CA1141238A - Structurally integrated leak proof and thermally isolated tank for tankes strips - Google Patents
Structurally integrated leak proof and thermally isolated tank for tankes stripsInfo
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Abstract
Cuve étanche et isolante intégrée à la structure porteuse d'un navire. Elle comporte deux barrières d'étanchéité successives, l'une primaire au contact avec le produit contenu dans la cuve et l'autre secondaire disposée entre la barrière primaire et la structure porteuse du navire. Ces deux barrières sont alternées avec deux barrières thermiquement isolantes, la barrière isolant secondaire étant constituée d'un matériau alvéolaire fixé contre la structure porteuse du navire, la barrière isolante primaire étant maintenue élastiquement en appui sur la barrière d'étanchéité secondaire. Les barrières d'étanchéité primaire et secondaire sont constituées par des virures métalliques soudées bord à bord par leurs bords relevés sur les deux faces d'une aile de soudure, la barrière isolante primaire étant constituée de plaques rigides entre lesquelles passent les ailes de soudure précitées. Le matériau alvéolaire de la barrière d'isolation secondaire comporte des rainures où sont fixés des insert-bandes permettant, chacun, la fixation d'une aile de soudure sensiblement perpendiculaire au planlimite du matériau alvéolaire. L'aile de soudure sert à la fois à la soudure des bords relevés de deux virures adjacentes de la barrière d'étanchéité secondaire et de deux virures adjacentes de la barrière d'étanchéité primaire.Sealed and insulating tank integrated into the carrying structure of a ship. It comprises two successive sealing barriers, one primary in contact with the product contained in the tank and the other secondary disposed between the primary barrier and the ship's supporting structure. These two barriers are alternated with two thermally insulating barriers, the secondary insulating barrier being made of a cellular material fixed against the load-bearing structure of the ship, the primary insulating barrier being resiliently supported on the secondary sealing barrier. The primary and secondary sealing barriers consist of metal strakes welded edge to edge by their raised edges on the two faces of a welding wing, the primary insulating barrier consisting of rigid plates between which the aforementioned welding wings pass. . The cellular material of the secondary insulation barrier has grooves in which band inserts are fixed, each allowing the fixing of a weld wing substantially perpendicular to the plane limit of the cellular material. The welding flange is used both for welding the raised edges of two adjacent strakes of the secondary sealing barrier and of two adjacent strakes of the primary sealing barrier.
Description
3~
La presehte invention a trait à la réalisation de cuves étanches et thermiquement iso~antes destinées au transport par mer des gaz liquéfiés et, en particulier, au transport des-gaz naturels liquéfiés à forte teneur en méthane.
Dans les brevets français 1 438 330, 2 105 710 et 2 146 612, on a déjà décrit la réalisation d'une cuve étanche et isolante, intégrée à la structure porteuse d'un navire et constituée par deux barrières d'étancheité successives, une primaire, au con-tact avec le gaz liquéié transporté, e-t une secondaire, dis-posée entre la barrière primaire et la structure porteuse dunavire, ces deux barrières d'étanchéité étant alternées avec deux couches d'isolation thermique appelées barrières isolantes.
Dans ces réalisations, les barrières isolantes primaire et secondaire sont constituées par des caisses parallélépipédiques remplies d'un calorifuge et les barrières d'étanchéité primaire et secondaire sont constituées par des virures métalliques, par exemple en invar, soudées à bards relevés de part et d'autre d'une aile de soudure.
- Dans la demande de brevet français 2 178 752, on a déjà
proposé de remplacer les caisses constituant une barrière isolante de cuve~ par une couche con-tinue d'isolation formée par exemple d'une mousse de matière plastlque. Ce remplacement permet d'améliorer le prix de revient de la cuve mais présente .
l'inconvénient dè rendre assez difficile le dégazage d'une cuve lorsqu'il s'est produit un incident d'étanchéité. En effet, le gaz liquéfié transporté, s'il vient en contact avec la mousse p~astique thermiquement iso~ante, pénètre dans les cellules de cette mousse et il est très difficile d'en réaliser l'extrac-tion complète avant de procéder à une réparation de la barrière d'étanchéité défectueuse. On a donc proposé dans la demande de brevet francais 77-35668~ de remplacer~les caisses en bois rem-r4~3~
plies de matériau a~véolairè thermiquemen.t isolant, par despanneaux de mousse plastique qui comportent~ sur leurs faces en regard de l'interieur de la cuve, des plaques de bois con-treplaqué constituant une protection contre la pénétration des gaz liquéfiés transportés dans la cuve, dans le cas où un incident se produit au niveau des barrières d'étanchéité de la cuve. Cette technique constitue un progrès appréciable sur le plan de la Eacilité de dégazage en cas d'incident, mais présente l'inconvénient d'être d'une réalisation relativement difficile et onéreuse, étant entendu que la présence des plaques de contreplaqué en surface des panneaux de mousse plastique n'empêche pas complètement la pénétration du gaz transporté dans les cellules de la mousse plastique constituant les panneaux composites de la barrière thermiquement isolante primaire.
La présente invention a pour but de décrire une cuve étanche et isolante, intégrée à la structure porteuse d'un navire, dans laquelle la barriere isolante primaire est de réalisation simple et ne présente aucune difficulté de dé.gazage, en cas d'incident au niveau de la barriere d'étanchéité primaire. Les caractéris-tiques d'isolation thermique de cette barrière d'isolation pri-maire sont inférieures à celles des barrières isolantes pri-maires constituées par des caisses de.bois remplies de calori-fuge ou constit~ées par des panneaux de mousse plastique, mais on compense cette diminution de l'isolation thermi~ue dûe à la barrière primaire par une augmentation des caractéristiques d'isolation thermique de la barrière isolante secondaire. Selon l'invention, la barrière isolante secondaire est constituée d'une forte épaisseur de m~usse.plastique et cette utilisation de la mousse plastique n'est pas gênante même en cas d'avaries, en raison du fait que la barrière d'isolation secondaire estprotégée d'une part, par la barrière d'étanché.ité primaire et d'autre par~, par la barrière d'étanchéité secondaire; or quand il se produit une avarie d'étanchéité dans la cuve, celle-ci provient d'une rupture de l'étanchéité de la barrière d'étan-chéité primaire mais n'atteint généralement pas la barrière d'étanchéité secondaire. Selon l'invention, entre la barriere d'étanchéité primaire et la barrière d'étanchéité secondaire, on interpose une barrière isolante primaire constituée de plaques rigides, réalisées par exemple en bois contreplaqué, ces plaques ayant l'avantage de parfaitement soutenir la barrière d'étanchéité primaire et de répartir les ef~orts localisés, que peut subir la barrière d'étanchéité primaire, sur une grande surface de la barrière secondaire~ On voit donc que, dans la réalisation selon l'invention, on minimise les risques de rupture de la barrière d'étanchéité primaire, on ~ait totalement dis-para;tre les difficultés de dégazage de la barrière isolante primaire et on maintient les caractéristiques d'isolation de l'ensemble en augmentant simplement l'épaisseur de la barrière d'isolation secondaire~ De plus étant donné que l'on peut ainsi, sans difficultes particulières, utiliser une barrière d'isolation secondaire réalisée en mousse plastique, on peut limiter le prix de revient des cuves, ce ~ui constitue un avantage économique important pour la réalisation selon l'inven-tion. En outre, le matériau constitutif de la barrière isolante primaire é-tant un matériau plein non alvéolaire, on peut réduire le débit du bala~age d'azote insuf~lé pour des questions de sécurité entre les barrières d'étanchéité primaire et secon-daire, ce qui constitue un avantage supplémentaire. Sur le plan de la résistance mécanique, la structure selon l'invention présente, comme il a été dit ci-dessus, des avantages, étant donné que la couche isolànte, qui soutient la barrière d'étan-chéité primaire, permet une meilleure résistance vis-à-vis des chocs produits sur les parois de la cuve par les mouvements du liquide en cours de transport, mouvements qui sont dus au roulis et au tangage du navire pendant le transport. Si, cependant, une avarie se produit au niveau de la barriere d'etancheite primaire, il est relativement aise d'effectuer une soudure de reparation etant donne que les virures metalliques de la barrière d'etancheite primaire portent sur des plaques de bois qui suppor-tent relativement bien l'elevation de tempera-ture:
àu contraire dans les realisations anterieures ou la barriere d'isolation primaire comportait une couche de mousse plastique, il se presentait une dif iculté due a la faible résistance thermique de la mousse pendant la soudure de reparation.
La presente invention a, en consequence, essentielle-ment pour objet une cuve etanche et isolante integree a la structure porteuse d'un na~ire, cuve comportant: deux barrières d'etancheite successives, l'une primaire en t~le d'invar destinee a venir en contact avec le produit que doit contenir la cuve et l'autre secondaire en tole d'invar eloignee de la première et disposee entre cette dernière et la structure porteuse du navire; une barrière isolante primaire comportant des plaques rigides en rnateriau non cellulaire disposees dans l'espace compris entre les barrièresprimaire et secondaire d'etancheite et dont l'epaisseur remplit essentiellemant tout ledit espace de sorte que la tôle d'invar de la barrière primaire d'etan-cheite soit supportée par la barrière secondaire d'étancheite via la barriere primaire isolante; une barrière isolante secondaire en materiau cellulaire comprise entre la barriere d'etancheite seconda~re et la structure porteuse du navire, cette barriere isolante secondaire étant plus épaisse que ladite barriere isolante primaire; un ensemble d'ailes monoblocs de soudure paralleles s'étendant de la barriere d'étancheite primaire a la barriere isolante secondaire; une pluralite de -- 4 --.
, ;
, moyens rigides à support, espaces et paralleles, prevus à
l'interieur de la barrière isolante secondaire qui supporte ces moyens lesquels serven-t à la ~ixation des ailes de soudure;
les barrières primaire et secondaire d'etancheite comportant chacune des virures en tôles d'invar ayant des bords releves, les virures de la barriere d'etancheite primaire etant disposees reSpectivement de chaque cote et soudees aux ailes de soudure le long desdits bords releves; les virures des barxières d'etancheite secondaires etant disposees respectivement de chaque côté et soudees aux mêmes ailes de soudure que les virures des barrières d'etancheite primaires, lesdits moyens de support rigide e-tant faits de materiau non cellulaire et supportant ladite barrière isolante secondaire de chaque cote des ailes de soudure.
Dans un mode pre~ere de realisation, moyens precites à support sont des insert-bandes retenus dans des rainures rectilignes, parallèles, de la barriere isolante secondaire, par engagement mecanique ~vec les bords de rainures prevus sur les bords correspondants des insert-bandes; chaque insert-bande a une section transversale en forme de L, l'une desbranches du L venant en appui sur le fond de la rainure, qui le contient, et ayant la largeur de ladite rainure, l'autre branche du ~ venant cooperer par son bord externe avec un bord longitudinal de la rainure et retenant sur son bord interne une aile de soudure; chaque aile de soudure est fixée sur un insert-bande par l'intermédiaire d~une languette, les deux zones de cooperation de la languette et de l'aile de soudure étant repliées en U pour co~stituer un joint d'assemblage glissant; entre le joint glissant et la bordure de la ra.inure sur laquelle ne s'appuie par l'insert-bande, est disposee une cale-bande maintenue en place par engagement mécanique avec le bord de rainure, qui lui est adjacent, et/ou par collage sur _ 5 _ i Z ~ 8 l'insert~bande correspondant; les plaques rigides sensiblement parallélépipédiques constitutives de la barriere isolante primaire comportent~ de place en place, le long des ailes de soudure qui les bordent, des é~idements où sont disposées des lamelles de maintien fixées sur lesdites plaques et soudées à bords relevés sur llaile de soudure, qui leur est adjacente, pour maintenir la b~rrière isolan~e primaire sur la barrière d'étancheité secondaire, avant la pose de la barriere d'étanchéité primaire, les ang~lèsde cuve sont realises au moyen d'une pluralite de croisillons identiques, disposés côte .. ... . , _ _ _ _ _ _ _ . , _ .. .. _ . . . . _ .. .
à cote et constitués chacun de deux demi-ailes d'accrochage et de deux demi-ailes support de cuve, chaque demi-aile d'accro-chage étant dans le prolongement d'une demi-aile support pour constituer une aile du croisillon, les deux ailes de tous les croisillons d'un même angle se raccord.ant selon une même arête sensiblement parallèle à celle de l'angle de cuve considérée, les demi-ailes d7accrochage des croisillons étant fixées sur la structure porteuse du navire et les demi-ailes support des croisillons étant solidarisees des virures métalliques de la barrière d'étanchéité secondaire; les croisillons d'un même angle de cuve sont recouverts, dans l'angle des demi-ailes sup-port qui est orienté du côté de la cuve, par une cornière ayant la même forme de section transversale que les faces des croisil-lons qui la portent, cette cornière étant constituée du même métal que les virures de la barrière d'étanchéité secondaire qui viennent se souder sur elle, ladite cornière supportant, sur chacune des dem.i-ailes support des croisillons, des cales ayant l'épaisseur des plaques de la barrière d'isolation primaire, ces cales étant maintenues par des boulons; les cales précitées sont recouvertesj dans l.a zone de l.'angle de la cornière sur laquelle elles sont fixées et du côté où se trouve la cuve, d'une tôle de ~ême métal que celui des vir-ures de la barrière d'étanchéité pr1maire, qui viennent se souder sur elle; une cornière de raccordemen~ est soudée sur les tôles, qui recou-vrent deux cales adjacentes d'un angle de cuve, pour former l'étanchéité primaire de l'angle, les virures métalliques de la barrière d'étanchéité primaire et de la barrière d'étan-chéité secondaire~ ainsi que les ailes de soudure et leurs lan-guettes, les cornières de raccordement et les lamelles de main-tien sont constituées de tole d'invar de faible épaisseur; lesplaques rigides constitutives de la barrière d'isolation pri-, ~ , maire, ainsi que les cales-bandes et les insert-bandes, qui coopérent avec la barrière isolante secondaire, sont réalisés en bois contre-plaquél les croisill~ns des angles de cuve sont réalisés en acier inoxydable.
Pour mieux Eaire comprendre l'ob~et de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemple purement illustra-tif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé.
- Sur ce dessin: .
- la figure 1 représentè une coupe des barrieres primaire et secondaire de la cuve perpendiculairement à une aile de soudure;
- la figure 2 représente, en per~pective avec arrachements, l'assemblage des di.vers éléments des barrières primaire et secondaire pour constituer une ~ace de cuve;
- la figure 3 représente, en perspective avec arrachements, l'assemblage des di.vers él.éments des barrières primaire et secondaire dans.un angle de cuve;
- la figure 4 représente une coupe d'un angle de cuve, perpendiculairement à l'arête dudit angle.
En se référan.t au dessin, on voit que l'on a désigné par 1 la structure porteuse du navire constituée par la double coque ou une cloison transversale qui délimite une cuve étanche et isolante destinée au transport de gaz naturels liquéfiés.
Sur la par~ on a fixé~ par tous moyens connus appropriés, une barrière isolante secondaire 2~ constituée d'une épaisseur d'environ 20 cm de matériau alvéolaire expansé, tel que de la mousse de polyuréthane renforcée dans trois directions perpen-diculaires par des fils de fibre de verre La barrière iso-lante secondaire 2 peut etre réalisée~ par exemple, comme indiquédans la demande de brevet Erancais 77 3~6680 3~3 La barrière isolante secondaire 2 c~mporte en sur~ace, c'est-à-dire vers l'intérieur de la cuve~ des rainures paral-lèles 3, à l'intérieur desquelles sont coulissés des insert-bandes 4 réalisés en bois contre-plaqué. Les insert-bandes 4 ont une coupe transversale en L, la branche 4a du L étant dis-posée à plat sur le Eond de la rainure et occupant toute la largeur de celle-ci, alors que la branche 4b du L, perpendicu-laire à la première, a une épaisseur égale à la pro~ondeur de la rainure 3 et une largeur égale à la moitié de la largeur de la rainure 3. Les bordures longitudinales de l'insert-bande 4 coopèrent avec les bordures longitudinales de la rainure 3 par un engagement mécanique de proils en dents de scie, qui assure le maintien de l'insert-bande 4 dans la rainure 3, lorsqu'on exerce sur l'insert-bande ~ un effort perpendiculaire à la structure porteuse 1. Sur le bord interne de la branche 4b de l'insert-bande 4f on a fixé, par exemple par agrafage, une lan-guette 5 réalisée en tôle d'invar de 0,5 mm d'épaisseur. -L'extrémité de la languette 5, qui est en regard de l'intérieur de la cuve~ est réepliée en ~orme de U et elle coopère avec l'extrémité repliée en forme de U d'une aile de soudure 6, pour constituer un joint glissant permettant des mouvements dé trans-lation perpendiculairement au plan de la figure L, Llaile de soudure 6 est réalisée dans le meme matériau que la languette 5 et elle s'étend perpendiculairement à la structure porteuse 1, Pour éviter qu, sous l'effet d'une traction e~ercée sur l'aile de soudure 6 vers l'intérieur de la cuve, le ~oint glis-sant 5-6 ne puisse s'ouvrir, on a mis en placel dans llespace de la rainure 3, qui n'est pas occupé par l'insert-bande 4, une caLe-bande 7 réalisée en con~re-plaqué, la bordure de cette cale-bande 7; qui vient au voisinage d'un bord longitudinal de la rainure 3 coopérant avec ce bord.par engagement mécani~ue de profils en dents de scie. Le maintien en place de l'insert-bande 4 et de ~a cale-bande 7 dans rainure 3 est réalisé, en outre, par collage sur les faces parallèles au fond de la rainure 3. Ce type de montage permet cl'assurer la fixation de l'aile de soudure 6 par rapport à la barrière isolante secon-daire 2, qui est elle-mème solidarisée de la structure porteuse 1.
Sur cet ensemble, on dispose la barrière d'étanchéité
secondaire 8 constituée par des virures métalliques à bords relevés réalisées en tôle d'invar de 0,5 mm d'épaisseur. Ces virures 8 ont une largeur entre bords d'environ 500 mm et se mettent en place entre deux ailes de soudure 6 consécutives.
On réalise la soudure des bords relevés des virures 8 de part et d'autre des ailes de soudure 6 et l'on constitue ainsi la barrière d'étanchéité secondaire de la cuve.
Sur la barrière d'étanchéité secondaire 8, on met en place des plaques de contre-plaqué 9 constituant la barrière d'iso-lation primaire. Les plaques 9 ont une épaisseur de 25 mm.
Les pla~ues 9 ont une largeur d'environ 495 mm et viennent se disposer entre les deux bords relevés d'une virure métallique 8. Les plaques 9 ont une longueur mesurée perpendiculairement au plan de la figure 1 d'environ 1 2G0 mm, cette longueur cor-respondant uniquement à une ~acilité de manipulation pour la mise en place; deux plaques 9 consécutives disposées entre les bords relevés d'une même virure 8 sont mises en place à bords jointifs. Les plaques 9 com~ortent, sur leur bordure longitu-dinale, dans la zone médiane et aux extrémites de cette bor-dure, des évidements 10 d'environ 5 mm de profondeur, 10 mm de largeur et 100 mm de longueur. Sur le fond de ces évidements 10, on fixe au moyen d'agrafes 11, des lamelles de maintien 12 comportant un bord relevé qui vient en appui contre une aile de \
3~3 soudure 6~ On réalise la souduxe des bords relevés des lamelles de maintien 12 de part et d'autre des ailes de soudure 6, de facon à assurer le maintien en posltion des pLaques 9 contre la barrière d'étanchéité secondaire 8.
On dispose alQrs des cales 13 dans les évidements 10, ces cales 13 a~ant nune épaisseur de 4,5 mm environ, de fa~on à
constituer, au niveau de la face des plaques 9 qui est en reyard de l'intérieur de la cuve~ une surface sensiblement con-tinueO On met alors en place sur cette surface, la barrière d'étanchéité primaire, ~ui est constituée par des virures métalliques 14 identiques aux virures métalligues 8. Les virures métalliques 14 sont fixées par soudure à bords relevés de part et d'autre des ailes de soudure 6. Toutes les soudures à bords relevés effectuées sur l'aile de soudure 6 sont réalisées au moyen d'une machine automatique de soudage, qui assure, au moment de la soudurer une traction sur l'aile de soudure 6r de facon qu'après la soudure, une force élastique applique l'élé-ment soudé sur les élém.ents sous-jacents en direction de la structure porteuse lo . 20 La réalisation, qui vient d'être décrite et qui correspond au dessin des flgures 1 et 2, permet de réaliser les panneaux plan des cuves; la figure 3 montre la réalisation dans un angle de cuve. Dans l'angLe de la cuve, on met en place des - croisillons en acier inoxydable désignés par 15 dans leur ensemble, ces croisillons étant constitués chacun de deux ailes perpendiculaires, chaque aile comportant une demi aile support 16 et une demi-aile d'accrochage 17. Les deux ailes 16-17 d'un croisillon se coupent à angle droit selon une arête, qui est disposée parallèlement à l'arête de l'angle correspondant de la structure porteuse 1, qui soutient la cuve. Les ailes d'accro-chage 17 comportent, à leur eXtrémité~ des tasseaux 17a, qui 3~3 sont fixés sur des goujons en a~ente portés par la structure porteuse 1. La zone d'espace comprise entre les deux demi-ailes d'accrochage 17 d'un croisillon 15 et la structure porteuse 1 est remplie de la mousse plastique constituant la barrière d'isolation secondaire 2. ~e même la zone d'espace comprise, des deux côtés de l'angle de cuve, entre les demi-ailes support 16 et la structure porteuse 1 est remplie par la mousse plastique constituant la barrière d'isolation secondaire 2. La largeur d'un croisillon 15~ mesurée parallèlement à son arête d'inter-section, est d'environ 25 cm et les croisillons 15 sont dis~posés côte à côte tout le long d'une arête de la cuve. L'ensemble des croisillons 15 est recouvert, dans l'angle qui est en vis-à-vis de l'intérieur de la cuve, par une cornière 18 ayant une section en équerre, ladi~e cornière étant soudée par ses bords sur les deux demi-ailes support 16. Les cornières 18 sont réalisées en tôle d'invar de O,S mm d'épaisseur. La barrière d'isolation secondaire 2 comporte des embrèvements 30 au droit des demi--ailes support 16~ de facon que le plan qui limite la barrière d'isolation secondaire 2 vers l'intérieur de la cuve se 3 ~
The invention relates to the production of tanks waterproof and thermally iso ~ antes intended for transport by sea of liquefied gases and, in particular, the transport of gases natural liquids with a high methane content.
In French patents 1,438,330, 2,105,710 and 2,146,612, we have already described the production of a sealed and insulating tank, integrated into the carrying structure of a ship and constituted by two successive sealing barriers, a primary, at the tact with the liquefied gas transported, and a secondary, available placed between the primary barrier and the ship's supporting structure, these two sealing barriers being alternated with two layers of thermal insulation called insulating barriers.
In these embodiments, the primary and secondary consist of parallelepipedic boxes filled with thermal insulation and the primary sealing barriers and secondary are constituted by metallic strakes, by example in invar, welded with bards raised on both sides of a welding wing.
- In French patent application 2,178,752, we already have proposed to replace the crates constituting a barrier tank insulator ~ by a continuous insulating layer formed for example a plastic foam. This replacement improves the cost price of the tank but present .
the disadvantage of making it quite difficult to degas a tank when a sealing incident has occurred. Indeed, the transported liquefied gas, if it comes into contact with the foam p ~ thermically iso ~ ante, penetrates into the cells of this foam and it is very difficult to extract it complete before repairing the barrier defective seal. We therefore proposed in the request for french patent 77-35668 ~ to replace ~ the wooden crates r4 ~ 3 ~
plies of insulating material ~ thermal insulating, by plastic foam panels which have ~ on their faces next to the inside of the tank, wooden plates plywood providing protection against the penetration of liquefied gases transported in the tank, in the event that a incident occurs at the sealing barriers of the tank. This technique constitutes appreciable progress on the degassing capacity plan in the event of an incident, but has the disadvantage of being relatively difficult and expensive, it being understood that the presence of the plates plywood on the surface of plastic foam panels does not completely prevent the penetration of the transported gas into the plastic foam cells making up the panels composites of the primary thermally insulating barrier.
The object of the present invention is to describe a sealed tank and insulating, integrated into the supporting structure of a ship, in which the primary insulating barrier is simple to make and presents no difficulty in degassing, in the event of an incident at the primary sealing barrier. The characteristics thermal insulation ticks of this primary insulation barrier mayor are lower than the primary insulating barriers mayors constituted by wooden crates filled with calori-fuge or constit ~ ed by plastic foam panels, but we compensate for this decrease in thermal insulation ~ ue due to the primary barrier by an increase in characteristics thermal insulation of the secondary insulating barrier. According to the invention, the secondary insulating barrier consists thick m ~ usse.plastique and this use plastic foam is not a problem even in the event of damage, due to the fact that the secondary insulation barrier is protected on the one hand, by the primary sealing barrier and on the other by ~, by the secondary sealing barrier; when there is a leak in the tank, the latter comes from a breach in the sealing of the water barrier primary cheity but usually does not reach the barrier secondary sealing. According to the invention, between the barrier primary sealing and secondary sealing barrier, a primary insulating barrier consisting of rigid plates, made for example of plywood, these plates having the advantage of perfectly supporting the barrier sealing and distribute the local ef ~ orts, that can undergo the primary sealing barrier, over a large surface of the secondary barrier ~ We can therefore see that, in the embodiment according to the invention, the risks of rupture are minimized of the primary sealing barrier, we have ~ totally dis-seem to be the difficulties of degassing the insulating barrier primary and the insulation characteristics of the whole by simply increasing the thickness of the barrier secondary insulation ~ Also since we can so, without particular difficulties, use a barrier secondary insulation made of plastic foam, you can limit the cost price of the tanks, this ~ ui constitutes a significant economic advantage for the realization according to the invention tion. In addition, the material of the insulating barrier primary being a solid non-cellular material, we can reduce the flow of the bala ~ age of insufficient nitrogen ~ lé for questions between the primary and secondary sealing barriers which is an additional advantage. On the plan of the mechanical resistance, the structure according to the invention has, as said above, advantages, being given that the insulating layer, which supports the water barrier primary cheity, allows better resistance to shocks produced on the walls of the tank by the movements of the liquid during transport, movements due to rolling and the pitch of the ship during transport. If, however, damage occurs at the sealing barrier primary, it is relatively easy to weld repair given that the metal strakes of the primary sealing barrier on wooden plates which support the temperature rise relatively well:
on the contrary in previous achievements or the barrier primary insulation had a layer of plastic foam, there was a dif iculty due to the low resistance thermal foam during repair welding.
The present invention has, therefore, essential-ment for object a waterproof and insulating tank integrated in the supporting structure of a vessel, tank comprising: two barriers of successive sealing, one primary in t ~ the invar intended to come into contact with the product that the tank should contain and the other secondary in sheet of invar far from the first and disposed between the latter and the supporting structure of the ship; a primary insulating barrier comprising plates rigid in non-cellular material arranged in space between the primary and secondary sealing barriers and whose thickness essentially fills all of said space so that the invar sheet from the primary barrier of etan is supported by the secondary waterproof barrier via the primary insulating barrier; an insulating barrier secondary in cellular material between the barrier secondary sealing and the load-bearing structure of the ship, this secondary insulating barrier being thicker than said primary insulating barrier; a set of monobloc wings parallel welds extending from the sealing barrier primary to secondary insulating barrier; a plurality of - 4 -.
, ;
, rigid support means, spaces and parallels, provided for the interior of the secondary insulating barrier which supports these means which are used for the ~ ixation of the welding wings;
the primary and secondary sealing barriers comprising each of the strakes in invar sheets having raised edges, the strakes of the primary sealing barrier being arranged respectively on each side and welded to the welded wings along said raised edges; the strakes of the barxieres of secondary sealing being respectively provided with each side and welded to the same weld wings as the strakes of the primary sealing barriers, said means rigid support made of non-cellular material and supporting said secondary insulating barrier on each side weld wings.
In a pre ~ ere embodiment, aforementioned means with support are insert-strips retained in grooves straight, parallel, of the secondary insulating barrier, by mechanical engagement ~ with the groove edges provided on the corresponding edges of the insert strips; each insert-strip has an L-shaped cross section, one of the branches of the L coming to rest on the bottom of the groove, which contains it, and having the width of said groove, the other branch of ~ coming to cooperate by its outer edge with an edge longitudinal of the groove and retaining on its internal edge a welding wing; each welding flange is fixed on a band insert through a tab, both Tongue and weld wing cooperation zones being folded in a U to co ~ establish an assembly joint sliding; between the sliding joint and the edge of the groove on which is not supported by the band insert, is disposed a band wedge held in place by mechanical engagement with the groove edge, which is adjacent to it, and / or by bonding to _ 5 _ i Z ~ 8 the insert ~ corresponding band; rigid plates substantially parallelepiped constituting the insulating barrier primary have ~ from place to place, along the wings of welding which border them, é ~ idements where are arranged retaining strips fixed to said plates and welded with raised edges on the weld flange, which is adjacent to them, to maintain the primary isolating barrier on the barrier secondary waterproofing, before installing the barrier primary sealing, ang ~ lesde tank are made at by means of a plurality of identical cross-pieces, arranged side by side .. .... , _ _ _ _ _ _ _. , _ .. .. _. . . . _ ...
next to each other and made up of two attachment half-wings and two tank support half-wings, each half-wing chage being in the extension of a support half-wing for constitute a wing of the spider, the two wings of all crosspieces of the same angle connecting with the same edge substantially parallel to that of the tank angle considered, the half-wings for hanging the crosspieces being fixed on the carrying structure of the ship and the half-wings supporting the braces being secured to the metal strakes of the secondary sealing barrier; the braces of the same tank angle are covered, in the angle of the upper half-wings port which is oriented on the side of the tank, by an angle having the same cross-sectional shape as the faces of the cross lons who wear it, this angle being made of the same metal as the strakes of the secondary sealing barrier which come to be welded on it, said angle iron supporting, on each of the half wings supporting the cross braces, wedges having the thickness of the plates of the primary insulation barrier, these wedges being held by bolts; the aforementioned wedges are covered in the area of the angle of the angle on which they are fixed and on the side where the tank is located, of a sheet of ~ same metal as that of the barrier vir-ures primary sealing, which are welded on it; a connection angle ~ is welded to the sheets, which overlap sell two adjacent wedges at a tank angle to form the primary sealing of the angle, the metal strakes of the primary sealing barrier and the water barrier secondary bedding ~ as well as the welding wings and their lan-outlets, connection angles and hand slats-yours are made of thin invar sheet; the rigid plates constituting the primary insulation barrier , ~, mayor, as well as the wedges-bands and the insert-bands, which cooperate with the secondary insulating barrier, are made made of plywood the cross-pieces of the tank angles are made of stainless steel.
To better understand the ob ~ and the invention, we will now describe it, as a purely illustra-tif and not limiting, an embodiment shown in the attached drawing.
- On this drawing: .
- Figure 1 shows a section of the primary barriers and secondary of the tank perpendicular to a wing of welding;
- Figure 2 shows, in per ~ pective with cutaway, the assembly of the di.vers elements of the primary barriers and secondary to constitute a tank ace;
FIG. 3 represents, in perspective with cutaway, the assembly of the di.vers elements of the primary barriers and secondary in a tank angle;
FIG. 4 represents a section through a tank angle, perpendicular to the edge of said angle.
Referring to the drawing, we see that we have designated by 1 the load-bearing structure of the vessel consisting of the double shell or transverse partition which delimits a watertight tank and insulating material intended for the transport of liquefied natural gases.
On the par ~ we fixed ~ by any suitable known means, a secondary insulating barrier 2 ~ consisting of a thickness about 20 cm of expanded foam material, such as polyurethane foam reinforced in three directions perpen-fiberglass wires The iso- barrier secondary lante 2 can be carried out ~ for example, as indicated in the Erancais 77 patent application 3 ~ 6680 3 ~ 3 The secondary insulating barrier 2 c ~ carries in on ~ ace, that is to say towards the inside of the tank ~ paral grooves-lèles 3, inside which are inserted inserts-bands 4 made of plywood. Tape inserts 4 have a cross section in L, the branch 4a of L being dis-laid flat on the edge of the groove and occupying the entire width thereof, while branch 4b of L, perpendicular to first laire, has a thickness equal to the pro ~ inverter groove 3 and a width equal to half the width of the groove 3. The longitudinal edges of the strip insert 4 cooperate with the longitudinal edges of the groove 3 by a mechanical engagement of sawtooth proils, which ensures maintaining the band insert 4 in the groove 3, when exerts on the strip insert ~ a force perpendicular to the supporting structure 1. On the internal edge of the branch 4b of the strip insert 4f, a lan- guage has been fixed, for example by stapling lookout 5 made of invar sheet 0.5 mm thick. -The end of the tongue 5, which faces the interior of the tank ~ is folded into ~ elm of U and it cooperates with the U-shaped folded end of a weld wing 6, for constitute a sliding joint allowing movements of trans-lation perpendicular to the plane of Figure L, Llaile de solder 6 is made of the same material as the tongue 5 and it extends perpendicular to the supporting structure 1, To avoid that, under the effect of a pull e ~ drilled on the welding wing 6 towards the inside of the tank, the ~ anointed glis-health 5-6 could not open, we put in place in space of the groove 3, which is not occupied by the strip insert 4, a caLe-strip 7 made of con ~ re-plated, the edge of this strip holder 7; which comes in the vicinity of a longitudinal edge of the groove 3 cooperating with this bord.par engagement mechani ~ ue of sawtooth profiles. Keeping the insert in place strip 4 and from ~ a wedge strip 7 in groove 3 is produced, in addition, by gluing on the faces parallel to the bottom of the groove 3. This type of mounting makes it possible to secure it of the welding flange 6 relative to the secondary insulating barrier daire 2, which is itself secured to the supporting structure 1.
On this set, we have the sealing barrier secondary 8 consisting of metallic strakes with edges readings made of invar sheet 0.5 mm thick. These strakes 8 have a width between edges of approximately 500 mm and are set up between two consecutive weld wings 6.
We weld the raised edges of the strakes 8 on the side and other of the welding wings 6 and thus constitutes the secondary sealing barrier of the tank.
On the secondary sealing barrier 8, plywood plates 9 constituting the insulation barrier primary lation. The plates 9 have a thickness of 25 mm.
Pla ~ ues 9 have a width of about 495 mm and come have a metallic strake between the two raised edges 8. The plates 9 have a length measured perpendicularly in the plane of Figure 1 of about 12G0 mm, this length cor-responding only to a handling acility for the implementation; two consecutive plates 9 arranged between the raised edges of the same strake 8 are placed at the edges joined. The plates 9 com ~ ortent, on their longitu-dinal, in the middle zone and at the extremities of this bor-hard, recesses 10 about 5 mm deep, 10 mm width and 100 mm in length. On the background of these recesses 10, retaining strips 12 are fixed by means of staples 11 comprising a raised edge which abuts against a wing of \
3 ~ 3 solder 6 ~ We weld the raised edges of the slats holding 12 on either side of the welding wings 6, in order to maintain the position of the plates 9 against the secondary sealing barrier 8.
AlQrs of shims 13 are available in the recesses 10, these shims 13 a ~ ant nune thickness of about 4.5 mm, so ~ on constitute, at the level of the face of the plates 9 which is in reyard from inside the tank ~ a substantially con-tinueO We then set up on this surface, the barrier primary sealing, ~ ui consists of strakes metallic 14 identical to the metallic strakes 8. The strakes 14 are fixed by welding with raised edges and on the other side of the weld flanges 6. All the welds with edges readings made on the welding wing 6 are made at by means of an automatic welding machine, which ensures, at when welding it a pull on the welding wing 6r of so that after welding, an elastic force applies the element welded onto the underlying components in the direction of the load-bearing structure lo . 20 The realization, which has just been described and which corresponds in the drawing of figures 1 and 2, allows the panels to be produced tank plan; Figure 3 shows the realization in a tank angle. In the angle of the tank, we set up - stainless steel braces designated by 15 in their together, these braces being each made up of two wings perpendicular, each wing having a half support wing 16 and a half attachment wing 17. The two wings 16-17 of a crosspiece intersect at right angles along an edge, which is arranged parallel to the edge of the corresponding angle of the supporting structure 1, which supports the tank. Hanging wings chage 17 have, at their eXtrême ~ cleats 17a, which 3 ~ 3 are fixed on studs in a ~ ente carried by the structure carrier 1. The area of space between the two half-wings attachment 17 of a cross 15 and the supporting structure 1 is filled with the plastic foam constituting the barrier secondary insulation 2. ~ e even the area of space included, on both sides of the tank angle, between the support half-wings 16 and the supporting structure 1 is filled with plastic foam constituting the secondary insulation barrier 2. The width a 15 ~ spider measured parallel to its inter-section, is about 25 cm and the crossbars 15 are dis ~ placed side by side along an edge of the tank. All crosspieces 15 is covered, in the angle which is facing opposite the interior of the tank, by an angle 18 having a square section, ladi ~ e angle iron being welded by its edges on the two support half-wings 16. The angles 18 are made of invar sheet of thickness O, S mm. The barrier secondary insulation 2 has 30 recesses at right half wings support 16 ~ so that the plane which limits the secondary insulation barrier 2 towards the interior of the tank
2~ trouve dans le prolongement de La face, que présente la cornière 18 vers llintérieur de la cuve. Les virures 8 de la barrière d'étanchéité secondaire peuvent donc venir se souder, par leur bord d'extrémité 8a sur la cornière 18. Les plaques 9, qui - constituent la barrière d'isolation primaire, recouvrent les virures 8 et viennent en appui sur les ailes de la cornière 18, malgré l'épaisseur desdites virures 8 grâce à un redent 9a de 0,5 mm de la plaque 9 prevu au-delà de la bordure 8a de la virure 8. Les plaques g, qui convergent vers l'arête des croi-sillons 15 et de la cornière 18~ s'arrê-tent à environ 15 cm de ladite arête et elles se raccordent à des cales 19, qui sont fixées par des boulons 2~ s~r les demi-ailes support 16 des , croisillons 15 et qui sont réalisées en bois imprégné de résine connu sous le nom commercial de "Permali". Les boulons 20 traversent les demi-ailes support 16, la cornière 18 et les cales 19 et leurs écrous sont disposés dans des embrévements l9b prévus à cet effet dans les cales 19, de façon à ne pas dépasser du plan défini vers l'intérieur de la cuve par les cales 19. Les boulons 20 sont so~dés par ~ne collerette périphérique 20a sur la cornière lg~ de fa~on à maintenir l'étanchéité. Le plan défini par les cales 19 vers l'intérieur de la cuve est dans le prolongement du plan défini vers l'intérieur de la cuve par les plaques 9 qui se raccordent avec elle. Dans leur zone la plus voisine de llarête de cuve t les cales 19 comportent une feuillure l9a de ~,5 mm d'épaisseur, où est logée une tôle de recouvrement 21 fixee sur la cale 19 par vissage. La tôle 21 est une tôle d'invar de ~,5 rnm d'épaisseur, qui est disposée dans la feuillure 19a et vient en retour sur le chant de la cale 19, qui est le plus voisin de l'arête de la cuve. La virure 14 de la barrière d'étanchéité primaire, qui est en appui sur la pla~ue g, vient à recouvrement sur la tole 21 et peut être so~dée par sa bo~dure 14a sur ladite tôle 21. On termine l'étanchéité de la barrière d'étanchéité primaire au moyen d'une cornière 22, qui est soudée sur les deux toles 21 de deux cales 19 disposées à angle droit, dans l'angle formé
par celle-ci. La cornière 22 est réalisée en tôle d'invar de 0,5 mm d'épaisseur.
Il est clair que la réalisa~ion, qui vient d'etre décrite, permet d'assurer, y compris dans les angles de cuve, une con-tinuité des barrières d'étanchéité primaire et secondaire.
La barrière d'isolation primaire est de faible épaisseur mais présente l'avantage~ en rais~n de sa constitution par des plaques pleinesr de ne nécessiter qu'un fiable débit d'azote - de bala~age et de pouvoir être ~lsément dégazée, les carac-téristiques d'isolation thermique étant compensées au niveau de la barrière d'isolation secondaire.
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,, ' ' 2 ~ found in the extension of the face, which presents the angle 18 towards the inside of the tank. The strakes 8 of the barrier secondary sealing can therefore be welded, by their end edge 8a on the angle iron 18. The plates 9, which - constitute the primary insulation barrier, cover the strakes 8 and come to bear on the wings of the angle iron 18, despite the thickness of said strakes 8 thanks to a step 9a of 0.5 mm from plate 9 provided beyond the edge 8a of the strake 8. The plates g, which converge towards the crest of the grooves 15 and angle 18 ~ stop about 15 cm from said edge and they are connected to shims 19, which are fixed by bolts 2 ~ s ~ r the half-wings support 16 of , braces 15 and which are made of wood impregnated with resin known under the trade name of "Permali". Bolts 20 pass through the support half-wings 16, the angle iron 18 and the shims 19 and their nuts are arranged in dimples l9b provided for this purpose in the shims 19, so as not to protrude from the plane defined towards the inside of the tank by the holds 19. The bolts 20 are so ~ diced by ~ do peripheral flange 20a on the angle lg ~ fa ~ on to maintain the seal. The plane defined by the shims 19 towards the inside of the tank is in the extension of the defined plane towards the inside of the tank by the plates 9 which connect with it. In their area closest to the tank head and the shims 19 have a rebate l9a of ~, 5 mm thick, where is housed a sheet cover 21 fixed on the shim 19 by screwing. Prison 21 is an invar sheet of ~, 5 rnm thick, which is arranged in the rebate 19a and comes back on the song of the wedge 19, which is closest to the edge of the tank. The strake 14 of the primary sealing barrier, which is support on the pla ~ ue g, overlaps on the sheet 21 and can be so ~ dée by its bo ~ hard 14a on said sheet 21. We completes the sealing of the primary sealing barrier at by means of an angle 22, which is welded to the two sheets 21 two wedges 19 arranged at right angles, in the angle formed by it. The angle 22 is made of invar sheet of 0.5 mm thick.
It is clear that the realization, which has just been described, allows, including in the tank angles, continuity of primary and secondary sealing barriers.
The primary insulation barrier is thin but has the advantage ~ in rais ~ n of its constitution by solid plates to require only reliable nitrogen flow - of bala ~ age and of being able to be slightly degassed, the charac-thermal insulation characteristics being compensated for at the level of the secondary insulation barrier.
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Claims (12)
venir en contact avec le produit que doit contenir la cuve et l'autre secondaire en tôle d'invar éloignée de la première et disposée entre cette dernière et la structure porteuse du navire; une barrière isolante primaire comportant des plaques rigides en matériau non cellulaire disposées dans l'espace compris entre les barrières primaire et secondaire d'étanchéité
et dont l'épaisseur remplit essentiellement tout ledit espace de sorte que la tôle d'invar de la barrière primaire d'étan-chéité soit supportée par la barrière secondaire d'étanchéité
via la barrière primaire isolante; une barrière isolante secondaire en matériau cellulaire comprise entre la barrière d'étanchéité secondaire et la structure porteuse du navire, cette barrière isolante secondaire étant plus épaisse que ladite barrière isolante primaire; un ensemble d'ailes monoblocs de soudure parallèles s'étendant de la barrière d'étanchéité
primaire à la barrière isolante secondaire; une pluralité de moyens rigides à support, espacés et parallèles, prévus à l'in térieur de la barrière isolante secondaire qui supporte ces moyens lesquels servent à la fixation des ailes de soudure;
les barrières primaire et secondaire d'étanchéité comportant chacune des virures en tôles d'invar ayant des bords relevés, les virures de la barrière d'étanchéité primaire étant disposées respectivement de chaque côté et soudées aux ailes de soudure le long desdits bords relevés; les virures des barrières d'étanchéité secondaires étant disposées respectivement de chaque côté et soudées aux mêmes ailes de soudure que les virures des barrières d'étanchéité primaires, lesdits moyens de support rigide étant faits de matériau non cellulaire et supportant ladite barrière isolante secondaire de chaque côté
des ailes de soudure. 1. Sealed and insulating tank integrated into the structure carrier of a vessel, tank comprising: two watertight barriers successive cheesity, one primary in invar tale intended for come into contact with the product that the tank should contain and the other secondary in invar sheet far from the first and disposed between the latter and the supporting structure of the ship; a primary insulating barrier comprising plates rigid non-cellular material arranged in space between the primary and secondary sealing barriers and whose thickness essentially fills all of said space so that the invar sheet from the primary water barrier be supported by the secondary sealing barrier via the primary insulating barrier; an insulating barrier secondary in cellular material between the barrier secondary sealing and the supporting structure of the ship, this secondary insulating barrier being thicker than said primary insulating barrier; a set of monobloc wings of parallel welds extending from the sealing barrier primary to secondary insulating barrier; a plurality of rigid support means, spaced and parallel, provided for in the of the secondary insulating barrier which supports these means which are used for fixing the welding wings;
primary and secondary sealing barriers including each of the strakes in invar sheet having raised edges, the strakes of the primary sealing barrier being arranged respectively on each side and welded to the welding wings along said raised edges; the strakes of the barriers secondary seals being disposed respectively of each side and welded to the same weld wings as the strakes of the primary sealing barriers, said means of rigid support being made of non-cellular material and supporting said secondary insulating barrier on each side weld wings.
du côté de la cuve, par une cornière ayant une section trans-versale adaptée à celle du croisillon, cette cornière étant constituée du même métal que les virures de la barrière d'étanchéité secondaire qui viennent se souder sur elle, ladite cornière supportant sur chacune des demi-ailes support, des cales ayant l'épaisseur des plaques de la barrière d'isolation primaire, ces cales étant maintenues par des boulons. 8. Tank according to claim 7, characterized by the fact that the cross pieces of the same tank angle are covered, in the corner of the support half-wings. which is oriented on the side of the tank, by an angle iron having a cross-section versal adapted to that of the cross, this angle being made of the same metal as the strakes of the barrier secondary sealing which come to be welded on it, said angle iron supporting on each of the support half-wings, shims having the thickness of the insulation barrier plates primary, these shims being held by bolts.
se trouve la cuve, d'une tôle de même métal que celui des virures de la barrière d'étanchéité primaire, qui viennent se souder sur elle. 9. Tank according to claim 8, characterized by the fact that the wedges are covered, in the corner area of the angle iron, on which they are fixed and on the side where is the tank, of a sheet of the same metal as that of strakes of the primary sealing barrier, which come weld on it.
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