Герметичный теплоизоляционный резервуар, включающий в себя устройства для крепления основных изоляционных панелей к вспомогательным изоляционным панелям
Изобретение относится к герметичному теплоизоляционному резервуару на борту судна. Герметичный теплоизоляционный резервуар имеет двойной корпус, содержащий внутренний корпус, который образует несущую конструкцию для герметичного теплоизоляционного резервуара, и внешний корпус. Двойной корпус имеет в балластных зонах балластные отсеки, которые предназначены для приёма жидкости, которые разграничены между внутренним корпусом и внешним корпусом. Резервуар имеет стенки резервуара, которые прикреплены к внутреннему корпусу. Каждая из стенок резервуара имеет последовательно в направлении толщины стенки резервуара один теплоизолирующий барьер, который содержит изоляционные панели, прикреплённые к внутреннему корпусу, и уплотнительную мембрану, опирающуюся на изоляционные панели. Стенки резервуара включают в себя стенки балластных зон, которые прикреплены к внутреннему корпусу на одном уровне с одним из балластных отсеков в направлении толщины упомянутой стенки балластной зоны, и стенки, которые не связаны с балластными зонами. Техническим результатом является создание герметичного теплоизоляционного резервуара, в котором изоляционные панели закреплены более простым и дешёвым способом. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 13 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к области герметичных теплоизоляционных мембранных резервуаров для хранения и/или транспортировки текучей среды, например, криогенной текучей среды.
Герметичные теплоизоляционные мембранные резервуары, в частности, используются для хранения сжиженного природного газа (СПГ).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В заявке WO2014/170588 раскрыт герметичный теплоизоляционный резервуар для хранения сжиженного природного газа, который встроен в двойной корпус судна. Каждая стенка резервуара имеет многослойную конструкцию и содержит последовательно расположенные в направлении от наружной стороны к внутренней стороне резервуара вспомогательный теплоизолирующий барьер, прикреплённый к несущей конструкции, вспомогательную уплотнительную мембрану, опирающуюся на вспомогательный теплоизолирующий барьер, основной теплоизолирующий барьер, опирающийся на вспомогательную уплотнительную мембрану, и основную уплотнительную мембрану, предназначенную для контакта со сжиженным природным газом, содержащимся в резервуаре, и опирающуюся на основной теплоизолирующий барьер.
В вышеупомянутом документе теплоизолирующий барьер имеет множество основных изоляционных панелей, которые прикреплены к вспомогательным изоляционным панелям вспомогательного теплоизолирующего барьера с использованием крепёжных устройств. Все крепёжные устройства оснащены пакетом пружинных шайб, которые обеспечивают упругое крепление основных изоляционных панелей к вспомогательным изоляционным панелям. Такое упругое крепление позволяет удерживать основные изоляционные панели на вспомогательных изоляционных панелях и при этом обеспечивает небольшие относительные перемещения основных изоляционных панелей относительно вспомогательных изоляционных панелей. Это помогает ограничить напряжения, действующие в основных изоляционных панелях и вспомогательных изоляционных панелях в зонах крепления. Однако такой герметичный резервуар не совсем удовлетворителен. В частности, крепёжные устройства требуют большого количества пакетов тарельчатых шайб, что увеличивает стоимость резервуара, оснащённого такими крепёжными устройствами, и сложность его изготовления.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Концепция, лежащая в основе изобретения, заключается в обеспечении герметичного теплоизоляционного резервуара, в котором изоляционные панели закреплены более простым и дешёвым способом.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение обеспечивает герметичный теплоизоляционный резервуар, перевозимый на судне, причём судно имеет двойной корпус, содержащий внутренний корпус, который образует несущую конструкцию для герметичного теплоизоляционного резервуара, и внешний корпус; при этом двойной корпус имеет в балластных зонах балластные отсеки, которые предназначены для приёма жидкости, например, морской воды, и которые разграничены между внутренним корпусом и внешним корпусом; причём резервуар имеет стенки резервуара, которые прикреплены к внутреннему корпусу; при этом каждая из стенок резервуара имеет расположенные последовательно в направлении толщины стенки резервуара, по меньшей мере, один теплоизолирующий барьер, который содержит изоляционные панели, прикреплённые к внутреннему корпусу, и уплотнительную мембрану, опирающуюся на изоляционную панель;
упомянутые стенки резервуара включают в себя стенки балластных зон, которые прикреплены к внутреннему корпусу на одном уровне с, по меньшей мере, одним из балластных отсеков в направлении толщины упомянутой стенки балластной зоны, и стенки, не связанные с балластными зонами, которые прикреплены к внутреннему корпусу не на одном уровне с каким-либо из балластных отсеков в направлении толщины упомянутой стенки, не связанной с балластной зоной;
по меньшей мере, одна из изоляционных панелей стенок балластных зон непосредственно или опосредованно прикреплена к внутреннему корпусу с использованием первых крепёжных устройств; и,
по меньшей мере, одна из изоляционных панелей стенок, не связанных с балластными зонами, непосредственно или опосредованно прикреплена к внутреннему корпусу с использованием вторых крепёжных устройств;
причём каждое из первых крепёжных устройств снабжено n1 упругими элементами, выполненными с возможностью приложения упругого усилия, прижимающего упомянутую изоляционную панель стенки балластной зоны к внутреннему корпусу при обеспечении возможности относительного перемещения в направлении толщины стенки резервуара упомянутой изоляционной панели относительно несущей конструкции во время деформации внутреннего корпуса; где n1– целое число, равное или большее 1; при этом упомянутые первые крепёжные устройства имеют жёсткость K1, противодействующую относительному перемещению упомянутой изоляционной панели относительно несущей конструкции в направлении толщины стенки резервуара; и
причём каждое из вторых крепёжных устройств обеспечено n2 упругими элементами, выполненными с возможностью приложения упругого усилия, прижимающего упомянутую изоляционную панель стенки, не связанной с балластной зоной, к внутреннему корпусу при обеспечении возможности относительного перемещения упомянутой изоляционной панели относительно несущей конструкции во время деформации внутреннего корпуса; где n2– целое число, большее 0; причем упомянутые вторые крепёжные устройства имеют жёсткость K2, противодействующую относительному перемещению упомянутой изоляционной панели относительно несущей конструкции в направлении толщины стенки резервуара; при этом жёсткость K2 больше, чем K1.
Действительно, было отмечено, что основные усилия, способные создавать напряжения в крепёжных зонах изоляционных панелей, возникают из-за деформации внутреннего корпуса в балластных зонах при подаче морской воды в балластные отсеки. Фактически, внутренний корпус деформируется из-за перемещений морской воды внутри балластных отсеков. Это вызывает деформацию изоляционных панелей, которая, в свою очередь, создаёт значительные усилия на крепёжные зоны упомянутых изоляционных панелей. С другой стороны, в стенках, не связанных с балластными зонами, вторые крепёжные устройства в основном подвергаются только действию усилий, вызванных тепловым сжатием. Однако эти усилия значительно меньше, чем усилия, которые могут быть вызваны деформацией внутреннего корпуса в стенках балластных зон, что позволяет увеличить жёсткость K2 вторых крепёжных устройств.
В соответствии с другими предпочтительными вариантами осуществления резервуар может иметь один или более следующих отличительных признаков.
В соответствии с одним из вариантов, вторые крепёжные устройства обеспечены n2 упругими элементами, выполненными с возможностью приложения упругого усилия, прижимающего упомянутую изоляционную панель стенки, не связанной с балластной зоной, к внутреннему корпусу при обеспечении возможности относительного перемещения упомянутой изоляционной панели относительно несущей конструкции во время деформации внутреннего корпуса; где n2– целое число, большее 0.
В соответствии с одним вариантом осуществления n2 меньше, чем n1. В этом случае упругие элементы первых крепёжных устройств и упругие элементы вторых крепёжных устройств могут быть идентичными.
В соответствии с другим вариантом осуществления n2 равно n1. В этом случае упругие элементы первых крепёжных устройств и упругие элементы вторых крепёжных устройств должны отличаться, причём жёсткость упругих элементов первых крепёжных устройств меньше, чем жёсткость вторых крепёжных устройств.
В соответствии с одним вариантом осуществления, по меньшей мере, одна из изоляционных панелей каждой стенки балластной зоны закреплена с использованием первых крепёжных устройств.
В соответствии с одним вариантом осуществления каждая из стенок резервуара содержит последовательно в направлении от наружной стороны к внутренней стороне 5 резервуара вспомогательный теплоизолирующий барьер, который включает в себя вспомогательные изоляционные панели, прикреплённые к внутреннему корпусу, вспомогательную уплотнительную мембрану, которая опирается на вспомогательные изоляционные панели, основной теплоизолирующий барьер, который содержит множество основных изоляционных панелей, опирающихся на вспомогательную уплотнительную мембрану, и основную уплотнительную мембрану, которая опирается на основные изоляционные панели, и которая предназначена для контакта со сжиженным природным газом, содержащимся в резервуаре.
В соответствии с одним вариантом осуществления первые крепёжные устройства прикрепляют,, по меньшей мере, одну из основных изоляционных панелей стенок балластных зон к, по меньшей мере, одной из вспомогательных изоляционных панелей упомянутой стенки балластной зоны; а
вторые крепёжные устройства прикрепляют, по меньшей мере, одну из основных изоляционных панелей стенок, не связанных с балластными зонами, к, по меньшей мере, одной из вспомогательных изоляционных панелей упомянутой стенки, не связанной с балластной зоной.
В этом случае усилия, которые могут создавать напряжения в крепёжных зонах основных изоляционных панелей, ещё больше, поскольку основные изоляционные панели перекрывают несколько вспомогательных изоляционных панелей. Кроме того, более упругое крепление, по меньшей мере, одной из основных изоляционных панелей к, по меньшей мере, одной из вспомогательных изоляционных панелей является предпочтительным в балластных зонах, поскольку более жёсткое крепление основных изоляционных панелей в этих зонах будет требовать механического усиления последних, что является сложным и дорогостоящим для реализации.
В соответствии с одним вариантом осуществления большая часть или все основные изоляционные панели каждой стенки балластной зоны прикреплены к вспомогательным изоляционным панелям упомянутой стенки балластной зоны с помощью первых крепёжных устройств.
В соответствии с одним вариантом осуществления, по меньшей мере, одна из основных изоляционных панелей каждой стенки, не связанной с балластной зоной, прикреплена к, по меньшей мере, одной из вспомогательных изоляционных панелей упомянутой стенки, не связанной с балластной зоной, с помощью вторых крепёжных устройств.
В соответствии с одним вариантом осуществления большая часть или все основные изоляционные панели каждой стенки, не связанной с балластной зоной, прикреплены к вспомогательным изоляционным панелям упомянутой стенки, не связанной с балластной зоной, с помощью вторых крепёжных устройств.
В соответствии с одним вариантом осуществления первые крепёжные устройства прикрепляют, по меньшей мере, одну из вспомогательных изоляционных панелей стенок балластных зон к внутреннему корпусу; а вторые крепёжные устройства прикрепляют, по меньшей мере, одну из вспомогательных изоляционных панелей стенок, не связанных с балластными зонами, к внутреннему корпусу.
В соответствии с одним вариантом осуществления большая часть или все вспомогательные изоляционные панели каждой стенки балластной зоны закреплены с использованием первых крепёжных устройств.
В соответствии с одним вариантом осуществления большая часть или все основные изоляционные панели каждой стенки, не связанной с балластной зоной, закреплены с использованием вторых крепёжных устройств.
В соответствии с одним вариантом осуществления первые крепёжные устройства прикрепляют, по меньшей мере, одну из основных изоляционных панелей стенок балластных зон к внутреннему корпусу; а вторые крепёжные устройства прикрепляют, по меньшей мере, одну из основных изоляционных панелей стенок, не связанных с балластными зонами, к внутреннему корпусу.
В соответствии с одним вариантом осуществления каждое из первых и вторых крепёжных устройств имеет штифт, который непосредственно или опосредованно прикреплён к внутреннему корпусу, и удерживающий элемент, который установлен на штифте; причём упомянутый удерживающий элемент закрепляется на штифте и взаимодействует с опорной поверхностью упомянутой изоляционной панели, закреплённой упомянутым первым или вторым крепёжным устройством, для удержания её в направлении внутреннего корпуса.
В соответствии с одним вариантом осуществления каждый штифт прикреплён к одной из вспомогательных изоляционных панелей.
В соответствии с одним вариантом осуществления штифт прикреплён к внутренней поверхности упомянутой вспомогательной изоляционной панели, т.е. к поверхности вспомогательной изоляционной панели, обращённой к вспомогательной уплотнительной мембране.
В соответствии с одним вариантом осуществления штифт имеет резьбу, взаимодействующую с гайкой, которая удерживает удерживающий элемент в направлении внутреннего корпуса.
В соответствии с одним вариантом осуществления каждый упругий элемент представляет собой пружинную шайбу, например, тарельчатую шайбу, которая надета на штифт между гайкой и удерживающим элементом для создания упругого усилия, прижимающего удерживающий элемент к опорной поверхности.
В соответствии с одним вариантом осуществления первые крепёжные устройства имеют распорную втулку, которая надета на соответствующий штифт и удерживается в направлении внутреннего корпуса гайкой, причём упомянутая распорная втулка имеет цилиндрический участок, который установлен внутри пружинных шайб для их центрирования, и кольцевой фланец, который прижимает упомянутые пружинные шайбы к удерживающему элементу.
В соответствии с одним вариантом осуществления каждое второе крепёжное устройство имеет распорную втулку, которая надета на соответствующий штифт и удерживается в направлении несущей конструкции гайкой, и распорная втулка имеет фланец, опирающийся на удерживающий элемент.
В соответствии с одним вариантом осуществления вторые крепёжные устройства не имеют упругих элементов и, следовательно, выполнены с возможностью обеспечения жёсткого крепления.
В соответствии с одним вариантом осуществления распорная втулка одного из первых крепёжных устройств и распорная втулка одного из вторых крепёжных устройств идентичны, причём фланец упомянутых распорных втулок смещён относительно середины распорной втулки для образования цилиндрического центрирующего участка, который длиннее, чем половина длины распорной втулки, причём распорная втулка упомянутого первого крепёжного устройства и распорная втулка крепёжное устройство второго крепёжного устройства имеют перевёрнутую ориентацию, так что цилиндрический центрирующий участок первого крепёжного устройства проходит через n1 пружинных шайб упомянутого первого крепёжного устройства, а цилиндрический центрирующий участок второго крепёжного устройства расположен между фланцем и гайкой.
В соответствии с одним вариантом осуществления фланец расположен на одном конце распорной втулки.
В соответствии с одним вариантом осуществления распорная втулка одного из первых крепёжных устройств и распорная втулка одного из вторых крепёжных устройств идентичны, причём фланец упомянутых распорных втулок смещён относительно середины распорной втулки и разграничивает два цилиндрических участка разной длины, при этом более длинный цилиндрический участок распорной втулки первого крепёжного устройства проходит через пружинные шайбы упомянутого первого крепёжного устройства, тогда как более короткий цилиндрический участок распорной втулки второго крепёжного устройства проходит через отверстие удерживающего элемента.
В соответствии с одним вариантом осуществления каждая основная изоляционная панель имеет жёсткую внешнюю пластину и слой изоляционного вспененного полимерного материала, который прикреплён к жёсткой внешней пластине, причём слой изоляционного вспененного полимерного материала имеет выемку, которая проходит в слой изоляционного вспененного полимерного материала и образует опорную поверхность на жёсткой внешней пластине.
В соответствии с одним вариантом осуществления жёсткая внешняя пластина выступает за пределы слоя изоляционного вспененного полимерного материала по краю каждой основной изоляционной панели для образования опорных поверхностей на краю каждой основной изоляционной панели, каждая из которых взаимодействует с удерживающим элементом одного из первых и вторых крепёжных устройств.
В соответствии с одним вариантом осуществления каждая основная изоляционная панель перекрывает, по меньшей мере, четыре вспомогательные изоляционные панели.
В соответствии с одним вариантом осуществления эквивалентная жёсткость упругих элементов каждого первого крепёжного устройства меньше, чем эквивалентная жёсткость упругих элементов каждого второго крепёжного устройства.
В соответствии с одним вариантом осуществления упомянутые стенки резервуара также имеют комбинированные стенки, которые имеют участок, не находящийся на одном уровне с каким-либо из балластных отсеков, и участок, находящийся на одном уровне с по меньшей мере одним из балластных отсеков; и, по меньшей мере, одна из изоляционных панелей комбинированных стенок непосредственно или опосредованно прикреплена к внутреннему корпусу с помощью вторых крепёжных устройств.
В соответствии с одним вариантом осуществления резервуар имеет в общем многогранную форму и имеет верхнюю стенку, нижнюю стенку, переднюю и заднюю поперечные стенки, проходящие поперёк продольного направления судна, и боковые стенки, причём верхняя стенка, нижняя стенка и боковые стенки проходят в продольном направлении судна и соединяют переднюю и заднюю поперечные стенки; при этом каждая из передней поперечной стенки, задней поперечной стенки и верхней стенки является одной из стенок, не связанных с балластными зонами.
В соответствии с одним вариантом осуществления резервуар имеет, по меньшей мере, четыре боковые стенки, причём две из упомянутых боковых стенок являются вертикальными боковыми стенками, и две из упомянутых боковых стенок являются верхними наклонными боковыми стенками, каждая из которых соединяет верхнюю стенку с одной из упомянутых вертикальных боковых стенок.
В соответствии с одним вариантом осуществления каждая из упомянутых двух верхних наклонных боковых стенок является одной из комбинированных стенок. Внутренний корпус на одном уровне с верхними наклонными боковыми стенками менее подвержен напряжению со стороны балласта, чем в стенках балластных зон. Фактически, во-первых, верхние наклонные боковые стенки только частично контактируют с балластными отсеками. Во-вторых, гидростатическое давление в балластных отсеках на одном уровне с упомянутыми верхними наклонными боковыми стенками меньше. В связи с этим верхние наклонные боковые стенки могут быть снабжены вторыми крепёжными устройствами, как стенка, не связанная с балластной зоной.
В соответствии с одним вариантом осуществления другие стенки резервуара, т.е. нижняя стенка, вертикальные боковые стенки и нижние наклонные стенки являются стенками балластных зон.
Такой резервуар может быть частью берегового хранилища, например, для хранения СПГ, или может быть установлен на прибрежной или глубоководной плавучей конструкции, в частности, на судне для перевозки сжиженного природного газа, плавучей установке для регазификации и хранения газа (FSRU), плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) в числе прочего.
В соответствии с одним вариантом осуществления судно, используемое для транспортировки текучей среды, имеет двойной корпус и вышеупомянутый резервуар, расположенный в двойном корпусе, причём двойной корпус имеет внутренний корпус, образующий несущую конструкцию резервуара.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также обеспечивает способ загрузки или разгрузки судна, в котором текучую среду подают по изолированным трубопроводам из берегового или плавучего хранилища в резервуар на судне или из резервуара судна к плавучему или береговому хранилищу.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также обеспечивает систему передачи текучей среды, причём система включает в себя вышеупомянутое судно, изолированные трубопроводы, выполненные с возможностью соединения резервуара, установленного в корпусе судна, с береговым или плавучим хранилищем, и насос для приведения в движение текучей среды по изолированным трубопроводам из берегового или плавучего хранилища в резервуар на судне или из резервуара судна к плавучему или береговому хранилищу.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение станет более понятным, и дополнительные задачи, детали, признаки и преимущества станут более очевидными из следующего подробного описания нескольких конкретных вариантов осуществления изобретения, приведенных исключительно в качестве неограничивающих примеров со ссылкой на приложенные чертежи.
Фиг. 1 представляет вид в перспективе с вырезом двойного корпуса судна и герметичного теплоизоляционного резервуара, прикреплённого к внутренней стороне упомянутого двойного корпуса.
Фиг. 2 представляет вид в перспективе в разрезе двойного корпуса судна, иллюстрирующий балластные отсеки, предназначенные для заполнения морской водой для стабилизации судна.
Фиг. 3 представляет вид в перспективе с вырезом стенки резервуара.
Фиг. 4 представляет схематический местный вид герметичного теплоизоляционного резервуара для хранения, иллюстрирующий балластные зоны и небалластные зоны.
Фиг. 5 представляет схематический вид крепёжного устройства для крепления основных изоляционных панелей стенок балластных зон в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 6 представляет подробный вид распорной втулки крепёжного устройства, показанного на фиг. 5.
Фиг. 7 представляет схематический вид крепёжного устройства для крепления основных изоляционных панелей стенок балластных зон в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг. 8 представляет схематический вид крепёжного устройства для крепления основных изоляционных панелей стенок, не связанных с балластными зонами, в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 9 представляет схематический вид крепёжного устройства для крепления основных изоляционных панелей стенок, не связанных с балластными зонами, в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг. 10 представляет схематический вид с вырезом резервуара судна для перевозки сжиженного природного газа, имеющего стенки, показанные на фиг. 3, и терминала для загрузки/разгрузки этого резервуара.
Фиг. 11 представляет вид в перспективе с вырезом стенки резервуара в соответствии с другим вариантом осуществления.
Фиг. 12 представляет схематический вид крепёжного устройства для крепления основных и вспомогательных изоляционных панелей стенок балластных зон в соответствии с третьим вариантом осуществления.
Фиг. 13 представляет схематический вид крепёжного устройства для крепления основных и вспомогательных изоляционных панелей стенок, не связанных с балластными зонами, в соответствии с третьим вариантом осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Условно выражения «внешний» и «внутренний» используются для определения относительного положения одного элемента относительно другого со ссылкой на внутреннюю и внешнюю части резервуара.
Фигуры 1 и 2 иллюстрируют двойной корпус 1 судна. Двойной корпус 1 имеет внешний корпус 2 и внутренний корпус 3, который образует несущую конструкцию для герметичного теплоизоляционного мембранного резервуара 4. Внутренний корпус 3 содержит множество стенок, определяющих общую форму резервуара 4, которая обычно является многогранной. Внутренний корпус 3 и внешний корпус 2 соединены друг с другом множеством металлических листов 5.
Как показано на фиг. 2, двойной корпус 1 имеет балластные зоны 6 в нижнем участке, в которых образованы балластные отсеки 7. Балластные отсеки 7 образованы между внутренним корпусом 3 и внешним корпусом 2 двойного корпуса 1. Балластные отсеки 7 предназначены для приёма жидкости, например, морской воды. Балластные отсеки 7, в частности, заполнены морской водой, когда резервуар или резервуары судна заполнены не полностью, для обеспечения остойчивости судна.
Фиг. 4 иллюстрирует общую многогранную форму резервуара 4 в соответствии с одним вариантом осуществления. Резервуар 4 имеет множество стенок 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, каждая из которых расположена на соответствующей стенке внутреннего корпуса 3. Резервуар 4 имеет верхнюю стенку 8 и нижнюю стенку 9, которые являются горизонтальными, и две поперечные стенки 10 (переднюю и заднюю), которые являются вертикальными. Передняя поперечная стенка не показана на фиг. 4. Каждая из двух поперечных стенок 10 продолжается в плоскости, перпендикулярной продольному направлению судна. Резервуар 4 также имеет боковые стенки 11, 12, 13, 14, 15, 16. Верхняя стенка 8, нижняя стенка 9 и боковые стенки 11, 12, 13, 14, 15, 16 простираются в продольном направлении судна и соединяют переднюю и заднюю поперечные стенки 10 друг с другом. В показанном варианте осуществления поперечные стенки 10 имеют восьмиугольную форму. Кроме того, боковые стенки включают в себя две вертикальные боковые стенки 13, 14, две верхние наклонные боковые стенки 15, 16, каждая из которых соединяет одну из вертикальных боковых стенок 13, 14 с верхней стенкой 8, и две нижние наклонные боковые стенки 11, 12, каждая из которых соединяет одну из вертикальных боковых стенок 13, 14 с нижней стенкой 9.
Стенки 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 резервуара включают в себя стенки балластных зон, которые удерживаются на внутреннем корпусе 3 в балластных зонах 6 двойного корпуса 1, т.е. на одном уровне с балластными отсеками 7; стенки, не связанные с балластными зонами, которые удерживаются на внутреннем корпусе 3 за пределами балластных зон 6 двойного корпуса 1, т.е. не на одном уровне с каким-либо из балластных отсеков 7; и комбинированные стенки 15, 16, только участок которых прикреплён к внутреннему корпусу на одном уровне с балластными отсеками 7. На фиг. 4 стенки балластных зон заштрихованы, тогда как стенки, не связанные с балластными зонами, не заштрихованы, а комбинированные стенки обозначены знаками «+». Другими словами, нижняя стенка 9, вертикальные боковые стенки 13, 14 и нижние наклонные боковые стенки 11, 12 представляют собой стенки балластных зон, тогда как верхняя стенка 8, а также передняя и задняя поперечные стенки 10 представляют собой стенки, не связанные с балластными зонами. Верхние наклонные боковые стенки 15, 16 представляют собой комбинированные стенки. Стенки балластных зон могут подвергаться действию больших напряжений, чем стенки, не связанные с балластными зонами, из-за деформаций внутреннего корпуса 3 в балластных зонах 6 при загрузке морской воды в балластные отсеки 7.
Фиг. 3 иллюстрирует многослойную конструкцию каждой из стенок резервуара в соответствии с одним вариантом осуществления. Каждая стенка имеет последовательно расположенные в направлении толщины от наружной стороны к внутренней стороне резервуара вспомогательный теплоизолирующий барьер 17, прикреплённый к внутреннему корпусу 3, вспомогательную уплотнительную мембрану 18, опирающуюся на вспомогательный теплоизолирующий барьер 17, основной теплоизолирующий барьер 19, опирающийся на вспомогательную уплотнительную мембрану 18, и основную уплотнительную мембрану 20, предназначенную для контакта со сжиженным природным газом, содержащимся в резервуаре.
Вспомогательный теплоизолирующий барьер 17 имеет множество вспомогательных изоляционных панелей 21, прикреплённых к внутреннему корпусу 3 с использованием полимерных шнуров (не показаны) и/или штифтов (не показаны), приваренных к внутреннему корпусу 3. Вспомогательные изоляционные панели 21 имеют форму по существу прямоугольного параллелепипеда и расположены смежно друг с другом параллельными рядами, разделённые друг от друга промежутками 22, обеспечивающими сборочный зазор. Промежутки 22 заполнены изоляционным слоем, выполненным, например, из стекловаты, минеральной ваты или мягкого синтетического вспененного материала с открытыми порами. Каждая вспомогательная изоляционная панель 21 имеет слой 24 изоляционного вспененного полимерного материала, расположенный между жесткой внутренней пластиной 25 и жёсткой внешней пластиной 26. Внутренняя и внешняя жёсткие пластины 25, 26, например, представляют собой фанерные плиты, соединённые с упомянутым слоем 24 изоляционного вспененного полимерного материала. Изоляционный вспененный полимерный материал, в частности, может представлять собой вспененный материал на основе полиуретана.
Вспомогательная уплотнительная мембрана 18 имеет множество гофрированных металлических листов, каждый из которых является по существу прямоугольным. Гофрированные металлические листы смещены относительно вспомогательных изоляционных панелей 21 вспомогательного теплоизолирующего барьера 17 так, что каждый из упомянутых гофрированных металлических листов проходит одновременно над четырьмя смежными вспомогательными изоляционными панелями 21. Гофры выступают в направлении наружу резервуара 4, т.е. в направлении внутреннего корпуса 3. Гофры гофрированных металлических листов расположены в пазах, образованных в жёсткой внутренней пластине 25 вспомогательных изоляционных панелей 21.
Смежные гофрированные металлические листы сварены внахлёст. Кроме того, гофрированные металлические листы приварены к металлическим пластинам 23, которые прикреплены к жёсткой внутренней пластине 25 вспомогательных изоляционных панелей 21. Гофрированные металлические листы имеют отверстия вдоль продольных краёв и на четырёх углах для размещения штифтов 27, которые прикреплены к жёстким внутренним пластинам 25 вспомогательных изоляционных панелей 21 и предназначены для крепления основного теплоизолирующего барьера 19 к вспомогательному теплоизоляционному барьеру 17.
Кроме того, основной теплоизолирующий барьер 19 имеет множество основных изоляционных панелей 28, которые имеют форму по существу прямоугольных параллелепипедов. В показанном варианте осуществления основные изоляционные панели 28 смещены относительно вспомогательных изоляционных панелей 21 вспомогательного теплоизолирующего барьера 17 так, что каждая основная изоляционная панель 28 покрывает четыре вспомогательных изоляционных панели 21.
Каждая основная изоляционная панель 28 имеет слой 29 изоляционного вспененного полимерного материала, например, изоляционного вспененного полимерного материала на основе полиуретана, расположенный между двумя жёсткими пластинами, т.е. жёсткой внешней пластиной 30 и жёсткой внутренней пластиной 31. Внутренняя и внешняя жёсткие пластины 31, 30, например, выполнены из фанеры.
Жёсткая внутренняя пластина 31 каждой изоляционной панели 28 оснащена металлическими пластинами 32 для крепления гофрированных металлических листов основной уплотнительной мембраны 20. Основную уплотнительную мембрану 20 получают путём сборки множества гофрированных металлических листов. Каждый гофрированный металлический лист имеет по существу прямоугольную форму. Гофры выступают внутрь резервуара.
В показанном варианте осуществления каждая основная изоляционная панель 28 имеет одну или более выемок 33, вдоль каждого из двух продольных краёв и одну выемку 34 на каждом углу. Каждая выемка 33, 34 проходит в жёсткую внутреннюю пластину 31 и проходит по всей толщине слоя 29 изоляционного вспененного полимерного материала. На каждой из выемок 33, 34 жёсткая внешняя пластина 30 выступает за пределы слоя 29 изоляционного вспененного полимерного материала и жёсткой внутренней пластины 31 для образования опорной зоны, взаимодействующей с крепёжным устройством. Каждая выемка 33, образованная вдоль одного края одной из основных изоляционных панелей 28, расположена напротив выемки 33, образованной в противоположном крае смежной основной изоляционной панели 28. Это позволяет одному крепёжному устройству взаимодействовать с двумя опорными поверхностями, принадлежащими соответственно двум смежным основным изоляционным панелям 28. Кроме того, каждая выемка 34, образованная на одном из углов основных изоляционных панелей 28, открыта напротив выемок 34, образованных в смежных углах трёх смежных основных изоляционных панелей 28. Таким образом, четыре выемки 34 образуют крестообразное гнездо. Это позволяет одному крепёжному устройству взаимодействовать с четырьмя опорными поверхностями четырёх смежных основных изоляционных панелей 28.
В другом варианте осуществления (не показан) выемки не образованы в краях основных изоляционных панелей 28. В этом случае каждая выемка образована отверстием, например, цилиндрическим отверстием, которое проходит через жёсткую внутреннюю пластину 31 и слой 29 изоляционного вспененного полимерного материала. Таким образом, жёсткая внешняя пластина 30, которая образует нижнюю часть выемки, имеет отверстие, предназначенное для входа штифта 27 и образования опорной поверхности, взаимодействующей с крепёжным устройством.
Фиг. 5 подробно иллюстрирует первое крепёжное устройство 35, которое прикрепляет основные изоляционные панели 28 к вспомогательным изоляционным панелям 21 в стенках балластных зон.
Каждое первое крепёжное устройство 35 имеет штифт 27, который прикреплён к жёсткой внутренней пластине 25 одной из вспомогательных изоляционных панелей 21.
В показанном варианте осуществления, в гнезде, образованном в жёсткой внутренней пластине 25, расположена крепёжная пластина 36. Кроме того, жёсткая внутренняя пластина 25 имеет край 37, который покрывает участок крепёжной пластины 36 для удержания крепёжной пластины 6 на слое 24 изоляционного вспененного полимерного материала. Однако крепёжная пластина 36 может быть закреплена на внутренней поверхности вспомогательных изоляционных панелей 21 любым другим способом, например, приклеена.
Кроме того, штифт 27 проходит через отверстие, образованное во вспомогательной уплотнительной мембране 18, например, на одном уровне с отверстиями, образованными в краях двух смежных металлических листов вспомогательной уплотнительной мембраны 18.
Штифт 27 имеет резьбовой конец, который взаимодействует с резьбовым отверстием, образованным в крепёжной пластине 36, для жёсткого соединения упомянутого штифта 27 с основной изоляционной панелью 28. Штифт 27 имеет заплечик 38, который опирается в направлении внутреннего корпуса 3 на вспомогательную уплотнительную мембрану 18 по краю упомянутого отверстия. Вспомогательная уплотнительная мембрана 18 также герметично приварена к крепёжной пластине вокруг упомянутого штифта 27 для обеспечения непрерывного уплотнения.
Каждое первое крепёжное устройство 35 также имеет удерживающий элемент 39, прикреплённый к штифту 27. С этой целью удерживающий элемент 39 имеет отверстие, которое надето на штифт 27. Удерживающий элемент 39 имеет лапки 40, каждая из которых установлена внутри одной из выемок 34. Таким образом, на углах основных изоляционных панелей 28 удерживающий элемент 39 имеет X-образную форму, причём каждая из четырёх лапок 40 установлена внутри выемки 34 одной из четырёх смежных основных изоляционных панелей 28. В показанном варианте осуществления удерживающий элемент 39 изогнут так, что центральная зона удерживающего элемента 39 с отверстием, через которое проходит штифт 27, не лежит в одной плоскости с лапками 40.
Каждая лапка 40 удерживающего элемента 39 опирается на одну из опорных поверхностей 41, т.е. участок жёсткой внешней пластины 30, выступающий за пределы жёсткой внутренней пластины 31 и слоя 29 изоляционного вспененного полимерного материала, так что каждая опорная поверхность 41 расположена между одной из лапок 40 удерживающего элемента 39 и вспомогательной уплотнительной мембраной 18.
Гайка 42 взаимодействует с резьбой штифта 27 для закрепления удерживающего элемента 39 на штифте 27. Гайка 42 связана с плоской шайбой 43, которая также установлена на штифте 27. Кроме того, первое крепёжное устройство 35 имеет n1 пружинных шайб 44, например, тарельчатых шайб, которые надеты на штифт 27 между гайкой 42 и удерживающим элементом 39, что обеспечивает упругое крепление основных изоляционных панелей 28 к вспомогательным изоляционным панелям 21, где n1 – целое число, равное или большее 1.
Кроме того, первое крепёжное устройство 35 также имеет дополнительную распорную втулку 45, подробно показанную на фиг. 6, которая, в частности, обеспечивает относительное центрирование пружинных шайб 44. Для этого распорная втулка 45 надевается на штифт 27 между пружинными шайбами 44 и плоской шайбой 43. Распорная втулка 45 имеет два цилиндрических участка 46, 47, расположенные по обе стороны от фланца 48. Фланец 48 не отцентрирован посередине распорной втулки 45, так что упомянутый фланец 48 образует два цилиндрических участка 46, 47 разной длины. Каждый из двух цилиндрических участков 46, 47 имеет наружный диаметр, который, во-первых, меньше, чем внутренний диаметр пружинных шайб 44, и, во-вторых, меньше, чем диаметр отверстия в удерживающем элементе 39, через которое проходит штифт 27. Наружный диаметр цилиндрических участков 46, 47 тем не менее больше, чем внутренний диаметр плоской шайбы 43. Кроме того, наружный диаметр фланца 48 больше, чем внутренний диаметр пружинных шайб 44. В связи с этим, как показано на фиг. 5, цилиндрический участок 47 распорной втулки 45 вставляется в пружинные шайбы 44 для центрирования упомянутых шайб. Кроме того, гайка 42 опирается на цилиндрический участок 46 распорной втулки 45 через плоскую шайбу 43, и, таким образом, пружинные шайбы 44 зажаты между фланцем 48 и удерживающим элементом 39.
Фиг. 7 подробно иллюстрирует первое крепёжное устройство 49, которое прикрепляет основные изоляционные панели 28 к вспомогательным изоляционным панелям 21 в стенках балластных зон, в соответствии со вторым вариантом осуществления. В этом варианте осуществления выемка 51 не образована в крае первой изоляционной панели 28, а образована отверстием, проходящим через жёсткую внутреннюю пластину 31 и слой 29 изоляционного вспененного полимерного материала основной изоляционной панели 28. В этом варианте осуществления штифт 27 крепёжного устройства 49 проходит через отверстие, образованное в жёсткой внешней пластине 30. Первое крепёжное устройство 49, показанное на фиг. 7, отличается от крепёжного устройства 35, описанного со ссылкой на фигуры 5 и 6, только формой удерживающего элемента 50. Фактически, в этом варианте осуществления удерживающий элемент 50 представляет собой шайбу, которая надета на штифт 27 и расположена между пружинными шайбами 44 и опорной зоной 41 жёсткой внутренней пластины 30 основной изоляционной панели 28.
Фиг. 8 подробно иллюстрирует второе крепёжное устройство 52, которое прикрепляет основные изоляционные панели 28 к вспомогательным изоляционным панелям 21 в стенках, не связанных с балластными зонами, в соответствии с первым вариантом осуществления. Второе крепёжное устройство 52 отличается от первого крепёжного устройства 35, описанного со ссылкой на фигуры 5 и 6, только тем, что в нем отсутствуют пружинные шайбы 44, действующие на гайку 42 и удерживающий элемент 39. В связи с этим фланец 48 распорной втулки 45 опирается непосредственно на удерживающий элемент 39.
Таким образом, второе крепёжное устройство 52 жёстко прикрепляет основные изоляционные панели 28 к вспомогательным изоляционным панелям 21. В стенках, не связанных с балластными зонами, вторые крепёжные устройства 52 в основном подвергаются действию усилий, вызванных тепловым сжатием. При охлаждении резервуара 4, т.е. при подаче сжиженного природного газа в резервуар 4, основные и вспомогательные изоляционные панели 28, 21 и штифты 27 подвергаются тепловому сжатию. Следует отметить, что амплитуда относительного перемещения лапок удерживающего элемента 39 относительно опорной поверхности 41 основных изоляционных панелей 28, которое может быть вызвано тепловым сжатием, крайне мала, если вторые крепёжные устройства обеспечивают упругое крепление. Фактически, амплитуда зависит только от разницы в сжатии в направлении толщины резервуара между участком штифта 27, проходящим между крепёжной пластиной 37 и удерживающим элементом 39, с одной стороны, и жёсткой внешней пластиной 40, с другой стороны. Так как длина рассматриваемого участка штифта 27 и толщина жёсткой внешней пластины 40 относительно малы, амплитуда относительного перемещения, вызванного тепловым сжатием, составляет порядка сотых долей миллиметра и, следовательно, может не учитываться. Это избавляет от необходимости обеспечения пружинных шайб для компенсации разницы в сжатии. Незначительная деформация жёсткой внешней пластины 30 удерживающим элементом 39 при размещении крепёжного устройства 52 будет достаточной для продолжения удержания основной изоляционной панели 28 после охлаждения.
Фиг. 9 подробно иллюстрирует второе крепёжное устройство 53, которое прикрепляет основные изоляционные панели 28 к вспомогательным изоляционным панелям 21 в стенках, не связанных с балластными зонами, в соответствии со вторым вариантом осуществления. Второе крепёжное устройство 53 в этом случае выполнено с возможностью размещения в выемке 53, как описано со ссылкой на фиг. 7. Второе крепёжное устройство 53 отличается от первого крепёжного устройства 49, показанного на фиг. 7, тем, что в нем отсутствуют пружинные шайбы. В связи с этим фланец 48 распорной втулки 45 опирается непосредственно на удерживающий элемент 50.
Также можно видеть, что в этом варианте осуществления используется распорная втулка 45, идентичная распорной втулке, раскрытой со ссылкой на фиг. 6. Однако ориентация упомянутой распорной втулки 45 перевёрнута относительно ориентации, показанной на фигурах 5 и 7. Фактически, за счёт установки распорной втулки 45, в которой фланец 48 не отцентрирован в продольном направлении, распорная втулка 45 является двусторонней и при необходимости может использоваться путём ориентации более длинного цилиндрического участка 47 в направлении вспомогательного теплоизолирующего барьера 17, когда крепёжное устройство оснащено пружинными шайбами 44 (как показано на фигурах 5 и 6), или, наоборот, путём ориентации более короткого цилиндрического участка 46 в направлении вспомогательного теплоизолирующего барьера 17, когда крепёжное устройство не имеет пружинных шайб, и фланец 48 распорной втулки 45 непосредственно контактирует с удерживающим элементом 39 (как показано на фиг 9). Таким образом, стандартная распорная втулка 45 может использоваться независимо от того, имеет крепёжное устройство пружинные шайбы или нет.
Дополнительно и предпочтительно в выемках 33, 34, 51 после сборки крепёжных устройств 35, 49, 52, 53 размещают изоляционные заглушки (не показаны) для обеспечения непрерывности основного теплоизолирующего барьера 19 на упомянутых выемках 33, 34, 51.
В другом варианте осуществления второе крепёжное устройство 53 также может включать в себя пружинные шайбы. Однако в любом случае жёсткость K1 первых крепёжных устройств, противодействующих относительному перемещению соответствующей изоляционной панели в направлении толщины стенки резервуара, строго меньше, чем соответствующая жёсткость K2 вторых крепёжных устройств.
В соответствии с одним вариантом осуществления второе крепёжное устройство имеет n2 пружинных шайб, где n2– целое число, меньшее, чем n1. Таким образом, два крепёжных устройства могут использовать идентичные пружинные шайбы, что облегчает изготовление резервуара.
В соответствии с другими вариантами осуществления пружинные шайбы второго крепёжного устройства и пружинные шайбы первого крепёжного устройства отличаются. В этом случае количества n2 и n1 также могут быть равны.
Основные изоляционные панели 28 комбинированных стенок, т.е. верхних наклонных боковых стенок 15, 16, также могут быть закреплены с использованием вторых крепёжных устройств в соответствии с одним из вариантов, описанных выше.
Фиг. 12 иллюстрирует многослойную конструкцию стенки резервуара в соответствии с другим вариантом осуществления.
Вспомогательный теплоизолирующий барьер 17 состоит из множества смежных вспомогательных изоляционных панелей 21. Каждая вспомогательная изоляционная панель 21 представляет собой короб в форме параллелепипеда, например, выполненный из фанеры, который имеет нижнюю пластину 54, облицовочную пластину 55 и перегородки 56, которые простираются в направлении толщины стенки между нижней пластиной 54 и облицовочной пластиной 55, и которые образуют отсеки, заполненные изоляционной прокладкой, например, перлитом. Нижние пластины 54 выступают в поперечном направлении с двух противоположных сторон короба для обеспечения возможности крепления планок 57 к каждому углу короба на этом выступающем участке.
Основной теплоизолирующий барьер 19 также состоит из множества смежных основных изоляционных панелей 28. Конструкция основных изоляционных панелей 28 по существу аналогична конструкции вспомогательных изоляционных панелей 21. Размеры основных изоляционных панелей 28 такие же, что и размеры вспомогательных изоляционных панелей 21, за исключением толщины в направлении толщины резервуара, которая может быть меньше, чем толщина вспомогательных изоляционных панелей 21. Нижние пластины 58 основных изоляционных панелей 28 выступают в поперечном направлении с двух противоположных сторон короба для обеспечения возможности крепления планок 59 к каждому углу короба на выступающем участке.
Вспомогательная уплотнительная мембрана 18 имеет непрерывный слой из металлических планок с выступающими краями. Планки приварены выступающими краями к параллельным сварочным опорам, которые закреплены в пазах, образованных в облицовочных пластинах 55 вспомогательных изоляционных панелей 21. Основная уплотнительная мембрана 20 имеет аналогичную конструкцию и непрерывный слой из металлических планок с выступающими краями. Планки приварены выступающими краями к параллельным сварочным опорам, которые закреплены в пазах, образованных в облицовочных пластинах основных изоляционных панелей 28.
Металлические планки, например, выполнены из сплава Инвар®, т.е. сплава железа и никеля с коэффициентом расширения обычно от 1,2x10-6 до 2x10-6 K-1.
Фиг. 12 иллюстрирует первое крепёжное устройство 60, которое скрепляет основные и вспомогательные изоляционные панели 28, 21 стенок балластных зон. Первое крепёжное устройство 60 имеет гнездо 61, которое прикреплено к внутреннему корпусу 3 на четырёх углах четырёх смежных основных изоляционных панелей 21. В каждое гнездо 61 входит гайка 62, в которую ввинчен нижний конец штифта 63. Первое крепёжное устройство 60 также имеет удерживающий элемент 64, закреплённый на штифте 63. С этой целью удерживающий элемент 64 имеет отверстие, которое надето на штифт 63. Удерживающий элемент 64 представляет собой, например, металлическую пластину. Удерживающий элемент 64 опирается на планки 57 для удержания вспомогательных изоляционных панелей 21 на внутреннем корпусе 3. Гайка 65 взаимодействует с резьбой штифта 63 для закрепления удерживающего элемента 64 на штифте 63. Кроме того, первое крепёжное устройство 60 имеет набор из n1 пружинных шайб 66, где n1 – целое число, равное или большее 1. Пружинные шайбы 66 представляют собой, например, тарельчатые шайбы. Пружинные шайбы 66 надеты на штифт 63 между гайкой 65 и удерживающим элементом 64, что обеспечивает упругое крепление вспомогательных изоляционных панелей 21 к внутреннему корпусу 3.
В показанном варианте осуществления гайка 65 имеет цилиндрический центрирующий участок 67, который вставляется в пружинные шайбы 66 для центрирования упомянутых шайб. Кроме того, в показанном варианте осуществления стопорная шайба 68 локально приварена к штифту 63 над гайкой 65 для закрепления гайки 65 в требуемом положении на штифте 63.
Кроме того, первое крепёжное устройство 60 имеет пластину 69, прикреплённую к удерживающему элементу 64. Между удерживающим элементом 64 и пластиной 69 расположен разделительный элемент 82, например, выполненный из дерева. Толщина разделительного элемента 82 такова, что пластина 69 находится на одном уровне с покрывной панелью 55 вспомогательных изоляционных панелей 21. Разделительный элемент 82 имеет центральное гнездо, предназначенное для ввода верхнего конца штифта 63, гайки 65, стопорной шайбы 68 и пружинных шайб 66. Разделительный элемент 82 также имеет отверстия, предназначенные для прохождения винтов 83, которые позволяют жёстко соединить пластину 69 с удерживающим элементом 64.
Кроме того, пластина 69 включает в себя центральное резьбовое отверстие, в которое ввёртывается резьбовое основание штифта 84. Штифт 84 проходит через отверстие, образованное в планке вспомогательной уплотнительной мембраны 18. Штифт 84 имеет фланец 85, который приварен к его периферии вокруг отверстия для обеспечения уплотнения вспомогательной уплотнительной мембраны 18. Штифт 84 имеет резьбовой верхний конец, на который навинчена гайка 87, для прижатия удерживающего элемента 86 к планкам 59 основных изоляционных панелей 28. Крепёжное устройство 60 также имеет, по меньшей мере, одну или более пружинных шайб 88, например, тарельчатых шайб, которые надеты на штифт 84 между гайкой 87 и удерживающим элементом 86, и которые обеспечивают упругое крепление основных изоляционных панелей 28 относительно пластины 69.
Фиг. 13 иллюстрирует второе крепёжное устройство 89, которое скрепляет основные и вспомогательные изоляционные панели 28, 21 стенок, не связанных с балластными зонами. Второе крепёжное устройство 89 отличается от первого крепёжного устройства 60, показанного на фиг. 12 , тем, что в нем имеются n2 пружинных шайб 66 между гайкой 65 и удерживающим элементом 64.
В этом варианте осуществления пружинные шайбы 66, 88 второго крепёжного устройства 89 идентичны пружинным шайбам первого крепёжного устройства 60. Кроме того, количество n2 пружинных шайб 66 представляет собой целое число, которое, во-первых, больше 0, и, во-вторых, меньше n1, так что жёсткость K1 первого крепёжного устройства 60 меньше, чем жёсткость K2 второго крепёжного устройства 60. Таким образом, количество пружинных шайб 66, 88, необходимое для изготовления резервуара, может быть уменьшено.
В других вариантах осуществления, как описано выше, пружинные шайбы второго крепёжного устройства и пружинные шайбы первого крепёжного устройства отличаются. В этом случае количества n2 и n1 также могут быть равны, при условии, что жёсткость K1 первого крепёжного устройства 60 меньше, чем жёсткость K2 второго крепёжного устройства 60.
Кроме того, верхние наклонные боковые стенки 15, 16 резервуара, имеющие такую многослойную конструкцию, также могут быть закреплены с использованием вторых крепёжных устройств 89, в соответствии с одним из вариантов, описанных выше.
Со ссылкой на фиг. 10 вид с вырезом судна 70 для перевозки сжиженного природного газа иллюстрирует герметичный и изолированный резервуар 71, имеющий в общем призматическую форму, установленный в двойном корпусе 72 судна. Стенка резервуара 71 имеет основную уплотнительную мембрану, предназначенную для контакта с СПГ, содержащимся в резервуаре, вспомогательную уплотнительную мембрану, расположенную между основной уплотнительной мембраной и двойным корпусом 72 судна, и два теплоизолирующих барьера, соответственно расположенных между основной уплотнительной мембраной и вспомогательной уплотнительной мембраной и между вспомогательной уплотнительной мембраной и двойным корпусом 72.
Как известно, трубопроводы 73 загрузки/разгрузки, расположенные на верхней палубе судна, могут быть соединены с использованием соответствующих соединителей с морским или портовым терминалом для передачи СПГ в резервуар 71 или из него.
Фиг. 10 иллюстрирует пример морского терминала, содержащего пункт 75 загрузки/разгрузки, подводную линию 76 и береговое сооружение 77. Пункт 75 загрузки/разгрузки представляет собой стационарное прибрежное сооружение, содержащее подвижную стрелу 74 и башню 78, поддерживающую подвижную стрелу 74. Подвижная стрела 74 поддерживает связку изолированных шлангов 79, которые могут соединяться с трубопроводами 73 загрузки/разгрузки. Ориентируемая подвижная стрела 74 может быть адаптирована к судам для перевозки сжиженного природного газа всех размеров. Внутри башни 78 проходит соединительная линия (не показана). Пункт 75 загрузки/разгрузки обеспечивает возможность загрузки и разгрузки судна 70 для перевозки сжиженного природного газа из берегового сооружения 77 или в него. Это сооружение имеет резервуары 80 для хранения сжиженного газа и соединительные линии 81, соединённые посредством подводной линии 76 с пунктом 75 загрузки/разгрузки. Подводная линия 76 обеспечивает возможность передачи сжиженного газа между пунктом 75 загрузки/разгрузки и береговым сооружением 77 на большое расстояние, например, 5 км, что позволяет останавливать судно 70 для перевозки сжиженного природного газа 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 в пункте 75 загрузки/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 описанных средств и их сочетания при условии, что они находятся в пределах объёма изобретения.
Использование глагола «содержать» или «включать в себя», в том числе их производных, не исключает наличия других элементов или других этапов в дополнение к упомянутым в пункте формулы изобретения.
В формуле изобретения ссылочные позиции в скобках не следует понимать как ограничение пункта формулы изобретения.
1. Герметичный теплоизоляционный резервуар (4), перевозимый на судне, имеющем двойной корпус (1), содержащий внутренний корпус (3), который образует несущую конструкцию для герметичного теплоизоляционного резервуара (4), и внешний корпус (2); причем двойной корпус (1) имеет в балластных зонах (6) балластные отсеки (7), которые предназначены для приёма жидкости, например морской воды, и которые разграничены между внутренним корпусом (3) и внешним корпусом (2); при этом резервуар (4) имеет стенки (8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16) резервуара, которые прикреплены к внутреннему корпусу (3); каждая из стенок резервуара имеет последовательно в направлении толщины стенки резервуара, по меньшей мере, один теплоизолирующий барьер (17, 19), который содержит изоляционные панели (21, 28), прикреплённые к внутреннему корпусу, и уплотнительную мембрану (18, 20), опирающуюся на изоляционные панели (21, 28),
упомянутые стенки резервуара включают в себя стенки (9, 11, 12, 13, 14) балластных зон, которые прикреплены к внутреннему корпусу (3) на одном уровне с, по меньшей мере, одним из балластных отсеков (7) в направлении толщины упомянутой стенки балластной зоны, и стенки (8, 10), не связанные с балластными зонами, которые прикреплены к внутреннему корпусу (3) не на одном уровне с любым из балластных отсеков в направлении толщины упомянутой стенки, не связанной с балластной зоной,
по меньшей мере, одна из изоляционных панелей (28) стенок (9, 11, 12, 13, 14) балластных зон непосредственно или опосредованно прикреплена к внутреннему корпусу (3) с использованием первых крепёжных устройств (35, 49),
а, по меньшей мере, одна из изоляционных панелей (28) стенки (8, 10, 15, 16), не связанной с балластной зоной, непосредственно или опосредованно прикреплена к внутреннему корпусу (3) с использованием вторых крепёжных устройств (52, 53, 89),
причём каждое из первых крепёжных устройств (35, 49, 60) обеспечено n1 упругими элементами (44, 66, 88), выполненными с возможностью приложения упругого усилия, прижимающего упомянутую изоляционную панель (28) стенки балластной зоны к внутреннему корпусу (3) при обеспечении возможности относительного перемещения в направлении толщины стенки резервуара упомянутой изоляционной панели (28) относительно несущей конструкции во время деформации внутреннего корпуса (3), где n1 – целое число, равное или большее 1, при этом упомянутые первые крепёжные устройства имеют жёсткость K1, противодействующую относительному перемещению упомянутой изоляционной панели (28) относительно несущей конструкции (3) в направлении толщины стенки резервуара, и
причём упомянутые вторые крепёжные устройства имеют жёсткость K2, противодействующую относительному перемещению упомянутой изоляционной панели (28) относительно несущей конструкции (3) в направлении толщины стенки резервуара, при этом жёсткость K2 больше, чем K1.
2. Герметичный теплоизолирующий резервуар (4) по п. 1, в котором вторые крепежные устройства (52, 53, 89) не имеют упругих элементов.
3. Герметичный теплоизоляционный резервуар (4) по п. 1, в котором каждое из вторых крепёжных устройств (52, 53, 89) снабжено n2 упругими элементами (44, 66, 88), которые выполнены с возможностью приложения упругого усилия, прижимающего упомянутую изоляционную панель (28) стенки, не связанной с балластной зоной, к внутреннему корпусу (3) при обеспечении возможности относительного перемещения упомянутой изоляционной панели (28) относительно несущей конструкции во время деформации внутреннего корпуса (3), где n1 больше, чем 1, n2 – целое число больше 0 и меньше, чем n1.
4. Герметичный теплоизоляционный резервуар (4) по любому из пп. 1-3, в котором каждая из стенок резервуара содержит последовательно в направлении от наружной стороны к внутренней стороне резервуара вспомогательный теплоизолирующий барьер (17), который включает в себя вспомогательные изоляционные панели (21), прикреплённые к внутреннему корпусу, вспомогательную уплотнительную мембрану (18), которая опирается на вспомогательные изоляционные панели (21), основной теплоизолирующий барьер (19), который содержит множество основных изоляционных панелей (28), опирающихся на вспомогательную уплотнительную мембрану (18), и основную уплотнительную мембрану (20), которая опирается на основные изоляционные панели (28) и которая предназначена для контакта со сжиженным природным газом, содержащимся в резервуаре (4).
5. Герметичный теплоизоляционный резервуар (4) по п. 4, в котором первые крепёжные устройства (35, 49) прикрепляют, по меньшей мере, одну из основных изоляционных панелей стенок (9, 11, 12, 13, 14) балластных зон к, по меньшей мере, одной из вспомогательных изоляционных панелей (21) упомянутой стенки (9, 11, 12, 13, 14) балластной зоны, и
в котором вторые крепёжные устройства прикрепляют, по меньшей мере, одну из основных изоляционных панелей (28) стенок (8, 10, 15, 16), не связанных с балластными зонами, к, по меньшей мере, одной из вспомогательных изоляционных панелей (21) упомянутой стенки (8, 10, 15, 16), не связанной с балластной зоной.
6. Герметичный теплоизоляционный резервуар (4) по п. 4, в котором первые крепёжные устройства (60) прикрепляют, по меньшей мере, одну из вспомогательных изоляционных панелей стенок (9, 11, 12, 13, 14) балластных зон к внутреннему корпусу (3), и
в котором вторые крепёжные устройства (89) прикрепляют, по меньшей мере, одну из вспомогательных изоляционных панелей стенок (8, 10, 15, 16), не связанных с балластными зонами, к внутреннему корпусу (3).
7. Герметичный теплоизоляционный резервуар (4) по п. 4 или 6, в котором первые крепёжные устройства (60) прикрепляют, по меньшей мере, одну из первых изоляционных панелей стенок (9, 11, 12, 13, 14) балластных зон к внутреннему корпусу (3), и
в котором вторые крепёжные устройства (89) прикрепляют, по меньшей мере, одну из основных изоляционных панелей стенок (8, 10, 15, 16), не связанных с балластными зонами, к внутреннему корпусу (3).
8. Герметичный теплоизоляционный резервуар (4) по любому одному из пп. 1-7, в котором каждое из первых и вторых крепёжных устройств (35, 49, 52, 53, 60, 89) имеет штифт (27, 63, 84), который непосредственно или опосредованно прикреплён к внутреннему корпусу (3), и удерживающий элемент (39, 50, 64, 86), который установлен на штифте (27, 63, 84); причём упомянутый удерживающий элемент (39, 50, 65, 86) удерживается на штифте (27, 63, 84) и взаимодействует с опорной поверхностью (41, 57, 59) упомянутой изоляционной панели (28), закреплённой упомянутым первым или вторым крепёжным устройством для удержания её в направлении внутреннего корпуса (3).
9. Герметичный теплоизоляционный резервуар (4) по п. 8, в котором штифт (27, 63, 84) имеет резьбу, взаимодействующую с гайкой (42, 65, 87), которая удерживает удерживающий элемент (39, 50, 64, 86) в направлении внутреннего корпуса (3).
10. Герметичный теплоизоляционный резервуар (4) по п. 9, в котором каждый упругий элемент представляет собой пружинную шайбу (44, 66, 88), которая надета на штифт (27, 63, 84) между гайкой (42, 65, 87) и удерживающим элементом (39, 50, 64, 86) для обеспечения упругого усилия, прижимающего удерживающий элемент к опорной поверхности (41, 47, 59).
11. Герметичный теплоизоляционный резервуар (4) по п. 10, в котором первые крепёжные устройства (35, 49) имеют распорную втулку (45), которая надета на соответствующий штифт (27) и удерживается в направлении внутреннего корпуса (3) гайкой (42), причём упомянутая распорная втулка (45) имеет цилиндрический центрирующий участок (47), который установлен внутри n1 пружинных шайб (44) для их центрирования, и кольцевой фланец (48), который прижимает n1 пружинных шайб (44) к удерживающему элементу (39, 50).
12. Герметичный теплоизоляционный резервуар (4) по любому из пп. 8-11, взятому в сочетании с п. 2, в котором каждое второе крепёжное устройство (52, 53) имеет распорную втулку (45), которая надета на соответствующий штифт (27) и удерживается в направлении вспомогательного теплоизолирующего барьера (17) гайкой (42), и в котором распорная втулка (45) имеет фланец (48), опирающийся на удерживающий элемент (39, 50).
13. Герметичный теплоизоляционный резервуар (4) по пп. 11 и 12, взятым в сочетании, в котором распорная втулка (45) одного из первых крепёжных устройств (35, 49) и распорная втулка (45) одного из вторых крепёжных устройств (52, 53) идентичны, причем фланец (48) упомянутых распорных втулок смещен относительно середины распорной втулки (45) для образования цилиндрического центрирующего участка, который длиннее, чем половина длины распорной втулки, причем распорная втулка упомянутого первого крепёжного устройства и распорная втулка упомянутого второго крепёжного устройства имеют перевёрнутую ориентацию, так что цилиндрический центрирующий участок (47) первого крепёжного устройства (35, 49) проходит через n1 пружинных шайб (44) упомянутого первого крепёжного устройства (35, 49), а цилиндрический центрирующий участок (47) второго крепёжного устройства (52, 53) расположен между фланцем (48) и гайкой (42).
14. Герметичный теплоизоляционный резервуар (4) по любому одному из пп. 1-13, в котором упомянутые стенки резервуара также имеют комбинированные стенки (15, 16), которые имеют участок, не находящийся на одном уровне с каким-либо из балластных отсеков, и участок, находящийся на одном уровне с, по меньшей мере, одним из балластных отсеков; и в котором, по меньшей мере, одна из изоляционных панелей комбинированных стенок (15, 16) непосредственно или опосредованно прикреплена к внутреннему корпусу с помощью вторых крепёжных устройств (52, 53, 89).
15. Герметичный теплоизоляционный резервуар (4) по любому одному из пп. 1-14, в котором резервуар (4) имеет в общем многогранную форму и имеет верхнюю стенку (8), нижнюю стенку (9), переднюю и заднюю поперечные стенки, (10) проходящие поперёк продольного направления судна, и боковые стенки (11, 12, 13, 14, 15, 16), причём верхняя стенка (8), нижняя стенка (9) и боковые стенки (11, 12, 13, 14, 15, 16) проходят в продольном направлении судна и соединяют переднюю и заднюю поперечные стенки (10), и в котором каждая из передней поперечной стенки, задней поперечной стенки (10) и верхней стенки (8) является одной из стенок, не связанных с балластными зонами.
16. Герметичный теплоизоляционный резервуар (4) по п. 15, взятому в сочетании с п. 13, в котором резервуар (4) имеет, по меньшей мере, четыре боковые стенки (11, 12, 13, 14, 15, 16), причём две из упомянутых боковых стенок представляют собой вертикальные боковые стенки (13, 14), и две из упомянутых боковых стенок представляют собой верхние наклонные боковые стенки (15, 16), каждая из которых соединяет верхнюю стенку (8) с одной из упомянутых вертикальных боковых стенок (13, 14); при этом каждая из упомянутых двух верхних наклонных боковых стенок (15, 16) является одной из комбинированных стенок.
17. Судно (70), используемое для транспортировки текучей среды, содержащее двойной корпус (72) и резервуар (71) по любому одному из пп. 1-16, расположенный внутри корпуса.
18. Система передачи текучей среды, включающая в себя судно (70) по п. 17, изолированные трубопроводы (73, 79, 76, 81), выполненные с возможностью соединения резервуара (71), установленного в корпусе судна, с береговым или плавучим хранилищем (77), и насос для приведения в движение текучей среды по изолированным трубопроводам из берегового или плавучего хранилища в резервуар на судне или из резервуара судна к плавучему или береговому хранилищу.
19. Способ загрузки или разгрузки судна (70) по п. 17, в котором текучую среду подают по изолированным трубопроводам (73, 79, 76, 81) из берегового или плавучего хранилища (77) в резервуар (71) на судне или из резервуара судна к плавучему или береговому хранилищу.
