для усиления высоких гофров 3 завершающей металлической пластины, устанавливаемой для завершения сборки герметичной мембраны 1, предпочтительно устанавливают с помощью соединительных элементов 13, к которым заранее не прикреплена связующая вставка 47.
Для сборки завершающей металлической пластины герметичной мембраны связующие вставки 47 обычно устанавливают на первые лапки 28 соответствующих соединительных элементов 13, но не прикрепляют к ним упомянутые соединительные элементы 13 размещают на теплоизолирующем барьере 2. Затем связующие вставки перемещают вдоль первых лапок 28 скользящим образом для обеспечения размещения первых волнообразных усиливающих элементов 11 таким образом, чтобы адаптировать положение упомянутых первых волнообразных усиливающих элементов 11 к конструкционным ограничениям, создаваемым уже установленными участками герметичной мембраны 1. Затем связующие вставки приводят в контакт с упомянутыми первыми волнообразными усиливающими элементами 11 и крепят к соединительному элементу 13.
Фигуры 20 и 21 иллюстрируют альтернативный вариант осуществления фигур 17-19. Этот вариант отличается от варианта, описанного выше со ссылкой на фигуры 17-19, тем, что связующая вставка 47 заменена особой формой соединительного элемента 13. В альтернативном варианте осуществления, показанном на фигурах 20 и 21, первые лапки 28 соединительного элемента 13 имеют уступ 54, образующий изменение сечения упомянутых первых лапок 28. Первые лапки 28 обычно имеют первый участок 55, ширина которого больше, чем ширина пространства 20 оснований 15 первых волнообразных усиливающих элементов 11, и второй участок 56, ширина которого меньше, предпочтительно немного меньше, чем ширина пространства 20. Таким образом, уступ 54 образует упорную поверхность, ограничивающую вставку первых лапок 28 в пространство 20. Как показано на фиг. 20, первые лапки 28 вставляются в пространство 20 оснований 15 первых волнообразных усиливающих элементов 11 до тех пор, пока уступы 54 не упрутся в торцевую поверхность 46 упомянутых первых волнообразных усиливающих элементов 11.
Фиг. 22 показывает решётку 56, состоящую из волнообразных усиливающих элементов 11, 12, 43, 45 в альтернативном варианте осуществления на фиг. 15. Этот вариант отличается от варианта, показанного на фиг. 15, тем, что для установки волнообразных усиливающих элементов 11, 12, 43, 45 на теплоизолирующем барьере 2 металлическая пластина 42 заменена монтажной рамой 57. Монтажная рама 57, схематически показанная на фиг. 22, включает в себя выступы 58, размещённые в половинах волнообразных усиливающих элементов 43 и 45. Выступы 58 позволяют удерживать половины волнообразных усиливающих элементов 43 и 45 аналогично удерживающим зажимам 44 для скрепления решётки 56, состоящей из различных волнообразных усиливающих элементов 11, 12, половины волнообразных усиливающих элементов 43, 45, соединительных элементов 13 и связующих вставок 47. Следовательно, волнообразные усиливающие элементы 11, 12, 43, 45 могут быть расположены на теплоизолирующем барьере 2 блоками, причём каждый блок состоит из решётки 56, к которой впоследствии крепится гофрированная металлическая пластина 42 уплотнительной мембраны 1.
Фиг. 23 иллюстрирует вид снизу одного варианта осуществления половины волнообразного усиливающего элемента 43. На этой фигуре показан только одна половина волнообразного усиливающего элемента 43, расположенного под высоким гофром 3, однако приведенное ниже описание по аналогии применимо к половинам волнообразных усиливающих элементов 45, расположенным под низкими гофрами 4.
В этом варианте осуществления основание 15 половин волнообразных усиливающих элементов 43, по меньшей мере, частично открыто на нижней поверхности упомянутых половинах волнообразных усиливающих элементов 43. Другими словами, основание 15 половин волнообразных усиливающих элементов 43 имеет конец, противоположный соединительному элементу 13, нижняя стенка 17 которого не продолжается до края, противоположного упомянутому соединительному элементу 13. Таким образом, упомянутые половины волнообразных половинчатых усиливающих элементов 43 образуют открытое пространство 59, в котором размещена соединительная планка 60, предназначенная для соединения двух смежных половин волнообразных усиливающих элементов 43, принадлежащих двум смежным решёткам 56. Следовательно, открытое пространство 59 ограничено верхней стенкой 19 и усиливающими стенками 21 основания 15 половины волнообразного усиливающего элемента 43. Соединительная планка 60 имеет форму, взаимосоответствующую форме открытого пространства 59, например, форму параллелепипеда.
При размещении первой решётки 56 на теплоизолирующем барьере 2 планку 60 обычно вставляют в открытое пространство59 каждой из половин волнообразных усиливающих элементов 43 упомянутой первой решётки 56. При креплении второй решётки 56 к теплоизолирующему барьеру 2 половины волнообразных усиливающих элементов 43 могут быть размещены непосредственно путём размещения планок 60, предварительно установленных на теплоизолирующем барьере 2, в открытых пространствах 59 половин волнообразных усиливающих элементов 43 второй решётки 56. Соединительные планки 60 позволяют обеспечить непрерывность волнообразных усиливающих элементов под гофрами 3, 4.
Кроме того, открытое пространство 59 может быть длиннее, чем половина соединительной планки 60, для обеспечения зазора для размещения соединительных планок 60 в открытых пространствах 59. Такие зазоры для размещения позволяют компенсировать любой монтажный зазор металлических пластин герметичной мембраны, в частности, при размещении завершающей металлической пластины герметичной мембраны 1.
Кроме того, половины волнообразных усиливающих элементов 43, 45, соединённые соединительными планками 60, обеспечивают большую гибкость при возможном ремонте герметичной мембраны и/или волнообразных усиливающих элементов 11, 12, 43, 45, поскольку при ремонте необходимо удалить только повреждённый участок.
В альтернативном варианте осуществления, который не показан, только одна из двух половин волнообразных усиливающих элементов 43 или 45, соединённых соединительной планкой 60, включает в себя открытое пространство 59, причём упомянутая соединительная планка смещается в другой половине волнообразного усиливающего элемента упомянутой пары скользящим образом.
Фигуры 24 и 25 представляют собой виды в разрезе волнообразных усиливающих элементов в соответствии с альтернативными вариантами осуществления. В этих вариантах элементы, идентичные или выполняющие одинаковую функцию, обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
В вариантах, показанных на фигурах 24 и 25, основание 15 первого волнообразного усиливающего элемента 11 не включает в себя верхнюю стенку 19. Другими словами, пространство 20 открыто сверху, причём упомянутое пространство ограничено боковыми стенками 18 и нижней стенкой 17.
Кроме того, первые волнообразные усиливающие элементы 11 включают в себя две внутренние перегородки 23, как описано выше со ссылкой на фигуру 4, 7 или 9. Вертикальная внутренняя стенка 64 вертикально выступает от пересечения 65 между внутренними перегородками 23 в направлении нижней стенки 17. Нижняя поверхность 63 вертикальной внутренней стенки 64 является плоской и параллельна нижней стенке 17. Нижняя поверхность 63 совместно с нижней стенкой 17 и боковыми стенками 18 ограничивают пространство 20, в котором размещают конец 28 соединительного элемента 13.
Различные варианты, описанные выше, могут быть объединены друг с другом. Таким образом, в примере, показанном на фиг. 25, соединительный элемент 13 представляет собой соединительный элемент 13, описанный выше со ссылкой на фигуры 20 и 21. Концы 28 этого соединительного элемента 13 проходят через связующие вставки 47, как описано со ссылкой на фигуры 17 и 18, причём уступы 54 упираются в упомянутые связующие вставки 47. Кроме того, связующие вставки соединены с первыми и вторыми волнообразными усиливающими элементами 11, 12, как описано со ссылкой на фигуры 24 и 25.
Как показано на фиг. 26, концы 28 и лапки 34 соединительного элемента размещены в основаниях 15 соответствующих волнообразных усиливающих элементов 11, 12, так что нижние поверхности 63 вертикальных внутренних стенок 64 контактируют с верхней поверхностью упомянутых концов 28 и лапок 34.
Фиг. 27 иллюстрирует волнообразный усиливающий элемент 11, 12 в соответствии с альтернативным вариантом осуществления. На фиг. 27 элементы, идентичные или выполняющие ту же функцию, что и элементы, описанные выше, обозначены теми же ссылочными позициями. Кроме того, описание, приведенное ниже со ссылкой на фигуры 27 и 28, в равной степени применимо к первым волнообразным усиливающим элементам 11 и/или вторым волнообразным усиливающим элементам 12.
В варианте, проиллюстрированном на фиг. 27, верхняя стенка основания 15 не является непрерывной между боковыми стенками 18 упомянутого основания 15. В частности, верхняя стенка образована двумя боковыми участками 66. Каждый из этих боковых участков 66 расположен параллельно нижней стенке 17. Боковые участки 66 протяжены от соответствующей боковой стенки 18 в направлении другой боковой стенки 18. Таким образом, аналогично усиливающим элементам, описанным выше со ссылкой на фигуры 24 и 25, пространство 20 основания 15 этого альтернативного варианта осуществления открыто сверху, то есть на усиливающем участке 16.
Каждый из боковых участков 66 имеет нижнюю поверхность 67, обращённую к нижней стенке 17, причём упомянутые нижние поверхности 67 совместно с боковыми стенками 18 и нижней стенкой 17 ограничивают пространство 20, в котором размещают конец 28 или лапку 34. Таким образом, пространство 20 имеет плоское сечение, расположенное параллельно нижней стенке 17, то есть имеет ширину, которая превышает толщину, что обеспечивает взаимодействие с концом 28 или лапкой 34, имеющими аналогичное сечение и способными передавать боковые напряжения между соединительным элементом 13 и волнообразным усиливающим элементом 11, 12. Таким образом, при наличии асимметричных напряжений по обе стороны от узла 5 соединительный элемент 13 обеспечивает жёсткость, которая надёжно поддерживает выравнивание между двумя последовательными волнообразными усиливающими элементами 11, 12, размещёнными под гофром 3, 4 и соединёнными упомянутым соединительным элементом 13.
Кроме того, волнообразный усиливающий элемент 11, 12 в этом варианте имеет две внутренние перегородки 23, как описано выше. Каждая внутренняя перегородка 23 протяжена между соответствующим боковым участком 66 и внутренней поверхностью усиливающего участка 16. В частности, каждая внутренняя перегородка 23 протяжена от одного конца 68 соответствующего бокового участка 66, причём упомянутый конец 68 противоположен боковой стенке 18, от которой проходит упомянутый боковой участок 66, в направлении внутренней поверхности стенки 22 противоположного усиливающего участка 16, то есть продолжающей боковую стенку 18 напротив боковой стенки 18, от которой идёт упомянутый боковой участок 66. Две внутренние перегородки 23 пересекаются по существу по центру усиливающего участка 16.
В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 27, основание 15 имеет нижние выемки 69 и верхние выемки 82.
Нижние выемки 69 протяжены в направлении толщины основания 15 и образованы в нижней стенке 17 на стыках между нижней стенкой 17 и боковыми стенками 18. Подобным образом верхние выемки 82 протяжены в направлении толщины основания 15 и образованы в боковых участках 66 на стыках между упомянутым и боковыми участками 66 и боковыми стенками 18.
Выемки 69, 82 позволяют выполнить точную посадку, которая ограничена монтажными зазорами между концом 28 или лапкой 34 и поверхностями, ограничивающими пространство 20. Таким образом, например, если волнообразные усиливающие элементы 11, 12 изготовлены путём экструзии или формования, стыковочные зоны между боковыми стенками 18 и, с одной стороны, нижней стенкой 17, а, с другой стороны, боковыми участками 66, не имеют криволинейного участка, который может блокировать пространство 20 и взаимодействовать с концом 28 или лапкой 34 во время вставки упомянутого конца 28 или лапки 34 в пространство 20.
Вариант осуществления, проиллюстрированный на фиг. 28, отличается от варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг. 27, тем, что выемки 69, 82 образованы в боковых стенках 18 и, следовательно, протяжены в направлении ширины основания 15. Однако выемки 69, 82 выполняют ту же функцию, что и выемки, описанные выше со ссылкой на фиг. 27, а именно исключают криволинейные угловые зоны, например, в случае волнообразных усиливающих элементов 11, 12, изготовленных путём экструзии или формования.
Фигуры 29 и 30 иллюстрируют альтернативный вариант осуществления, в котором стенка резервуара имеет две грани, которые образуют между собой угол, например, угол 167°. Элементы, идентичные или выполняющие ту же функцию, что и элементы, описанные выше, обозначены теми же ссылочными позициями.
В этом альтернативном варианте осуществления гофры протяжены перпендикулярно ребру 83, образованному между первой гранью 84 стенки резервуара и второй гранью 85 упомянутой стенки резервуара. Кроме того, гофры проходят параллельно упомянутому ребру 83. В частности, в примере, проиллюстрированном на фиг. 29, гофр протяжён вдоль ребра 83 и покрывает упомянутое ребро 83. В примере, проиллюстрированном на этих фигурах, высокие гофры 3 проходят перпендикулярно ребру 83, а низкий гофр 4 покрывает ребро 83, приведенное ниже описание по аналогии применимо к обратной ситуации.
Таким образом, в этом варианте узел 5 образован на линии прохождения ребра 83. Подобным образом высокий гофр 3 непрерывно протяжён между первой гранью 84 и второй гранью 85 стенки.
В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 29, узел 5 не имеет сгиба 7, и продольные участки 6 гофра 11 имеют по существу непрерывное сечение до плоскости пересечения между гранями 84, 85. Однако из-за угла между упомянутым и гранями и аналогично узлам, описанным выше, первый волнообразный усиливающий элемент 11 не может пройти через этот узел. Следовательно, как и для узлов 5, описанных выше, необходимо использовать соединительный элемент 13 для обеспечения непрерывности выравнивания между волнообразными усиливающими элементами 11. Таким образом, высокий гофр 3 имеет продольные участки 6, которые протяжены в первом продольном направлении параллельно первой грани 84 и перпендикулярно ребру 83, и продольные участки 6, которые протяжены параллельно второй грани 85 и перпендикулярно ребру 83.
Такой высокий гофр 3, как объяснено выше, может подвергаться асимметричным напряжениям по обе стороны от узла 5, покрывающего ребро 83. Таким образом, необходимо обеспечить выравнивание волнообразных усиливающих элементов 11, расположенных на двух гранях 84, 85 по обе стороны от узла 5, то есть обеспечить, чтобы волнообразный усиливающий элемент 11, расположенный на первой грани 84, и волнообразный усиливающий элемент 11, расположенный на второй грани 85, сохраняли продольное направление, лежащее в одной плоскости, перпендикулярной ребру 83.
С этой целью соединительный элемент 13 в соответствии с альтернативным вариантом осуществления отличается от соединительного элемента, описанного выше со ссылкой, например, на фигуры 11, 17, 19-21 или 26, тем, что концы 28 образуют угол с центральным участком 27 упомянутого соединительного элемента 13.
В частности, центральный участок 27 является плоским и имеет прямоугольное сечение. Первый конец 28 протяжён от первого края 86 центрального участка 27 под углом, соответствующим половине угла между двумя гранями 84, 85 стенки. Второй конец 28 протяжён от второго края 87 центрального участка 27, противоположного первому краю 86, под углом, соответствующим половине угла между двумя гранями 84, 85 стенки. Другими словами, каждый из концов 28 протяжён от плоского центрального участка 27, и концы образуют между собой угол, соответствующий углу между двумя гранями 84, 85 стенки. Таким образом, первый конец 28 проходит параллельно первой грани 84, а второй конец 28 проходит параллельно второй грани 85. Первый конец 28 вставляется в пространство 20, образованное полым основанием 15 волнообразного усиливающего элемента 11, расположенного в продольном участке 6 гофра, образующего узел 5, и расположенного на первой грани 84, а второй конец 28 вставляется в пространство 20, образованное полым основанием 15 волнообразного усиливающего элемента 11, расположенного под продольным участком 6 гофра, образующего узел 5, и расположенного на второй грани 85 стенки.
Аналогично концам 28, описанным выше со ссылкой на фигуры 1-26, концы 28 соединительного элемента 13 установлены с простым монтажным зазором для обеспечения надлежащего взаимодействия между упомянутым и концами 28 и основанием 15 и, следовательно, для сохранения выравнивания волнообразных усиливающих элементов 11 относительно боковых напряжений.
Описанная выше технология изготовления герметичного и теплоизоляционного резервуара может использоваться в резервуарах разных типов, например, для образования основной уплотнительной мембраны резервуара для СПГ в береговом сооружении или на плавучей конструкции, например, на танкере-метановозе или другом судне.
Обратимся к фиг. 16, вид с вырезом танкера-метановоза 70 иллюстрирует герметичный и изолированный резервуар 71, в общем, призматической формы, установленный в двойном корпусе 72 судна. Стенка резервуара 71 включает в себя основной герметичный барьер, предназначенный для контакта с СПГ, содержащимся в резервуаре, вспомогательный герметичный барьер между основным герметичным барьером и двойным корпусом 72 судна и два теплоизолирующих барьера, расположенных соответственно между основным герметичным барьером и вспомогательным герметичным барьером и между вспомогательным герметичным барьером и двойным корпусом 72.
Как известно, трубопроводы 73 загрузки/разгрузки, расположенные на верхней палубе судна, могут быть соединены с помощью соответствующих соединителей с морским или портовым терминалом для передачи СПГ в резервуар 71 или из него.
Фиг. 16 иллюстрирует пример морского терминала, содержащего станцию 75 загрузки и разгрузки, подводный трубопровод 76 и береговое сооружение 77. Станция 75 загрузки и разгрузки представляет собой стационарное прибрежное сооружение, содержащее подвижную стрелу 74 и башню 78, которая поддерживает подвижную стрелу 74. Подвижная стрела 74 удерживает связку гибких изолированных труб 79, которые могут быть соединены с трубопроводами 73 загрузки/разгрузки. Подвижная стрела 74, которая может регулироваться, может быть адаптирована к танкерам-метановозам всех размеров. Внутри башни 78 проходит соединительный трубопровод, который не показан. Станция 75 загрузки и разгрузки позволяет выполнять загрузку и разгрузку танкера-метановоза 70 из берегового сооружения 77 или на него. Последнее содержит резервуары 80 для хранения сжиженного газа и соединительные трубопроводы 81, соединенные подводным трубопроводом 76 со станцией 75 загрузки и разгрузки. Подводный трубопровод 76 может использоваться для передачи сжиженного газа между станцией 75 загрузки и разгрузки и береговым сооружением 77 на большое расстояние, например, 5 км, что позволяет останавливать танкер-метановоз 70 на большом расстоянии от берега во время операций загрузки и разгрузки.
Для создания давления, необходимого для передачи сжиженного газа, используются насосы, установленные на борту судна 70, и/или насосы, установленные в береговом сооружении 77, и/или насосы, установленные на станции 75 загрузки и разгрузки.
Хотя изобретение описано со ссылкой на несколько конкретных вариантов осуществления, очевидно, что оно никоим образом не ограничивается ими, и что оно включает в себя все технические эквиваленты и сочетания описанных средств, если они находятся в пределах объёма изобретения.
Использование глаголов «включать в себя», «содержать» и производных форм не исключает наличия элементов или этапов, отличных от изложенных в пункте формулы изобретения.
В формуле изобретения любая ссылочная позиция в скобках не должна интерпретироваться как ограничение пункта формулы изобретения.