СТЕНКА РЕЗЕРВУАРА, ВКЛЮЧАЮЩАЯ ПРОХОДЯЩИЙ ЧЕРЕЗ НЕЕ НАСКВОЗЬ ЭЛЕМЕНТ
TANK WALL COMPRISING A THROUGH-ELEMENT

Область техники
Изобретение относится к изготовлению герметичных и теплоизолированных резервуаров. В частности, оно относится к резервуарам, в которых должны содержаться холодные или горячие жидкости, например к установленным в несущей конструкции резервуарам для хранения и/или транспортирования морем сжиженного газа. Более конкретно, изобретение относится к конструкции стенки такого резервуара, сквозь которую проходит выступающий наружу элемент (далее именуемый также компонентом), такой, например, как несущая стойка (опора) или труба.
Уровень техники
Герметичные и теплоизолирующие резервуары могут быть использованы в различных отраслях промышленности для хранения горячих или холодных продуктов. Например, используемый в энергетике сжиженный природный газ (СПГ) - это жидкость, которая может храниться при атмосферном давлении и температуре около -163°C в резервуарах в составе берегового хранилища или в резервуарах, транспортируемых плавучими конструкциями. Такими конструкциями являются, в частности, баржи, танкеры для транспортирования метана (метановозы), а также плавучие установки для хранения, сжижения или регазификации продукта, такие как установка для хранения и регазификации (Floating Storage Regasification Unit, FSRU) и плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки углеводородов (Floating Production, Storage и Offloading unit, FPSO).
Данные резервуары содержат одну или более мембран, ассоциированных с теплоизолирующими (именуемыми также изолирующими) слоями. Эти мембраны обладают достаточной упругостью, чтобы выдерживать нагрузки, обусловленные, например, гидростатическим давлением, динамическим давлением в случае движения груза и/или колебаниями температуры. Однако такой герметичный (и, соответственно, герметизирующий) барьер и подстилающий его теплоизолирующий материал являются относительно непрочными, так что они могут оказаться неспособными выдерживать вес колонны, например грузовой колонны, используемой для загрузки/разгрузки резервуаров для СПГ. По этой причине может вводиться опорная стойка, как это описано в FR 2961580 A. Согласно данному документу соединение между вторичной герметичной (и, соответственно, герметизирующей) мембраной и опорной стойкой обеспечивается посредством пластины, которая имеет квадратную форму.
При этом термодинамические условия в резервуарах, когда в них находится жидкость описанного типа, вызывают кипение на поверхности жидкости. В результате такого кипения образуется некоторое количество паров, что приводит к непостоянству внутреннего давления в резервуарах. Чтобы управлять давлением в этих резервуарах, испаренные газы собирают и переносят в отводной манифольд, после чего их, например, переводят в жидкую форму или сжигают в двигательной установке судна.
Таким образом, существуют различные задачи, для решения которых может требоваться проведение выступающего компонента через многослойную конструкцию стенки резервуара.
Раскрытие изобретения
Изобретение обеспечивает создание герметичного и теплоизолированного резервуара для текучей среды, который находится внутри несущей конструкции и стенки которого прикреплены к стенкам несущей конструкции. При этом в составе стенки резервуара имеются, последовательно расположенные по ее толщине в направлении изнутри наружу из резервуара, первичный (основной) герметизирующий барьер, первичный (основной) теплоизолирующий барьер, вторичный (дополнительный) герметизирующий барьер и вторичный (дополнительный) теплоизолирующий барьер. Резервуар дополнительно содержит выступающий компонент, проходящий насквозь через стенку резервуара. Стенка резервуара вокруг выступающего компонента содержит:
вторичные теплоизолирующие блоки, находящиеся на стенке несущей конструкции вокруг выступающего компонента и образующие вокруг него вторичный теплоизолирующий барьер, так что выступающий компонент проходит через вторичный теплоизолирующий барьер между указанными вторичными теплоизолирующими блоками, которые покрыты первым герметизирующим слоем, образующим вторичный герметизирующий барьер;
пластину, которая присоединена герметичным образом напрямую или не напрямую к периферийной стенке выступающего компонента вокруг всего выступающего компонента, и
второй герметизирующий слой, зафиксированный герметичным образом с наложением на первый герметизирующий слой и на указанную пластину по всему ее периметру.
Стенка резервуара дополнительно содержит первичные изолирующие элементы, которые находятся на вторичном герметизирующем барьере вокруг выступающего компонента и покрыты элементами первичного герметизирующего барьера, присоединенными герметичным образом к периферийной стенке выступающего компонента.
Резервуар характеризуется тем, что пластина выполнена, как круглая пластина, имеющая круглый наружный контур, а во втором герметизирующем слое имеется круглое окно с диаметром, меньшим, чем наружный диаметр круглой пластины.
Согласно другим предпочтительным вариантам такой резервуар может иметь один или более из указанных далее признаков.
В одном варианте второй герметизирующий слой прикреплен к первому герметизирующему слою и к круглой пластине. Как вариант, второй герметизирующий слой приварен к первому герметизирующему слою и к круглой пластине.
Согласно еще одному варианту второй герметизирующий слой содержит кольцевую полосу, которая проложена вдоль круглого наружного контура круглой пластины, а круглое окно ограничено внутренним краем кольцевой полосы.
Согласно следующему варианту кольцевая полоса сформирована из отрезков герметизирующей полосы, каждый из которых образует дугу окружности. Могут использоваться, например, два или четыре подобных отрезка.
Согласно одному варианту отрезки герметизирующей полосы попарно наложены друг на друга с формированием участков наложения, каждый из которых соответствует концевым участкам двух отрезков герметизирующей полосы.
Согласно другому варианту второй герметизирующий слой содержит металлическую фольгу, образующую кольцевой валик, окружающий круглое окно. Валик, расположенный между наружным диаметром круглой пластины и первым герметизирующим слоем, формирует способный к расширению стык между круглой пластиной и первым герметизирующим слоем. Как вариант, кольцевой валик обращен к вторичному теплоизолирующему барьеру и введен в периферийный зазор между выступающим элементом и вторичными теплоизолирующими блоками. В одном варианте периферийный зазор заполнен сжимаемым изолирующим материалом.
Согласно одному варианту элементы первичного герметичного барьера расположены параллельно стенке резервуара.
Согласно еще одному варианту выступающий компонент имеет полый корпус в целом трубчатой формы, продольная ось которого, по существу, перпендикулярна стенке резервуара. Как вариант, периферийная стенка выступающего компонента имеет круглое поперечное сечение.
В одном варианте выступающий компонент является опорной стойкой для находящегося в герметичном резервуаре оборудования, проходящей насквозь через стенку резервуара и имеющей первую концевую часть, опирающуюся на стенку несущей конструкции, и вторую концевую часть, выступающую в резервуар для поддерживания оборудования на расстоянии от слоя листового металла. При этом указанная круглая пластина присоединена герметичным образом к периферийной стенке опорной стойки по всей окружности этой стойки.
Согласно одному варианту опорная стойка проходит сквозь первичный герметизирующий барьер в окно, а первичный герметизирующий барьер содержит соединительные детали, размещенные в окне вокруг опорной стойки для присоединения опорной стойки герметичным образом к краевой зоне слоя гофрированного листового металла, ограничивающего окно. При этом указанное окно прерывает директрисы множества взаимно параллельных ребер в составе по меньшей мере одной группы ребер, сформированных в указанном слое, а ось опорной стойки расположена между директрисами двух параллельных ребер указанного множества.
Опорная стойка может быть установлена у основания выгрузной колонны резервуара.
Согласно одному варианту выступающий компонент содержит герметично прикрепленную трубу, образующую канал между внутренним пространством резервуара и манифольдом отвода паров, находящимся снаружи резервуара.
Труба может иметь различные формы. Так, ее поперечное сечение может быть прямоугольным, круглым, эллиптическим или квадратным.
Согласно одному варианту стенка резервуара вокруг герметично прикрепленной трубы дополнительно содержит:
покрывающую пластину, соединенную герметичным образом с периферией герметичной трубы, расположенную параллельно стенке резервуара и смещенную в направлении наружу относительно вторичного герметичного барьера,
первую периферийную соединительную пластину, прикрепленную герметичным образом ко всей периферии покрывающей пластины, расположенную параллельно указанной трубе и ориентированную в направлении толщины стенки резервуара, образуя кромку, выступающую относительно покрывающей пластины в сторону вторичного герметизирующего барьера, причем вокруг указанной соединительной пластины на стенке несущей конструкции размещены вторичные теплоизолирующие блоки,
круглую пластину, содержащую вторую соединительную пластину, прикрепленную герметичным образом к поверхности круглой пластины, ориентированной в направлении покрывающей пластины и выступающей в сторону несущей конструкции параллельно указанной трубе, причем вторая соединительная пластина прикреплена герметичным образом к первой соединительной пластине по всей окружности первой соединительной пластины, а две пространственно разделенные пластины образуют корпус,
сквозное отверстие, выполненное в круглой пластине для обеспечения газу возможности циркулировать между первичным пространством, заключенным между двумя герметизирующими барьерами, и корпусом, и
отверстие трубы, проходящее через покрывающую пластину и доходящее до несущей конструкции, чтобы сформировать канал между корпусом и манифольдом отвода паров.
Такой резервуар может образовывать часть берегового хранилища, например для хранения СПГ, или он может быть установлен в плавучей конструкции, которая функционирует в прибрежной или открытой части моря, в частности на судне-метановозе, плавучей установке для хранения и регазификации (FSRU), плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки углеводородов (FPSO) и др.
Изобретение предлагает также судно для транспортирования холодного жидкого продукта, имеющее двойной корпус, образующий несущую конструкцию, и описанный выше резервуар, находящийся внутри двойного корпуса.
Изобретение, кроме того, предлагает способ погрузки или выгрузки холодного жидкого продукта, согласно которому холодный жидкий продукт подают по теплоизолированным трубам из плавучего или берегового хранилища в резервуар судна или из указанного резервуара в указанное хранилище.
Изобретение предлагает также систему для перемещения холодного жидкого продукта, содержащую вышеупомянутое судно, теплоизолированные трубы, обеспечивающие подсоединение резервуара, находящегося в корпусе судна, к плавучему или береговому хранилищу, и насос для перекачивания холодного жидкого продукта по теплоизолированным трубам в плавучее или береговое хранилище из резервуара судна или из указанного хранилища в резервуар.
Одна из идей, на которых основано изобретение, состоит в том, чтобы обеспечить герметичность соединения между выступающим компонентом и вторичной герметичной мембраной с использованием гибких герметизирующих полос, прикрепляемых к поверхностям, соединенным с выступающим компонентом, одновременно ограничивая концентрацию напряжений независимо от природы этих напряжений.
Некоторые аспекты изобретения исходят из идеи создания герметичного и теплоизолированного резервуара, в котором канал в виде выступающего компонента между пространствами внутри и снаружи резервуара выполнен проходящим сквозь стенку резервуара и в котором стенка соединена герметичным образом с указанным выступающим компонентом при одновременном обеспечении управления текучими средами, присутствующими в пределах толщины стенки резервуара.
Определенные аспекты изобретения основаны на идее создания жестких металлических проходов сквозь изоляцию герметичного резервуара. Определенные аспекты изобретения исходят из идеи создания герметичного резервуара с использованием герметичного барьера, содержащего дополнительную герметичную мембрану, прикрепленную герметичным образом по периметру герметичного корпуса, расположенного вокруг указанного выступающего компонента под вторичным герметичным барьером таким образом, чтобы облегчить формирование упора для вторичной герметичной мембраны, тогда как выступающий компонент является, например, трубой.
Определенные аспекты изобретения исходят из идеи создания герметичного соединения между выступающим компонентом и вторичной герметичной мембраной, используя гибкие герметизирующие полосы, прикрепляемые к поверхности соединения с трубой, чтобы упростить сборку, облегчить ремонт, использовать уменьшенное количество гибкой полосы и обеспечить надежное соединение.
Некоторые аспекты изобретения основаны на идее создания герметичного пространства в стенке резервуара между вторичной герметичной мембраной и первичной герметичной мембраной, находящейся в контакте с текучей средой, и создания контура для эффективной циркуляции текучих сред в указанном герметичном пространстве и в корпусе.
Определенные аспекты изобретения исходят из идеи создания резервуара, обладающего хорошей сопротивляемостью термомеханическим напряжениям. Для достижения этой цели некоторые аспекты изобретения исходят из идеи ограничить вибрации трубы, к которой присоединены компоненты указанной стенки резервуара, чтобы защитить места соединений этих компонентов. Некоторые аспекты изобретения основаны на фиксации трубы таким образом, чтобы компенсировать ее тепловое сжатие относительно стенки резервуара и тем самым ограничить термомеханические напряжения, возникающие в указанных соединениях.
Определенные аспекты изобретения исходят из идеи обеспечения возможности поддерживать размещаемое в резервуаре оборудование посредством опорной стойки, опирающейся напрямую или не напрямую на несущую конструкцию с тем, чтобы избежать или ограничить нагрузку, прикладываемую к относительно хрупкой гофрированной герметизирующей мембране. Некоторые аспекты изобретения основаны на идее установки данной опорной стойки таким образом, чтобы она не ухудшала основные механические свойства вторичной герметизирующей мембраны, в частности ее герметичность и сопротивление тепловому сжатию или усилиям, обусловленным давлением.
Краткое описание чертежей
Изобретение в его различных аспектах, решаемые им задачи, его детали, свойства и преимущества станут более понятны из нижеследующего описания нескольких конкретных вариантов изобретения, приводимых далее только в качестве иллюстративных, неограничивающих примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показана, в разрезе, стенка резервуара с устройством для сбора текучей среды.
На фиг. 2, чтобы облегчить понимание изобретения, участок II фиг. 1 представлен в увеличенном масштабе и в разрезе.
На фиг. 3 представлена, в перспективном изображении, с пространственным разделением компонентов, часть стенки резервуара по фиг. 2.
На фиг. 4 представлена, в перспективном изображении, с пространственным разделением компонентов, часть стенки резервуара по фиг. 2, содержащей вторичную герметичную мембрану, которая окружает устройство для сбора текучей среды.
На фиг. 5 представлено, в перспективном изображении, устройство для сбора текучей среды, проходящее насквозь через стенку резервуара.
На фиг. 6 представлена, в перспективном изображении, с пространственным разделением компонентов, основная изолирующая плита по фиг. 2, устанавливаемая рядом с устройством для сбора текучей среды.
На фиг. 7 представлен, в увеличенном масштабе и в разрезе, участок II фиг. 1 согласно варианту изобретения.
На фиг. 8 и 13 представлена, в перспективном изображении, с пространственным разделением компонентов, часть стенки резервуара по фиг. 7.
На фиг. 9 представлена, в перспективном изображении, с пространственным разделением компонентов, часть стенки резервуара по фиг. 7, содержащей вторичную герметичную мембрану, которая окружает устройство для сбора текучей среды.
На фиг. 10 иллюстрируется, в перспективном изображении и в разрезе, конструкция стенки резервуара и опорной стойки, которая может быть использована в резервуаре.
На фиг. 11 и 14 проиллюстрировано, в перспективном изображении, обеспечение герметизации вокруг опорной стойки.
На фиг. 12 схематично, на виде с вырезом, изображены резервуар судна-метановоза и терминал для загрузки/разгрузки этого резервуара.
Осуществление изобретения
Герметичный и теплоизолирующий резервуар состоит из стенок, прикрепленных к внутренней поверхности соответствующих стенок несущей конструкции. Несущая конструкция представляет собой, например, внутренний корпус судна с двойным корпусом или наземную конструкцию для хранения холодной жидкости, такой как СПГ. Стенки резервуара содержат по меньшей мере один герметизирующий барьер и по меньшей мере один теплоизолирующий барьер. В качестве меры безопасности может быть предусмотрен вторичный герметизирующий барьер между несущей конструкцией и герметизирующим барьером, который в таком случае именуется первичным герметизирующим барьером.
Резервуару могут быть приданы различные геометрии, например призматическая геометрия применительно к корпусу судна или цилиндрическая геометрия для наземной конструкции. Как это принято, предлог “над” будет относиться к положениям, более близким к внутреннему объему резервуара, а предлог “под” - к положениям, более близким к несущей конструкции 1, независимо от ориентации стенки резервуара относительно гравитационного поля Земли.
На фиг. 1 показано устройство 2 для сбора текучей среды, проходящее сквозь верхнюю стенку (крышу) резервуара.
Представленная стенка резервуара имеет, в направлении ее толщины, т.е. от внутреннего объема резервуара к несущей конструкции 1, первичный герметизирующий барьер 3, находящийся в контакте с хранящимся в танке продуктом, первичный теплоизолирующий барьер 4, вторичный герметизирующий барьер 5 и вторичный теплоизолирующий барьер 6. Первичный теплоизолирующий барьер, вторичный герметизирующий барьер и вторичный теплоизолирующий барьер состоят, по существу, из комплекта заранее изготовленных панелей, опирающихся на проставки 9 из мастики и прикрепленных к несущей конструкции 1, в данном примере к крыше резервуара.
У несущей конструкции 1 имеется круглое отверстие 8, вокруг которого приварена гильза 10, выходящая за пределы несущей конструкции 1. Внутри гильзы 10 закреплена собирающая металлическая труба 7, предназначенная для выведения паров, образующихся при испарении текучей среды в резервуаре. Для выполнения этой функции собирающая труба 7 проходит через стенку резервуара по оси круглого отверстия 8, а герметизирующие барьеры 3, 5 и теплоизолирующие (именуемые далее также изолирующими) барьеры 4 и 6 выполнены открытыми во внутренний объем резервуара. Собирающая труба 7 соединена, например, с газоотводным манифольдом, находящимся снаружи резервуара, который отводит эти пары и переносит их, например, к судовой двигательной установке, чтобы использовать их в качестве топлива для судна, или к установке для их сжижения и возвращения в виде текучей среды в резервуар.
Герметизирующий барьер 3 герметично соединен с собирающей трубой 7. Герметизирующий барьер 5 также герметично соединен с собирающей трубой 7. Исключением является проход, делающий возможным присутствие текучей среды между двумя герметизирующими барьерами для обеспечения ее циркуляции к вторичным каналам 13 и 14. При таком выполнении пространство между вторичным герметизирующим барьером 5 и первичным герметизирующим барьером 3 образует первичное герметичное пространство, сообщающееся с двумя вторичными каналами 13 и 14.
Кроме того, гильза 10 герметично соединена с несущей конструкцией 1 и с собирающей трубой. Эта труба содержит изолирующий слой 11, равномерно распределенный по ее наружной поверхности, диаметр которой меньше диаметра круглого отверстия 8. В результате зазор между изолирующим слоем 11 и круглым отверстием 8 дает возможность текучей среде циркулировать между вторичным изолирующим барьером и промежуточным пространством, существующим между гильзой 10 и изолирующим слоем 11. При этом промежуточное пространство и пространство между несущей конструкцией и вторичным изолирующим барьером 6 образует вторичное герметичное пространство.
Два вторичных канала 13, 14 проходят параллельно собирающей трубе 7 в изолирующем слое 11 собирающей трубы 7 из пространства снаружи гильзы 10, начиная от первичного герметичного пространства. Первый канал 13 позволяет создать проход между первичным герметичным пространством и отводным компонентом (не изображен), который позволяет управлять текучими средами, присутствующими в первичном пространстве. Второй канал 14 образует проход между первичным пространством и прибором для измерения давления (не изображен). Эти два вторичных канала 13, 14 позволяют, в частности, продувать первичное герметичное пространство азотом.
Две другие трубы (не изображены) приварены к гильзе 10 и открыты внутри нее в вторичное герметичное пространство. В результате они позволяют управлять текучими средами и измерять давление в вторичном герметичном пространстве. Трубы, сообщающиеся с вторичным герметичным пространством, позволяют также продувать это пространство азотом.
Далее, со ссылкой на фиг. 2, будет более подробно рассмотрен участок II стенки резервуара, через который проходит собирающая труба 7.
Изготовленная промышленным способом панель 12, находящаяся рядом с собирающей трубой 7, имеет жесткую нижнюю панель 15, поддерживаемую проставками 9 из мастики. Нижняя панель 15 несет слой 16 теплоизоляции на основе полиуретановой пены и образует, посредством него, компонент вторичного теплоизолирующего барьера 6. Слой 17 гибкого или жесткого композитного материала, известного как триплекс (triplex), прочно прилегает к слою 16 теплоизоляции компонента вторичного теплоизолирующего барьера 6, по существу, по всей его поверхности Данный слой 17 образует компонент вторичного герметизирующего барьера 5. Второй слой 18 теплоизоляции на основе полиуретановой пены частично покрывает слой 17 и прочно связан с ним. Верхняя жесткая панель 19 покрывает второй слой 18 теплоизоляции и образует вместе с ним компонент первичного теплоизолирующего барьера 4.
Как было пояснено ранее со ссылкой на фиг. 1, собирающая труба 7 проходит сквозь круглое отверстие 8, герметизирующие барьеры 3 и 5 и теплоизолирующие барьеры 4 и 6. Герметичность сопряжения между вторичным теплоизолирующим барьером и собирающей трубой 7 обеспечивается посредством первой пластины 20, охватывающей трубу и перекрывающей трубу 21. С трубой 21 герметично соединена вторая пластина 22, имеющая квадратный наружный профиль. Выполненные таким образом две пластины 20 и 22 образуют корпус. Между слоем 17 и второй пластиной 22 приклеены гибкие полосы 23, чтобы обеспечить герметичное завершение вторичного герметизирующего барьера 5.
Круглая первая металлическая пластина 20 приварена вокруг собирающей трубы 7 между несущей конструкцией 1 и вторичным герметизирующим барьером 5. Эта пластина приварена по всей своей периферии к внутренней несущей поверхности металлической трубы 21. Эта труба, диаметр которой меньше, чем у отверстия 8 несущей конструкции 1, выступает над круглой первой пластиной 20, доходя примерно до уровня вторичного герметизирующего барьера 5.
Вторая пластина 22 приварена к верхнему концу трубы 21. В этой пластине выполнен круглый проход 25, через который проходит труба 7. Диаметр этого прохода сделан большим, чем у собирающей трубы 7, чтобы оставить зазор между второй пластиной 22 и трубой 7. Благодаря наличию этого зазора текучая среда может проходить из первичного пространства, образованного между герметизирующими барьерами 3 и 5, к корпусу 24.
К нижней поверхности второй пластины 22 приварена трубчатая часть 26, центрированная относительно прохода 25 во второй пластине 22. Внутренняя несущая поверхность трубчатой части 26 имеет диаметр, по существу, равный наружному диаметру трубы 21. В результате труба 21 и трубчатая часть 26 второй пластины 22 могут входить одна в другую и перемещаться со скольжением одна относительно другой, пока они не соединены сваркой. В результате в процессе приваривания трубчатой части 26 к трубе 21 зазор между второй пластиной 22 и несущей конструкцией 1 может быть подобран так, чтобы вторая пластина 22 находилась, по существу, на уровне вторичного герметизирующего барьера 5. Кроме того, взаимная подгонка трубы 21 и трубчатой части 26 позволяет центрировать отверстие 25 относительно трубы и положения второй пластины 22. Сварные швы, связывающие первую пластину 20, трубу 21 и вторую пластину 22, выполняются по всей их периферии, чтобы обеспечить герметичность соединения этих компонентов.
Труба 21 проходит далее за круглую первую пластину 20, выходя в область вне несущей конструкции 1. Конец трубы 21, находящийся в этой области, приварен к внутреннему контуру металлического кольца 27. У кольца 27 имеется поверхность, параллельная стенке резервуара, и к этой поверхности приклеен изолирующий слой 11 собирающей трубы 7. В круглой первой пластине 20 выполнены также два отверстия 28, к которым приварены два вторичных канала 13 и 14 (на фиг. 2 не изображены).
Первая пластина 20, вторая пластина 22, труба 21 и трубчатая часть 26 изготовлены из нержавеющей стали.
Плита 29 расположена таким образом, что она накрывает панель 12 и вторую пластину 22, чтобы сформировать часть изолирующего барьера между собирающей трубой 7 и панелью 12. Эта плита, как и панель 12, имеет изолирующий слой 31, прижатый к вторичному герметизирующему барьеру 5. За изолирующим слоем 31 находится верхняя панель 30.
Верхние панели предварительно изготовленной панели 12 и плиты 29 поддерживают первичный герметизирующий барьер 3 в форме пластин из тонкого листа металла с ребрами 32. Ребра 32 образуют упругие области для компенсации теплового сжатия, а также нагрузок, обусловленных статическим и динамическим давлением. Такие герметизирующие барьеры, изготовленные из гофрированного листа или рифленых пластин, описаны в FR 1379651 A, FR 1376525 A, FR 2781557 А и FR 2861060 A. Первичный герметизирующий барьер 3 герметично соединен с собирающей трубой 7 посредством фланца 33 с L-образным сечением. Фланец 33 приварен к тонкому листу металла и к собирающей трубе 7.
На фиг. 3 более детально проиллюстрирована конструкция компонентов, показанных на фиг. 2. Собирающая труба 7 и труба 21 проходят через несущую конструкцию 1 соосно с отверстием 8. Труба 21 центрирована в отверстии 8 посредством четырех центрирующих блоков 34, равномерно распределенных вокруг трубы 21 и прижатых к ней. Эти блоки, привинченные к несущей конструкции 1, выполнены из полиэтилена высокой плотности. Блоки 34 позволяют предотвратить вибрации трубы 21 и собирающей трубы 7 и, тем самым, избежать ухудшения качества прикрепления вторичного барьера 5.
В корпус 24 введена набивка 35 из стекловаты. Вторая пластина 22 позиционирована на трубе 21 так, что эта пластина 22 находится, по существу, на том же уровне, что и вторичный герметизирующий барьер. Трубчатая часть 26 второй пластины приварена к трубе 21. Чтобы избежать риска пригорания набивки 35 из стекловаты, между набивкой 35 и трубой 21, а также трубчатой частью 26 заранее устанавливают жаростойкий щиток (не изображен). Набивка является пористой, чтобы текучая среда могла свободно циркулировать в корпусе между первичным герметичным пространством и вторичными каналами 13 и 14.
Вокруг трубы 21 размещены две части 36 наполнителя из стекловаты, которые совместно задают квадратный контур с размерами, большими, чем у второй пластины 22. Каждая из двух частей 36 имеет внутренний контур в форме полуокружности, так что эта часть может быть прижата к наружным несущим поверхностям трубы 21 и трубчатой части 26.
Вторичный теплоизолирующий барьер 6, вторичный герметизирующий барьер 5 и первичный теплоизолирующий барьер 4 сформированы с использованием двух предварительно изготовленных панелей 12. Каждая из панелей 12, окружающих собирающую трубу 7, выполнена в виде U-образных ступенчатых слоев, нижний из которых образует U-образный изолирующий блок 37, который является компонентом вторичного изолирующего барьера. Затем следуют герметизирующий слой 17, полностью покрывающий фигурную верхнюю поверхность этого блока, и U-образный верхний изолирующий блок 38 меньших размеров, который образует один из компонентов первичного теплоизолирующего барьера 4, оставляя неперекрытой зону герметизирующего покрывающего элемента, расположенную вдоль всей кромки нижнего блока 37. Данная панель может быть изготовлена заранее путем склеивания слоя полиуретановой пены и слоев фанеры, образующих изолирующие барьеры. Таким образом, нижний блок 37 содержит нижнюю панель 15 и слой 16 изолирующей пены, а верхний блок - изолирующий слой 18 и верхнюю панель 19. Две указанные U-образные панели состыкованы так, чтобы они окружали две части 36 наполнителя из стекловаты. Каждая из панелей 12 дополнительно содержит проходы 42, которые обеспечивают, в процессе сборки, доступ к крепежным элементам этой панели, что позволяет закрепить ее на шпильках (не изображены), заранее приваренных к несущей конструкции 1.
Четыре гибкие полосы 23 прикреплены так, что каждая из них перекрывает одну сторону второй пластины 22 и герметизирующий слой 17 непокрытой зоны U-образной панели 12. Вторая пластина 22 имеет квадратную форму, что позволяет использовать прямолинейные гибкие полосы. Гибкие полосы приклеивают посредством полиуретанового адгезива. На фиг. 4 более детально показано, как крепятся гибкие полосы 23. Сначала приклеивают две первые гибкие полосы 23a на внутреннюю часть U-образной панели 12, а затем две гибкие полосы 23b приклеивают на две панели 12 и на вторую пластину 22, одновременно прикрепляя их к концам 41 двух первых гибких полос 23a, на которые они наложены. Данный способ крепления является надежным и легким в осуществлении в процессе сборки, при этом он упрощает любые ремонтные операции, поскольку зона крепления является очень узкой, что облегчает удаление полос. Кроме того, данный метод фиксации вторичной мембраны (вторичного герметизирующего барьера) 5 может выполняться автоматически.
Возвращаясь к фиг. 3, можно видеть, что для завершения первичного герметизирующего барьера на гибкие полосы наложены четыре плиты 29. Чтобы через плиты 29 могла пройти собирающая труба 7, одна сторона каждой из этих плит имеет форму дуги окружности с диаметром, превышающим диаметр собирающей трубы, как это показано на фиг. 2. Такое выполнение позволяет оставить между трубой 7 и плитами 29 пространство для набивки из стекловаты (не изображена).
Затем к первичному изолирующему барьеру крепят металлические листы герметизирующего барьера, которые позиционируют так, чтобы в зоне первичного герметизирующего барьера, через которую проходит собирающая труба 7, не имелось ребер 32. В результате зона, через которую проходит эта труба, является, по существу, плоской, что позволяет установить в нее фланец 33 и приварить его.
На фиг. 5 более наглядно показана вторая пластина 22 по фиг. 3. Полосы в составе жесткого слоя 43 прикреплены между сторонами квадратной части второй пластины 22 и круглого прохода 25. К полосам жесткого слоя приклеены полосы 23, образующие гибкий герметизирующий слой. В результате полосы гибкого слоя 23 связаны только с жестким герметизирующим слоем.
3
На фиг. 6 иллюстрируется конструкция плит 29, позволяющая текучей среде циркулировать между ребрами 32 и корпусом 24. В верхней панели имеется прорезь 44 в форме прямого угла, проходящая сквозь панель, т.е. от ее верхней поверхности до нижней. При установке первичного герметизирующего барьера два взаимно перпендикулярных ребра 32 накладываются на прорезь 44, что дает возможность текучей среде, находящейся в ребрах, двигаться в направлении изолирующего слоя 18. В этом изолирующем слое имеется соединительная прорезь 45, которая соответствует прорези 44 в верхней панели и от которой в направлении дугообразной части 47 плиты отходят три параллельные прорези 46, выходящие на эту часть. Прорези 45 и 46 изолирующего слоя 18 плиты 29 заполнены стекловатой с плотностью 22 кг/м. Таким образом, газообразная текучая среда, которая прошла сквозь верхнюю панель, может выходить из плиты в пространство между ней и соединительной трубой 7.
Эта специфичная конструкция плиты 29, наличие содержащего пористую набивку 35 зазора между стенкой круглого прохода 25 и собирающей трубой, а также корпусом 24, позволяет сформировать контур для текучих сред, который облегчает их циркуляцию в первичном герметичном пространстве, а именно от ребер 32 до вторичных каналов 13 и 14 и наоборот.
Подобным же образом наличие пространства между круглым отверстием 8 и трубой 21 и между несущей конструкцией 1 и нижними панелями 15 позволяет сформировать контур для текучей среды между вторичным пространством и гильзой 10. Наличие этих контуров, в частности, делает возможным обеспечить инертность стенки резервуара путем продувки азотом.
Чтобы ослабить напряжения, возникающие в соединениях, сформированных вокруг собирающей трубы 7, эта труба закреплена в своей части 48, которая пространственно удалена от несущей конструкции 1 в направлении от внутреннего объема резервуара. В результате сжатие собирающей трубы 7, подвергающейся воздействию низких температур, эквивалентно сжатию вторичного теплоизолирующего барьера 6 в зоне его прикрепления ко второй пластине 22. Как следствие, уменьшаются напряжения в соединениях стенки резервуара. Указанное закрепление использует металлический компонент 49 в форме усеченного конуса, приваренный к герметичной трубе 7. Данный компонент 49 прижат к опоре, проходящей внутри гильзы 10.
Далее, со ссылками на фиг. 7-9, будет описан вариант выполнения верхней стенки, снабженной манифольдом отвода паров. Этот вариант позволяет уменьшить напряжения в гибких полосах 23 по сравнению с описанным ранее вариантом по фиг. 2-6. На фиг. 7-9 элементы, идентичные показанным на фиг. 2-6, имеют идентичные цифровые обозначения. Элементы, модифицированные по сравнению с описанными ранее, имеют сходные цифровые обозначения, увеличенные на 700.
Как было пояснено ранее со ссылкой на фиг. 2, собирающая труба 7 проходит через круглое отверстие 8, герметизирующие барьеры 3 и 5 и теплоизолирующие барьеры 4 и 6. Герметизация между вторичным теплоизолирующим барьером и собирающей трубой 7 обеспечивается посредством покрывающей пластины 727, охватывающей собирающую трубу 7. Эта покрывающая пластина, наложенная сверху на трубу 21, перекрывает ее с этого конца. На другом конце труба 21 присоединена посредством трубчатой части 26 к круглой пластине 722, внешняя периферия которой имеет круглую форму. Сборка, состоящая из трубы 21 и двух пластин 727, 722, образует корпус 724. Конструкция этого корпуса делает его герметичным по отношению к вторичному барьеру и внутреннему объему резервуара. Этот корпус образует часть первичного пространства, с которым он связан круглым проходом 25. Чтобы обеспечить удаление паров, присутствующих в этом корпусе, с покрывающей пластиной 727 герметичным образом связаны два вторичных канала 13 и 14 (показанные на фиг. 8). Устройство, выполненное описанным образом, не позволяет парам, которые могут присутствовать в первичном пространстве, выходить из него иначе, как через два канала 13 и 14. Такая конструкция позволяет также осуществлять продувку инертным газом. Чтобы гарантировать теплоизоляцию, корпус 724 заполнен изолятором, проницаемым для паров и газов.
Согласно альтернативному варианту, чтобы обеспечить непрерывность теплоизоляции, зазор 97 между трубой 21 и предварительно изготовленной панелью 712 также заполнен минеральной ватой.
Кроме того, в этом альтернативном варианте между внутренним объемом основания трубы 21 и периферией собирающей трубы 7 равномерно распределены проставки 99, чтобы позиционировать и зафиксировать трубу 21 относительно собирающей трубы 7.
На фиг. 8 иллюстрируется, в перспективном изображении, с пространственным разделением элементов, конструкция компонентов, показанных на фиг. 7, в зоне изолирующих и герметизирующих барьеров.
Вторичный теплоизолирующий барьер 6, вторичный герметизирующий барьер 5 и первичный теплоизолирующий барьер 4 сформированы с использованием двух предварительно изготовленных панелей 712, которые отличаются от показанных на фиг. 3. Две U-образные панели 712 состыкованы с охватом трубы 21. Каждая панель 712 имеет внутренний контур в форме полуокружности, так что эта часть может быть прижата к наружным несущим поверхностям трубы 21 и трубчатой части 26. Такое выполнение делает потенциально избыточной набивку 36 из стекловаты согласно варианту по фиг. 3.
Каждая из панелей 712, окружающих собирающую трубу 7, выполнена в виде U-образных ступенчатых слоев, нижний из которых образует U-образный изолирующий блок 37, который является компонентом вторичного изолирующего барьера. Затем следуют герметизирующий слой 17, полностью покрывающий фигурную верхнюю поверхность этого блока, и U-образный верхний изолирующий блок 38 меньших размеров, который образует один из компонентов первичного теплоизолирующего барьера 4, оставляя неперекрытой зону герметизирующего покрывающего элемента, расположенную вдоль всей кромки нижнего блока 37. Данная панель может быть изготовлена заранее путем склеивания слоя полиуретановой пены и слоев фанеры, образующих изолирующие барьеры. Таким образом, нижний блок 37 содержит нижнюю панель 15 и слой 16 изолирующей пены, а верхний блок - изолирующий слой 18 и верхнюю панель 19. Каждая из панелей 712 дополнительно содержит проходы 42, которые обеспечивают, в процессе сборки, доступ к крепежным элементам этой панели, что позволяет закрепить ее на шпильках, заранее приваренных к несущей конструкции 1.
Чтобы обеспечить теплоизоляцию, внутри трубы 21, в корпусе 724 имеется набивка 735 из минеральной ваты, например из стекловаты. Альтернативно, такой набивкой служит полиуретановая пена.
Чтобы обеспечить непрерывность герметизации посредством герметизирующего слоя, используется гибкая кольцевая полоса 723. Используются четыре такие гибкие полосы 723, приклеенные так, что каждая из них покрывает часть поверхности круглой пластины 722 и герметизирующего слоя 17 в непокрытой зоне панели 712.
Другая особенность, показанная на фиг. 8, состоит в присутствии вторичного диска 700, образующего верхнюю стенку вокруг трубы 7. Диск 700 изготовлен из сплава, который лучше выдерживает низкие температуры, чем остальная часть несущей стенки при условии, что эта часть будет, с большой вероятностью, подвергаться воздействию низких температур.
На фиг. 9 более детально показано, как крепятся гибкие полосы 723. Первую полосу 723a приклеивают на внутреннюю часть предварительно изготовленных панелей 712 и на сектор круглой пластины 722. Затем приклеивают вторую полосу 723b на конец первой полосы 723a (чтобы покрыть концевой участок этой первой полосы 723a) и на две панели 712 и круглую пластину 722. Третью полосу 723c позиционируют аналогичным образом, с частичным перекрыванием полосы 723b. Наконец, последнюю полосу 723d позиционируют так, чтобы завершить герметизацию в зоне круглой пластины 722. Как и полосы 723a-723c, полосу 723d прикрепляют с наложением на круглую пластину 722 и панели 712 и с одновременным перекрытием концевых участков смежных полос 723a и 723c. Таким образом, непрерывность герметизации обеспечивается взаимным наложением участков смежных полос.
Как альтернатива, полосы стыкуют край к краю, а на стык наклеивают другую полосу, чтобы обеспечить герметизацию.
Применение круглой пластины 722 и кольцевой полосы позволяет ослабить напряжения, возникающие в гибкой полосе 723, за счет исключения угловых участков, в которых могут концентрироваться напряжения. Таблица 1 иллюстрирует, в качестве примера, преимущества, достигаемые в случае метановоза. Проведенные исследования двух типов мембраны выявили систематическое уменьшение напряжений, возникающих в гибкой полосе, в случае использования круглой пластины по сравнению с квадратной. Так, тесты применительно к вторичному изолирующему барьеру большой толщины показали, что, при прочих равных условиях, напряжения, имеющие место в квадратной пластине типа представленной на фиг. 2-6, по меньшей мере на 23% выше, чем в круглой пластине.
Далее, со ссылкой на фиг. 13, будет описан другой вариант, альтернативный варианту по фиг. 7-9. На фиг. 13 элементы, идентичные показанным на фиг. 7-9, имеют те же цифровые обозначения. Элементы, модифицированные по сравнению с описанными ранее, имеют сходные цифровые обозначения, увеличенные на 100.
Как и в предыдущем варианте, собирающая труба 7 проходит через несущую конструкцию 1, герметизирующие барьеры и изолирующие барьеры. Вокруг собирающей трубы 7 с использованием предварительно изготовленной панели 812, снабженной цилиндрическим отверстием, создан вторичный изолирующий барьер. Наличие указанного отверстия позволяет провести через него компоненты, которые окружают собирающую трубу 7 и повторяют, в этом варианте, компоненты, показанные на фиг. 7. Из этих компонентов на фиг. 13 показаны только минеральная вата 98 и круглая пластина 722. После того как будет установлена панель 812, круглая пластина 722 накладывается так, что она находится на одном уровне с поверхностью предварительно изготовленной панели 812.
Вторичный герметизирующий барьер создается посредством герметичной мембраны 117, которая покрывает весь вторичный изолирующий барьер, за исключением отверстия 1045 в зоне собирающей трубы 7. Герметичная мембрана 117 фиксируется относительно панели 812. С этой целью покрывающий слой 1048 снабжен металлическими вставками 1049. Мембрана 117 изготовлена, например, из полос 1046 листового металла, смежные края которых приварены нахлесточным швом 1047 к вставкам 1049. Мембрана 117 изготовлена из листового металла, например из никелевой стали с очень малым коэффициентом расширения.
Непрерывность герметичного соединения с круглой пластиной 722 обеспечивается использованием соединительного слоя 823. Этот слой 823 частично покрывает круглую пластину 722, к которой он прикреплен герметичным образом. При этом данный слой частично покрыт герметичной мембраной 117, к которой он также прикреплен герметичным образом. Это прикрепление производится, например, посредством герметичной сварки. Слой 823 изготовлен из металла, например из того же сплава, что и мембрана 117.
В слое 823 выполнено круглое отверстие 1044 для прохода трубы 7. В нем имеется также круглый валик 850, образующий упругую зону. Этот валик способен абсорбировать нагрузку, обусловленную статическим и динамическим давлением. Он также способен, в большей или меньшей степени, абсорбировать тепловое сжатие отверстия
Внешняя периферия слоя 823 имеет прямоугольную форму, чтобы облегчить его прикрепление к герметичной мембране 117. В альтернативном варианте внешний контур слоя 823 является круглым.
Хотя в рассмотренных вариантах собирающая труба проходит через верхнюю стенку резервуара, в другом варианте она может проходить насквозь через верхнюю часть боковой стенки резервуара.
Стенка резервуара, через которую проходит труба, и компоненты, обеспечивающие герметичное соединение с герметизирующими барьерами вокруг этой трубы, такие же, как описанные выше. Схожие конструкции могут иметься и вокруг других выступающих компонентов, предусмотренных на стенке резервуара.
Далее, со ссылками на фиг. 10 и 11, будет описана опорная стойка, установленная в герметичный резервуар. На дне резервуара сформирован длинный жесткий компонент, образующий опорную стойку 910, которая проходит сквозь теплоизолирующий барьер и герметичный барьер, так что один ее конец упирается в нижнюю стенку (дно) 100 несущей конструкции, а другой конец выступает в резервуар на некоторое расстояние от герметичного барьера. Опорная стойка 910 может, например, использоваться в качестве опоры для оборудования, которое должно быть помещено внутрь резервуара. Например, чтобы обеспечить поддержку разгружающего насоса, стойка может быть установлена у основания насосной (выгрузной) колонны резервуара (не изображена). Хотя опорная стойка показана установленной на нижнюю стенку резервуара, аналогичный жесткий элемент может быть размещен аналогичным образом в других точках внутри резервуара, например, как опорный компонент или компонент для удерживания какого-либо объекта на некотором расстоянии от стенки резервуара.
Чтобы создать первичный герметизирующий барьер, можно использовать пластины из тонких металлических листов с ребрами, которые образуют упругие области для компенсации теплового сжатия, а также нагрузок, обусловленных статическим и динамическим давлением. Такие герметизирующие барьеры, изготовленные из гофрированного листа или рифленых пластин, описаны в FR 1379651 A, FR 1376525 A, FR 2781557 A и FR 2861060 A.
Показанная на фиг. 10 опорная стойка 910 обладает вращательной симметрией и имеет круглое поперечное сечение с нижней частью 913 в форме усеченного конуса, присоединенной своим концом 917 меньшего диаметра к верхней цилиндрической части 914. Имеющее больший диаметр основание конической части 913 опирается на стенку несущей конструкции. Коническая часть 913 проходит по толщине стенки резервуара, выступая за уровень герметизирующего барьера 3. Цилиндрическая часть 914 герметично перекрыта круглой пластиной 919, которая, например, может быть приварена к внутренней кромке (не обозначена) цилиндрической части 914.
Чтобы опорная стойка 910 могла пройти насквозь, гофрированные герметизирующие пластины 911, образующие герметизирующий барьер 3, вырезаны таким образом, чтобы образовать вокруг опорной стойки 910 квадратное окно 925. С целью обеспечить непрерывность герметизирующего барьера 3 в зоне окна 925, между опорной стойкой 910 и герметизирующими пластинами 911 формируется герметичная сборка соединительных деталей. Поскольку диаметр опорной стойки 910 больше, чем расстояние между ребрами 915 первой группы, некоторые из продольных ребер (обозначенные, как 920), директриса А которых пересекает опорную стойку 910, имеют разрыв у окна 925. Аналогично, поскольку диаметр опорной стойки 910 больше, чем расстояние между ребрами 916 второй группы, некоторые из поперечных ребер (обозначенные, как 921), директриса В которых пересекает опорную стойку 910, имеют разрыв у окна, окружающего опорную стойку.
Кроме того, как можно видеть на фиг. 10, фактический размер окна 925 больше, чем диаметр опорной стойки 910, так что установка соединительных деталей является относительно простой. Таким образом, окно 925, сформированное в слое гофрированного листового металла, также может прерывать ребра, директрисы которых не пересекают опорной стойки, но будут проходить слишком близко к ней, чтобы между ними и опорной стойкой можно было ввести соединительные детали.
Центр опорной стойки 910 расположен между директрисами А прерванных ребер 920 и между директрисами B прерванных ребер 921 и, более конкретно, посередине между директрисами, показанными на фиг. 10. В результате такого позиционирования каждая из директрис A или B пересекает опорную стойку 910 по хорде, которая короче, чем диаметр опорной стойки 910. Как следствие, с учетом необходимости обеспечить пространство между краем окна 925 и опорной стойкой 910, чтобы обеспечить возможность установить соединительные детали, такое позиционирование опорной стойки позволяет сделать разрыв в каждом из ребер 920 и 921 более коротким, чем это потребовалось бы, если бы директрисы A или B пересекали опорную стойку вдоль ее максимального поперечного размера (соответствующего ее диаметру в случае круглого поперечного сечения). При этом желательно, чтобы ребра в составе герметичного барьера прерывались на самое короткое из возможных расстояний, поскольку разрывы в ребрах могут привести к локальному уменьшению гибкости герметичного барьера и, как следствие, способствовать его локальным усталости и износу.
В случае круглого поперечного сечения оптимальный результат дает центрирование опорной стойки посередине между прерываемыми ребрами 920 и посередине между прерываемыми ребрами 921. Однако могут быть рассмотрены и другие формы поперечного сечения и другие положения опорной стойки. Один из принципов, который может использоваться каждый раз при выборе положения опорной стойки между ребрами, предусматривает выбор такого положения, которое минимизирует или по меньшей мере уменьшает размер участка опорной стойки, который пересекает директриса прерываемого ребра. Если конкретная геометрия опорной стойки и/или конкретное распределение ребер мембраны приводит к различным длинам прерывания нескольких ребер, релевантным оптимизируемым параметром при выборе положения опорной стойки может быть наибольшая длина прерывания или суммарная длина создаваемых прерываний.
Окно 925, показанное на фиг. 10, имеет квадратную форму, что облегчает вырезание герметичной пластины 911 по требуемому контуру. Однако в зависимости от геометрии опорной стойки могут использоваться также и другие формы окна. Некоторые варианты, которые можно применить при создании первичной герметичной мембраны вокруг опорной стойки, описаны в FR 2961580 A.
Чтобы обеспечить соединение с вторичным герметизирующим барьером, опорная стойка 910 содержит дополнительную пластину 923 круглой формы, закрепленную вокруг конической части 913 на высоте, соответствующей верхней поверхности вторичного теплоизолирующего барьера 922 и вторичного герметизирующего барьера, который является очень тонким. Чтобы обеспечить соединение с первичным герметизирующим барьером, опорная стойка 910 снабжена первичной пластиной 924 круглой формы, закрепленной вокруг конической части 913 на высоте, соответствующей верхней поверхности первичного теплоизолирующего барьера 946. Пластины 923, 924 могут быть выполнены заодно с опорной стойкой 910.
Под вторичной пластиной 923 находится, в составе вторичного теплоизолирующего барьера 922, наполнитель 927 из стекловаты, также имеющий круглый наружный контур. Под первичной пластиной 924 находится, в составе первичного теплоизолирующего барьера 946, наполнитель 928 из стекловаты, также с круглым наружным контуром.
Вторичный теплоизолирующий барьер, вторичный герметизирующий барьер и первичный теплоизолирующий барьер, окружающие наполнитель 927 и пластину 923, сформированы посредством четырех угловых панелей. Каждая панель выполнена в виде L-образных ступенчатых слоев, нижний из которых образует L-образный изолирующий блок, который является компонентом вторичного изолирующего барьера. Затем следуют герметизирующий слой 932, полностью покрывающий L-образную верхнюю поверхность этого блока, и L-образный верхний изолирующий блок меньших размеров, который образует один из компонентов первичного теплоизолирующего барьера. Стороны верхнего блока согласованы с наружными сторонами нижнего блока, чтобы оставить неперекрытыми зоны герметизирующего покрывающего слоя 932 на внутренней кромке и на концевых кромках нижнего блока 931. Панель 930 может быть изготовлена заранее путем склеивания соответствующих материалов (подобно тому, как это описано в FR 2781557 A), а именно слоя полиуретановой пены и слоев фанеры, образующих изолирующие барьеры, а также композитного материала, изготовленного из алюминиевой фольги и стекловолокна (в случае вторичного герметизирующего барьера). Формирование подобного изолирующего барьера с использованием соответствующих панелей подробно описано в патенте FR 2961580 A.
Четыре угловые панели 930 примыкают своими внутренними сторонами к внешним контурам наполнителя 927 и пластины 923. Размеры блоков 931 выбраны такими, чтобы оставить зазор между ними в форме четырех просветов 934, каждый из которых расположен между торцевыми поверхностями двух смежных нижних блоков 931. Чтобы обеспечить непрерывность вторичного изолирующего барьера 922, каждый из просветов 934 уплотнен листом 935 из стекловолокна. Пористость стекловолоконных листов 935 и наполнителя 927 позволяет газу циркулировать сквозь вторичный изолирующий барьер 922, чтобы обеспечить инертность стенки резервуара путем продувки азотом.
На фиг. 11 иллюстрируется формирование вторичного герметичного барьера в зоне опорной стойки 910. Чтобы обеспечить непрерывность этого барьера вокруг опорной стойки 910, к вторичной пластине 923 и к герметичному покрывающему слою 932 панелей 930 прикрепляют четыре полосы 936 из герметизирующего композитного материала на основе алюминиевой фольги и стекловолокна, имеющего наименование триплекс (triplex). Каждая такая полоса образует дугу окружности, так что после сборки этих полос на покрывающем слое 932 у основания стойки формируется кольцо. Полосы 936 позиционированы так, что каждая из них покрывает одну сторону вторичной пластины 923 и непокрытые внутренние кромки двух нижних блоков 931. Полосы 936 накладываются одна на другую в концевых зонах 937. Чтобы обеспечить непрерывность вторичного герметичного барьера над просветами 934, к герметичному покрывающему слою 932 панелей 930 прикрепляют четыре полосы 938 из герметизирующего композитного материала на основе алюминиевой фольги и стекловолокна, причем так, что каждая полоса покрывает торцевые кромки двух нижних блоков 931.
Применение круглой пластины 923 и кольцевой полосы позволяет ослабить напряжения, возникающие в гибкой полосе 936 за счет исключения угловых участков, в которых могут концентрироваться напряжения. Напряжения термического характера, возникающие в вторичной мембране, прикрепленной на стыке с опорной стойкой, зависят от температуры этой мембраны, когда резервуар заполнен сжиженным газом. Чем большую долю полной толщины стенки резервуара составляет вторичный изолирующий барьер, тем ниже будет эта температура.
Далее, со ссылкой на фиг. 14, будет описан другой вариант герметизации вокруг опорной стойки 910 как альтернатива варианту по фиг. 10 и 11.
В этом варианте опорная стойка 910, которая во всех отношениях идентична описанной выше, содержит основную пластину 924 и дополнительную пластину 923. Вторичный изолирующий барьер 922 выполнен из изолирующей панели 930. Эти панели 930 поддерживают вторичную герметичную мембрану 1032. Панели 930 содержат металлические вставки 1049, помещенные в фанерную оболочку 1048, и образуют регулярные параллельные полосы. Эти вставки 1049 служат для того, чтобы зафиксировать мембрану 1032. Более конкретно, мембрана 1032 изготовлена из металлических полос, причем края смежных полос наложены на металлические вставки и приварены к ним герметичным образом. Мембрана 1032 изготовлена из листов металла, а именно из никелевой стали, имеющей очень малый коэффициент расширения.
Между этой вторичной герметичной мембраной 1032 и вторичной поддерживающей пластиной 923 находится металлический соединительный слой 1036. Этот слой обеспечивает непрерывность герметизации между двумя элементами. Данный слой 1036 частично покрывает дополнительную пластину 923, причем сам этот слой 1036 частично покрыт вторичной герметичной мембраной 1032. В обоих случаях он зафиксирован герметичным образом. Такая фиксация обеспечивается, например, использованием сварки.
Слой 1036 представляет собой металлический лист из никелевой стали с очень малым коэффициентом расширения. Ему придана прямоугольная форма. В нем выполнено отверстие 1052 для проведения первичной пластины 924, причем он частично покрывает дополнительную пластину 923. Имеется также круглый валик 1050, образующий изгиб, обращенный к вторичному изолирующему барьеру 922. Валик 1050 расположен снаружи вторичной пластины 923 и согласован в направлении толщины стенки с зазором 1051, имеющимся вокруг периферии опорной стойки 910, т.е. способен перекрыть этот зазор. Периферийный зазор 1051 заполнен минеральной ватой, которая может быть спрессована валиком 1050. Валик 1050 образует упругую зону в слое 1036, которая должна абсорбировать нагрузку, обусловленную статическим и динамическим давлением. Он также способен, в большей или меньшей степени, абсорбировать тепловое сжатие, испытываемое вторичным герметизирующим барьером.
Описанные резервуары могут использоваться в различных наземных объектах, таких как береговые хранилища, или в плавучей конструкции, в частности в судне-метановозе или подобных судах.
На фиг. 12 представлено, на виде с вырезом, судно-метановоз 70. Показан герметичный и теплоизолирующий танк 71 призматической формы, смонтированный в двойном корпусе 72 судна. Стенка танка 71 содержит первичный герметизирующий барьер, который должен находиться в контакте с СПГ, хранящимся в танке, вторичный герметизирующий барьер, находящийся между первичным герметизирующим барьером и двойным корпусом 72 судна, и два изолирующих барьера, находящиеся соответственно между первичным герметизирующим барьером и вторичным герметизирующим барьером и между вторичным герметизирующим барьером и двойным корпусом 72.
Подводящие/отводящие трубы 73, закрепленные на палубе верхнего мостика, могут быть известным способом подсоединены, посредством соответствующих коннекторов, к морскому или портовому терминалу, чтобы перемещать груз (СПГ) из танка 71 или в этот танк.
На фиг. 12 представлен также пример морского терминала, в состав которого входят станция 75 приема и выдачи, подводная труба 76 и береговое хранилище 77. Станция 75 приема и выдачи является стационарной плавучей конструкцией, содержащей мобильную руку 74 и башню 78, которая поддерживает мобильную руку 74. Мобильная рука 74 несет пучок теплоизолированных гибких труб 79, которые могут быть соединены с подводящими/отводящими трубами 73. Мобильная рука 74, которой можно придавать различные ориентации, адаптирована к любым типам газовозов для СПГ. Внутри башни 78 проходит неизображенная соединительная труба. Станция 75 приема и выдачи позволяет осуществлять загрузку метановоза 70 из берегового хранилища 77 и его разгрузку в это хранилище. Данное хранилище содержит резервуары (танки) 80 для хранения сжиженного газа и соединительные трубы 81, подсоединенные посредством подводной трубы 76 к станции 75 приема и выдачи. Подводная труба 76 делает возможным транспортирование сжиженного газа между данной станцией и береговым хранилищем 77 на большое расстояние, составляющее, например, 5 км. Это позволяет судну-метановозу 70 оставаться во время операций по его загрузке и разгрузке на большом расстоянии от берега.
Чтобы создать давление, необходимое для переноса сжиженного газа, используются насосы, установленные на борту судна 70, и/или насосы, имеющиеся в береговом хранилище 77, и/или насосы, имеющиеся на станции 75 приема и выдачи.
Хотя изобретение было описано применительно к нескольким конкретным вариантам, оно никоим образом не ограничено ими и включает все технические эквиваленты рассмотренных средств, а также их комбинации, если они охватываются объемом изобретения.
Использование глаголов “состоять из”, “содержать” или “включать”, а также их различных глагольных форм не исключает присутствия других элементов или других операций, помимо указанных в пунктах формулы.
Использование в формуле изобретения любых обозначений (приводимых в скобках) не должно рассматриваться как внесение в формулу каких-то ограничений.