CN105074319B - 低温液体箱 - Google Patents

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Abstract

为具备具有接合多个底板(5a1)而成的底部(5a)的贮槽(5)、和支撑底部的支撑部(10)的低温液体箱(1)，支撑部具备：外侧支撑部(11)，其支撑包含贮槽的侧壁的贮槽的边缘部；内侧支撑部(12)，其包含通过被给予载荷而蠕变的隔热材料(4b1)并且配置于外侧支撑部的内侧，内侧支撑部的上表面的初期高度设定为，在低温液体箱的耐用期间，通过内侧支撑部的上表面的高度与外侧支撑部的上表面的高度之差而作用于底板上的最大弯曲应力不超过底板的容许弯曲应力。

Description

低温液体箱
技术领域
本发明涉及低温液体箱。
本申请基于2013年3月29日在日本申请的特愿2013-071115号而主张优先权，将其内容引用于此。
背景技术
LNG(液化天然气)箱和LPG(液化石油气)箱等贮存低温液体的箱(低温液体箱)具备用于积聚低温液体的贮槽和支承该贮槽的支撑部。为了防止从地面的热侵入，支撑部(底部保冷构造)包含隔热材料。
一直以来，作为包含于支撑部的隔热材料，使用刚性高且与混凝土同样地能够无视从上方作用的载荷引起的蠕变的影响的泡沫玻璃等。另一方面，近年也提出，仅仅将包含贮槽的侧壁的边缘部用混凝土等能够无视蠕变的影响的材料形成，在其内侧配置保冷性能高的专利文献1和专利文献2所示这样的水发泡和环戊烷发泡的隔热材料。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2007-2118号公报
专利文献2：日本国特开2000-171148号公报。
发明内容
发明要解决的问题
但是，水发泡和环戊烷发泡的隔热材料如发泡玻璃等那样刚性不高。因而，忧虑在低温液体箱的耐用期间产生蠕变，支撑贮槽的上表面逐渐沉降的情况。
这样，如果包含水发泡和环戊烷发泡的隔热材料的支撑部的中央部的上表面沉降，那么在与支撑贮槽的边缘部的部分的上表面之间产生大的高低差异。通过该高低差异，贮槽的底部弯曲，因而产生弯曲应力，在贮槽的底部赋予大负荷。因而，在低温液化箱的使用中，产生对贮槽的底部进行大规模维护的必要的可能性高。
而且，不限于LNG和LPG，在以低温的状态贮存低温液体的箱中，因为在支承贮槽的支撑部中包含隔热材料，因而在作为该隔热材料使用水发泡和环戊烷发泡的隔热材料的情况下，产生同样的问题。
本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于，在低温液化箱中，抑制在使用中对底部赋予大负载。
用于解决问题的方法
本发明作为用于解决上述问题的方法，采用下列构成。
本发明所涉及的第一方式是具备具有接合多个底板而成的底部的贮槽和支撑上述底部的支撑部的低温液体箱，上述支撑部具备：外侧支撑部，其支撑包含上述贮槽的侧壁的上述贮槽的边缘部；内侧支撑部，其包含通过被给予载荷而蠕变的隔热材料并且配置于上述外侧支撑部的内侧，上述内侧支撑部的上表面的初期高度设定为，在低温液体箱的耐用期间，通过内侧支撑部的上表面的高度与外侧支撑部的上表面的高度之差而作用于上述底板上的最大弯曲应力不超过上述底板的容许弯曲应力。
本发明涉及的第二方式为，在上述第一方式中，上述内侧支撑部的上表面的初期高度设定为比上述外侧支撑部的上表面的初期高度更高。
本发明涉及的第三方式为，在上述第一或第二方式中，上述内侧支撑部具有规定上述内侧支撑部的上表面的初期高度的高度设定板。
本发明涉及的第四方式为，在上述第三方式中，上述高度设定板为配置于上述隔热材料的上方的耐热板材。
本发明涉及的第五方式为，在上述第一至第四中的任一方式中，上述外侧支撑部的上述内侧支撑部侧的角部被倒角。
本发明涉及的第六方式为，在上述第一至第五中的任一方式中，上述隔热材料是硬质泡沫塑料。
发明的效果
在本发明中，内侧支撑部的上表面的初期高度设定为，在低温液体箱的耐用期间，通过内侧支撑部的上表面的高度与外侧支撑部的上表面的高度之差而作用于形成贮槽的底部的底板上的最大弯曲应力不超过底板的容许弯曲应力。因而，依照本发明，在低温液体箱的耐用期间，内侧支撑部的上表面的高度和外侧支撑部的上表面的高度之差，不变大为对底板施加影响的程度。因而，依照本发明，在低温液化箱中，可以抑制在使用中对底部赋予大负荷。
附图说明
图1是模式化地示出在本发明的一个实施方式中的LNG箱的概略构成的剖面图。
图2A是图1的区域A的放大图。
图2B是经过耐用年数后的图2A所示的区域的放大图。
图3A是LNG箱的变型例的放大图。
图3B是经过耐用年数后的图3A所示的区域的放大图。
具体实施方式
下面，参照附图，说明本发明涉及的低温液体箱的一个实施方式。
而且，在下面的图中，为了使各个部件成为能够识别的大小，适当地变更各个部件的比例尺。而且，在本实施方式中，作为低温液体箱举例LNG箱进行说明。
图1是模式化地示出本实施方式的LNG箱1的概略构成的剖面图。如该图所示，本实施方式的LNG箱1是地上式金属制的二重壳箱，其具备：基底2、外槽3、底部保冷机构4(支撑部)、内槽5(贮槽)、毯子6、侧部保冷材料7。
基底2是由混凝土组成的圆板状部件，其支撑外槽3、底部保冷机构4、内槽5、毯子6以及侧部保冷材料7。外槽3是由碳素钢组成的圆筒状的容器，在基底2上直立设置，来围绕底部保冷机构4、内槽5、毯子6以及侧部保冷材料7。底部保冷机构4配置于内槽5的下方，来在外槽3的内部支承内槽5。该底部保冷机构4是与本发明中的支撑部相当的部件，后面对其详细说明。
内槽5是积聚LNG的圆筒状的容器，在底部保冷机构4上直立设置。该内槽5由下列部件组成：由镍钢组成的底部5a和侧壁5b、连接底部5a和侧壁5b的环形板5c(参照图2A和图2B)、由铝钢组成且被悬垂地支撑的顶板5d。而且，内槽5的底部5a通过接合多个由镍钢组成的底板5a1(参照图2A和图2B)而形成。而且，虽然环形板5c如上面所述是内槽5的一部分，但是在本实施方式中，作为本发明的支撑部的一部分起作用。毯子6配置为从外侧覆盖内槽5的侧壁5b，具有保冷功能并且吸收内槽5的热变形。侧部保冷材料7填充于毯子6和外槽3之间，由例如珠光体等组成。
图2A和图2B是图1的区域A的放大图。而且，在图2A和图2B中，为了强调各个部件的高度的不同，变更实际的尺寸尤其是各个部件的高度而图示。如这些图所示，底部保冷机构4由下列部件构成：配置于内槽5的侧壁5b的下方的外周部4a、配置于该外周部4a的内侧的中央部4b。
外周部4a支撑内槽5的环形板5c，是由混凝土组成的部位，沿着内槽5的侧壁5b而设置成环状。中央部4b由下列部件形成：设置于基底2上的隔热层4b1、在隔热层4b1上设置的多个硅酸钙板4b2。
隔热层4b1是用于防止从地面向内槽5的热侵入的部件，在本实施方式中，由硬质泡沫塑料组成，该硬质泡沫塑料与混凝土和泡沫玻璃不同，通过从上方的载荷而产生蠕变。更具体地，隔热层4b1由硬质聚氨酯泡沫、硬质聚异氰尿酸酯泡沫或硬质聚氯乙烯泡沫形成。
硅酸钙板4b2是耐热板材，其上表面4b3成为形成内槽5的底部5a的底板5a1的支撑面。这些硅酸钙板4b2在LNG箱1的建设时，在焊接底板5a1彼此时，防止向下面的隔热层4b1的热影响。
如图2A所示，内槽5的底部5a(即底板5a1)在内槽5的边缘部与环形板5c的上表面5c1抵接，在内槽5的中央部与碳酸钙板4b2的上表面4b3抵接。即，内槽5的底部5a通过底部保冷机构4和环形板5c支撑。在本实施方式的LNG箱1中，将由这些底部保冷机构4和环形板5c组成的构造体称为支撑部10。而且，该支撑部10的外周部由底部保冷机构4的外周部4a和环形板5c组成，支撑包含内槽5的侧壁5b的内槽5的边缘部。下面，将这样的支撑部10的外周部称为外侧支撑部11。而且，支撑部10的中央部由底部保冷机构4的中央部4b组成。下面，将这样的支撑部10的中央部称为内侧支撑部12。即，本实施方式的LNG箱1具备：外侧支撑部11，其支撑包含内槽5的侧壁5b的内槽5的边缘部；内侧支撑部12，其包含由隔热材料组成的隔热层4b1并且配置于外侧支撑部11的内侧，该隔热材料通过被给予载荷而蠕变。
图2A示出了本实施方式的LNG箱1的刚建设完成后的状态。如该图所示，在本实施方式的LNG箱1中，内侧支撑部12的上表面12a(即，硅酸钙板4b2)的初期高度设定为，比外侧支撑部11的上表面11a(环形板5c的上表面5c1)的高度高。在本实施方式的LNG箱1中，由于底部保冷机构4包含由硬质泡沫塑料组成的隔热层4b1，因而通过积聚于内槽5的LNG的重量使隔热层4b1承受来自上方的载荷，并产生蠕变。因而，在本实施方式的LNG箱1中，通过长期的使用隔热层4b1逐渐被压缩，内侧支撑部12的上表面12a沉降。结果，在经过LNG箱1的耐用年数之后，如图2B所示，内侧支撑部12的上表面12a定位于比外侧支撑部11的上表面11a更下方。
在此，在本实施方式的LNG箱1中，在设计阶段中，通过实验或模拟求出在经过LNG箱1的耐用年数之后内侧支撑部12的上表面12a沉降到哪个程度，基于该值，设定内侧支撑部12的上表面12a的初期高度，来消除向底板5a1的大影响。具体而言，由内侧支撑部12的上表面12a的沉降量，求出内侧支撑部12的上表面12a的高度和外侧支撑部11的上表面11a的高度之差异。由该差异求出作用于底板5a1上的最大弯曲应力，与底板5a1的容许弯曲应力(能够预估出在LNG箱1的耐用年数期间，没有对底板5a1进行修补等必要的应力)相比较。而且，设定该最大弯曲应力不超过底板5a1的容许弯曲应力的上表面12a的初期高度。而且，该初期高度当然被设定为，在初期阶段中，通过内侧支撑部12的上表面12a的高度和外侧支撑部11的上表面11a的高度之差异而作用于底板5a1的最大弯曲应力，不超过底板5a1的容许弯曲应力。
如上面那样，在本实施方式的LNG箱1中，内侧支撑部12的上表面12a的初期高度设定为，在LNG箱1的耐用期间，通过内侧支撑部12的上表面12a的高度和外侧支撑部11的上表面11a的高度之差而作用于底板5a1的最大弯曲应力不超过底板5a1的容许弯曲应力。因而，依照本实施方式的LNG箱1，在LNG箱1的耐用期间，内侧支撑部12的上表面12a的高度和外侧支撑部11的上表面11a的高度之差，不变大为对底板5a1施加影响的程度。因而，依照本实施方式的LNG箱1，在LNG箱1的使用中，可以抑制对内槽5的底部5a赋予大负荷。
并且，内侧支撑部12的上表面12a的初期高度，例如能够通过内侧支撑部12的构成要素(即，在本实施方式中为隔热层4b1和硅酸钙板4b2)的厚度的变更和抬高基底2而调节。而且，内侧支撑部12的上表面12a的高度也可通过在内侧支撑部12上新设置用于规定该高度的高度设定板而调节。但是，由于调节硅酸钙板4b2的厚度是容易的，因而优选地将该硅酸钙板4b2作为高度设定板使用。
上面，虽然参照附图说明了本发明的优选实施方式，但是本发明不限于上述实施方式是自不必说的。在上述实施方式中示出的各个构成部件的诸多形状和组成等是一个实例，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够基于设计要求等而进行各种变更。
例如，如图3A所示，也能够采用外侧支撑部11的内侧支撑部12侧的角部11b被倒角这样的构成。通过采用这样的构成，如图3B所示，即使在内侧支撑部12的上表面12a沉降而变得比外侧支撑部11的上表面11a更下方的情况下，也能够防止外侧支撑部11的角部碰撞底板5a1，防止对底板5a1局部地作用高应力。
而且，在上述实施方式中，采用如下构成：外侧支撑板11由底部保冷机构4的外周部4a和环形板5c组成，通过环形板5c的上表面支撑底板5a1，重叠环形板5c和底板5a1而焊接。但是，本发明不限于此，例如，也能够采用如下构成：在底部保冷机构4的外周部4a的上表面直接支撑底板5a1，对接底板5a1和环形板5c而焊接。
在这种情况下，底板5a1在底部保冷机构4的外周部4a的上表面上被支撑。因而，外侧支撑部仅仅由底部保冷机构4的外周部4a构成，外周部4a的上表面成为外侧支撑部的上表面。
而且，在上述实施方式中，采用如下构成：内侧支撑部12由隔热层4b1和硅酸钙板4b2组成，该隔热层4b1由硬质聚氨酯泡沫组成。但是，本发明不限于此，也能够使内侧支撑部12为不同的构造。例如，也能够采用如下构成：在内侧支撑部12，包含由泡沫玻璃等组成的第2隔热层。而且，也能够通过将该泡沫玻璃配置于上层而消除硅酸钙板4b2。在这样地改变内侧支撑部12的构造的情况下，具有支撑底板5a1的面的构成要素也被变更。
而且，在上述实施方式中，说明了隔热层4b1由硬质聚酯氨泡沫组成的构成。但是，不限于硬质聚酯氨泡沫，只要是发泡塑料，就可以作为隔热层使用。
而且，在上述实施方式中，说明了将本发明的低温液体箱适用于LNG箱1的实例。但是，也可以将本发明的低温液体箱适用于LPG箱和其它低温液体箱。
而且，在本发明中，不需要使内侧支撑部的上表面的初期高度一定比外侧支撑部的上表面的初期高度高。例如，内侧支撑部的上表面的初期高度也可与外侧支撑部的上表面的初期高度相同。
产业上的可利用性
在低温液化箱中，可以抑制在使用中对底部赋予大负荷。
附图标记
1 LNG箱(低温液体箱)
2 基底
3外槽
4 底部保冷机构
4a 外周部
4b 中央部
4b1 隔热层(隔热材料)
4b2 碳酸钙板(高度设定板)
4b3 上表面
5内槽(贮槽)
5a 底部
5a1 底板
5b 侧壁
5c 环形板
5c1 上表面
5d 顶板
6 毯子
7侧部保冷材料
10 支撑部
11 外侧支撑部
11a 上表面
11b 角部
12 内侧支撑部
12a 上表面。

Claims (6)

1.一种低温液体箱，具备具有接合多个底板而成的底部的贮槽、和支撑所述底部的支撑部，其中，
所述支撑部具备：
外侧支撑部，其支撑包含所述贮槽的侧壁的所述贮槽的边缘部；
内侧支撑部，其包含通过被给予载荷而蠕变的隔热材料，并且配置于所述外侧支撑部的内侧；
所述内侧支撑部的上表面的初期高度设定为，在低温液体箱的耐用期间，通过内侧支撑部的上表面的高度与外侧支撑部的上表面的高度之差而作用于所述底板的最大弯曲应力不超过所述底板的容许弯曲应力，
所述内侧支撑部具有高度设定板，其调节所述内侧支撑部的上表面的初期高度，
所述内侧支撑部的上表面的初期高度比所述外侧支撑部的上表面的初期高度高。
2.根据权利要求1所述的低温液体箱，其特征在于，所述内侧支撑部的上表面的初期高度设定为比所述外侧支撑部的上表面的初期高度更高。
3.根据权利要求1所述的低温液体箱，其特征在于，所述高度设定板是配置于所述隔热材料的上方的耐热板材。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的低温液体箱，其特征在于，所述外侧支撑部的所述内侧支撑部侧的角部被倒角。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的低温液体箱，其特征在于，所述隔热材料是硬质泡沫塑料。
6.根据权利要求4所述的低温液体箱，其特征在于，所述隔热材料是硬质泡沫塑料。
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