Герметичная стенка резервуара, содержащая уплотнительную мембрану
Изобретение относится к герметичной стенке резервуара для хранения текучей среды. Стенка содержит опорную поверхность (11), имеющую один паз (12), образованный в направлении толщины стенки резервуара и протяженный в продольном направлении, металлическую уплотнительную мембрану (50, 52), поддерживаемую опорной поверхностью (6, 11). Металлическая уплотнительная мембрана содержит одну металлическую опору (16), поддерживаемую опорной поверхностью (6, 11). Металлическая опора (16) содержит первое анкерное крыло и второе анкерное крыло, герметично соединенные друг с другом. Каждое из анкерных крыльев содержит верхний участок на опорной поверхности (11), основание, удерживаемое в пазу (12), и ответвление, соединяющее верхний участок с основанием. Ответвления анкерных крыльев выполнены с возможностью упругой деформации при изгибе в поперечном направлении для обеспечения возможности перемещения верхних участков анкерных крыльев относительно друг друга в поперечном направлении. Техническим результатом является увеличение прочности резервуара. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к области герметичных резервуаров, в частности, для хранения или транспортировки текучих сред и, в частности, герметичных и теплоизоляционных резервуаров для сжиженного газа при низкой температуре.
Герметичные и теплоизоляционные резервуары используются, в частности, для хранения сжиженного газа, например, сжиженного природного газа (СПГ) или сжиженного углеводородного газа (СУГ), который хранится при атмосферном давлении. Такие резервуары могут быть установлены на суше или на плавучей конструкции.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Например, из документов WO2012072906 или FR3054872 известны резервуары для хранения или транспортировки сжиженного газа при низкой температуре, в которых одна или каждая уплотнительная мембрана, в частности, основная уплотнительная мембрана, контактирующая с продуктом, содержащимся в резервуаре, состоит из тонких металлических листов, металлическими полосами, которые герметично соединены друг с другом для обеспечения герметичности резервуара.
В таком резервуаре упомянутые металлические полосы прикреплены к теплоизолирующему барьеру. В частности, верхняя поверхность теплоизолирующего барьера имеет паз, образованный в направлении толщины от верхней поверхности и протяженный в продольном направлении теплоизолирующего барьера. В пазу с возможностью скольжения установлена опора для присоединения сваркой, содержащая основание и ответвление, соединенное с основанием. Основание размещено в пазу так, чтобы удерживать опору для присоединения сваркой на теплоизоляционном барьере в направлении, перпендикулярном верхней поверхности. Ответвление опоры для присоединения сваркой выступает над верхней поверхностью.
По обе стороны от опоры для присоединения сваркой расположены две металлические полосы. Каждая из металлических полос имеет плоский средний участок, опирающийся на верхнюю поверхность. Металлические полосы также имеют выступающие боковые края. Выступающий край каждой из двух смежных металлических полос приварен по обе стороны от ответвления опоры для присоединения сваркой. Опора для присоединения сваркой обычно имеет меньшую толщину, чем полосы.
Таким образом, выступающие края со опорой для присоединения сваркой образуют деформируемые компенсаторы, обеспечивающие возможность поглощения усилий, связанных со сжатием герметичной мембраны, например, при загрузке криогенной жидкости в резервуар.
Такая мембрана может называться мембраной с внутренними компенсаторами, причем компенсаторы ориентированы внутрь резервуара.
Мембранные резервуары также известны из документа WO2015022473, в котором первая стенка резервуара и смежная вторая стенка резервуара образуют угловое соединение, причем резервуар дополнительно содержит герметичный угловой элемент, расположенный на угловом соединении. Пластины, смежные с угловым соединением, в данном случае соединены друг с другом с помощью двух усиливающих крыльев углового элемента в пазу. Таким образом, фиксация выполняется снаружи резервуара. Однако металлическая пластина, называемая угловым усилителем, также соединяет две пластины над опорной поверхностью, покрывая крепежную зону и усиливающие крылья углового соединения, так что на соединении между двумя пластинами мембраны отсутствуют какие-либо деформируемые компенсаторы.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Во время транспортировки текучей среды, содержащейся в герметичном резервуаре, в частности, когда резервуар не полностью заполнен, текучая среда плещется, перемещаясь от одной стенки к другой. Плескание текучей среды вызывает действие сил на стенки резервуара и, в частности, на выступающие части, например, выступающие края. В резервуарах известного уровня техники силы, действующие на выступающие края, могут приводить к изгибу выступающих краев. Изогнутые выступающие края больше не могут эффективно служить в качестве компенсаторов для поглощения сжатия мембраны, что может приводить к повреждению мембраны и нарушению герметичности резервуара.
Идея, лежащая в основе изобретения, заключается в снижении или предотвращении риска изгиба выступающих краев для предотвращения повреждения герметичного резервуара.
Другая идея, лежащая в основе изобретения, заключается в удержании деформируемых компенсаторов на уплотнительной мембране для поглощения усилий, связанных со сжатием мембраны.
Другая идея, лежащая в основе изобретения, заключается в обеспечении герметичной мембраны, которая может использоваться в герметичном резервуаре для транспортировки или хранения холодного продукта, и которая максимизирует полезный объем резервуара.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение предлагает герметичную стенку резервуара для хранения текучей среды, содержащую:
- опорную поверхность, содержащую, по меньшей мере, один паз, образованный в направлении толщины стенки резервуара и протяженный в продольном направлении;
- металлическую уплотнительную мембрану, поддерживаемую опорной поверхностью в продольном направлении, причем металлическая уплотнительная мембрана содержит по меньшей мере одну металлическую опору, предпочтительно множество металлических опор, поддерживаемых опорной поверхностью, при этом упомянутая металлическая опора содержит первое анкерное крыло и второе анкерное крыло, герметично соединенные друг с другом, каждое из анкерных крыльев содержит верхний участок, протяженный над опорной поверхностью в поперечном направлении, так что верхний участок первого анкерного крыла протяжен с одной стороны паза, а верхний участок второго анкерного крыла протяжен с другой стороны паза, причем каждое из анкерных крыльев также содержит основание, удерживаемое в пазу в опорной поверхности в направлении, перпендикулярном опорной поверхности, с некоторой степенью свободы в продольном направлении, и каждое из анкерных крыльев содержит ответвление, соединяющее верхний участок с основанием;
в которой ответвления анкерных крыльев выполнены с возможностью упругой деформации при изгибе в поперечном направлении для обеспечения возможности перемещения верхних участков анкерных крыльев относительно друг друга в поперечном направлении.
Благодаря этим признакам, герметичная стенка резервуара не имеет выступающих краев, образующих уплотнительную мембрану, но имеет, по меньшей мере, одну металлическую опору, таким образом, отсутствуют какие-либо выступающие части, подверженные воздействию сил от плескания текучей среды, и отсутствует риск изгиба этих выступающих краев. Кроме того, металлическая опора позволяет получить мембрану с наружными компенсаторами, причем один или более компенсаторов ориентированы к наружной стороне резервуара, и один или более компенсаторов обеспечивают возможность поглощения усилий, связанных со сжатием мембраны.
В соответствии с одним вариантом осуществления опорная поверхность содержит множество пазов, а уплотнительная мембрана содержит множество металлических опор, причем, по меньшей мере, одно основание анкерного крыла множества металлических опор удерживается в каждом из пазов.
В соответствии с одним вариантом осуществления, по меньшей мере, одна металлическая опора выполнена из металла любого типа, например, из нержавеющей стали.
В соответствии с одним вариантом осуществления по меньшей мере одна металлическая опора выполнена из металла, имеющего низкий коэффициент теплового расширения, например, этот металл может представлять собой сплав железа и никеля с коэффициентом теплового расширения от 1,2 до 2,0×10-6 K-1 или сплав железа с высоким содержанием марганца, коэффициент расширения которого обычно составляет порядка 7,5×10-6 K-1.
В соответствии с одним вариантом осуществления паз содержит расширяющуюся часть в месте, где он открывается. Расширяющаяся часть в месте, где паз открывается, может быть выполнена, например, с использованием фасок по обе стороны паза.
Таким образом, расширяющаяся часть в месте, где паз открывается, позволяет увеличить пространство, в котором могут деформироваться анкерные крылья, и, таким образом, усилить действие компенсаторов путем увеличения возможного поперечного перемещения верхних участков анкерных крыльев.
В соответствии с одним вариантом осуществления поперечный размер паза более чем в два раза превышает толщину анкерного крыла. Поперечный размер паза может превышать толщину анкерного крыла, например, более чем в пять раз.
Благодаря этим признакам, поперечный размер паза позволяет оставить зазор между металлической опорой и пазом, обеспечивая пространство, в котором могут деформироваться анкерные крылья, и, таким образом, усиливая действие компенсаторов мембраны.
В соответствии с одним вариантом осуществления анкерные крылья приварены друг к другу посредством основного продольного сварного шва в пазу.
Таким образом, сварной шов позволяет создать уплотнение между двумя анкерными крыльями. Кроме того, сварной шов выполнен в пазу, так как расстояние между верхним участком анкерного крыла и основным продольным сварным швом в направлении толщины стенки позволяет создать и усилить действие компенсаторов, необходимое для сжатия мембраны. В частности, чем больше расстояние между верхним участком анкерного крыла и основным продольным сварным швом, тем больше будет поперечное перемещение мембраны.
В соответствии с одним вариантом осуществления основной продольный сварной шов расположен на ответвлениях анкерных крыльев.
В соответствии с одним вариантом осуществления расстояние между верхним участком анкерного крыла и основным продольным сварным швом в направлении толщины стенки составляет от 15 мм до 50 мм.
В соответствии с одним вариантом осуществления металлическая опора содержит соединительную часть, которая герметично соединяет основания анкерных крыльев друг с другом в пазу.
Благодаря этим признакам, соединительная часть позволяет создать уплотнение между двумя анкерными крыльями. Кроме того, поскольку она соединяет основания каждого из анкерных крыльев, соединительная часть удалена от верхнего участка на длину ответвления анкерного крыла. Следовательно, плечи анкерных крыльев могут упруго деформироваться при изгибе по всей длине, что обеспечивает потенциально большее перемещение верхних участков в поперечном направлении.
В соответствии с одним вариантом осуществления металлическая уплотнительная мембрана содержит множество упомянутых металлических опор, расположенных параллельно друг другу, причем верхние участки анкерных крыльев двух смежных металлических опор непосредственно или опосредованно герметично соединены.
В соответствии с одним вариантом осуществления металлическая уплотнительная мембрана содержит металлическую полосу, лежащую на опорной поверхности, причем металлическая полоса расположена параллельно металлическим опорам, и первый край металлической полосы приварен к верхнему участку первого анкерного крыла первой из металлических опор посредством первого вспомогательного продольного сварного шва, а второй край металлической полосы приварен к верхнему участку второго анкерного крыла второй из металлических опор посредством второго вспомогательного продольного сварного шва.
В соответствии с одним вариантом осуществления металлическая уплотнительная мембрана содержит множество металлических полос, причем одна или каждая из упомянутых металлических полос расположена параллельно металлическим опорам.
Поэтому мембрана содержит одну или более металлических полос, а также одну или более металлических опор, соединяющих каждую из полос друг с другом для образования герметичного узла.
В соответствии с одним вариантом осуществления толщина металлической опоры больше или равна толщине металлической полосы.
В соответствии с одним вариантом осуществления толщина металлической опоры составляет от 0,7 до 1,5 мм, причем толщина полосы, например, меньше или равна 0,7 мм.
В соответствии с одним вариантом осуществления упомянутая металлическая полоса или полосы выполнены из металла любого типа, например, из нержавеющей стали.
В соответствии с одним вариантом осуществления упомянутая металлическая полоса или полосы сделаны из металла, имеющего низкий коэффициент теплового расширения, например, этот металл может представлять собой сплав железа и никеля с коэффициентом теплового расширения от 1,2 до 2,0×10-6 K-1 или сплав железа с высоким содержанием марганца, коэффициент расширения которого обычно составляет порядка 7,5×10-6 K-1.
В соответствии с одним вариантом осуществления один конец металлической полосы расположен между опорной поверхностью и верхним участком анкерного крыла, и вспомогательный продольный сварной шов выполнен на верхнем участке, например, на одном конце верхнего участка, для соединения металлической полосы с верхним участком.
Благодаря этим признакам, размещение верхнего участка анкерных крыльев на металлических полосах позволяет облегчить сварку металлических листов разной толщины.
В соответствии с одним вариантом осуществления поперечное сечение металлической полосы содержит плоский средний участок, лежащий на опорной поверхности, и по меньшей мере один смещенный участок, расположенный параллельно и на расстоянии от опорной поверхности, причем верхний участок анкерного крыла расположен между опорной поверхностью и смещенным участком, и вспомогательный продольный сварной шов, соединяющий упомянутый верхний участок и край металлической полосы, выполнен на смещенном участке металлической полосы.
Эти особенности упрощают крепление анкерного крыла к полосе, так как перекрытие смещенного участка и верхнего участка облегчает сварку, а также позволяет обеспечить производственный допуск для крупных деталей.
В соответствии с одним вариантом осуществления смещенный участок образован путем штамповки одного конца металлической полосы или путем приваривания связующей пластины к одному концу металлической полосы.
В соответствии с одним вариантом осуществления одна или более металлических полос имеют два смещенных участка по обе стороны от плоского среднего участка.
В соответствии с одним вариантом осуществления расстояние между опорной поверхностью и смещенным участком по существу равно или превышает толщину верхнего участка анкерного крыла, предпочтительно по существу равно.
В соответствии с одним вариантом осуществления поперечное сечение верхнего участка металлической опоры содержит плоский участок, лежащий на опорной поверхности, и по меньшей мере один смещенный участок, расположенный параллельно и на расстоянии от опорной поверхности, причем часть металлической полосы расположена между опорной поверхностью и смещенным участком, и вспомогательный продольный сварной шов, соединяющий упомянутый верхний участок и край металлической полосы, выполнен на смещенном участке верхнего участка.
В соответствии с одним вариантом осуществления паз представляет собой основной паз, и опорная поверхность содержит по меньшей мере один вспомогательный паз, образованный в направлении толщины и протяженный в продольном направлении вблизи, предпочтительно в непосредственной близости от основного паза, и по меньшей мере одна часть или верхний участок анкерного крыла расположен во вспомогательном пазу. По меньшей мере, одна часть или верхний участок анкерного крыла, расположенный во вспомогательном пазу, может быть расположен, например, под металлической полосой.
Таким образом, крепление анкерного крыла к полосе упрощается, так как перекрытие полосы и верхнего участка, расположенного во вспомогательном пазу, упрощает сварку, а также позволяет обеспечить производственный допуск для крупных деталей.
В соответствии с одним вариантом осуществления герметичная стенка резервуара включает в себя теплоизоляционный слой во вспомогательном пазу под верхним участком анкерного крыла.
В соответствии с одним вариантом осуществления опорная поверхность содержит два вспомогательных паза по обе стороны от основного паза.
В соответствии с одним вариантом осуществления размер вспомогательного паза в направлении толщины по существу равен или превышает толщину верхнего участка анкерного крыла.
В соответствии с одним вариантом осуществления размер вспомогательного паза в поперечном направлении по существу равен или превышает размер верхнего участка анкерного крыла в поперечном направлении.
В соответствии с одним вариантом осуществления паз имеет входную зону, которая протяжена в направлении толщины, причем паз содержит удерживающую зону, расположенную под входной зоной и протяженную параллельно опорной поверхности на ширину больше, чем входная зона, и основание, по меньшей мере, одного анкерного крыла металлической опоры размещено в удерживающей зоне.
В соответствии с одним вариантом осуществления удерживающая зона протяжена параллельно опорной поверхности по обе стороны от входной зоны.
В соответствии с одним вариантом осуществления основание одного или каждого из анкерных крыльев имеет плоскую форму.
В соответствии с одним вариантом осуществления паз содержит, по меньшей мере, один крепежный элемент, причем крепежный элемент выполнен с возможностью удержания одного из оснований металлической опоры в пазу, предпочтительно паз содержит два крепежных элемента для удержания основания первого анкерного крыла и основания второго анкерного крыла.
В соответствии с одним вариантом осуществления одно из оснований металлической опоры имеет скругленную форму, а крепежный элемент имеет взаимосоответствующий скругленный участок, так что основание металлической опоры и скругленный участок крепежного элемента входят друг в друга. Предпочтительно каждое из двух оснований металлической опоры имеет скругленную форму, и каждый из двух крепежных элементов имеет взаимосоответствующий скругленный участок, так что соответствующее основание металлической опоры и скругленный участок крепежного элемента входят друг в друга.
В соответствии с одним вариантом осуществления герметичная стенка резервуара содержит теплоизолирующий барьер, содержащий верхнюю панель, включающую в себя опорную поверхность. Теплоизолирующий барьер может быть изготовлен множеством способов в соответствии с технологией, описанной, например, в публикациях FR-A-2798902, WO-A-2017103500 или WO-A-2017207938.
В соответствии с одним вариантом осуществления теплоизолирующий барьер представляет собой основной теплоизолирующий барьер, а уплотнительная мембрана представляет собой основную уплотнительную мембрану, и герметичная стенка резервуара содержит вспомогательный теплоизолирующий барьер и вспомогательную уплотнительную мембрану, расположенные под основным теплоизолирующим барьером.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение предлагает многогранный герметичный резервуар, содержащий множество герметичных стенок резервуара, герметично соединенных друг с другом для образования многогранного внутреннего пространства для хранения текучей среды, в котором одна или более упомянутых герметичных стенок резервуара представляют собой герметичную стенку резервуара, как описано выше.
В соответствии с другими предпочтительными вариантами осуществления резервуар может иметь один или более следующих признаков.
В соответствии с вариантами осуществления резервуар может содержать одну или более стенок резервуара из следующего списка:
верхняя стенка,
нижняя стенка,
одна или более боковых стенок коффердама, соединяющих нижнюю стенку с верхней стенкой,
одна или более боковых стенок, соединяющих боковую стенку или стенки коффердама,
одна или более нижних стенок, образующих наклонные поверхности, соединяющие боковую стенку или стенки с нижней стенкой, и
одна или более верхних стенок, образующих наклонные поверхности, соединяющие боковую стенку или стенки с верхней стенкой;
Одна или более перечисленных стенок резервуара могут представлять собой стенку резервуара, как описано выше.
Резервуар может быть частью берегового хранилища, например, для хранения СПГ, или может быть установлен на плавучей прибрежной или глубоководной конструкции, в частности, на судне для перевозки СПГ, на плавучей установке для регазификации и хранения газа (FSRU), на плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) и т.п.Резервуар также может использоваться в качестве топливного бака на судне любого типа.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также предлагает судно для транспортировки жидкого продукта, причем судно содержит корпус и резервуар в соответствии с изобретением, расположенный в корпусе.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение предлагает способ загрузки или разгрузки судна, в котором жидкий продукт подают по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в герметичный резервуар судна или из герметичного резервуара судна в плавучее или береговое хранилище.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение также обеспечивает систему передачи жидкого продукта, причем система содержит вышеупомянутое судно, изолированные трубопроводы, расположенные так, чтобы соединять герметичный резервуар, установленный в корпусе судна, с плавучим или береговым хранилищем, и насос для подачи потока холодного жидкого продукта по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в герметичный резервуар судна или из герметичного резервуара судна в плавучее или береговое хранилище.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение станет более понятным, и другие задачи, подробности, признаки и преимущества станут более очевидными из следующего далее описания нескольких конкретных вариантов осуществления изобретения, приведенных исключительно в качестве неограничивающей иллюстрации, со ссылкой на приложенные чертежи.
Фиг. 1 представляет местный вид в перспективе с вырезом стенки герметичного и теплоизоляционного резервуара в соответствии с изобретением.
Фиг. 2 представляет схематический вид в разрезе металлической опоры, прикрепленной к опорной поверхности, причем основания опоры являются плоскими.
Фиг. 3 представляет схематический вид в разрезе металлической опоры, прикрепленной к опорной поверхности, причем основания опоры являются плоскими, и опора приварена под металлическими полосами.
Фиг. 4 представляет схематический вид в разрезе металлической опоры, прикрепленной к опорной поверхности, причем основания опоры являются скругленными и прикреплены к крепежным элементам, и опора приварена к металлическим полосам.
Фиг. 5 представляет местный вид в перспективе металлической опоры, прикрепленной к опорной поверхности, в соответствии с фиг. 4.
Фиг. 6 представляет схематический вид в разрезе металлической опоры, прикрепленной к опорной поверхности, причем поверхность имеет вспомогательный паз.
Фи. 7 представляет схематический вид в разрезе металлической опоры, прикрепленной к опорной поверхности, причем опора приварена над металлическими полосами.
Фиг. 8 схематически иллюстрирует вид с вырезом судна, содержащего герметичный резервуар для хранения текучей среды, и терминал для загрузки/разгрузки этого резервуара.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
В приведенном ниже описании уплотнительная мембрана упоминается в контексте герметичного резервуара. Такой резервуар содержит внутреннее пространство, образованное множеством стенок резервуара, предназначенное для заполнения, например, горючим или негорючим газом. Газ, в частности, может представлять собой сжиженный природный газ (СПГ), то есть газовую смесь, содержащую в основном метан, а также один или более других углеводородов, например, этан, пропан, н-бутан, изобутан, н-пентан, изопентан, неопентан и азот в небольших пропорциях. Газ также может представлять собой этан или сжиженный углеводородный газ (СУГ), то есть смесь углеводородов, полученных при переработке нефти, содержащую в основном пропан и бутан.
Условно продольное направление определено направлением длины стенки резервуара. Направление толщины определено направлением толщины стенки резервуара. Поперечное направление определено направлением ширины стенки резервуара. Продольное направление, поперечное направление и направление толщины образуют трехмерную ортогональную систему координат.
Уплотнительная мембрана 50, 52 опирается на опорную поверхность 11, образованную теплоизолирующим барьером 51, 53 резервуара 71. Уплотнительная мембрана 50, 52 имеет повторяющуюся конструкцию, содержащую чередующиеся, с одной стороны, полосы 22 листового металла, расположенные на опорной поверхности 11, а, с другой стороны, вытянутые металлические опоры 16, соединенные с опорной поверхностью 11 и проходящие параллельно полосам 22 листового металла по меньшей мере по участку длины полос 22 листового металла. Один конец полос 22 листового металла приварен к смежным металлическим опорам 16. Такая конструкция, например, используется в резервуарах NO96 для судов для перевозки СПГ, продаваемых Заявителем.
Обратимся к фиг. 1, несущая конструкция судна в данном случае образована внутренней стенкой 1 двойного корпуса 72 судна 70. Как известно, резервуар 71 содержит вспомогательный теплоизолирующий барьер 53, закрепленный на несущей конструкции судна 70. Вспомогательный теплоизолирующий барьер 53 состоит из множества параллелепипедных вспомогательных изоляционных секций 2, расположенных смежно друг с другом и по существу покрывающих внутреннюю поверхность несущей конструкции.
Каждая вспомогательная изоляционная секция 2 состоит из параллелепипедного ящика из фанеры, внутри которого имеются несущие перегородки 3 и ненесущие перегородки 4, предназначенные только для относительного позиционирования несущих перегородок 3, причем упомянутые перегородки расположены между нижней панелью 5 из фанеры и верхней панелью 6 из фанеры. Нижняя панель 5 секций 2 выступает в боковом направлении с двух коротких сторон секции, так что в каждом углу секции на выступающей части закреплены планки 7, имеющие толщину упомянутой выступающей части. Планки 7 взаимодействуют с элементами крепления секции 2 к несущей конструкции.
Каждая секция 2 заполнена теплоизоляционным материалом, например, перлитом или стекловатой. Нижняя панель 5 каждой секции 2 опирается на валики 8 из полимеризуемой смолы, которые, в свою очередь, опираются на несущую конструкцию 1 через крафт-бумагу 9 для предотвращения прилипания смолы клеевого валика к несущей конструкции и обеспечения возможности динамической деформации несущей конструкции без воздействия усилий на секции 2 из-за упомянутой деформации. Задача валиков 8 полимеризуемой смолы состоит в том, чтобы компенсировать различия между теоретической поверхностью, предусмотренной для несущей конструкции, и несовершенной поверхностью, получаемой из-за производственных допусков. Верхние панели 6 вспомогательных изоляционных секций 2 также содержат пару параллельных пазов 12, например, по существу в виде перевернутой буквы I, L или T, для приема металлических опор 16, например, L-образной, T-образной или J-образной формы.
Металлические опоры 16 имеют первое анкерное крыло 17 и второе анкерное крыло 18, соединенные друг с другом для образования герметичной металлической опоры 16. Каждое из анкерных крыльев 17, 18 включает в себя верхний участок 21, проходящий над опорной поверхностью 11 в поперечном направлении. Верхний участок 21 первого анкерного крыла 17 проходит с одной стороны паза 12, тогда как верхний участок 21 второго анкерного крыла 18 проходит с другой стороны паза 12.
Каждое из анкерных крыльев 17, 18 также включает в себя основание 19, удерживаемое в пазу 12 опорной поверхности 11 в направлении, перпендикулярном опорной поверхности 11, со степенью свободы в продольном направлении. Каждое из анкерных крыльев 17, 18 дополнительно включает в себя ответвление 20, соединяющее верхний участок 21 с основанием 19.
Вспомогательная уплотнительная мембрана 52 состоит из множества металлических полос 22, имеющих толщину порядка 0,7 мм. Концы каждой металлической полосы 22 приварены к вышеупомянутым металлическим опорам на верхних участках 21 анкерных крыльев 17, 18. Металлические полосы 22 выполнены либо из прочного металла, например, нержавеющей стали, либо из металла, имеющего низкий коэффициент теплового расширения, например, этот металл может представлять собой сплав железа и никеля с коэффициентом теплового расширения от 1,2 до 2,0×10-6 K-1 или сплав железа с высоким содержанием марганца, коэффициент расширения которого обычно составляет порядка 7,5×10-6 K-1.
На вспомогательной уплотнительной мембране 52 установлен основной теплоизолирующий барьер 51, который также состоит из множества основных изоляционных секций 10, конструкция которых аналогична конструкции вспомогательных изоляционных коробов 2. Каждая основная изоляционная секция 10 состоит из прямоугольного параллелепипедного ящика из фанеры, высота которого меньше, чем у секции 2, заполненного материалом, например, перлитом или стекловатой. Основные изоляционные секции 10 также включают в себя несущие внутренние перегородки, нижнюю панель и верхнюю панель 11.
Верхние панели 11 имеют два паза 12, например, по существу в виде перевернутой буквы I, L или T, для приема металлической опоры 16, к которой приварены концы полос 22 основной уплотнительной мембраны 50.
Пазы 12 в направлении толщины теплоизолирующего барьера 51, 53 могут иметь удерживающую зону 14, которая протяжена параллельно опорной поверхности 11. Удерживающая зона 14 проходит на конце паза 12, противоположном опорной поверхности 11 в направлении толщины теплоизолирующего барьера 51, 53. Таким образом, паз 12 имеет L-образное сечение, основание которого образовано удерживающей зоной 14.
В случае T-образной металлической опоры 16, паз 12 имеет T-образное сечение, основание которого образовано удерживающей зоной 14, расположенной по обе стороны от входной зоны 13 паза 12. Основания 19 металлической опоры 16 размещены в удерживающей зоне 14 для удержания металлической опоры 16 на теплоизолирующем барьере в направлении, перпендикулярном опорной поверхности 11.
В случае J-образной металлической опоры 16, паз 12 имеет I-образное или L-образное сечение. Паз 12 может иметь удерживающую зону 14, но это является дополнением. Следовательно, паз может иметь только входную зону 13. Паз 12 содержит крепежный элемент 26 в виде перевернутой буквы J, имеющий скругленный участок 27, взаимосоответствующий одному из оснований 19 металлической опоры 16, которое также имеет скругленную форму для фиксации в скругленном участке 27 крепежного элемента 26 с целью удержания металлической опоры 16 на теплоизоляционном барьере в направлении, перпендикулярном опорной поверхности 11. Предпочтительно паз 12 включает в себя два крепежных элемента 26 по обе стороны паза 12 для удержания основания 19 первого анкерного крыла 17 и основания 19 второго анкерного крыла 18.
Фигуры 2-6 иллюстрируют множество вариантов осуществления металлической опоры 16, прикрепленной к опорной поверхности 11.
В каждом из различных вариантов осуществления может использоваться металлическая опора 16 с основаниями 19, размещенными в удерживающей зоне 14 паза 12, показанная, например, на фиг.2, или металлическая опора 16 со скругленными основаниями 19, каждое из которых взаимодействует с взаимосоответствующим скругленным участком 27 крепежного элемента 26, закрепленного в пазу 12, показанная, например, на фиг.4, или металлическая опора 16 со скругленными основаниями 19, каждое из которых взаимодействует с взаимосоответствующим скругленным участком 27 крепежного элемента 26, закрепленного в удерживающей зоне 14 паза 12.
Фиг. 2 иллюстрирует вариант осуществления металлической опоры 16, прикрепленной к опорной поверхности 11. В этом варианте осуществления анкерные крылья 17, 18 металлической опоры 16 вплотную приварены друг к другу, так что основание 19 анкерного крыла 17, 18 обращено в направлении от другого анкерного крыла 18, 17. Анкерные крылья 17, 18 приварены посредством основного продольного сварного шва 28 в пазу 12 и на расстоянии от верхних участков 21 анкерных крыльев 17, 18. Основной продольный сварной шов 28 выполнен на плечах 20 анкерных крыльев 17, 18. Участок плеч 20 над основным продольным сварным швом 28 и верхние участки 21 металлической опоры 16 образуют деформируемые компенсаторы, которые в случае, когда металлическая опора 16 является частью уплотнительной мембраны, обеспечивают поглощение усилий, связанных с тепловым сжатием мембраны.
В варианте осуществления, показанном на фиг.2, уплотнительная мембрана 50, 52 может состоять из множества металлических опор 16, каждая из которых расположена в пазу 12 в теплоизолирующем барьере 51, 53, так что металлические опоры 16 могут быть непосредственно приварены друг к другу на смежных верхних участках 21, образуя герметичный узел.
Фиг. 3 иллюстрирует другой вариант осуществления металлической опоры 16, прикрепленной к опорной поверхности 11. Этот вариант осуществления отличается от варианта осуществления, показанного на фиг.2, тем, что металлические опоры 16 непосредственно не приварены друг к другу. В частности, уплотнительная мембрана 50, 52 содержит множество металлических полос 22. Металлические полосы 22 расположены параллельно друг другу на опорной поверхности 11. Верхний участок 21 первого анкерного крыла 17 приварен посредством вспомогательного продольного сварного шва 29 к металлической полосе 22, а верхний участок 21 второго анкерного крыла 18 приварен посредством вспомогательного продольного сварного шва 29 к смежной металлической полосе 22.
Кроме того, поперечное сечение каждой металлической полосы 22 имеет плоский средний участок 23, лежащий на опорной поверхности 11, и, по меньшей мере, один смещенный участок 24, расположенный параллельно и на расстоянии от опорной поверхности 11. Смещенный участок 24 расположен на одном конце плоского среднего участка 23. Таким образом, верхний участок 21 анкерного крыла 17, 18 расположен между опорной поверхностью 11 и смещенным участком 24. Таким образом, вспомогательные продольные сварные швы 29, соединяющие один из упомянутых верхних участков 21 и одну из упомянутых металлических полос 22, выполнены на смещенном участке 24 металлических полос 22. Таким образом, смещенный участок 24 обеспечивает перекрытие металлической полосы 22 и металлической опоры 16.
Фигуры 4 и 5 иллюстрируют другой вариант осуществления металлической опоры 16, прикрепленной к опорной поверхности 11. Этот вариант осуществления отличается от варианта осуществления, показанного на фиг.3, формой паза, формой оснований 19 и соединением между основаниями 19 и пазом 12. В частности, в этом варианте осуществления уплотнительная мембрана 50, 52 содержит металлическую опору 16 со скругленными основаниями 19, каждое из которых взаимодействует с взаимосоответствующим скругленным участком 27 крепежного элемента 26, закрепленного в пазу 12.
Фиг. 6 показывает другой вариант осуществления металлической опоры 16, прикрепленной к опорной поверхности 11. Этот вариант осуществления отличается от варианта осуществления, показанного на фиг.3, тем, что анкерные крылья не соединены друг с другом сваркой, а металлические полосы 22 не имеют смещенного участка 24. В частности, в этом варианте осуществления металлическая опора 16 содержит соединительную часть 30, которая герметично соединяет основания 19 анкерных крыльев 17, 18 друг с другом в пазу 12. Следовательно, необязательно приваривать плечи анкерных крыльев друг к другу. Кроме того, опорная поверхность 11 содержит два вспомогательных паза 15, образованных в направлении толщины и протяженных в продольном направлении в непосредственной близости от основного паза 12. Таким образом, верхние участки 21 анкерных крыльев расположены во вспомогательных пазах 15, так что, по меньшей мере, часть верхних участков 21 проходит под металлической полосой 22. Таким образом, в этом варианте осуществления перекрытие металлической полосы 22 и металлической опоры 16 обеспечивается не за счет смещенного участка 24, а за счет вспомогательных пазов 15.
Во вспомогательном пазу 15 под верхним участком 21 анкерного крыла 17, 18 расположен теплоизоляционный слой 25. Кроме того, в варианте осуществления, показанном на фиг.6, основной паз 12 содержит расширяющуюся часть 31, выполненную на верхнем конце основного паза 12. Расширяющаяся часть 31 образована фасками на стенках основного паза 12. Расширяющаяся часть 31 позволяет увеличить пространство, в котором могут деформироваться анкерные крылья 17, 18.
Технология изготовления герметичной стенки резервуара, описанная выше, может использоваться для резервуаров разных типов, например, для изготовления герметичной стенки резервуара для хранения СПГ в береговом сооружении или на плавучей конструкции, например, на судне для перевозки СПГ или т.п.
Фиг. 7 иллюстрирует другой вариант осуществления металлической опоры 16, прикрепленной к опорной поверхности 11. Этот вариант осуществления отличается от варианта осуществления, показанного на фиг. 3, тем, что верхний участок 21 анкерного крыла 17, 18 не расположен между опорной поверхностью 11 и металлической полосой 22. В частности, уплотнительная мембрана 50, 52 содержит множество металлических полос 22. Металлические полосы 22 расположены параллельно друг другу на опорной поверхности 11. Верхний участок 21 первого анкерного крыла 17 приварен посредством вспомогательного продольного сварного шва 29 к металлической полосе 22, а верхний участок 21 второго анкерного крыла 18 приварен посредством вспомогательного продольного сварного шва 29 к смежной металлической полосе 22.
В отличие от фиг. 3, металлические полосы 22 в варианте осуществления, показанном на фиг. 7, не имеют смещенного участка. Металлические полосы 22 в данном случае являются по существу плоскими, так что часть металлической полосы после сборки находится между опорной поверхностью 11 и верхним участком 11 анкерного крыла 17, 18. Таким образом, вспомогательный продольный сварной шов 29 выполнен на одном конце верхнего участка 21 для соединения металлической полосы 22 с металлической опорой 16.
Во время сборки уплотнительной мембраны стенки резервуара металлические опоры 16 вставляют в основные пазы 12, при этом анкерные крылья 17, 18 уже приварены друг к другу посредством основного продольного сварного шва 28. Затем металлические полосы 22 вставляют под верхние участки 21 двух смежных металлических опор 16 на опорной поверхности 11, что позволяет приварить металлические полосы 22 в поперечном направлении. Затем металлические полосы 22 приваривают к верхним участкам 21 смежных металлических опор посредством вспомогательного продольного сварного шва 29 для получения уплотнительной мембраны.
Вспомогательный продольный сварной шов 29 может быть выполнен на боковом торцевом крае верхнего участка 21, как показано, или на расстоянии от края.
В варианте осуществления, который не показан, могут быть объединены варианты осуществления, показанные, например, на фигурах 3, 6 и 7. В частности, металлическая полоса 22 содержит плоский средний участок, лежащий на опорной поверхности, и смещенный участок 23, как на фиг. 3, параллельный опорной поверхности 11, но в то же время расположенный во вспомогательном пазу 15, как на фиг. 6. Таким образом, металлическая опора 16 расположена на смещенном участке 23, так что смещенный участок расположен между верхним участком 21 анкерного крыла 17, 18 и нижней частью вспомогательного паза 15. Таким образом, вспомогательный продольный сварной шов 29 выполнен на верхнем участке 21 и на смещенном участке 23 для соединения металлической опоры 16 с металлической полосой 22.
Со ссылкой на фиг. 8 вид с вырезом судна 70 для перевозки СПГ иллюстрирует герметичный и изолированный резервуар 71, обычно, призматической формы, установленный в двойном корпусе 72 судна. Стенка резервуара 71 содержит основной герметичный барьер, контактирующий с СПГ, содержащимся в резервуаре, вспомогательный герметичный барьер, расположенный между основным герметичным барьером и двойным корпусом 72 судна, и два изолирующих барьера, расположенных соответственно между основным герметичным барьером и вспомогательным герметичным барьером и между вспомогательным герметичным барьером и двойным корпусом 72.
Как известно, трубопроводы 73 загрузки/разгрузки, расположенные на верхней палубе судна, могут быть соединены с помощью соответствующих соединителей с морским или портовым терминалом для передачи СПГ в резервуар 71 или из него.
Фиг. 8 показывает пример морского терминала, содержащего станцию 75 загрузки и разгрузки, подводный трубопровод 76 и береговое сооружение 77. Станция 75 загрузки и разгрузки представляет собой прибрежное стационарное сооружение, содержащее подвижную стрелу 74 и башню 78, которая поддерживает подвижную стрелу 74. Подвижная стрела 74 содержит связку изолированных гибких трубопроводов 79, которые могут быть соединены с трубопроводами 73 загрузки и разгрузки. Ориентируемая подвижная стрела 74 может регулироваться для адаптации к судам для перевозки СПГ всех размеров. Внутри башни 78 проходит соединительный трубопровод (не показан). Станция 75 загрузки и разгрузки позволяет выполнять загрузку и разгрузку судна 70 для перевозки СПГ из берегового сооружения 77 и на него. Сооружение содержит резервуары 80 для хранения сжиженного газа и соединительные трубопроводы 81, соединенные подводным трубопроводом 76 со станцией 75 загрузки или разгрузки. Подводный трубопровод 76 позволяет передавать сжиженный газ между станцией 75 загрузки или разгрузки и береговым сооружением 77 на большое расстояние, например, 5 км, что позволяет останавливать судно 70 для перевозки СПГ на большом расстоянии от берега во время операций загрузки и разгрузки.
Для создания давления, необходимого для передачи сжиженного газа, используются насосы, установленные на борту судна 70, и/или насосы, установленные в береговом сооружении 77, и/или насосы, установленные на станции 75 загрузки и разгрузки.
Хотя изобретение описано со ссылкой на несколько конкретных вариантов осуществления, очевидно, что оно никоим образом не ограничивается ими, и что оно включает в себя все технические эквиваленты описанных средств, а также их сочетания, если они находятся в пределах объема изобретения.
Использование глагола «содержать» или «включать в себя» и производных форм не исключает наличия других элементов или других этапов в дополнение к указанным в пункте формулы изобретения.
В формуле изобретения любая ссылочная позиция в скобках не должна интерпретироваться как ограничение пункта формулы изобретения.
1. Герметичная стенка резервуара для хранения текучей среды, содержащая
опорную поверхность (11), имеющую по меньшей мере один паз (12), образованный в направлении толщины стенки резервуара и протяженный в продольном направлении,
металлическую уплотнительную мембрану (50, 52), поддерживаемую опорной поверхностью (11) и протяженную в продольном направлении, причем металлическая уплотнительная мембрана (50, 52) содержит по меньшей мере одну металлическую опору (16), поддерживаемую опорной поверхностью (11), при этом упомянутая металлическая опора (16) содержит первое анкерное крыло (17) и второе анкерное крыло (18), герметично соединенные друг с другом, каждое из анкерных крыльев (17, 18) содержит верхний участок (21), протяженный над опорной поверхностью (11) в поперечном направлении, так что верхний участок первого анкерного крыла (17) протяжен с одной стороны паза (12), а верхний участок (21) второго анкерного крыла (18) протяжен с другой стороны паза (12), причем каждое из анкерных крыльев (17, 18) также содержит основание (19), удерживаемое в пазу в опорной поверхности (11) в направлении, перпендикулярном опорной поверхности (11), с некоторой степенью свободы в продольном направлении, и каждое из анкерных крыльев (17, 18) содержит ответвление (20), соединяющее верхний участок (21) с основанием (19);
в которой ответвления (20) анкерных крыльев (17, 18) выполнены с возможностью упругой деформации при изгибе в поперечном направлении для обеспечения возможности перемещения верхних участков (21) анкерных крыльев (17, 18) относительно друг друга в поперечном направлении.
2. Герметичная стенка резервуара по п. 1, в которой анкерные крылья (17, 18) приварены друг к другу посредством основного продольного сварного шва (28) в пазу (12).
3. Герметичная стенка резервуара по любому одному из предыдущих пунктов, в которой металлическая опора (16) содержит соединительную часть (30), которая герметично соединяет основания (19) анкерных крыльев (17, 18) друг с другом в пазу (12).
4. Герметичная стенка резервуара по любому одному из предыдущих пунктов, в которой металлическая уплотнительная мембрана (50, 52) содержит множество упомянутых металлических опор (16), расположенных параллельно друг другу, причем верхние участки (21) анкерных крыльев (17, 18) двух смежных металлических опор (16) непосредственно или опосредованно соединены герметично.
5. Герметичная стенка резервуара по п. 4, в которой металлическая уплотнительная мембрана (50, 52) содержит металлическую полосу (22), лежащую на опорной поверхности (11), причем металлическая полоса (22) расположена параллельно металлическим опорам (16), и в которой первый край металлической полосы (22) приварен к верхнему участку (21) первого анкерного крыла (17) первой из металлических опор посредством первого вспомогательного продольного сварного шва (29), а второй край металлической полосы (22) приварен к верхнему участку (21) второго анкерного крыла (18) второй из металлических опор посредством второго вспомогательного продольного сварного шва (29).
6. Герметичная стенка резервуара по п. 5, в которой один конец металлической полосы расположен между опорной поверхностью (11) и верхним участком (21) анкерного крыла (17, 18), и в которой вспомогательный продольной сварной шов (29) выполнен на верхнем участке (21) для соединения металлической полосы (22) с верхним участком (21).
7. Герметичная стенка резервуара по п. 5, в которой поперечное сечение металлической полосы (22) содержит плоский средний участок (23), лежащий на опорной поверхности (11), и по меньшей мере один смещенный участок (24), расположенный параллельно и на расстоянии от опорной поверхности (11), причем верхний участок (21) анкерного крыла (17, 18) расположен между опорной поверхностью (11) и смещенным участком (24), и в которой вспомогательный продольный сварной шов (29), соединяющий упомянутый верхний участок (21) и край металлической полосы (22), выполнен на смещенном участке (24) металлической полосы (22).
8. Герметичная стенка резервуара по любому одному из пп. 5-7, в которой паз (12) представляет собой основной паз (12), и опорная поверхность (11) содержит по меньшей мере один вспомогательный паз (15), образованный в направлении толщины и продолжающийся в продольном направлении вблизи основного паза (12), и в которой верхний участок (21) анкерного крыла расположен во вспомогательном пазу (15) и под металлической полосой (22).
9. Герметичная стенка резервуара по любому одному из предыдущих пунктов, в которой паз (12) имеет входную зону (13), протяженную в направлении толщины, причем паз (12) содержит удерживающую зону (14), расположенную под входной зоной (13) и протяженную параллельно опорной поверхности (11) на ширину больше, чем входная зона (13), и в которой основание (19) по меньшей мере одного анкерного крыла металлической опоры (16) размещено в удерживающей зоне (14).
10. Герметичная стенка резервуара по любому одному из предыдущих пунктов, в которой паз (12) содержит по меньшей мере один крепежный элемент (26), причем крепежный элемент (26) выполнен с возможностью удержания одного из оснований (19) металлической опоры (16) в пазу (12).
11. Герметичная стенка резервуара по предыдущему пункту, в которой по меньшей мере одно из оснований (19) металлической опоры (16) имеет скругленную форму, а крепежный элемент (26) имеет взаимосоответствующий скругленный участок (27), так что основание (19) металлической опоры (16) и скругленный участок (27) крепежного элемента (26) входят друг в друга.
12. Герметичная стенка резервуара по любому из предыдущих пунктов, причем герметичная стенка резервуара содержит теплоизолирующий барьер (51, 53), содержащий верхнюю панель, включающую в себя опорную поверхность (6, 11).
13. Герметичная стенка резервуара по п. 12, в которой теплоизолирующий барьер представляет собой основной теплоизолирующий барьер (51), а уплотнительная мембрана представляет собой основную уплотнительную мембрану (50), и герметичная стенка резервуара содержит вспомогательный теплоизолирующий барьер (53) и вспомогательную уплотнительную мембрану (52), расположенные под основным теплоизоляционным барьером (51).
14. Многогранный герметичный резервуар (71), содержащий множество герметичных стенок резервуара, герметично соединенных друг с другом для образования многогранного внутреннего пространства для хранения текучей среды, причем одна из упомянутых герметичных стенок резервуара представляет собой герметичную стенку резервуара по любому одному из пп. 1-13.
15. Судно (70) для транспортировки жидкого продукта, содержащее корпус (72) и герметичный резервуар (71) по п. 14, расположенный в корпусе.
16. Способ загрузки или разгрузки судна (70) по п. 15, в котором жидкий продукт подают по изолированным трубопроводам (73, 79, 76, 81) из плавучего или берегового хранилища (77) в герметичный резервуар (71) судна или из герметичного резервуара судна в плавучее или береговое хранилище.
17. Система передачи жидкого продукта, содержащая судно (70) по п. 15, изолированные трубопроводы (73, 79, 76, 81), расположенные так, чтобы соединять герметичный резервуар (71), установленный в корпусе судна, с плавучим или береговым хранилищем (77), и насос для подачи потока жидкого продукта по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в герметичный резервуар судна или из герметичного резервуара судна в плавучее или береговое хранилище.
