BR112015007914A2

BR112015007914A2 - tanque termicamente isolado e impermeável compreendendo uma membrana de metal que é ondulada em dobras ortogonais

Info

Publication number: BR112015007914A2
Application number: BR112015007914A
Authority: BR
Inventors: Charpentier Benjamin; Bougault Johan; Herry Michaël
Original assignee: Gaztransport Et Technigaz
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2019-12-17
Also published as: KR20210060683A; RU2641186C2; KR20150067313A; SG10201708057WA; SG11201502521VA; CN104704281B; FR2996520B1; KR102523584B1; JP6722250B2; EP2906867A2; WO2014057221A2; MY177949A; RU2015112688A; JP2015535916A; ES2897745T3; CN106499946A; PL2906867T3; US9518700B2; US20170074455A1; EP3940287A1

Abstract

tanque termicamente isolado e impermeável compreendendo uma membrana de metal que é ondulada em dobras ortogonais resumo um tanque termicamente isolado e impermeável construído dentro de uma estrutura de suporte de carga, compreendendo a parede do tanque: - uma barreira de isolamento térmico apoiada na parede de suporte de carga e feita de blocos de isolamento (1, 13), justapostos em fileiras paralelas e separados entre um e outro por fendas (10). - uma barreira impermeável apoiada pela barreira de isolamento térmico feita de folhas (11, 15) de metal soldadas. cada um dos blocos de isolamento leva, na mesma face oposta à parede de suporte de carga, duas tiras de conexão de metal (5,6 e 14a,14b) organizadas paralelamente aos lados do bloco de isolamento. as folhas (11, 15) da membrana carregadas pelo bloco de isolamento são soldadas a estas tiras. as tiras de conexão são rigidamente conectadas aos mesmos blocos de isolamento. as folhas (11, 15) cada qual têm ao menos duas dobras ortogonais (12a, 12b, 16a, 16b) paralelas aos lados dos blocos de isolamento (1,13), referidas dobras sendo inseridas dentro das fendas (10) formadas entre os dois blocos de isolamento. 1/1

Description

TANQUE TERMICAMENTE ISOLADO E IMPERMEÁVEL COMPREENDENDO UMA MEMBRANA DE METAL QUE É ONDULADA EM DOBRAS ORTOGONAIS

A presente invenção se refere a um tanque termicamente isolado e impermeável, e, particularmente, a presente invenção se refere a um tanque designado para conter líquidos gelados, por exemplo, tanques para armazenamento e/ou transporte de gases liquefeitos através do mar.

Tanques termicamente isolados e impermeáveis podem ser usados em diversas indústrias para armazenar produtos quentes ou frios. Por exemplo, no campo das energias, o gás natural liquefeito (GNL) é um líquido que pode ser armazenado em pressão atmosférica a aproximadamente -163 C^s em tanques de armazenamento terrestre ou em tanques levados ao bordo de estruturas flutuantes.

Tal tanque é descrito, por exemplo, no documento FR-A-2724623.

De acordo com uma forma de realização, a invenção oferece um tanque termicamente isolado e impermeável montado numa estrutura que inclui uma parede de suporte de carga, sendo que referido tanque tem uma parede fixada à parede de suporte de carga, sendo que a referida parede do tanque compreende:

- uma barreira de isolamento térmico apoiada na parede de suporte de carga e feita de um paralelepípedo de isolamento de ângulos retos, justapostos em fileiras paralelas separadas entre uma e outra por fendas.

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- uma barreira impermeável apoiada pela barreira de isolamento térmico, sendo que a referida barreira compreende uma membrana de metal formada por folhas de metal soldadas hermeticamente entre si,

- cada um dos blocos de isolamento da barreira de isolamento térmico tendo, em ambos os lados da parede de suporte de carga, ao menos duas consideráveis tiras de metal ortogonais, dispostas paralelamente aos lados do bloco de isolamento, as folhas da membrana de metal sendo levadas pelo referido bloco de isolamento estando soldadas a ditas tiras, sendo as referidas tiras rigidamente conectadas ao mesmo apoio do bloco de isolamento,

- uma pluralidade de folhas da membrana de metal, cada qual tendo ao menos duas dobras ortogonais paralelas aos lados dos blocos de isolamento térmico, sendo as referidas dobras inseridas nas fendas formadas entre os blocos de isolamento.

De acordo com a forma de realização, referido tanque poderá ter uma ou mais das seguintes características.

De acordo com a forma de realização, as folhas da membrana de metal têm cada qual ao menos duas dobras ortogonais paralelas aos lados dos blocos de isolamento, inseridas entre as fendas formadas entre os blocos de isolamento.

De acordo com a forma de realização, a parede do tanque tem um primeiro elemento e um segundo elemento dispostos entre a parede de suporte de carga e o primeiro elemento, ambos o primeiro elemento e o segundo elemento incluindo uma barreira de

3/24 isolamento térmico feita de paralelepípedos de isolamento de ângulos retos, justapostos em fileiras paralelas a ambos os elementos incluindo uma barreira impermeável disposta na barreira de isolamento térmico, a barreira de isolamento térmico do segundo elemento sendo rigidamente conectada à parede de suporte de carga, a barreira de isolamento térmico do primeiro elemento estando rigidamente conectada usando meios de fixação à barreira de isolamento térmico do segundo elemento.

De acordo com a forma de realização, a barreira impermeável do segundo elemento é formada por uma membrana de metal compreendendo uma pluralidade de folhas cada qual tendo ao menos duas dobras ortogonais paralelas aos lados dos blocos de isolamento térmico, inseridas nas fendas formadas entre os blocos de isolamento do segundo elemento.

De acordo com a forma de realização, as folhas de metal da membrana do segundo elemento são feitos de uma liga de ferro com níquel ou manganês, tendo um coeficiente de expansão não excedente a 7 x 10'⁶ K’¹.

De acordo com a forma de realização, as dobras das folhas de metal da segunda barreira impermeável estão inseridas entre as fendas entre os blocos de isolamento da barreira de isolamento térmico do segundo elemento.

De acordo com a forma de realização, as dobras das folhas de metal da primeira barreira impermeável estão inseridas nas fendas entre os blocos de isolamento da barreira de isolamento térmico do

4/24 primeiro elemento. De acordo com outras formas de realização, a primeira membrana pode ter um desenho diferente da segunda membrana, com dobras se projetando para dentro do tanque, por exemplo. Em outras palavras, a barreira impermeável do primeiro elemento é formada por folhas de metal soldadas hermeticamente, com dobras orientadas para o lado de dentro do tanque.

De acordo com a forma de realização, um bloco de isolamento da barreira de isolamento térmico tem uma chapa na base, a qual é organizada numa camada de espuma, em particular de espuma de poliuretano, ou seja, a chapa sobreposta à espuma. As chapas podem ser feitas de madeira compensada. O segundo elemento é empurrado contra a parede de suporte de carga utilizando instalações soldadas à parede de suporte de carga com as partes sobrepostas das chapas da base do bloco de isolamento, grânulos de resina estando distribuídos para compensar qualquer imperfeição pontual na parede de suporte onde quer que seja necessário.

De acordo com uma forma de realização, um bloco de isolamento da barreira de isolamento térmico do segundo elemento é acoplado à parede de suporte de carga através de colagem.

Várias diferentes disposições das tiras de conexão dos blocos de isolamento são possíveis, em particular no tocante à posição do número das tiras de conexão ou de um bloco de isolamento. Neste sentido, os blocos de isolamento não são necessariamente todos idênticos.

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De acordo com a forma de realização, as tiras de conexão de cada bloco de isolamento da barreira de isolamento térmico do segundo elemento levam duas tiras de conexão que são dispostas próximas às bordas da face mais comprida do referido bloco de isolamento.

De acordo com a forma de realização, um bloco de isolamento tem três tiras conectadas, dispostas sobre a chapa de cobertura.

De acordo com a forma de realização, as tiras de conexão de um bloco de isolamento estão postas sobre as cavidades formadas na chapa ou na camada de espuma apoiadas de modo que não se aumente a espessura na face correspondente do bloco de isolamento.

De acordo com a forma de realização, uma tira de conexão de um bloco de isolamento está fixada à cavidade do mesmo através de rosqueamento, grampeamento, rebitagem ou colagem.

De acordo com a forma de realização, os meios de fixação da barreira de isolamento térmico do primeiro elemento incluem uma chapa de metal contínua disposta de acordo com o cruzamento das duas tiras de conexão de cada um dos blocos de isolamento do segundo elemento, e um membro projetado cruzando a barreira impermeável do segundo elemento sem alcançar a barreira impermeável do primeiro elemento.

De acordo com a forma de realização, as folhas de metal adjacentes das barreiras impermeáveis do primeiro e segundo elementos são soldadas em níveis sobrepostos com as tiras de

6/24 conexão levadas respectivamente pelas barreiras de isolamento térmico do primeiro e segundo elementos.

De acordo com a realização, os membros projetados são pregos, as bases às quais estão fixadas à chapa de metal do bloco de isolamento do segundo elemento, uma parte intermediária estando interposta, primeiramente, entre a rosca através do filete providenciado pela extremidade livre do prego e, em segundo lugar, pelas partes sobrepostas das chapas dos blocos de isolamento da barreira de isolamento térmico do primeiro elemento. As bases dos pregos estão presas por solda e/ou rosqueamento à chapa de mental contínua ao bloco de isolamento do segundo elemento.

De acordo com a realização, as membranas das folhas de metal, que formam uma barreira impermeável, são retangulares e têm cada uma duas dobras formadas ao longo dos eixos simétricos do retângulo formado pelas bordas do mesmo.

De acordo com a realização, as duas dobras de uma folha bem como a barreira impermeável do primeiro elemento são secantes no centro da folha retangular.

De acordo com a realização, uma das dobras da folha é contínua e a outra é interrompida na porção central da mesma.

De acordo com a realização, as folhas do primeiro tipo têm uma dobra contínua ao longo do principal eixo das mesmas.

De acordo com a realização, as folhas do segundo tipo têm uma dobra descontínua ao longo do principal eixo das mesmas.

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De acordo com a realização, em uma parede do tanque, as folhas dos primeiro e segundo tipos são regularmente alternadas, de modo que a folha de um tipo seja sempre adjacente a uma folha do outro tipo.

De acordo com a realização, cada bloco de isolamento da barreira de isolamento tem duas séries de espaços ortogonais, cada qual das ditas séries tendo espaços dispostos paralelamente aos lados opostos do bloco de isolamento, e as folhas de metal da membrana tendo cada qual duas séries de dobras suplementares, cada qual das referidas séries tendo dobras suplementares às dobras ortogonais das outras séries, paralelas a uma das duas dobras inseridas nas fendas, e inseridas em espaços de uma das séries dos espaços formados no bloco de isolamento.

De acordo com outra realização, a membrana de metal tem uma segunda pluralidade de folhas, cada qual das folhas da segunda pluralidade tendo uma única dobra paralela aos lados opostos dos blocos de isolamento, sendo dita dobra inserida na fenda formada entre os dois blocos de isolamento.

De acordo com outra realização, cada bloco de isolamento da barreira de isolamento térmico tem um espaço paralelo aos dois lados opostos dos blocos de isolamento, e no qual a membrana de metal tem uma segunda pluralidade de folhas, cada qual das folhas dessa segunda pluralidade tendo uma dobra inserida em um espaço formada num bloco de isolamento e uma dobra inserida numa fenda formada entre dois blocos de isolamento.

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Referido tanque pode ser parte de uma instalação de armazenamento em terra, para armazenamento de GNL, por exemplo, ou ser instalada em uma estrutura flutuante costeira ou de auto-mar, notadamente um cargueiro de GNL, uma unidade flutuante de armazenamento e regaseificação (FSRU), uma unidade flutuante de produção, armazenamento e transferência (FPSO), entre outros.

De acordo com a realização, um navio utilizado para transportar um produto líquido frio tem o casco duplo e o tanque acima mencionado disposto dentro do casco duplo.

De acordo com a realização, a invenção também oferece um sistema de transferência do líquido frio, sendo que este sistema inclui o navio acima mencionado, dutos isolados organizados para se conectar ao tanque instalado no casco do navio com uma unidade flutuante de armazenamento e uma bomba para garantir o fluxo do produto de líquido frio através dos dutos isolados de uma ou para uma - unidade costeira ou flutuante de armazenamento para - ou do - tanque do navio.

Uma ideia chave para a invenção é a de garantir uma estrutura impermeável e isolada de multicamadas que é fácil de ser construída sobre grandes superfícies. Certos aspectos da invenção são baseados na idéia de construir blocos de isolamento que têm geometria simples e de barata manufatura. Certos aspectos da invenção estão baseados na ideia de garantir uma membrana impermeável, particularmente uma segunda membrana feita de folhas de aço com baixo coeficiente de expansão, por exemplo,

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Invar® ou outras, de espessura limitada, especialmente não excedentes a 0.7 mm, atingindo, portanto, limitada rigidez o que permite a fixação nas bordas da parede do tanque utilizando meios de fixação relativamente simples.

A invenção é explicada mais profundamente, junto com objetivos adicionais, detalhes, características e vantagens correspondentes, através da descrição abaixo atinente às diversas maneiras de realização do invento fornecidas tão somente como exemplos não limitadores, de acordo com os desenhos anexados.

Nestes desenhos:

- A Figura 1 é uma vista perspectiva esquemática da montagem de diversos membros formando um tanque impermeável e termicamente isolado de acordo com a invenção: esta vista geral inclui as diferentes partes removidas para revelar as barreiras impermeáveis e de isolamento térmico dos primeiro e segundo elementos da parede do tanque.

- A Figura 2 é uma representação esquemática de um corte transversal da parede do tanque de acordo com a invenção, na qual a primeira barreira impermeável tem dobras se projetando do lado oposto à parede de suporte de carga;

- A Figura 3 é uma vista de perspectiva de um bloco de isolamento de uma barreira de isolamento térmico do segundo elemento da parede do tanque da figura 1, sendo que referido bloco tem, na sua zona central, meios de fixação para os blocos de isolamento da

10/24 barreira térmica de isolamento do primeiro elemento da parede do tanque.

- A Figura 5 é uma vista de perspectiva cortada das partes componentes da barreira de isolamento térmico e da barreira impermeável dos primeiro e segundo elementos da parede do tanque de acordo com a invenção incluindo, na barreira impermeável do primeiro elemento, dobras projetadas dentro do tanque conforme mostrado na figura 2, sendo que a figura 5 representa em detalhe a utilização dos meios de fixação para a primeira barreira de isolamento com a tira de conexão da segunda barreira de isolamento;

- A Figura 6 é uma vista similar àquela da figura 5, na qual as duas partes dos modos de fixação são mostradas individualmente em visão ampliada;

- A Figura 7 é uma vista esquemática de corte transversal dos modos de fixação de acordo com a forma de realização que são diferentes daquelas mostradas nas figuras 5 e 6.

- A Figura 8 é uma vista plana de cima dos modos de fixação demonstrados na figura 7.

- A Figura 9 mostra um desenho conjunto, dentro da parede do tanque, das folhas que constituem a barreira impermeável, as folhas sendo do primeiro ou do segundo tipos, de modo que a flexibilidade da membrana de metal da barreira impermeável seja relativamente uniforme;

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- A Figura 10 mostra um desenho conjunto similar àquele da figura 9 para uma forma de realização alternativa na qual as dobras das folhas de metal da barreira impermeável, dispostas numa primeira direção, estão substancialmente alinhadas com uma folha da parede do tanque da folha adjacente, enquanto na direção ortogonal da primeira direção, as dobras são interrompidas para evitar o cruzamento de dobras.

- A Figura 11 é uma vista da perspectiva esquemática da seção poliédrica do tanque formada num navio cargueiro de GNL usando a membrana impermeável mostrada na figura 10, a qual melhora a flexibilidade da membrana impermeável no tocante a deformações no eixo do navio durante transporte marítimo.

- A Figura 12 é uma vista esquemática de duas outras variações das folhas de metal que podem ser usadas para formar uma barreira impermeável;

- A Figura 13 é uma vista esquemática de perspectiva cortada de um navio cargueiro de GNL utilizada para carregamento/descarregamento do terminal para o tanque;

- As Figuras 14 e 16 são vistas esquemáticas de outras duas variações de placas de metal que pode ser utilizadas para a formação de uma membrana impermeável;

- A Figura 17 é uma vista esquemática das 17 formas de realização das folhas de metal enrugado que podem ser usadas para formar uma membrana impermeável;

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- As Figuras 18 a 23 são vistas esquemáticas de diferentes apresentações das folhas de metal enrugado da figura 17, as quais podem ser repetidas periodicamente para proporcionar a formação de membranas impermeáveis;

- A Figura 24 é uma vista de perspectiva de um bloco de isolamento da barreira de isolamento térmico do segundo elemento de acordo com outra forma de realização;

- A Figura 25 é uma vista de perspectiva das barreiras de isolamento térmicas e impermeáveis do segundo elemento de acordo com a forma de realização da figura 25, sendo a barreira impermeável mostrada parcialmente removida;

- A Figura 26 é uma vista de perspectiva cortada das barreiras de isolamento térmico e impermeáveis do segundo elemento, de acordo com a forma de realização mostrada nas figuras 24 e 25;

- A Figura 27 é um desenho conjunto, dentro de uma parede do tanque, das folhas formando uma segunda barreira impermeável, de acordo com outra forma de realização possível;

- A Figura 28 é um desenho conjunto, dentro da parede do tanque, das folhas formando uma segunda barreira impermeável, novamente de acordo com outra forma de realização possível;

Nas diferentes variações mostradas nos desenhos, os componentes que exercem a mesma função foram identificados utilizando-se dos mesmos sinais de referência, mesmo se a implementação dos mesmos não seja idêntica.

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Nos desenhos, o sinal referencial 1 remete, genericamente, a um bloco de isolamento térmico ou a uma barreira de isolamento térmico do segundo elemento da parede do tanque. Este bloco tem um comprimento L e uma profundidade I, por exemplo, de respectivamente 3m e 1m; este tem o formato de paralelepípedos de ângulos retos e é feito de espuma de poliuretano entre duas chapas de madeira compensada. Uma das chapas 2- sobrepõe-se à borda da espuma e sua proposta é de se apoiar contra a parede de suporte de carga 3 com a interposição de grânulos de resina 4 cuja utilização visa compensar qualquer imperfeição pontual na parede de suporte de carga 3. A outra chapa 2b do bloco de isolamento 1 inclui, ao logo dos dois eixos simétricos da mesma, uma tira de conexão de metal 6, a qual é posicionada na cavidade 7 e que é fixada àquela com a utilização de parafusos, rebites, grampos ou adesivo. Na zona de corte transversal das tiras 5 e 6 existe uma chapa de metal, a qual sustenta, no centro do cruzamento das tiras, um prego 8 se projetando acima da chapa 2b. A placa 2a é mantida na parede de suporte de carga 3 pela colagem usando grânulos de resina 4, bem como usando pregos 9 soldados na parede de suporte de carga. Uma fenda 10 é formada entre dois blocos adjacentes 1, por exemplo, causado pela presença de partes sobrepostas da chapa 2a, ou potencialmente usando blocos de posicionamento.

Conforme mostrado na figura 1, começando com o bloco secundário de isolamento descoberto mostrado no canto esquerdo da figura e movendo-o obliquamente para baixo e à direita, a

14/24 perspectiva mostra um segundo bloco de isolamento 1 que é parcialmente coberto pela folha 11 formando uma parte da segunda barreira impermeável da parede do tanque. Essa folha 11 tem um formato consideravelmente retangular e inclui, conjuntamente com cada um dos dois eixos da simetria desse retângulo, uma dobra 12a e 12b, respectivamente. As dobras 12a e 12b formam apoios direcionados para a parede de suporte de carga 3 e estão sobre as fendas 10 na segunda barreira de isolamento. As placas de metal 11 são feitas de Invar®, cujo coeficiente de expansão térmica está normalmente entre 1.5x10'⁶ e 2x10'⁶ K’¹. Estes tem uma espessura aproximada entre 0.7mm e 0.4mm. Duas folhas adjacentes 11 são soldadas sobrepostamente. Conforme descrito nas figuras 5 e 6. As folhas 11 são mantidas nos blocos de isolamento 1 usando as tiras 5 e 6 para as quais ao menos duas bordas das folhas 11 são soldadas.

De acordo com a forma de realização preferida, as folhas de metal 11 são feitas de uma liga baseada em manganês tendo um coeficiente de expansão térmica consideravelmente igual a 7x10'⁶K’¹. Referidas ligas são normalmente mais baratas que ligas com maior proporção de níquel, tais como Invar®.

Em referência à figura 1, movendo obliquamente para a direita e para baixo da zona na qual as folhas de metal 11 da barreira impermeável do segundo elemento da parede do tanque, existe uma zona na qual a segunda barreira impermeável é coberta por um bloco de isolamento 13 da barreira de isolamento térmico do primeiro elemento da parede do tanque. O bloco de isolamento 13 é

15/24 mostrado detalhadamente na figura 4. Este bloco tem uma estrutura em geral similar à estrutura mostrada no bloco 1, I. e. um sanduíche formado por espuma de poliuretano entre duas placas de compensado de madeira. A base da chapa 13a, a qual se apóia em uma folha de metal 11, tem partes sobrepostas 30 nos quatro cantos. Estes blocos de isolamento 13 são presos utilizando as partes sobrepostas 30 e os pregos 8. Na face superior do bloco de isolamento 13 existem duas tiras de conexão 14a, 14b; estas tiras de conexão são feitas de metal e estão dispostas nas cavidades formadas pelo bloco de isolamento 13 de modo que não aumente a espessura do bloco de isolamento. As duas tiras 14a, 14b são organizadas em paralelo às bordas do bloco 13 e são presas às cavidades do mesmo, conforme descrito acima no referente às tiras 5 e 6.

Finalmente, a figura 1 mostra, quando se movendo do elemento 13 obliquamente para baixo e à direita, o posicionamento da placa de metal 15 formando a barreira impermeável do primeiro elemento do tanque. Esta folha 15 pode ser feita de aço inoxidável com uma espessura aproximada de 1.2mm; esta inclui dobras formadas ao longo dos eixos da simetria do retângulo que ela forma, conforme já demonstrado no que refere às folhas de metal 11. Essas dobras podem ser apoiadas em direção ao lado da parede de suporte de carga 3, mas elas também podem ser voltadas em apoio o lado de dentro do tanque; essas dobras são identificadas por 16a, 16b. Na figura 2, e também nas figuras 5 e 6, as dobras 16a,16b são orientadas em direção ao interior do tanque.

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As Figuras 5 e 6 mostram uma forma de realização na qual o as folhas de metal 11 têm uma dobra 12a dispostas dentro da fenda 10 e mostradas utilizando-se de uma linha pontilhada. As folhas adjacentes da segunda barreira impermeável estão soldadas sobrepostamente, sendo que a zona de solda está identificada usando o sinal de referência 17. A solta é formada ao conectar a tira 6, a qual também sustenta os pregos 18 soldados na base da mesma tira 6 e enroscados na parte superior da mesma para agir conjuntamente com o parafuso de travamento 19. Esse parafuso de travamento é posicionado na base da bacia, a borda periférica 20 da qual se origina a cavidade 21 formada na chapa de madeira compensada 13b, a qual delimita a primeira barreira de isolamento 13 em direção ao interior do tanque. A partir do primeiro bloco de isolamento é posicionada uma folha 15 que tem duas linhas ou dobras em apoio ao interior do tanque, as dobras ortogonais se encontrando para formar nódulos; as folhas 15 são soldadas hermeticamente e formam a primeira barreira impermeável do tanque.

A tira de conexão 6 é contínua à intersecção com a tira de conexão 5 de tal modo que se forme a zona impermeável 39 para a qual os cantos das quatro folhas 11 podem ser soldadas sobre o prego 18. Deste modo, não há necessidade de perfurar a folha 11 para permitir o prego 18 de passar através o primeiro elemento da parede do tanque. Através do comprimento remanescente, as tiras 5 e 6 são preferencialmente formadas de segmentos descontínuos justapostos de modo que se limite o estresse resultante da

17/24 contração térmica, em particular estresses nas soldas com as folhas 11.

Figuras 7 e 8 mostram uma variação dos meios de fixação, a qual permite que os blocos de isolamento 13 da primeira barreira de isolamento térmico sejam pressionados contra a membrana de metal 11 da segunda barreira impermeável. Esses meios de fixação incluem um prego 18, a base na qual é rigidamente preso à chapa de madeira compensada 2b do segundo bloco de isolamento térmico 1. Um espaçador elástico 23 é posicionado entre a rosca 22 e as partes sobrepostas 30 nas chapas de madeira compensada 13 da primeira barreira de isolamento térmico do tanque no segundo elemento do tanque sem o prego 18 alcançar as folhas de metal 15 da primeira barreira impermeável.

Nas figuras - em particular a figura 2 - espaços de alívio de estresse 40 se apresentam como aproximadamente metade da espessura dos blocos de isolamento da chapa de cobertura. Esses espaços de alívio de estresse efetivamente subdividem as chapas de cobertura 2b e 13b em porções separadas. No entanto, tais espaços de alívio de estresse não são sempre necessários, dependendo da propriedade dos materiais utilizados para confecção dos blocos de isolamento e também no estresse térmico aplicado ao mesmo. Em uma forma de realização não mostrada, um bloco de isolamento 1 ou 13 não tem espaços para alívio de estresse, e, portanto, as chapas de cobertura 2b ou 13b são contínuas.

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As figuras 9 a 12 se referem às disposições relacionadas às dobras feitas nas folhas de metal da segunda barreira impermeável. Essas disposições também podem ser usados para a primeira membrana.

A figura 9 mostra o uso das folhas tendo uma dobra contínua e uma dobra ortogonal descontínua em relação à dobra contínua. Dois tipos de folhas 31 e 32 são dispostas alternadamente. As bordas das folhas 31 e 32 são mostradas através de linhas pontilhadas. As dobras são mostradas utilizando linhas íntegras. Uma membrana caracterizada pela flexibilidade uniforme em ambas as direções é obtida.

Por outro lado, a figura 10 propõe usar somente a folha de tipo 32, na qual todas as dobras para um lado são contínuas, e as dobras para a outra direção são descontínuas. A figura 11 mostra que, para um tanque projetado para se encaixar num navio, as dobras descontínuas são formadas de tal modo que elas sejam paralelas ao eixo do navio e as dobras contínuas são formadas de tal modo que sejam perpendiculares ao eixo do navio, já que, durante o transporte, o casco do navio é deformado primeiramente pela deformação do navio num plano vertical, devido ao balanço.

A figura 12 mostra outras duas folhas 51 e 52 que podem ser usadas para formar uma barreira impermeável nos compartimentos transversais ao eixo do navio, conforme mostrado na figura 11.

As figuras 14 e 15 mostram folhas enrugadas H e F que podem ser usadas no lugar das folhas 51 e 52 na figura 11 para formar uma barreira impermeável nos compartimentos transversais ao eixo do

19/24 navio. Isso resulta em linhas onduladas que são contínuas ao longo da largura do tanque, mas não na altura do mesmo.

A figura 16 mostra uma folha enrugada que pode ser usada sozinha ou em combinação com as formas de realização predecessoras para formar barreiras impermeáveis.

A figura 17 mostra diversas folhas enrugadas A até R, incluindo os exemplos dados acima e outros exemplos, que podem ser usadas sozinhas ou em variadas combinações para formar as barreiras impermeáveis.

As folhas enrugadas A até R têm em cada exemplo dobras simples ou ondulações simples, o que facilita a montagem da mesma usando soldas impermeáveis. Elas podem ser combinadas em múltiplas apresentações, proporcionando a cada exemplo um certo prolongamento da membrana de metal em ambas as direções do plano. As apresentações preferíveis são mostradas nas figuras 18 a

23.

Numa variação não mostrada, dois tipos de folha são alternadas similarmente às da figura 22 e 23, mas neste caso com as folhas H e I da figura 17.

Em uma forma de realização mostrada nas figuras 24, 25 e 26, o bloco de isolamento 1 da barreira de isolamento térmico do segundo elemento inclui duas séries de espaços ortogonais 53a, 53b. Cada uma das séries dos espaços 53a, 53b é paralela a dois lados opostos do bloco de isolamento 1. Neste caso, cada bloco de isolamento 1 tem dois espaços 53a que se estendem na direção

20/24 longitudinal do mesmo, oito espaços 53b que se estendem transversalmente à direção longitudinal do mesmo. Os espaços 53a se estendem ao longo de todo o comprimento do bloco de isolamento 1 e o bloco 53b se estende ao longo de toda a largura do mesmo. Consequentemente, as tiras de conexão 5, 6 nas quais as bordas das folhas 11 da segunda barreira impermeável estão soldadas são, neste caso, descontínuas.

Ademais, conforme mostrado na figura 25, as folhas de metal 11 da segunda barreira impermeável incluem duas séries de dobras 12a, 12b, 12c, 12d. Cada uma das séries tem dobras que são perpendiculares às dobras das outras séries. Ademais, cada série tem uma das dobras ortogonais 12a, 12b posicionadas nas fendas 10 formadas entre os blocos de isolamento 1, e a pluralidade das dobras suplementares 12c, 12d são idênticas às dobras 12a e 12b e formam apoios direcionados para a parede de suporte da carga 3. As dobras suplementares estão inseridas entre os espaços 53a, 53b formadas entre os blocos de isolamento 1. Referida forma de realização permite maior flexibilidade da segunda barreira impermeável.

Na figura 27, as dobras 12a, 12b das folhas 11 da membrana de metal do segundo elemento são mostradas usando linhas pontilhadas. Ademais, a posição do bloco de isolamento 1 da segunda barreira de isolamento térmico 10 é mostrada, para fins de elucidação. A posição do bloco de isolamento 13 da primeira barreira de isolamento fixada aos blocos de isolamento 1 da segunda barreira de isolamento térmico 10 também é mostrada.

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Nesta forma de realização, a primeira barreira impermeável tem mais folhas 11 do que os blocos de isolamento 1. Neste caso, a primeira barreira impermeável tem o dobro de folhas 11 do que os blocos de isolamento 13. O comprimento das folhas 11 é, portanto, consideravelmente igual à metade da largura dos blocos de isolamento. Consequentemente, uma parte das folhas 11 é soldada sobrepostamente a quatro blocos de isolamento 1 adjacentes. A outra parte das folhas 11 é soldada sobrepostamente a apenas dois blocos de isolamento 1. Para fixar as folhas aos blocos de isolamento 1, elas têm três tiras de conexão 5a, 5b, 6. A tira de conexão 5a é orientada transversalmente em relação ao bloco de isolamento 1. As tiras de conexão 5a e 5b são organizadas na direção longitudinal do bloco de isolamento 1.

Os assentos 11 soldados sobrepostamente em quatro blocos de isolamento 1 adjacentes, cada qual tendo dobras ortogonais 12a, 12b inseridas nas fendas 10 formadas entre os blocos de isolamento 1. Cada uma das folhas 11 fundadas sobrepostamente em blocos de isolamento 1 adjacentes tem apenas uma dobra 12b inserida entre os dois blocos de isolamento 1 adjacentes entre os quais esta se estende.

No centro do cruzamento entre as tiras de conexão 6 e as tiras de conexão 5a, 5b, os blocos de isolamento 1 incluem um prego 18 projetado em direção ao interior do tanque e possibilitando a fixação dos blocos 13 na primeira barreira de isolamento térmico.

A forma de realização mostrada na figura 28 é consideravelmente similar à forma de realização da figura 27. No entanto, nesta forma

22/24 de realização, as folhas 11 são idênticas e cada uma tem duas dobras ortogonais 12a, 12b. Consequentemente, os blocos de isolamento 1 incluem um espaço médio 53e se estendendo na direção longitudinal do mesmo. Os espaços médios 53 possibilitam posicionar as dobras 12a estendendo-as na direção longitudinal das folhas 11 que são soldadas sobrepostamente a dois blocos de isolamento 1 adjacentes.

Outras variações de folhas onduladas e outras combinações podem ser feitas mudando diferentes características, especialmente o espaço das ondulações, o número de ondulações por folha, o comprimento das ondulações descontínuas (números de passos), a forma das intersecções entre as ondulações, I e. intersecção secante ou não secante, a orientação das ondulações contínuas, i.e. de orientação longitudinal ou transversal, e a orientação das folhas i.e. orientação horizontal ou orientação vertical (rotação de 90^s), e as combinações das mencionadas modificações.

Os tanques descritos acima podem ser usados em diferentes tipos de unidades, tais como unidades em terra ou em estruturas flutuantes tais como um cargueiro de GNL ou outras.

No que atine à figura 13, uma vista cortada de um navio cargueiro de GNL 70 mostra um tanque impermeável 71 de formato prismático sendo montado dentro de um casco duplo 72 de um navio. A parede do tanque 71 tem uma primeira barreira impermeável projetada para estar em contato com o GNL contido no tanque, uma segunda barreira impermeável está disposta entre a primeira barreira impermeável e o casco duplo do navio, e as duas

23/24 barreiras de isolamento térmico estão dispostas respectivamente entre a primeira barreira impermeável e a segunda barreira impermeável, e entre a segunda barreira impermeável e o casco duplo 72.

Sabe-se que os dutos de carregamento/descarregamento dispostos no deck superior do navio podem ser conectados, usando conectores apropriados, a um terminal marítimo ou portuário para transferir um carregamento de GNL do tanque ou para o tanque 71.

A figura 13 mostra um exemplo de terminal marítimo que compreende um ponto de carregamento/descarregamento 75, um duto subaquático 76 e uma unidade terrestre ΊΊ. O ponto de carregamento/descarregamento 75 está numa instalação costeira que compreende um braço movível 74 e uma coluna 78 segurando o braço movível 75. O braço movível 74 carrega um punhado de mangueiras isoladas 79 que podem se conectar aos dutos de carregamento/descarregamento 73. O braço movível 74 pode ser adaptado para todos os tamanhos de cargueiros de GNL. Um duto (não mostrado) percorre o interior da coluna 78. O ponto de carregamento/descarregamento 75 faz o carregamento e o descarregamento do navio cargueiro de GNL 70 possível de ou para uma unidade em terra ΊΊ. Esta unidade tem tanques de armazenamento de gás 80 e dutos 81 ligados através de um duto subaquático 76 até o ponto de carregamento/descarregamento 75. O duto subaquático 76 permite que o gás liquefeito seja transferido entre o ponto de carregamento/descarregamento 75 e a unidade terrestre 77 em até grandes distâncias, de, por exemplo, 5km, o que

24/24 possibilita manter o navio cargueiro de GNL longe da costa durante as operações de carga e descarga.

Para fornecer a pressão necessária para transferir o gás liquefeito, bombas levadas a bordo do navio 70 e/ou bombas instaladas na unidade terrestre 77 e/ou bombas instaladas no ponto de carregamento/descarregamento 75 são utilizadas.

Embora a invenção tenha sido descrita em relação a diversas formas de realização diferentes, é evidente que de nenhum modo as exemplificações incluem todas as técnicas equivalentes para os meios e combinações decorrentes desta, as quais caem no escopo desta invenção.

O uso do verbo “compreende” ou “inclui”, incluindo quando conjugados, não exclui a presença de outros elementos ou outros passos em adição àqueles mencionados nas reivindicações. O uso dos artigos definidos e indefinidos para designar um elemento num passo não exclui, ao menos que expressamente referido, a presença da pluralidade desses elementos ou passos.

Nas reivindicações, sinais de referência entre os parênteses não devem ser entendidos como constitutivos de limitações às reivindicações.

Claims

[01] Tanque termicamente isolado e impermeável montado em uma estrutura que inclui uma parede de suporte de carga, referido tanque tendo uma parede fixada à referida parede de suporte de carga (3), caracterizado por um tanque que compreende:

- Uma barreira de isolamento térmico apoiada na parede de suporte de carga (3) e feita de paralelepípedos de isolamento de ângulos retos (1), justapostos em fileiras separadas entre uma e outra por fendas (10),

- uma barreira impermeável apoiada pela barreira de isolamento térmico, sendo que a referida barreira compreende uma membrana de metal formada por folhas de metal (11) soldadas hermeticamente entre si,

- cada um dos blocos de isolamento da barreira de isolamento térmico levando, em ambos os lados da parede de suporte de carga (3), ao menos duas consideráveis tiras de metal ortogonais (5, 6), dispostas paralelamente aos lados do bloco de isolamento, as folhas (11) da membrana de metal sendo levadas pelo referido bloco de isolamento estando soldadas às ditas tiras, sendo as referidas tiras rigidamente conectadas ao mesmo apoio do bloco de isolamento,

- uma pluralidade de folhas (11) da membrana de metal, cada qual tendo ao menos duas dobras ortogonais (12a, 12b) paralelas aos lados dos blocos de isolamento térmico (1), sendo as referidas dobras inseridas nas fendas (10) formadas
2/9 entre os blocos de isolamento.

[02] O tanque conforme reivindicado na reivindicação 1, caracterizado pela parede do tanque que tem um primeiro elemento e um segundo elemento dispostos entre a parede de suporte de carga e o elemento primário, ambos o primeiro elemento e o segundo elemento incluindo uma barreira de isolamento térmico feita de paralelepípedos de isolamento (1, 13) de ângulos retos, justapostos em fileiras paralelas ambos os elementos incluindo uma barreira impermeável disposta na barreira de isolamento térmico, a barreira de isolamento térmico do segundo elemento sendo rigidamente conectada à parede de suporte de carga (3), a barreira de isolamento térmico do primeiro elemento estando rigidamente conectada usando meios de fixação (8, 18) conectados à barreira de isolamento térmico do segundo elemento.

[03] O tanque conforme reivindicado na reivindicação 2, caracterizado por uma barreira impermeável do segundo elemento que é formada por uma membrana de metal compreendendo uma pluralidade de folhas (11) cada qual tendo ao menos duas dobras ortogonais (12a,12b) paralelas aos lados dos blocos de isolamento térmico (1), inseridas nas fendas (10) formadas entre os blocos de isolamento do segundo elemento.
3/9 [04] O tanque conforme reivindicado na reivindicação 3, caracterizado pelas folhas de metal (11) da membrana do segundo elemento que são feitos de uma liga de ferro com níquel ou manganês, tendo um coeficiente de expansão não excedente a 7 x 10 K’¹.

[05] O tanque conforme reivindicado nas reivindicações 2 a 4, caracterizado pela barreira impermeável do primeiro elemento que é formada por folhas de metal (15) soldadas hermeticamente entre si, com dobras (16a,16b) orientadas ao centro do tanque.

[06] O tanque conforme reivindicado nas reivindicações de 2 a 5, caracterizado por um bloco de isolamento (1, 13) da barreira de isolamento térmico que possui uma chapa na base (2a,13a) na qual é disposta uma camada de espuma, estando a chapa sobreposta à espuma.

[07] O tanque conforme reivindicado na reivindicação 6, caracterizado pelo bloco de isolamento (1) da barreira de isolamento térmico na qual o segundo elemento é empurrado contra a parede de suporte de carga (3) utilizando instalações (9) soldadas à parede de suporte de carga com as chapas (2a) da base do bloco de isolamento.

[08] O tanque conforme reivindicado nas reivindicações de 2 a 7,
4/9 caracterizado pelo bloco de isolamento (1) da barreira de isolamento térmico do segundo elemento que é fixado à parede de suporte de carga utilizando-se de colagem.

[09] O tanque conforme reivindicado nas reivindicações de 2 a 8, caracterizado por cada bloco de isolamento (1) da barreira de isolamento térmico do segundo elemento carregando duas referidas tiras (5, 6) que são dispostas ao longo dos dois eixos da simetria do retângulo definidos pela face larga do dito bloco de isolamento (1).

[010] O tanque conforme reivindicado na reivindicação 9, caracterizado pelos meios de fixação da barreira de isolamento térmico do primeiro elemento incluem uma chapa de metal contínua disposta de acordo com o cruzamento das duas tiras de conexão (5, 6) ao centro do retângulo de cada um dos blocos de isolamento (1) do segundo elemento, de tal modo que se forme uma zona impermeável (39) para a qual os cantos das quatro folhas (11) podem ser soldados com os meios de fixação mencionados, e um membro (8,18) projetado cruzando a barreira impermeável do segundo elemento sem alcançar a barreira impermeável do primeiro elemento.

[011] O tanque conforme reivindicado na reivindicação 10, combinado com a reivindicação 6, caracterizado por um no qual os membros projetados são pregos (8,18), as bases às quais estão anexadas à chapa de metal posicionada no
5/9 [012]

15 [013] [014] cruzamento das duas tiras de conexão do bloco de isolamento do segundo elemento, uma parte intermediária estando interposta, primeiramente, entre a rosca (19, 22) através do filete providenciado pela extremidade livre do prego e, em segundo lugar, pelas partes sobrepostas das chapas dos blocos de isolamento da barreira de isolamento térmico do primeiro elemento.

O tanque conforme reivindicado nas reivindicações de 2 a 11, caracterizado por cada um dos blocos de isolamento (13) da barreira de isolamento do primeiro elemento tendo duas tiras de conexão (14a, 14b) que são dispostas próximas às bordas da face mais comprida do referido bloco de isolamento.

O tanque conforme reivindicado nas reivindicações de 1 a 12, caracterizado pelas tiras de conexão (5, 6, 14a, 14b) de um bloco de isolamento (1,13) estão postas nas cavidades formadas na chapa ou na camada de espuma apoiadas de modo que não se aumente a espessura na face correspondente do bloco de isolamento.

O tanque conforme reivindicado na reivindicação 13, caracterizado por uma tira de conexão (5, 6, 14a, 14b) na qual o bloco de isolamento está fixado à cavidade do mesmo através de rosqueamento, grampeamento, rebitagem ou colagem.
6/9 [015] O tanque conforme reivindicado nas reivindicações 1 a 14, caracterizada pelas folhas de metal (11, 15) adjacentes são soldadas em níveis sobrepostos com as tiras de conexão (5, 6, 14a, 14b) levadas respectivamente pela barreira de isolamento térmico.

[016] O tanque conforme reivindicado nas reivindicações 1 a 15, caracterizado pelas folhas de metal (11), as quais formam uma barreira impermeável, que são retangulares e têm cada uma duas dobras formadas ao longo dos eixos simétricos do retângulo formado pelas bordas da folha retangular.

[017] O tanque conforme reivindicado na reivindicação 17, caracterizado pelas duas dobras de uma folha (11) da barreira impermeável do primeiro elemento são secantes no centro da folha retangular.

[018] O tanque conforme reivindicado na reivindicação 17, caracterizado por ter uma dobra da folha (11) da barreira impermeável contínua e a outra dobra interrompida na porção central da mesma.

[019] O tanque conforme reivindicado na reivindicação 18, caracterizado por uma barreira impermeável que inclui folhas (31) de um primeiro tipo que têm dobras contínuas ao longo do principal eixo das mesmas e folhas (32) de um segundo
7/9 tipo que têm dobras ao longo do menor eixo das mesmas, os primeiro e segundo tipos de folhas (31, 32) se alternando regularmente na parede do tanque de modo que uma folha de um tipo esteja sempre cercada por quatro folhas de outro tipo dispostas ao longo dos quatro lados da mesma.

[020] O tanque conforme reivindicado nas reivindicações de 1 a 19, caracterizado por cada bloco de isolamento (1) da barreira de isolamento tem duas séries de espaços ortogonais (53a, 53b), cada qual das ditas séries tendo espaços (53a, 53b) dispostos paralelamente aos lados opostos do bloco de isolamento (1), e as folhas (1) de metal da membrana tendo cada qual duas séries de dobras suplementares (12c, 12d), cada qual das referidas séries tendo dobras suplementares (12c, 12d) às dobras ortogonais (12d, 12c) das outras séries, paralelas a uma das duas dobras (12a, 12b) inseridas nas fendas (10), e inseridas em espaços (53a,53b) de uma das séries dos espaços (53a,53b) formados no bloco de isolamento (1).

[021] O tanque conforme reivindicado nas reivindicações de 1 a 19, caracterizado por uma membrana de metal que tem uma segunda pluralidade de folhas (11), cada qual das folhas da segunda pluralidade tendo uma única dobra (12a) paralela aos lados opostos dos blocos de isolamento (1), sendo dita dobra inserida na fenda (10) formada entre os dois blocos de isolamento.
8/9 [022] O tanque conforme reivindicado nas reivindicações de 1 a 19, caracterizado por cada bloco de isolamento (1) da barreira de isolamento térmico tem um espaço paralelo aos dois lados opostos dos blocos de isolamento, e na qual a membrana de metal tem uma segunda pluralidade de folhas, cada qual das folhas dessa segunda pluralidade tendo uma dobra (12a) inserida em um espaço (53e) formado num bloco de isolamento (1) e uma dobra (12b) inserida numa fenda (10) formada entre dois blocos de isolamento.

[023] Um navio (70) utilizado para transporte de produto líquido frio, caracterizado por um navio de casco duplo (72) e um tanque, conforme reivindicado nas reivindicações 1 a 22, colocado dentro do casco duplo.

[024] O uso de um navio (70), conforme reivindicado na reivindicação 23, caracterizado pelo carregamento ou descarregamento de produtos líquidos frios, no qual o produto líquido frio é canalizado por dutos isolados (73, 79, 76, 81) para uma, ou de uma, unidade costeira ou flutuante de armazenamento (77) para o tanque, ou do tanque, do navio (71).

[025] Um sistema de transferência de produto de líquido frio, caracterizado pelo navio (70) conforme mencionado na reivindicação 23, dutos isolados (73, 79, 76, 81) organizados
9/9 para se conectar ao tanque (71) instalado no casco do navio com uma unidade flutuante de armazenamento e uma bomba para garantir o fluxo do produto de líquido frio através dos dutos isolados de uma - ou para uma - unidade costeira ou 5 flutuante de armazenamento para - ou do - tanque do navio.