Изоляционная секция для герметичного и теплоизоляционного резервуара и способ изготовления такой секции
Группа изобретений относится к изоляционной секции для герметичного и теплоизоляционного резервуара, предназначенного для хранения смачивающей жидкости. Изоляционная секция содержит один отсек и порошкообразный изоляционный наполнитель, размещенный в упомянутом отсеке. Изоляционный наполнитель содержит смесь x% по массе порошкообразного изоляционного материала, выбранного из пирогенных кремнеземов, кремнеземных аэрогелей и их смесей, y% по массе гранулированного наполнителя, выбранного из перлитов, полых стеклянных сфер, гранул вспененного полимерного материала и их смесей, причем x+y ≥ 90%, x ≥ 25% и y ≥ 1%. Техническим результатом является улучшение тепловых характеристик изоляционных секций для герметичного резервуара. 6 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области герметичных и теплоизоляционных резервуаров для хранения и/или транспортировки текучей среды.
В частности, настоящее изобретение относится к изоляционной секции для такого герметичного и теплоизоляционного резервуара и к способу изготовления такого короба.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В документе FR 2 877 639 раскрыт герметичный и теплоизоляционный резервуар, содержащий два теплоизолирующих барьера и две герметичные мембраны, каждая из которых лежит на одном из теплоизолирующих барьеров. Каждый из теплоизолирующих барьеров содержит множество изоляционных секций, каждая из которых содержит множество отсеков, заполненных изоляционным наполнителем, выбранным из пенополиуретана, пенополиэтилена и пенополивинилхлорида и нанопористых материалов, например, аэрогеля, перлита, стекловаты или другого материала. Изоляционные секции не совсем удовлетворяют требованиям. Фактически, либо изоляционные наполнители известного уровня техники имеют высокую теплопроводность, что ухудшает теплоизоляционные характеристики резервуара и/или требует обеспечения толстых теплоизолирующих барьеров, либо изоляционный наполнитель имеет высокую плотность, что также не удовлетворяет требованиям, в частности, из-за необходимости манипуляций с изоляционными секциями во время изготовления резервуара.
В частности, из документов FR 2360536 и WO 2010/068254 или US 3625896 также известно использование пирогенных кремнеземов или кремнеземных аэрогелей в качестве изоляционного наполнителя. Эти материалы имеют превосходные теплоизоляционные характеристики.
Однако Заявитель обнаружил, что при использовании пирогенных кремнеземов и кремнеземных аэрогелей в виде порошка, а не в виде компактных панелей, эти материалы нестабильны и имеют тенденцию к уплотнению после погружения в смачивающую жидкость, например, сжиженный природный газ (СПГ). Однако такое уплотнение приводит к образованию тепловых мостов. Таким образом, исходя из предположения, что изоляционные наполнители, состоящие из вышеупомянутых материалов в виде порошка, будут погружаться в сжиженный природный газ, содержащийся в резервуаре, например, в случае протечки герметичной мембраны резервуара, упомянутые изоляционные наполнители будут уплотняться вследствие погружения в сжиженный природный газ, и, следовательно, тепловые характеристики изоляции будут необратимо ухудшаться.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Идея, лежащая в основе изобретения, заключается в обеспечении изоляционной секции для герметичного и теплоизоляционного резервуара для хранения жидкости, содержащего по меньшей мере один отсек и порошкообразный изоляционный наполнитель, размещенный в упомянутом отсеке, в котором порошкообразный наполнитель обеспечивает превосходный компромисс между низкой плотностью и удовлетворительными теплоизоляционными характеристиками и менее восприимчив или не восприимчив к явлению необратимого уплотнения после погружения в жидкость, хранящуюся в резервуаре. Изобретение также относится к способу изготовления такой секции го короба.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение обеспечивает способ изготовления изоляционной секции для герметичного и теплоизоляционного резервуара, предназначенного для хранения смачивающей жидкости, причем изоляционная секция содержит по меньшей мере один отсек, причем способ включает в себя этапы, на которых:
подготавливают порошкообразный изоляционный материал, выбранный из пирогенных кремнеземов, кремнеземных аэрогелей и их смесей, причем упомянутый порошкообразный изоляционный материал имеет:
характерный размер gx частиц;
стабильную истинную плотность ϕvx для смачивающей жидкости, которая соответствует истинной плотности упомянутого порошкообразного изоляционного материала, имеющего упомянутый характерный размер gx частиц, после погружения в смачивающую жидкость; и
стабильную кажущуюся плотность ϕax для смачивающей жидкости, которая соответствует пороговой кажущейся плотности упомянутого порошкообразного изоляционного материала, за пределами которой порошкообразный изоляционный материал, имеющий характерный размер gx частиц, не испытывает уплотнения после погружения в смачивающую жидкость; и
стабильную кажущуюся плотность ϕex после уплотнения, которая соответствует состоянию максимальной уплотненности упомянутого порошкообразного изоляционного материала, имеющего упомянутый характерный размер gx частиц;
подготавливают гранулированный наполнитель, выбранный из перлитов, полых сфер, гранул вспененного полимерного материала, гранулированных аэрогелей, имеющих внутреннюю степень пористости, которая не уменьшается после погружения в смачивающую жидкость, и их смесей, причем гранулированный наполнитель имеет характерный размер gy частиц, стабильную кажущуюся плотность ϕay после уплотнения, которая соответствует состоянию максимальной уплотненности упомянутого гранулированного наполнителя, имеющего упомянутый характерный размер gy частиц, и истинную плотность ϕvy;
смешивают по меньшей мере порошкообразный изоляционный материал и гранулированный наполнитель; причем порошкообразный изоляционный материал присутствует в массовой доле x, а гранулированный наполнитель присутствует в массовой доле y, причем: x + y ≥ 90%, x ≥ 25% и y ≥ 1%;
помещают смесь в отсек изоляционной секции в состоянии уплотненности, так что:
истинная плотность порошкообразного изоляционного материала в смеси между зернами гранулированного наполнителя меньше, чем упомянутая стабильная истинная плотность ϕvx,
кажущаяся плотность гранулированного наполнителя в смеси меньше, чем стабильная кажущаяся плотность ϕay после уплотнения, и
кажущаяся плотность MVmel смеси больше или равна
ϕay * ϕax /(y * ϕax + (1 - y) * ϕay) и ϕex /[1 - y * (1 - ϕex /ϕvy)].
Благодаря такому способу изготовления, порошкообразный изоляционный наполнитель обеспечивает превосходный компромисс между низкой плотностью и удовлетворительными теплоизоляционными характеристиками и менее восприимчив или не восприимчив к явлению необратимого уплотнения после погружения в жидкость, хранящуюся в резервуаре.
За счет наличия гранулированного наполнителя явление слипания порошкообразного изоляционного материала после погружения в смачивающую жидкость ограничено, это означает, что смесь порошкообразного изоляционного материала и гранулированного наполнителя может оставаться в виде порошка без значительного уменьшения объема смеси после погружения. Фактически, гранулированный наполнитель способствует разделению частиц порошкообразного изоляционного материала, не допуская его слипания.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также предлагает изоляционную секцию для герметичного и теплоизоляционного резервуара для хранения смачивающей жидкости, причем изоляционная секция содержит по меньшей мере один отсек; и
порошкообразный изоляционный наполнитель, размещенный в упомянутом отсеке, причем изоляционный наполнитель содержит смесь по меньшей мере:
x% по массе порошкообразного изоляционного материала, выбранного из пирогенных кремнеземов, кремнеземных аэрогелей и их смесей, причем упомянутый порошкообразный изоляционный материал имеет:
характерный размер gx частиц;
стабильную истинную плотность ϕvx для смачивающей жидкости, которая соответствует истинной плотности упомянутого порошкообразного изоляционного материала, имеющего упомянутый характерный размер gx частиц, после погружения в смачивающую жидкость;
стабильную кажущуюся плотность ϕax для смачивающей жидкости, которая соответствует пороговой кажущейся плотности упомянутого порошкообразного изоляционного материала, за пределами которой порошкообразный изоляционный материал, имеющий упомянутый характерный размер gx частиц, не испытывает уплотнения после погружения в смачивающую жидкость; и
стабильную кажущуюся плотность ϕex после уплотнения, которая соответствует состоянию максимальной уплотненности упомянутого порошкообразного изоляционного материала, имеющего упомянутый характерный размер gx частиц; и
y% по массе гранулированного наполнителя, выбранного из перлитов, полых стеклянных сфер, гранул вспененного полимерного материала, гранулированных аэрогелей, имеющих внутреннюю степень пористости, которая не уменьшается после погружения в смачивающую жидкость, и их смесей, причем гранулированный наполнитель имеет характерный размер gy частиц, стабильную кажущуюся плотность ϕay после уплотнения, которая соответствует состоянию максимальной уплотненности упомянутого гранулированного наполнителя, имеющего упомянутый характерный размер gy частиц, и истинную плотность ϕvy; при этом x + y ≥ 90%, x ≥ 25% и y ≥ 1%;
причем истинная плотность порошкообразного изоляционного материала в смеси меньше, чем стабильная истинная плотность ϕvx;
кажущаяся плотность гранулированного наполнителя в смеси меньше, чем стабильная кажущаяся плотность ϕay после уплотнения; и
кажущаяся плотность MVmel смеси больше или равна
ϕay * ϕax /(y * ϕax + (1 - y) * ϕay) и ϕex / [1 - y * (1 - ϕex /ϕvy)].
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления такой способ изготовления изоляционной секции или такая изоляционная секция могут содержать один или более следующих характеристик:
В соответствии с одним вариантом осуществления порошкообразный изоляционный материал и гранулированный наполнитель однородно смешивают путем механического перемешивания.
В соответствии с одним вариантом осуществления порошкообразный изоляционный материал и гранулированный наполнитель уплотняют до тех пор, пока не будет достигнута кажущаяся плотность MVmel смеси, которая удовлетворяет выше упомянутым критериям.
В соответствии с одним вариантом осуществления кажущаяся плотность смеси составляет менее 250 кг/м3, предпочтительно в диапазоне от 50 до 220 кг/м3 и более предпочтительно в диапазоне от 60 до 190 кг/м3.
В соответствии с одним вариантом осуществления смесь имеет теплопроводность менее 45 мВт/(м∙К) при температуре 20°C и нормальном атмосферном давлении, предпочтительно в диапазоне от 25 до 35 мВт/(м∙К) при температуре 20°C и нормальном атмосферном давлении.
В соответствии с одним вариантом осуществления гранулированный наполнитель имеет средний размер частиц в диапазоне от 10 мкм до 5 мм, предпочтительно в диапазоне от 20 мкм до 2 мм и более предпочтительно в диапазоне от 25 мкм до 1 мм.
В соответствии с одним вариантом осуществления гранулированный наполнитель имеет зерна, отношение массы к внешнему объему которых составляет менее 500 кг/м3, предпочтительно менее 250 кг/м3, более предпочтительно в диапазоне от 30 до 150 кг/м3.
В соответствии с одним вариантом осуществления гранулированный наполнитель содержит вспученный перлит.
В соответствии с одним вариантом осуществления гранулированный наполнитель содержит полые сферы, изготовленные из стекла или полимерного материала.
В соответствии с одним вариантом осуществления гранулированный наполнитель содержит зерна аэрогелей, имеющие внутреннюю пористость, которая не уменьшается после погружения в смачивающую жидкость.
В соответствии с одним вариантом осуществления гранулированный наполнитель сам по себе имеет теплопроводность менее 100 мВт/(м∙К) при температуре 20°C и нормальном атмосферном давлении.
В соответствии с одним вариантом осуществления порошкообразный изоляционный материал содержит гидрофобный пирогенный кремнезем.
В соответствии с одним вариантом осуществления порошкообразный изоляционный материал имеет средний размер частиц менее 300 мкм, предпочтительно менее 200 мкм и более предпочтительно в диапазоне от 2 до 100 мкм.
В соответствии с одним вариантом осуществления x ≥ 50%.
В соответствии с одним вариантом осуществления y ≥ 5%, предпочтительно y ≥ 10% и более предпочтительно y ≥ 15%.
В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционный наполнитель содержит z% по массе поглотителя инфракрасного излучения (ИКИ), причем z < 10%.
В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционная часть смеси, состоящая из порошкообразного изоляционного материала и поглотителя ИКИ, имеет:
характерный размер gxz частиц;
стабильную кажущуюся плотность φaxz, которая соответствует пороговой кажущейся плотности упомянутой изоляционной части смеси, за пределами которой упомянутая изоляционная часть смеси, имеющая характерный размер gxz частиц, не испытывает уплотнения после погружения в смачивающую жидкость; и
стабильную кажущуюся плотность ϕexz после уплотнения, которая соответствует остоянию максимальной уплотненности изоляционной части смеси, состоящей из порошкообразного изоляционного материала и порошкообразного поглотителя ИКИ, имеющего упомянутый характерный размер gxz частиц;
причем кажущаяся плотность MVmel смеси также больше или равна
ϕay * ϕaxz / (y * ϕaxz + (1 - y) * ϕay) и ϕexz / [1 - y * (1 - ϕexz / ϕvy)].
В соответствии с одним вариантом осуществления поглотитель ИКИ представляет собой поглотитель ИКИ, выбранный в числе прочего из углеродной сажи, графита, карбида кремния, оксидов титана и их смесей или любого другого соединения, имеющего аналогичные поглощающие свойства.
В соответствии с одним вариантом осуществления средний размер частиц поглотителя ИКИ составляет менее 25 мкм и предпочтительно в диапазоне от 3 мкм до 20 мкм.
В соответствии с одним вариантом осуществления кажущуюся плотность ϕex после уплотнения измеряют в соответствии со стандартом ISO 787-11:1981.
В соответствии с одним вариантом осуществления порошкообразный изоляционный материал имеет стабильную истинную плотность ϕvx, которую определяют следующим способом:
погружают образец порошкообразного изоляционного материала в смачивающую жидкость;
испаряют смачивающую жидкость из образца изоляционного материала;
определяют, увеличился ли размер частиц порошкообразного изоляционного материала после погружения и испарения смачивающей жидкости; и
если размер частиц изоляционного материала увеличился, измеряют с помощью пикнометра истинную плотность образца порошкообразного изоляционного материала после погружения и испарения смачивающей жидкости, причем стабильная истинная плотность ϕvx соответствует измеренной истинной плотности; а
если увеличение размера частиц изоляционного материала не наблюдается, определяют стабильную истинную плотность ϕvx образца порошкообразного изоляционного материала путем измерения стабильной кажущейся плотности ϕax образца, причем стабильная истинная плотность ϕvx изоляционного материала равна стабильной кажущейся плотности ϕax образца.
В соответствии с одним вариантом осуществления упомянутый порошкообразный изоляционный материал имеет стабильную кажущуюся плотность ϕax, которую определяют следующим способом:
помещают образец порошкообразного изоляционного материала в полость контейнера;
измеряют высоту образца порошкообразного изоляционного материала в полости;
погружают контейнер в смачивающую жидкость таким образом, чтобы образец порошкообразного изоляционного материала полностью пропитался смачивающей жидкостью;
испаряют смачивающую жидкость;
измеряют высоту образца порошкообразного изоляционного материала в полости после погружения и испарения смачивающей жидкости;
определяют изменение высоты образца порошкообразного изоляционного материала в полости до и после погружения;
определяют кажущуюся плотность порошкообразного изоляционного материала после погружения и испарения смачивающей жидкости, если изменение высоты объема порошкообразного изоляционного материала в полости до и после погружения меньше или равно 2% от начальной высоты; причем стабильная кажущаяся плотность ϕax соответствует измеренной кажущейся плотности.
В соответствии с одним вариантом осуществления гранулированный наполнитель имеет стабильную кажущуюся плотность ϕay после уплотнения, которую определяют следующим способом:
уплотняют гранулированный наполнитель путем встряхивания до тех пор, пока он не достигнет состояния максимальной уплотненности;
определяют кажущуюся плотность гранулированного наполнителя после уплотнения, причем стабильная кажущаяся плотность ϕay после уплотнения соответствует измеренной кажущейся плотности.
В соответствии с одним вариантом осуществления стабильную кажущуюся плотность ϕex после уплотнения порошкообразного изоляционного материала определяют следующим способом:
уплотняют порошкообразный изоляционный материал путем встряхивания до тех пор, пока он не достигнет состояния максимальной уплотненности;
определяют кажущуюся плотность гранулированного наполнителя после уплотнения, причем стабильная кажущаяся плотность ϕex после уплотнения соответствует измеренной кажущейся плотности.
В соответствии с одним вариантом осуществления кажущаяся плотность порошкообразного изоляционного материала в смеси между зурнами гранулированного наполнителя меньше, чем стабильная кажущаяся плотность ϕax порошкообразного изоляционного материала. Это означает, что плотность порошкообразного изоляционного материала может быть ограничена, что облегчает манипуляции с секцией.
В соответствии с одним вариантом осуществления изоляционная секция содержит нижнюю панель, покрывную панель и стенки, проходящие между нижней панелью и покрывной панелью и образующие по меньшей мере один отсек.
В соответствии с одним вариантом осуществления смачивающая жидкость представляет собой криогенную жидкость.
В соответствии с одним вариантом осуществления смачивающая жидкость выбрана из сжиженного природного газа, сжиженного нефтяного газа, жидкого метана, жидкого этана, жидкого пропана, жидкого азота, жидкого воздуха, жидкого аргона, жидкого ксенона, жидкого неона и жидкого водорода.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также обеспечивает герметичный и теплоизоляционный резервуар, содержащий по меньшей мере один теплоизолирующий барьер и уплотнительную мембрану, предназначенную для контакта с текучей средой, содержащейся в резервуаре, прилегающую к упомянутому теплоизолирующему барьеру, в котором теплоизолирующий барьер содержит множество изоляционных секций, описанных выше.
Такой резервуар может образовывать часть берегового хранилища, например, для хранения СПГ, или может быть установлен на плавучей конструкции, прибрежной или глубоководной, в частности, на танкере-метановозе, плавучей установке для регазификации и хранения газа (FSRU), плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) и других конструкциях.
В соответствии с одним вариантом осуществления танкер для транспортировки текучей среды содержит двойной корпус и резервуар, описанный выше, расположенный в двойном корпусе, причем двойной корпус содержит внутренний корпус, образующий несущую конструкцию резервуара.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также обеспечивает способ загрузки или разгрузки такого танкера, в котором текучую среду подают по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар танкера или наоборот.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение станет более понятным, и другие задачи, детали, характеристики и преимущества станут более очевидными из следующего описания нескольких конкретных вариантов осуществления изобретения, приведенных исключительно в качестве неограничивающей иллюстрации и со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг. 1 представляет упрощенный вид в перспективе стенки резервуара в соответствии с одним вариантом осуществления.
Фиг. 2 представляет схематический вид оборудования для определения стабильной истинной плотности ϕvx порошкообразного изоляционного материала для данной смачивающей жидкости.
Фиг. 3 представляет схематический вид оборудования для определения стабильной кажущейся плотности ϕax порошкообразного изоляционного материала для данной смачивающей жидкости.
Фиг. 4 представляет график, иллюстрирующий диапазон стабильности при погружении в жидкий азот смеси вспученных перлитов из первой партии и гидрофобного пирогенного кремнезема.
Фиг. 5 представляет график, иллюстрирующий диапазон стабильности при погружении в жидкий азот смеси стеклянных микросфер и гидрофобного пирогенного кремнезема.
Фиг. 6 представляет график, иллюстрирующий диапазон стабильности при погружении в сжиженный природный газ смеси вспученных перлитов из первой партии и гидрофобного пирогенного кремнезема.
Фиг. 7 представляет график, иллюстрирующий диапазон стабильности при погружении в сжиженный природный газ смеси вспученных перлитов из второй партии и гидрофобного пирогенного кремнезема.
Фиг. 8 представляет график, иллюстрирующий диапазон стабильности при погружении в жидкий азот смеси гранулированного аэрогеля и гидрофобного пирогенного кремнезема.
Фиг. 9 представляет упрощенный схематический вид резервуара танкера-метановоза и терминала для загрузки/разгрузки этого резервуара.
Фиг. 10 представляет график, иллюстрирующий диапазон стабильности при погружении в сжиженный природный газ смеси вспученных перлитов из первой партии с порошком, состоящим из смеси другого измельченного гранулированного аэрогеля и гидрофобного пирогенного кремнезема.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Фиг. 1 иллюстрирует стенку герметичного и теплоизоляционного резервуара. Герметичный и теплоизоляционный резервуар предназначен для хранения смачивающей жидкости, которая, например, выбрана из сжиженного природного газа (СПГ), сжиженного нефтяного газа (СНГ), жидкого метана, жидкого этана, жидкого пропана, жидкого азота, жидкого воздуха, жидкого аргона, жидкого ксенона, жидкого неона и жидкого водорода.
В направлении от наружной стороны к внутренней стороне резервуара стенка резервуара содержит несущую конструкцию 1, вспомогательный теплоизолирующий барьер 2, который образован смежными изоляционными секциями 3 на несущей конструкции 1 и прикреплен к ней вспомогательными удерживающими средствами 4, вспомогательную уплотнительную мембрану 5, поддерживаемую изоляционными секциями 3, основной теплоизолирующий барьер 6, образованный смежными изоляционными секциями 7 и прикрепленный к вспомогательной уплотнительной мембране 5 основными удерживающими средствами 8, и основную уплотнительную мембрану 9, поддерживаемую изоляционными секциями 7 и предназначенную для контакта с жидкостью, содержащейся в резервуаре.
Несущая конструкция 1, в частности, может представлять собой самонесущий металлический лист или, в более общем смысле, может представлять собой жесткую перегородку любого типа, имеющую подходящие механические свойства. Несущая конструкция, в частности, может быть образована корпусом или двойным корпусом танкера. Несущая конструкция содержит множество стенок, определяющих общую форму резервуара.
Основная 9 и вспомогательная 5 уплотнительные мембраны, например, образованы непрерывным полотном металлических планок с выступающими краями, причем упомянутые планки приварены своими выступающими краями к параллельным приварным опорам, удерживаемым на изоляционных секциях 3, 7.
Каждая изоляционная секция 3, 7 имеет форму по существу прямоугольного параллелепипеда. Каждая изоляционная секция 3, 7 содержит нижнюю панель и покрывную панель, которые параллельны друг другу. Между нижней панелью и покрывной панелью расположено несколько несущих перегородок, перпендикулярных им. Несущие перегородки расположены параллельно друг другу и образуют отсеки между ними для размещения порошкообразного изоляционного наполнителя. Каждая изоляционная секция 3, 7 дополнительно содержит две закрывающие боковые стенки, расположенные перпендикулярно несущим перегородкам по обе стороны ряда несущих перегородок так, чтобы закрывать отсеки, в которых размещен порошкообразный изоляционный наполнитель.
Ниже будут описаны композиция, а также способ изготовления порошкообразного изоляционного наполнителя, который предназначен для размещения в отсеках изоляционных секций 3, 7.
Порошкообразный изоляционный наполнитель состоит из смеси, содержащей:
массовую долю x% порошкообразного изоляционного материала, выбранного из пирогенных кремнеземов, кремнеземных аэрогелей и их смесей;
массовую долю y% гранулированного наполнителя, выбранного из перлитов, полых стеклянных или полимерных сфер, гранул вспененного полимерного материала, гранулированных аэрогелей и их смесей; и
дополнительно, при необходимости, массовую долю z% поглотителя ИКИ и/или другой возможной добавки (добавок);
причем:
x + y ≥ 90%,
x ≥ 25%; и предпочтительно ≥ 50%; и
y ≥ 1%, предпочтительно ≥ 5%, более предпочтительно ≥ 10% и еще более предпочтительно ≥ 15%.
Порошкообразный изоляционный материал и гранулированный наполнитель выбраны так, чтобы они были химически невосприимчивы к смачивающей жидкости, хранящейся в резервуаре. Другими словами, смачивающая жидкость, предназначенная для хранения в резервуаре, не может химически разлагать порошкообразный изоляционный материал, гранулированный наполнитель и в общем любой другой компонент порошкообразного изоляционного наполнителя.
Физические свойства порошкообразного изоляционного материала и гранулированного наполнителя, а также уплотненность смеси тщательно определяют для получения изоляционного наполнителя, который имеет:
теплопроводность менее 45 мВт/(м∙К) при температуре 20°C и нормальном атмосферном давлении и предпочтительно в диапазоне от 25 до 35 мВт/(м∙К);
кажущуюся плотность смеси менее 220 кг/м3, предпочтительно в диапазоне от 50 до 215 кг/м3 и более предпочтительно в диапазоне от 60 до 190 кг/м3; и
который не восприимчив или лишь незначительно восприимчив к явлению необратимого уплотнения после погружения в смачивающую жидкость, хранящуюся в резервуаре.
Порошкообразный изоляционный материал состоит из оксидов, имеющих фрактальные микроструктуры, например, пирогенных кремнеземов, кремнеземных аэрогелей и их смесей.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления порошкообразный изоляционный материал является гидрофобным. Это особенно предпочтительно, когда изоляционный материал может подвергаться воздействию воды, например, когда резервуар предназначен для размещения на борту танкера.
Порошкообразный изоляционный материал имеет определенный характерный размер gx частиц. В частности, средний диаметр частиц порошкообразного изоляционного материала составляет менее 300 мкм, предпочтительно менее 200 мкм и более предпочтительно в диапазоне от 2 до 100 мкм, например, порядка 40 мкм.
Кроме того, для упомянутого характерного размера gx частиц порошкообразный изоляционный материал имеет определенную стабильную истинную плотность ϕvx, определенную стабильную кажущуюся плотность ϕax и определенную стабильную кажущуюся плотность ϕex после уплотнения. Эти характеристики порошкообразного изоляционного материала позволяют определить состояние уплотненности, в котором порошкообразный изоляционный наполнитель должен быть помещен в отсек изоляционной секции 3, 7.
Стабильная истинная плотность ϕvx порошкообразного изоляционного материала для данной смачивающей жидкости соответствует истинной плотности порошкообразного изоляционного материала, имеющего упомянутый размер частиц, после полного погружения упомянутого порошкообразного изоляционного материала в рассматриваемую смачивающую жидкость и испарения жидкости.
Истинный объем порошкообразного изоляционного материала (в м3) может быть определен как сумма элементарных объемов частиц, включая объем открытых и закрытых пор частиц. Истинная плотность порошкообразного изоляционного материала (в кг/м3) может быть определена как масса порошкообразного изоляционного материала, соответствующая единице истинного объема порошкообразного изоляционного материала.
Ниже со ссылкой на фиг. 2 описаны оборудование и способ, позволяющие определить стабильную истинную плотность ϕvx порошкообразного изоляционного материала для данной смачивающей жидкости.
Сначала образец порошкообразного изоляционного материала 10, стабильная истинная плотность ϕvx которого должна быть определена, полностью пропитывают смачивающей жидкостью, а затем испаряют смачивающую жидкость. Погружение может иметь эффект изменения размера частиц образца порошкообразного изоляционного материала 10, поскольку частицы могут слипаться вследствие погружения в смачивающую жидкость. Таким образом, вследствие слипания частиц объем открытых пор уменьшится так, что истинная плотность порошкообразного изоляционного материала увеличится.
Если возникает явление изменения размера частиц из-за слипания, стабильную истинную плотность ϕvx определяют следующим образом.
Образец порошкообразного изоляционного материала 10, имеющий определенную массу mx, помещают в пикнометр 11, имеющий известный объем Vp и массу Mv в пустом состоянии. Далее пикнометр 11 соединяют посредством герметичного соединения 12 с трехходовым клапаном 13, который способен выборочно соединять две из трех линий, ведущих соответственно к пикнометру 11, к резервуару 14 для жидкости, которая является несмачивающей по отношению к исследуемому порошкообразному изоляционному материалу, и к вакуумному насосу 15. Жидкость, которая является несмачивающей по отношению к исследуемому порошкообразному изоляционному материалу, имеет определенную плотность ϕL и представляет собой, например, ртуть или воду, если исследуемый порошкообразный изоляционный материал является гидрофобным.
Затем каналы 17, 18, ведущие соответственно к резервуару 14 и вакуумному насосу 15, соединяют друг с другом для заполнения канала 17, соединяющего резервуар 14 с трехходовым клапаном 13, несмачивающей жидкостью. Далее линию, ведущую к вакуумному насосу 15, соединяют с пикнометром 11 для вакуумирования пикнометра 11, а также трубопровода 16, соединяющего пикнометр 11 с трехходовым клапаном 13. Затем трубопровод 17, ведущий к резервуару 14, и трубопровод 16, ведущий к пикнометру 11, соединяют друг с другом, пока пикнометр 11 полностью не заполнится несмачивающей жидкостью. После чего герметичное соединение 12 может быть разъединено.
Путем измерения общей массы Mt пикнометра 11 в полностью заполненном состоянии можно определить стабильную истинную плотность ϕvx с использованием следующей формулы:
где:
mx: масса образца порошкообразного изоляционного материала, помещенного в пикнометр;
Vp: объем пикнометра;
Mt: общая масса пикнометра в полностью заполненном состоянии;
Mv: масса пикнометра в пустом состоянии; и
ϕL: плотность несмачивающей жидкости.
Кроме того, стабильная кажущаяся плотность ϕax порошкообразного изоляционного материала для данной смачивающей жидкости соответствует пороговой кажущейся плотности порошкообразного изоляционного материала, за пределами которой порошкообразный изоляционный материал, имеющий упомянутый характерный размер частиц, не испытывает уплотнение после полного погружения упомянутого порошкообразного изоляционного материала в рассматриваемую смачивающую жидкость и испарения жидкости.
Если явление изменения размера частиц из-за слипания после погружения в смачивающую жидкость не возникает, стабильная истинная плотность ϕvx не отличается от стабильной кажущейся плотности ϕax, измеренной с использованием описанного ниже способа. Другими словами, если явление изменения из-за слипания после погружения в смачивающую жидкость не возникает, можно считать, что промежутки между частицами гранулированного наполнителя незначительны или вообще отсутствуют.
Фактически, если размер частиц порошкообразного изоляционного материала не увеличился, измерение истинной плотности посредством пикнометра может изменить состояние слипания частиц и вследствие этого вызвать ошибку измерения истинной плотности ϕvx. Другими словами, в случае увеличения размера частиц учитывают два уровня пористости, а именно межчастичную пористость и внутричастичную пористость; тогда как при отсутствии увеличения размера частиц считается, что пористость является полностью однородной и может рассматриваться как внутричастичная пористость. Кажущийся объем (в м3) порошкообразного изоляционного материала может быть определен как объем, занимаемый упомянутым порошкообразным изоляционным материалом и объединяющий объем материала частиц, объемы открытой пористости, объемы закрытой пористости, а также промежутки между частицами. Кажущаяся плотность порошкообразного изоляционного материала (в кг/м3) может быть определена как масса порошкообразного изоляционного материала, соответствующая единице кажущегося объема порошкообразного изоляционного материала.
Ниже со ссылкой на фиг. 3 описаны оборудование и способ, позволяющие определить стабильную кажущуюся плотность ϕax порошкообразного изоляционного материала для данной смачивающей жидкости.
Оборудование содержит контейнер 18, предназначенный для погружения в рассматриваемую смачивающую жидкость и образующий внутреннюю полость, предназначенную для размещения образца 19 порошкообразного изоляционного материала. Контейнер 18 предпочтительно выполнен из материала, имеющего коэффициент теплового расширения, меньший или равный 10⋅10-6 K-1. Используемый материал представляет собой, например, березовую фанеру.
Полость, образованная контейнером 18, имеет форму прямоугольного параллелепипеда, размеры которого определены. Ширина, длина и высота полости составляют минимум 150 мм, 150 мм и 300 мм соответственно. Каждая из шести стенок контейнера 18 имеет множество отверстий 20, которые позволяют смачивающей жидкости проходить через упомянутые стенки. Внутреннюю поверхность стенок контейнера 18 покрывает ткань, проницаемая для жидкости. Ткань 21 имеет размер ячеек меньше, чем размер частиц порошкообразного изоляционного материала, так что порошкообразный изоляционный материал не может проходить через упомянутую ткань 21.
Контейнер 18 содержит съемную крышку 22, позволяющую помещать образец 19 порошкообразного изоляционного материала внутрь контейнера 18.
Образец 19 порошкообразного изоляционного материала, имеющий определенную массу mx, стабильная кажущаяся плотность ϕax которого должна быть определена, помещают внутрь контейнера. Исходный порошкообразный изоляционный материал находится в состоянии уплотненности, так что его кажущаяся плотность меньше стабильной кажущейся плотности ϕax. Минимальная высота образца 19 порошкообразного изоляционного материала внутри контейнера больше или равна 15 см.
Пустое пространство между исследуемым образцом 19 порошкообразного изоляционного материала и съемной крышкой 22 заполняют блоком 23 вспененного материала, который проницаем для смачивающей жидкости, но не позволяет прохождение порошкообразного изоляционного материала. Блок 23 вспененного материала выполнен, например, из меламиновой смолы, например, вспененного материала Basotect G ®. Блок 23 вспененного материала расположен таким образом, что он не сжимается между крышкой 22 и порошкообразным изоляционным материалом 19, когда контейнер 18 закрыт.
Далее контейнер 18, содержащий образец 19 порошкообразного изоляционного материала, погружают в смачивающую жидкость на период времени, достаточный, чтобы порошкообразный изоляционный материал мог полностью пропитаться смачивающей жидкостью.
В соответствии с одним вариантом осуществления на расстоянии приблизительно 1 см от верхней границы образца 19 порошкообразного изоляционного материала размещен датчик 24 температуры, и период погружения определяют в зависимости от измерения температуры, обеспечиваемого датчиком 24 температуры. В соответствии с одним возможным вариантом осуществления во время погружения уровень смачивающей жидкости поддерживают на уровне верхней границы образца 19 порошкообразного изоляционного материала. Таким образом, когда температура, обеспечиваемая датчиком 24 температуры, равна температуре смачивающей жидкости, это подтверждает, что вся часть образца 19 порошкообразного изоляционного материала, расположенная ниже датчика 24 температуры, пропиталась. Для гарантии надлежащего пропитывания всего образца 19 порошкообразного изоляционного материала уровень смачивающей жидкости поднимают за пределы верхней границы, и узел оставляют погруженным в течение дополнительного периода, равного по меньшей мере 50% времени, необходимого для выравнивания температуры, обеспечиваемой датчиком 24 температуры, и температуры смачивающей жидкости, считая с начала погружения. В качестве примера общее время операции по проведению испытания на пирогенных кремнеземах, пропитанных жидким азотом, составляет порядка 3 часов.
В соответствии с одним вариантом осуществления пропитывание образца 19 порошкообразного изоляционного материала не отслеживается датчиком 24 температуры, и контейнер 18 погружают в смачивающую жидкость на достаточный период времени, определенный в ходе эксперимента. В качестве примера контейнер 18 может оставаться погруженным в сжиженный природный газ в течение двух недель.
После погружения контейнер 18 помещают в среду, которая обеспечивает полное испарение смачивающей жидкости, не вызывая разложение контейнера 18.
Вышеописанные этапы повторяют до тех пор, пока изменение высоты исследуемого образца 19 порошкообразного изоляционного материала до и после пропитывания и последующего испарения смачивающей жидкости не станет меньше или равно 2% от начальной высоты. Если изменение высоты меньше вышеупомянутого значения, образец 19 порошкообразного изоляционного материала достиг стабильной кажущейся плотности ϕax. Стабильная кажущаяся плотность ϕax соответствует массе образца 19 порошкообразного изоляционного материала, размещенного в контейнере 18, поделенной на объем контейнера 18, занятый упомянутым образцом 19 порошкообразного изоляционного материала.
Измерение кажущейся плотности внутри контейнера выполняют в соответствии с протоколом, описанным в стандарте ISO 787-11:1981 «General methods of test for pigments and extenders - Part 11: Determination of apparent density and stable apparent density after tamping [compaction]», причем градуированный мерный цилиндр объемом 250 мл, упомянутый в упомянутом стандарте, заменяют на контейнер, и измерение высоты порошкообразного изоляционного материала выполняют во множестве точек с помощью линейки.
Порошкообразный изоляционный материал, имеющий упомянутый характерный размер gx частиц, также имеет кажущуюся плотность ϕex после уплотнения, которую измеряют в соответствии со стандартом ISO 787-11:1981 «General methods of test for pigments and extenders - Part 11: Determination of apparent density and stable apparent density after tamping [compaction]».
Гранулированный наполнитель выбран из перлитов, полых сфер, гранул вспененного полимерного материала, гранулированных аэрогелей и их смесей.
Если гранулированный наполнитель содержит гранулированные аэрогели, их выбирают таким образом, чтобы их внутренняя пористость не уменьшалась после погружения в смачивающую жидкость.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления гранулированный наполнитель состоит из вспученного перлита.
Гранулированный наполнитель имеет определенный характерный размер gy частиц. В частности, средний диаметр частиц гранулированного наполнителя составляет в диапазоне от 10 мкм до 5 мм, предпочтительно в диапазоне от 20 мкм до 2 мм и более предпочтительно в диапазоне от 25 мкм до 1 мм, например, порядка 300 мкм.
Предпочтительно гранулированный наполнитель имеет зерна, отношение массы к внешнему объему которых составляет менее 500 кг/м3, предпочтительно менее 200 кг/м3, более предпочтительно в диапазоне от 50 до 150 кг/м3.
Более предпочтительно, гранулированный наполнитель сам по себе имеет теплопроводность менее 100 мВт/(м∙К) при температуре 20°C и нормальном атмосферном давлении.
Гранулированный наполнитель имеет стабильную кажущуюся плотность ϕay после уплотнения, соответствующую состоянию максимальной уплотненности, которое может достичь гранулированный наполнитель, имеющий упомянутый характерный размер gy частиц. Другими словами, стабильная кажущаяся плотность ϕay после уплотнения гранулированного наполнителя соответствует максимальной кажущейся плотности, которую может достичь гранулированный наполнитель без изменения размера частиц упомянутого гранулированного наполнителя, в частности, путем измельчения. Кажущийся объем (в м3) гранулированного наполнителя может быть определен как объем, занимаемый гранулированным наполнителем и объединяющий объем материала частиц, объемы открытой пористости, объемы закрытой пористости, а также промежутки между частицами. Таким образом, кажущаяся плотность порошкообразного изоляционного материала (в кг/м3) может быть определена как масса порошкообразного изоляционного материала, соответствующая единице кажущегося объема порошкообразного изоляционного материала.
Стабильную кажущуюся плотность ϕay после уплотнения гранулированного наполнителя определяют, например, в соответствии с протоколом, описанным в стандарте ISO 787-11:1981 «General methods of test for pigments and extenders - Part 11: Determination of apparent density and stable apparent density after tamping [compaction]», после приведения гранулированного наполнителя в состояние максимальной уплотненности в ходе операций уплотнения путем встряхивания.
Кроме того, гранулированный наполнитель имеет истинную плотность ϕvy. Для определения истинной плотности ϕvy используют следующий способ. Способ особенно подходит для наполнителей с открытой пористостью и, в частности, упомянут в параграфе 3.2.3.3 статьи C2210V2 «Formulation des bétons» [Formulation of concretes], опубликованной 10 мая 2004 года в справочнике Techniques de l’Ingénieur [Engineering Techniques].
Сначала определяют теоретическую уплотненность испытываемой партии. Для этого сначала определяют распределение частиц испытываемой партии по размерам путем просеивания. Теоретическая уплотненность Cm для n гранулометрических классов может быть определена с использованием следующих соотношений:
где:
причем:
n: гранулометрические классы и 1 ≤ i ≤ n;
Ci: уплотненность класса i;
yi: объемная доля класса i;
aij: 
bij: 
di: диаметр зерен класса i.
Далее определяют истинную плотность ϕvy с использованием следующего соотношения:
В случае наполнителя с закрытыми порами, например, полых стеклянных сфер, предпочтительно использовать способ, описанный в стандарте ISO 12154:2014 от апреля 2014 года «Determination of density by volumetric displacement - skeleton density by gas pycnometry». В этом способе истинную плотность ϕvy гранулированного наполнителя измеряют газовым пикнометром с использованием, например, азота в качестве газа, вводимого в пикнометр.
Заявитель обнаружил, что порошкообразный изоляционный наполнитель имеет низкую плотность и при этом не восприимчив к явлению необратимого уплотнения после погружения в рассматриваемую смачивающую жидкость, когда смесь помещают в отсек изоляционной секции в состоянии уплотненности, так что:
истинная плотность порошкообразного изоляционного материала в смеси меньше, чем упомянутая стабильная истинная плотность ϕvx,
кажущаяся плотность гранулированного наполнителя в смеси меньше, чем стабильная кажущаяся плотность ϕay после уплотнения, и
кажущаяся плотность MVmel смеси больше или равна ϕay * ϕax /(y * ϕax + (1 - y) * ϕay) и ϕex /[1 - y * (1 - ϕex /ϕvy)].
Кроме того, предпочтительно для ограничения плотности порошкообразного изоляционного материала кажущаяся плотность порошкообразного изоляционного материала в смеси между зернами гранулированного наполнителя меньше, чем стабильная кажущаяся плотность ϕax порошкообразного изоляционного материала.
Для получения однородной смеси, имеющей кажущуюся плотность MVmel, которая удовлетворяет критериям, упомянутым выше, порошкообразный изоляционный материал и гранулированный наполнитель смешивают путем механического перемешивания, затем помещают в отсеки изоляционной секции, после чего механически уплотняют смесь в отсеках изоляционной секции до тех пор, пока смесь не будет находиться на одном уровне с верхним концом отсеков изоляционной секции и не достигнет целевой кажущейся плотности MVmel, соответствующей критериям, упомянутым выше.
ПРИМЕРЫ
Несколько примеров порошкообразных изоляционных наполнителей, состоящих из смеси одного из вышеуказанных порошкообразных изоляционных материалов и одного из вышеуказанных гранулированных наполнителей, подвергли испытаниям на уплотнение после погружения в сжиженный природный газ (СПГ) или жидкий азот (LN2) и измерению теплопроводности.
Порошкообразные изоляционные наполнители изготовили из порошкообразного изоляционного материала, состоящего из гидрофобных пирогенных кремнеземов, доступных либо под торговым названием AEROSIL R974, либо под торговым названием AEROSIL R812S, производимых компанией Evonik, и/или из кремнеземного аэрогеля, известного под торговым названием P100, производимого компанией Cabot Corporation и измельченного до размера частиц менее 100 мкм, и из гранулированного наполнителя, состоящего из вспученных перлитов, доступных под торговым названием CR615, производимых компанией KD One Co., или состоящего из стеклянных микросфер, доступных под торговым названием Glass Bubble K1, производимых компанией 3M, или из гранулированного кремнеземного аэрогеля, совместимого с жидким азотом, известного под торговым названием P400, производимого компанией Cabot Corporation.
Характеристики порошкообразных изоляционных материалов были следующими:
| Природа | Название | Размер частиц (мкм) | Стабильная кажущаяся плотность ϕex после уплотнения (кг/м3) | Стабильная кажущаяся плотность ϕax для LN2 (кг/м3) | Стабильная кажущаяся плотность ϕax для СПГ (кг/м3) | Стабильная истинная плотность ϕvx для LN2 (кг/м3) | Стабильная истинная плотность ϕvx для СПГ (кг/м3) |
| Гидрофобный пирогенный кремнезем | AEROSIL R974 | 51 | 112 | 180 | 172 | 215 | |
| Гидрофобный пирогенный кремнезем | AEROSIL R812S | <200 | 59,9 | 173 | 230 | ||
| Гидрофобный пирогенный кремнезем в виде смеси с измельченным аэрогелем | Композиция A, состоящая из AEROSIL R974 (25% по массе) и измельченного AEROGEL P100 (25% по массе) | <200 | 55 | 175 | 234 |
Характеристики гранулированных наполнителей были следующими:
| Размер частиц (мкм) | Стабильная кажущаяся плотность ϕay после уплотнения (кг/м3) | Природа | Название | Стабильная истинная плотность (кг/м3) |
| <1000 | 57,5 | Вспученный перлит | CR615, партия 1 | 73,1 |
| <1000 | 65,6 | Вспученный перлит | CR615, партия 2 | 82,2 |
| <120 | 77 | Стеклянные микросферы | Glass Bubble K1 | 129,7 |
| <3000 | 91,9 | Гранулированный кремнеземный аэрогель, совместимый с жидким азотом | P400 | 143 |
Распределение частиц по размерам партий перлита CR615, по массе, было следующим:
| Размер частиц | >800 мкм | 500-800 мкм | 250-500 мкм | 160-250 мкм | 63-160 мкм | <63 мкм |
| Распределение CR615, партия 1 | 8,4% | 29,6% | 31,3% | 8,7% | 12,8% | 9,2% |
| Распределение CR615, партия 2 | 7,0% | 16,8% | 20,1% | 7,8% | 30,7% | 17,6% |
Распределение частиц по размерам гранулированного аэрогеля P400, по массе, было следующим:
| Размер частиц | >2 мм | 1,7-2 мм | 1,4-1,7 мм | 1-1,4 мм | 710 мкм-1 мм | 425-710 мкм | 425-160 мкм | 63-160 мкм | <63 мкм |
| Распределение | 3,6% | 6,0% | 12,8% | 28,6% | 19,2% | 18,1% | 10,1% | 1,4% | 0,2% |
Распределение частиц по размерам стеклянных микросфер, по объему, доступных под торговым названием Glass Bubble K1, произведенных и предоставленных компанией 3M, было следующим:
| Размер частиц | >115 мкм | 65-115 мкм | 30-65 мкм | <30 мкм |
| Распределение | 10% | 40% | 40% | 10% |
Пример 1
Приготовили шесть смесей из вспученных перлитов CR615, партия 1, и гидрофобных пирогенных кремнеземов AEROSIL R974, имеющих разные массовые доли и/или кажущиеся плотности MVmel. Затем шесть смесей полностью погрузили в жидкий азот с последующим этапом испарения жидкого азота. Измерили изменения высоты, соответствующие возможному эффекту уплотнения, а также кажущуюся плотность MVmel смеси до и после погружения.
В таблице ниже приведены полученные результаты.
| Смесь | CR615, партия 1 (y% по массе) | AEROSIL R974 (x% по массе) | Высота смеси (до погружения) | Кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) до погружения | Высота смеси (после погружения | Изменение высоты %* |
Кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) после погружения | ϕay * ϕax /(y * ϕax + *(1 - y) * ϕay) в (кг/м3) |
| 1 | 5 | 95 | 200,6 | 105,0 | 202,3 | +0,8 | 104,1 | 106,9 |
| 2 | 10 | 90 | 200,1 | 98,1 | 200,2 | +0,0 | 98,1 | 102,3 |
| 3 | 25 | 75 | 168,4 | 80,7 | 156,4 | -7,1 | 86,9 | 90,5 |
| 4 | 25 | 75 | 190,7 | 90,2 | 190,3 | -0,2 | 90,4 | 90,5 |
| 5 | 50 | 50 | 163,8 | 83,7 | 177,9 | +8,6 | 77,1 | 76 |
| 6 | 50 | 50 | 204,3 | 77,6 | 205,4 | +0,5 | 77,2 | 76 |
*: условно увеличение высоты обозначено положительными значениями, а уменьшение высоты - отрицательными значениями.
Испытания показали, что в пределах точности измерения нижний предел кажущейся плотности MVmel стабильной смеси после погружения был расположен вдоль кривой, определенной выше упомянутой функцией ϕay * ϕax /(y * ϕax + (1 - y) * ϕay), и всегда выше функции ϕex /[1 - y * (1 - ϕex /ϕvy)].
Диапазон стабильности, а также результаты испытаний показаны на фиг. 4, на которой массовая доля AEROSIL R974 показана по оси абсцисс. Для каждого из этих примеров кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) до погружения обозначена треугольником, тогда как кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) после погружения обозначена кружком. Диапазон стабильности смеси при погружении в жидкий азот заштрихован.
Пример 2
Кроме того, провели испытания на теплопроводность смеси, содержащей 25% по массе вспученных перлитов CR615, партия 1, и 75% по массе гидрофобных пирогенных кремнеземов AEROSIL R974 и имеющей кажущуюся плотность MVmel 91 кг/м3 до и после погружения.
Измерили теплопроводность смеси в зависимости от давления и температуры до и после погружения в жидкий азот. В таблице ниже приведена теплопроводность (в мВт/(м∙К)) смеси. Очевидно, что такая смесь имеет низкую теплопроводность.
| Абсолютное давление (мбар) | |||||
| T (°C) | 1 | 10 | 100 | 980 | |
| До погружения | 20 | 6 | 9 | 17 | 29 |
| -80 | 21 | ||||
| -160 | 2 | 5 | 10 | 14 | |
| После погружения | 20 | 7 | 12 | 18 | 30 |
| -80 | 21 | ||||
| -160 | 3 | 6 | 10 | 14 |
Пример 3
Приготовили четыре смеси из стеклянных микросфер Glass Bubble K1 и гидрофобных пирогенных кремнеземов AEROSIL R974, имеющие разные массовые доли и/или кажущиеся плотности MVmel. Затем смеси полностью погрузили в жидкий азот с последующим этапом испарения жидкого азота. Измерили изменения высоты, соответствующие возможному эффекту уплотнения, а также кажущуюся плотность MVmel смеси до и после погружения.
В таблице ниже приведены полученные результаты.
| Смесь | Glass Bubble K1 (y% по массе) | AEROSIL R974 (x% по массе) | Высота смеси (до погружения) | Кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) до погружения | Высота смеси (после погружения) | Изменение высоты в % |
Кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) после погружения | ϕay * ϕax / (y * ϕax + (1 -y) * ϕay) в (кг/м3) |
| 1 | 25 | 75 | 201,1 | 87,7 | 192,4 | -4,3 | 91,7 | 100,6 |
| 2 | 25 | 75 | 200,4 | 99,5 | 202,4 | +1,2 | 98,5 | 100,6 |
| 3 | 50 | 50 | 205,3 | 89,0 | 200,8 | -2,2 | 91 | 91,3 |
| 4 | 50 | 50 | 195,4 | 97,6 | 200,7 | +2,7 | 95 | 91,3 |
Диапазон стабильности, а также результаты испытаний показаны на Фигуре 5, на которой массовая доля AEROSIL R974 показана по оси абсцисс. Для каждого из этих примеров кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) до погружения обозначена треугольником, тогда как кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) после погружения обозначена кружком. Диапазон стабильности смеси при погружении в жидкий азот заштрихован.
Пример 4
Приготовили пять смесей из вспученных перлитов CR615, партия 1, и гидрофобных пирогенных кремнеземов AEROSIL R974, имеющих разные массовые доли и/или кажущиеся плотности MVmel. Затем четыре смеси полностью погрузили в сжиженный природный газ с последующим этапом испарения сжиженного природного газа. Измерили изменения высоты, соответствующие возможному эффекту уплотнения, а также кажущуюся плотность MVmel смеси до и после погружения.
В таблице ниже приведены полученные результаты.
| Смесь | CR615, партия 1 (y% по массе) | AEROSIL R974 (x% по массе) | Высота смеси (до погружения) | Кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) до погружения | Высота смеси (после погружения) | Изменение высоты в % | Кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) после погружения | ϕay * ϕax / (y * ϕax + (1-- y) * ϕay) в (кг/м3) |
| 1 | 10 | 90 | 194,7 | 145,0 | 195,0 | +0,2% | 144,7 | 142,2 |
| 2 | 25 | 75 | 199,1 | 117,96 | 201,4 | +1,2% | 116,6 | 114,2 |
| 3 | 25 | 75 | 202,7 | 103,1 | 183,0 | -9,7% | 114,2 | 114,2 |
| 4 | 50 | 50 | 294,8 | 82,2 | 292,8 | -0,7% | 82,8 | 85,9 |
| 5 | 5 | 95 | 165,9 | 158,4 | 169,4 | +2,1 | 155,1 | 154,9 |
Испытания позволили подтвердить в пределах точности измерения нижний предел кажущейся плотности MVmel стабильной смеси после погружения в сжиженный природный газ.
Диапазон стабильности, а также результаты испытаний показаны на фиг. 6, на которой массовая доля AEROSIL R974 показана по оси абсцисс. Для каждого из этих примеров кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) до погружения обозначена треугольником, тогда как кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) после погружения обозначена квадратом. Диапазон стабильности смеси при погружении в сжиженный природный газ заштрихован.
Пример 5
Приготовили четыре смеси из вспученных перлитов CR615, партия 2, и гидрофобных пирогенных кремнеземов AEROSIL R812S, имеющие разные массовые доли и/или кажущиеся плотности MVmel. Затем четыре смеси полностью погрузили в сжиженный природный газ с последующим этапом испарения сжиженного природного газа. Измерили изменения высоты, соответствующие возможному эффекту уплотнения, а также кажущуюся плотность MVmel смеси до и после погружения.
В таблице ниже приведены полученные результаты:
| Смесь | CR615, партия 2 (y% по массе) | AEROSIL R812S (x% по массе) | Высота смеси (до погружения) | Кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) до погружения | Высота смеси (после погружения) | Изменение высоты в % | Кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) после погружения | ϕay * ϕax / (y * ϕax + (1 - y) * ϕay) в (кг/м3) |
| 1 | 25 | 75 | 168,4 | 115,4 | 160,6 | -4,6 | 121,0 | 122,8 |
| 2 | 25 | 75 | 157,6 | 126,0 | 159,0 | +0,9 | 124,9 | 122,8 |
| 3 | 50 | 50 | 204,0 | 91,0 | 192,3 | -5,7 | 96,5 | 95,1 |
| 4 | 50 | 50 | 183,9 | 101,4 | 187,0 | +1,7 | 99,7 | 95,1 |
Испытания позволили подтвердить в пределах точности измерения нижний предел кажущейся плотности MVmel стабильной смеси после погружения в сжиженный природный газ.
Диапазон стабильности, а также результаты испытаний показаны на фиг. 7, на которой массовая доля AEROSIL R812S показана по оси абсцисс. Для каждого из этих примеров кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) до погружения обозначена треугольником, тогда как кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) после погружения обозначена квадратом. Диапазон стабильности смеси при погружении в сжиженный природный газ заштрихован.
Пример 6
Кроме того, также провели испытания на теплопроводность смеси, содержащей 50% по массе вспученных перлитов CR615 и 50% по массе гидрофобных пирогенных кремнеземов AEROSIL R974 и имеющей кажущуюся плотность MVmel 85 кг/м3.
Измерили теплопроводность смеси в зависимости от давления и температуры до и после погружения в сжиженный природный газ. В таблице ниже приведена теплопроводность (в мВт/(м∙К)) смеси.
| T (°C) | 1 | 10 | 100 | 980 | |
| До погружения | 20 | 7 | 14 | 24 | 34 |
| -80 | 24 | ||||
| -160 | 4 | 8 | 12 | 14 | |
| После погружения | 20 | 11 | 22 | 29 | 36 |
| -80 | 25 | ||||
| -160 | 7 | 11 | 14 | 16 |
Кроме того, в соответствии с одним вариантом осуществления порошкообразный изоляционный материал дополнительно содержал массовую долю z% поглотителя ИКИ и/или другой возможной добавки (добавок), причем z < 10% по массе смеси.
Поглотитель ИКИ представлял собой поглотитель ИКИ, выбранный из углеродной сажи, графита, карбида кремния, оксидов титана и их смесей.
В соответствии с одним вариантом осуществления средний размер частиц поглотителя ИКИ составлял менее 25 мкм и предпочтительно в диапазоне от 3 мкм до 20 мкм.
При использовании поглотителя ИКИ в изоляционном наполнителе полезно определить стабильную кажущуюся плотность ϕaxz части смеси, состоящей из порошкообразного изоляционного материала и поглотителя ИКИ. В частности, стабильная кажущаяся плотность ϕaxz может быть определена с использованием способа, описанного выше для определения стабильной кажущейся плотности ϕax одного изоляционного материала.
Подобным образом также полезно определить стабильную кажущуюся плотность ϕexz после уплотнения части смеси, состоящей из порошкообразного изоляционного материала и поглотителя. В частности, стабильная кажущаяся плотность ϕexz после уплотнения может быть определена с использованием способа, описанного выше для определения стабильной кажущейся плотности ϕexz после уплотнения одного изоляционного материала.
Кроме того, кажущаяся плотность MVmel смеси должна быть больше или равна ϕay * ϕaxz /(y * ϕaxz + (1 - y) * ϕay) и ϕexz /[1 - y * (1 - ϕexz / ϕvy)] для достижения незначительного уплотнения изоляционного наполнителя после погружения в смачивающую жидкость или его отсутствия.
Пример 7
Приготовили смесь гидрофобного гидрогенизированного кремнезема с поглотителем ИКИ, состоящим из графита.
В таблице ниже приведены характеристики полученной смеси.
| Природа | Название | Размер частиц (мкм) | Стабильная кажущаяся плотность ϕex после уплотнения (кг/м3) | Стабильная кажущаяся плотность ϕax для LN2 (кг/м3) | Стабильная истинная плотность ϕvx для LN2 (кг/м3) |
| Гидрофобный пирогенный кремнезем, с поглотителем | AEROSIL R974 (95% по массе) и графит (5% по массе) | <300 | 55 | 121 | 183 |
В таблице ниже приведены результаты, полученные для порошкообразного изоляционного наполнителя, содержащего 25% по массе перлита CR615 и 75% по массе смеси, описанной выше.
| CR615 (y% по массе) | AEROSIL R974 - графит (95/5% по массе) (x% по массе) | Высота смеси (до погружения) | Кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) до погружения | Высота смеси (после погружения) | Изменение высоты в %* | Кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) после погружения | φay * φax / (y * φax + (1 - y) * φay) в (кг/м3) |
| 25 | 75 | 201,7 | 95,17 | 198 | -1,8 | 96,9 | 94,7 |
Пример 8
Приготовили две смеси из гранулированного аэрогеля P400 и гидрофобных пирогенных кремнеземов AEROSIL R974, имеющие разные массовые доли и/или кажущиеся плотности MVmel. Затем две смеси полностью погрузили в жидкий азот с последующим этапом испарения жидкого азота. Измерили изменения высоты, соответствующие возможному эффекту уплотнения, а также кажущуюся плотность MVmel смеси до и после погружения.
В таблице ниже приведены полученные результаты.
| Смесь | Аэрогель P400 (y% по массе) | AEROSIL R974 (x% по массе) | Высота смеси (до погружения) | Кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) до погружения | Высота смеси (после погружения) | Изменение высоты в % | Кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) после погружения | φay * φax / (y * φax + (1 - y) * φay) в (кг/м3) |
| 1 | 25 | 75 | 201,8 | 96,3 | 193,9 | -3,9 | 100,2 | 105,9 |
| 2 | 25 | 75 | 198 | 106,7 | 201,1 | +1,6 | 201,1 | 105,9 |
Испытания позволили подтвердить в пределах точности измерения нижний предел кажущейся плотности MVmel стабильной смеси после погружения в жидкий азот.
Диапазон стабильности, а также результаты испытаний показаны на фиг. 8, на которой массовая доля AEROSIL R974 показана по оси абсцисс. Для каждого из этих примеров кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) до погружения обозначена треугольником, тогда как кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) после погружения обозначена квадратом. Диапазон стабильности смеси при погружении в жидкий азот заштрихован.
Пример 9
Приготовили две смеси из вспученных перлитов CR615 и композиции A, состоящей из 75% по массе гидрофобного пирогенного кремнезема AEROSIL R974 и 25% по массе кремнеземного аэрогеля P100, измельченных до размера частиц менее 100 мкм и имеющих разные массовые доли и/или кажущиеся плотности MVmel.
Затем две смеси полностью погрузили в сжиженный природный газ с последующим этапом испарения сжиженного природного газа. Измерили изменения высоты, соответствующие возможному эффекту уплотнения, а также кажущуюся плотность MVmel смеси до и после погружения.
В таблице ниже приведены полученные результаты.
| Смесь | Перлит CR615 (y% по массе) | Композиция A (x% по массе) | Высота смеси (до погруже-ния) | Кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) до погружения | Высота смеси (после погружения) | Изменение высоты в % | Кажущаяся плотность MVmel смеси (кг/м3) после погружения | φay * φax / (y * φax + 1 - y) * φay) в (кг/м3) |
| 1 | 25 | 75 | 196,3 | 101,1 | 181,9 | -7,3 | 109,1 | 115,8 |
| 2 | 25 | 75 | 194,5 | 117,4 | 194,1 | -0,3 | 117,7 | 115,8 |
Испытания позволили подтвердить в пределах точности измерения нижний предел кажущейся плотности MVmel стабильной смеси после погружения в сжиженный природный газ.
Диапазон стабильности, а также результаты испытаний показаны на фиг. 10, на которой массовая доля композиции A показана по оси абсцисс. Диапазон стабильности смеси при погружении в сжиженный природный газ заштрихован.
Описанные выше технологии изготовления герметичного и теплоизоляционного резервуара могут быть применены в резервуарах различных типов, например, в резервуаре для хранения СПГ в береговом сооружении или на плавучих конструкциях, например, на танкере-метановозе или т.п.
Обратимся к фиг. 9, упрощенный вид танкера-метановоза 70 иллюстрирует герметичный и изолированный резервуар 71 в общем призматической формы, установленный в двойном корпусе 72 танкера. Стенка резервуара 71 содержит основной герметичный барьер, предназначенный для контакта с СПГ, содержащимся в резервуаре, вспомогательный герметичный барьер, расположенный между основным герметичным барьером и двойным корпусом 72 танкера, и два теплоизолирующих барьера, расположенных соответственно между основным герметичным барьером и вспомогательным герметичным барьером и между вспомогательным герметичным барьером и двойным корпусом 72.
Как известно, линии 73 загрузки/разгрузки, расположенные на верхней палубе танкера, могут быть соединены с помощью соответствующих соединителей с морским или портовым терминалом для передачи СПГ в резервуар 71 или из него.
Фиг. 9 иллюстрирует пример морского терминала, содержащего станцию 75 загрузки и разгрузки, подводный трубопровод 76 и береговое сооружение 77. Станция 75 загрузки и разгрузки представляет собой стационарное прибрежное сооружение, содержащее подвижную стрелу 74 и башню 78, которая поддерживает подвижную стрелу 74. Подвижная стрела 74 удерживает связку гибких изолированных труб 79, которые могут быть соединены с трубопроводами 73 загрузки/разгрузки. Подвижная стрела 74, которая может регулироваться, может быть адаптирована к танкерам-метановозам всех размеров. Внутри башни 78 проходит соединительный трубопровод, который не показан. Станция 75 загрузки и разгрузки позволяет выполнять загрузку и разгрузку танкера-метановоза 70 из берегового сооружения 77 или на него. Последнее содержит резервуары 80 для хранения сжиженного газа и соединительные трубопроводы 81, соединенные подводным трубопроводом 76 со станцией 75 загрузки и разгрузки. Подводный трубопровод 76 может использоваться для передачи сжиженного газа между станцией 75 загрузки и разгрузки и береговым сооружением 77 на большое расстояние, например, 5 км, что позволяет останавливать танкер-метановоз 70 на большом расстоянии от берега во время операций загрузки и разгрузки.
Для создания давления, необходимого для передачи сжиженного газа, могут использоваться насосы, установленные на борту танкера 70, и/или насосы, установленные в береговом сооружении 77, и/или насосы, установленные на станции 75 загрузки и разгрузки.
Хотя изобретение описано со ссылкой на несколько конкретных вариантов осуществления, очевидно, что оно никоим образом не ограничивается ими и что оно охватывает все технические эквиваленты описанных средств, а также их сочетания, если они находятся в пределах объема изобретения.
Использование глагола «состоять из», «содержать» или «включать в себя» и производных форм не исключает наличия элементов или этапов, отличных от указанных в пункте формулы изобретения.
В формуле изобретения ссылочные позиции в скобках не следует интерпретировать как ограничение пункта формулы изобретения.
1. Способ изготовления изоляционной секции для герметичного и теплоизоляционного резервуара, предназначенного для хранения смачивающей жидкости, при этом смачивающая жидкость выбрана из сжиженного природного газа, сжиженного нефтяного газа, жидкого метана, жидкого этана, жидкого пропана, жидкого азота, жидкого воздуха, жидкого аргона, жидкого ксенона, жидкого неона и жидкого водорода, а изоляционная секция содержит по меньшей мере один отсек, причём упомянутый способ содержит этапы, на которых:
подготавливают порошкообразный изоляционный материал, выбранный из пирогенных кремнезёмов, кремнезёмных аэрогелей и их смесей, при этом упомянутый порошкообразный изоляционный материал имеет:
характерный размер gx частиц;
стабильную истинную плотность ϕvx для смачивающей жидкости, которая соответствует истинной плотности упомянутого порошкообразного изоляционного материала, имеющего упомянутый характерный размер gx частиц, после погружения в смачивающую жидкость; и
стабильную кажущуюся плотность ϕax для смачивающей жидкости, которая соответствует пороговой кажущейся плотности упомянутого порошкообразного изоляционного материала, за пределами которой порошкообразный изоляционный материал, имеющий характерный размер gx частиц, не испытывает уплотнения после погружения в смачивающую жидкость; и
стабильную кажущуюся плотность ϕex после уплотнения, которая соответствует состоянию максимальной уплотненности упомянутого порошкообразного изоляционного материала, имеющего упомянутый характерный размер gx частиц;
подготавливают гранулированный наполнитель, выбранный из перлитов, полых сфер, гранул вспененного полимерного материала, гранулированных аэрогелей, имеющих внутреннюю степень пористости, которая не уменьшается после погружения в смачивающую жидкость, и их смесей, причём гранулированный наполнитель имеет характерный размер gy частиц, стабильную кажущуюся плотность ϕay после уплотнения, которая соответствует состоянию максимальной уплотнённости упомянутого гранулированного наполнителя, имеющего упомянутый характерный размер gy частиц, и истинную плотность ϕvy;
смешивают по меньшей мере порошкообразный изоляционный материал и гранулированный наполнитель, причём порошкообразный изоляционный материал присутствует в массовой доле x, а гранулированный наполнитель присутствует в массовой доле y, при этом x + y ≥ 90%, x ≥ 25% и y ≥ 5%;
помещают смесь в отсек изоляционной секции в состоянии уплотнённости, так что:
истинная плотность порошкообразного изоляционного материала в смеси между зёрнами гранулированного наполнителя меньше, чем упомянутая стабильная истинная плотность ϕvx,
кажущаяся плотность гранулированного наполнителя в смеси меньше, чем стабильная кажущаяся плотность ϕay после уплотнения, и
кажущаяся плотность MVmel смеси больше или равна
ϕay * ϕax /(y * ϕax + (1 – y) * ϕay) и ϕex /[1 – y * (1 – ϕex /ϕvy)].
2. Способ изготовления изоляционной секции по п. 1, в котором порошкообразный изоляционный материал и гранулированный наполнитель однородно смешивают путём механического перемешивания.
3. Изоляционная секция для герметичного и теплоизоляционного резервуара, предназначенного для хранения смачивающей жидкости, при этом смачивающая жидкость выбрана из сжиженного природного газа, сжиженного нефтяного газа, жидкого метана, жидкого этана, жидкого пропана, жидкого азота, жидкого воздуха, жидкого аргона, жидкого ксенона, жидкого неона и жидкого водорода, причём изоляционная секция содержит по меньшей мере один отсек, и
порошкообразный изоляционный наполнитель, размещённый в упомянутом отсеке, причём изоляционный наполнитель содержит смесь по меньшей мере:
x% по массе порошкообразного изоляционного материала, выбранного из пирогенных кремнезёмов, кремнезёмных аэрогелей и их смесей, причём упомянутый порошкообразный изоляционный материал имеет:
характерный размер gx частиц,
стабильную истинную плотность ϕvx для смачивающей жидкости, которая соответствует истинной плотности упомянутого порошкообразного изоляционного материала, имеющего упомянутый характерный размер gx частиц, после погружения в смачивающую жидкость,
стабильную кажущуюся плотность ϕax для смачивающей жидкости, которая соответствует пороговой кажущейся плотности упомянутого порошкообразного изоляционного материала, за пределами которой порошкообразный изоляционный материал, имеющий упомянутый характерный размер gx частиц, не испытывает уплотнения после погружения в смачивающую жидкость, и
стабильную кажущуюся плотность ϕex после уплотнения, которая соответствует состоянию максимальной уплотнённости упомянутого порошкообразного изоляционного материала, имеющего упомянутый характерный размер gx частиц;
y% по массе гранулированного наполнителя, выбранного из перлитов, полых стеклянных сфер, гранул вспененного полимерного материала, гранулированных аэрогелей, имеющих внутреннюю степень пористости, которая не уменьшается после погружения в смачивающую жидкость, и их смесей, причем гранулированный наполнитель имеет характерный размер gy частиц, стабильную кажущуюся плотность ϕay после уплотнения, которая соответствует состоянию максимальной уплотненности упомянутого гранулированного наполнителя, имеющего упомянутый характерный размер gy частиц, и истинную плотность ϕvy;
при этом x + y ≥ 90%, x ≥ 25% и y ≥ 5%;
причём истинная плотность порошкообразного изоляционного материала в смеси между зёрнами гранулированного наполнителя меньше, чем стабильная истинная плотность ϕvx;
кажущаяся плотность гранулированного наполнителя в смеси меньше, чем стабильная кажущаяся плотность ϕay после уплотнения, и
кажущаяся плотность MVmel смеси больше или равна
ϕay * ϕax /(y * ϕax + (1 – y) * ϕay) и ϕex /[1 – y * (1 –ϕex /ϕvy)].
4. Изоляционная секция по п. 3, в которой кажущаяся плотность смеси составляет менее 250 кг/м3, предпочтительно в диапазоне от 50 до 220 кг/м3 и более предпочтительно в диапазоне от 60 до 190 кг/м3.
5. Изоляционная секция по п. 3 или 4, в которой смесь имеет теплопроводность менее 45 мВт/(м∙К) при температуре 20°C и нормальном атмосферном давлении, предпочтительно в диапазоне от 25 до 35 мВт/(м∙К) при температуре 20°C и нормальном атмосферном давлении.
6. Изоляционная секция по любому из пп. 3-5, в которой гранулированный наполнитель имеет средний размер частиц в диапазоне от 10 мкм до 5 мм, предпочтительно в диапазоне от 20 мкм до 2 мм и более предпочтительно в диапазоне от 25 мкм до 1 мм.
7. Изоляционная секция по любому из пп. 3-6, в которой гранулированный наполнитель имеет зёрна, отношение массы к внешнему объёму которых составляет менее 500 кг/м3, предпочтительно менее 200 кг/м3, более предпочтительно в диапазоне от 30 до 150 кг/м3.
8. Изоляционная секция по любому из пп. 3-7, в которой гранулированный наполнитель содержит вспученный перлит.
9. Изоляционная секция по любому из пп. 3-7, в которой гранулированный наполнитель содержит полые сферы, изготовленные из стекла или полимерного материала.
10. Изоляционная секция по любому из пп. 3-9, в которой гранулированный наполнитель сам по себе имеет теплопроводность менее 100 мВт/(м∙К) при температуре 20°C и нормальном атмосферном давлении.
11. Изоляционная секция по любому из пп. 3-10, в которой порошкообразный изоляционный материал содержит гидрофобный пирогенный кремнезём.
12. Изоляционная секция по любому из пп. 3-11, в которой порошкообразный изоляционный материал имеет средний размер частиц менее 300 мкм, предпочтительно менее 200 мкм и более предпочтительно в диапазоне от 2 до 100 мкм.
13 Изоляционная секция по любому из пп. 3-12, в которой x ≥ 50%.
14. Изоляционная секция по любому из пп. 3-13, в которой y ≥ 5%, предпочтительно y ≥ 10% и более предпочтительно y ≥ 15%.
15. Изоляционная секция по любому из пп. 3-14, в которой изоляционный наполнитель содержит z% по массе поглотителя инфракрасного излучения, причём z < 10%.
16. Изоляционная секция по п. 15, в которой изоляционная часть смеси, состоящая из порошкообразного изоляционного материала и поглотителя инфракрасного излучения, имеет:
характерный размер gxz частиц;
стабильную кажущуюся плотность ϕaxz, которая соответствует пороговой кажущейся плотности упомянутой изоляционной части смеси, за пределами которой упомянутая изоляционная часть смеси, имеющая характерный размер gxz частиц, не испытывает уплотнения после погружения в смачивающую жидкость, и
стабильную кажущуюся плотность ϕexz после уплотнения, которая соответствует состоянию максимальной уплотнённости изоляционной части смеси, состоящей из порошкообразного изоляционного материала и порошкообразного поглотителя инфракрасного излучения, имеющей упомянутый характерный размер gxz частиц;
в котором кажущаяся плотность MVmel смеси также больше или равна
ϕay * ϕaxz /(y * ϕaxz + (1 – y) * ϕay) и ϕexz /[1 – y * (1 – ϕexz /ϕvy)].
17. Изоляционная секция по п.15 или 16, в которой поглотитель инфракрасного излучения выбран из углеродной сажи, графита, карбида кремния, оксидов титана и их смесей.
18. Изоляционная секция по любому из пп. 3-17, содержащая нижнюю панель, покрывную панель и стенки, проходящие между нижней панелью и покрывной облицовочной панелью и образующие по меньшей мере один отсек.
19. Изоляционная секция по любому из пп. 3-18, в которой кажущаяся плотность порошкообразного изоляционного материала в смеси между зернами гранулированного наполнителя меньше, чем стабильная кажущаяся плотность φax порошкообразного изоляционного материала.
20. Герметичный и теплоизоляционный резервуар, содержащий по меньшей мере один теплоизолирующий барьер и уплотнительную мембрану, предназначенную для контакта с текучей средой, содержащейся в резервуаре, прилегающую к упомянутому теплоизолирующему барьеру, в котором теплоизолирующий барьер содержит множество изоляционных секций по любому из пп. 3-19.
21. Танкер (70) для транспортировки смачивающей жидкости, содержащий двойной корпус (72) и резервуар (71) по п. 20, расположенный в двойном корпусе.
22. Способ загрузки или разгрузки танкера (70) по п. 21, в котором текучую среду подают по изолированным трубопроводам (73, 79, 76, 81) из плавучего или берегового хранилища (77) в резервуар (71) танкера или наоборот.
23. Система передачи смачивающей жидкости, содержащая танкер (70) по п. 21, изолированные трубопроводы (73, 79, 76, 81), расположенные таким образом, чтобы соединять резервуар (71), установленный в корпусе танкера, с плавучим или береговым хранилищем (77), и насос для подачи потока смачивающей жидкости по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар танкера или наоборот.
