CN106461158A - 密封隔热罐及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种密封隔热罐，其中次级隔热屏障、次级密封膜和初级隔热屏障基本上由一组并置在支撑结构上的预制板件(54)构成。密封条(65)被定位成横跨预制板件(54)的密封覆盖件的邻接的边缘区域(59)，以便使次级密封膜在预制板件之间完成。布置在所述密封条上的隔热块(66)包括被刚性板(68)覆盖的热绝缘层(67)和加固层(1)，所述加固层的抗拉刚度大于或等于所述密封条(65)的抗拉刚度，并且所述加固层在所述热绝缘层(67)的与所述刚性板(68)相反的一侧上胶合至所述热绝缘层，所述隔热块在所有情况下通过将所述加固层(1)胶合至下面的密封条(65)而固定至所述预制板件。

Description

密封隔热罐及其制造方法
技术领域
本发明涉及能够容纳冷流体的密封隔热罐的领域，特别地涉及用于存储或输送液化气体(特别是在大气压下的液化天然气)的罐。
背景技术
特别地，根据FR-A-2781557已知一种密封隔热罐，其具有固定在支撑结构上的罐壁，其中罐壁具有多层结构，该多层结构依次包括初级密封膜(membrane)、初级隔热屏障(barrier)、次级密封膜和次级隔热屏障，该初级密封膜旨在与容纳在罐中的产品接触。
次级隔热屏障、次级密封膜和初级隔热屏障基本上由固定在支撑结构上的一组预制板件(板，panel)构成，每个预制板件依次包括刚性基板、第一热绝缘层、防漏衬板(密闭衬板，密闭衬里)、第二热绝缘层和刚性盖板，该第一热绝缘层由基板承载并且与基板一起形成次级隔热屏障的元件，该防漏衬板完全覆盖第一热绝缘层并胶合至第一热绝缘层，并且形成次级密封膜的元件，该第二热绝缘层覆盖第一层的中心区域和防漏衬板的中心区域，以及刚性盖板覆盖第二热绝缘层并且与第二热绝缘层一起形成初级隔热屏障的元件。
预制板件的基板、第一热绝缘层和防漏衬板具有第一矩形轮廓，而第二热绝缘层和盖板具有尺寸小于第一矩形轮廓的第二矩形轮廓，从而第二热绝缘层和盖板并不沿着第一矩形轮廓的四个边缘覆盖防漏衬板的边缘区域。
预制板件彼此平行地并置(juxtaposed)在支撑结构上，使得第一预制板件的防漏衬板的边缘区域总是邻接第二预制板件的防漏衬板的边缘区域。
此外，罐的壁具有由柔性复合层压材料制成的密封条(带，strip)，该柔性复合层压材料包括粘合到至少一个纤维层的至少一个金属片，该密封条被布置成使得它们与预制板件的防漏衬板的相邻边缘区域交叠，并且密闭地胶合至预制板件的防漏衬板，以便使次级密封膜在预制板件之间完成。
此外，罐的壁具有布置在密封条上的隔热块，在两个邻接的预制板件的第二热绝缘层之间总是布置有隔热块，以便使初级隔热屏障在两个预制板件之间完成，隔热块具有覆盖有刚性板的热绝缘层，从而隔热块的刚性板和预制板件的盖板形成能够支撑初级密封膜的基本上连续的壁。
EP-A-0248721描述了具有类似设计的热绝缘壁结构，其中由刚性隔热多孔材料制成的插入填料对在两个相邻的夹合(夹层，sandwich)板件之间的间隙进行填充。插入填料被形成第二密封屏障的接缝盖条覆盖，并且胶合至所述接缝盖条。胶合至接缝盖条的内部块在其与接缝盖条相邻的外表面上涂覆有胶合至所述外表面的玻璃纤维织物，以便增强该块的机械强度。假定将该块胶合到由夹合板件的肩部以及由插入填料形成的基部上，则该块的玻璃纤维织物同样在覆盖插入填料的接缝盖条的中心部分中胶合至接缝盖条。
发明内容
在上述类型的罐中，由于当罐填充有非常冷的液体(诸如液化天然气(LNG))时以及相反地当罐被清空而致使返回至室温时存在的影响罐壁的温度变化，在所有元件中发生形变。除了这些在罐的寿命期间随着时间重复出现的热收缩和膨胀效应之外，当船舶在海上时，船舶的罐还经受由于船舶的船体的变形而引起的力。这导致元件的疲劳现象，其需要随时间进行监控以防止任何破裂。
本发明所基于的一个理念是增强上述类型的罐的次级密封膜的疲劳强度，特别是在被布置成密封条的区域中，上述密封条被布置成使得它们与预制板件的边缘区域交叠。实际上，由于所使用的材料的柔性，换言之，材料在未发生断裂的情况下被弯曲以形成卷曲(wave)的能力，密封条在罐的寿命期间特别地会经受形变。
为此，本发明提供了上述类型的罐，其特征在于，所述隔热块具有由复合材料制成的加固垫，所述复合材料包括通过聚合树脂粘合在一起的纤维层，所述加固垫的在张力下的刚度大于或等于所述密封条的在张力下的刚度，所述加固垫在热绝缘层的与所述刚性板相反的面上胶合至所述热绝缘层，所述隔热块总是通过将加固垫胶合至下面的密封条而被固定至预制板件。
通过这些特征，可以增加次级膜的疲劳强度，同时保持密封条在板件之间作为柔性垫，这对于密封条胶合至预制板件221的防漏衬板的可靠性和密封效果是有利的，并且在必要时，对于次级膜响应于热激发运动而移动的能力是有利的。
由于加固垫由复合材料制成，该复合材料的在张力下的刚度大于密封条的在张力下的刚度或与密封条的在张力下的刚度处于同一量级，并且由于加固垫包括浸渍有聚合树脂的纤维层，所以当船舶在海上时，可以有效地吸收由于支撑结构的热收缩和/或形变而出现的基本上平行于罐壁的拉力。此外，纤维复合材料的选择限制由加固垫产生的热应力。
为了改变(influence，影响)加固垫的在张力下的刚度，特别地可以选择加固垫的以下特性：
-聚合物树脂的类型，在最终状态下的杨氏模量；
-纤维的类型和直径。
根据实施方案，这样的罐可以具有以下特征中的一个或多个特征。
加固条的另一个期望物理特性是相对低的热膨胀系数，其可以通过选择纤维(例如玻璃纤维、碳纤维、聚酯纤维等)来获得。
加固条的另一期望物理特性是良好的胶合性能，其可以特别地通过选择树脂来获得，该树脂可以例如选自由以下构成的组：聚酰胺、聚醚对苯二甲酸酯、聚酯、聚氨酯、环氧树脂及其混合物。另一方面，聚乙烯和聚丙烯树脂更难以可靠地胶合，除非它们已经接受所需的特定处理。
加固垫的材料优选地具有在23℃下测量的热膨胀系数α和在张力E下的杨氏模量，使得下式对它们的产品是成立的：
7.104Pa.K-1<E.α<106Pa.K-1
通过示例，柔性复合材料(诸如(E.α～88000))适合于加固垫。对于高于约106Pa.K-1的值，例如在金属片的情况下，材料在冷却期间的热应力可能会过高。对于低于约7.104Pa.K-1的值，例如在胶合板(E.α～48000)的情况下，刚性可能不足以有效地加固柔性垫形式的密封条。
根据NF EN ISO 1421法或使用引伸计确定的在张力E下的杨氏模量可以用于确定加固垫的在张力下的刚度。热收缩系数α可以通过安装在殷钢(invar)框架上的光学系统或比较器系统来确定，以便使该框架的贡献几乎为零。
密封条的柔性复合层压材料，特别是具有一个或多个金属层和一个或多个纤维层的柔性复合层压材料，可以根据层的组成、数量和布置以不同的方式制成。根据一个实施方案，密封条由柔性复合层压材料构成，该柔性复合层压材料包括夹在两个玻璃纤维层之间的金属片。例如，该金属片由铝制成。两个玻璃纤维层通过柔性聚合物树脂(例如弹性体或聚氨酯)粘合至金属片。
根据一个实施方案，加固垫由柔性复合层压材料制成，该柔性复合层压材料包括粘合到至少一个纤维层的至少一个金属片，例如与密封条相同的柔性复合层压材料。密封条和加固垫使用相同的柔性复合层压材料便于材料的供应和质量控制。
根据一个实施方案，预制板件的防漏衬板由挠曲刚性复合层压材料制成，该挠曲刚性复合层压材料包括夹在两个玻璃纤维层之间的金属片，所述两个玻璃纤维层浸渍有刚性聚合物树脂。所述金属片例如由铝制成。
根据一个优选的实施方案，加固垫由在张力下比密封条更坚硬的材料制成。为此，可以使用包括浸渍有刚性聚合物树脂的纤维层的挠曲刚性复合材料，该刚性聚合树脂例如为聚酰胺、聚醚对苯二甲酸酯、聚酯、聚氨酯、环氧树脂及其混合物。使用在张力下比密封条的柔性防漏垫更坚硬的材料使得可以当船舶在海上时，有效地吸收通过支撑结构的热收缩和/或形变而出现的基本上平行于罐壁的更多张力。
根据一个实施方案，相同的刚性复合层压材料可以用于防漏衬板和加固垫，这有助于材料的供应和质量控制。
根据一个实施方案，罐壁具有位于两个相邻的预制板件的第一热绝缘层之间的间隙和布置在该间隙中的材料阻挡条，使次级密封膜在预制板件之间完成的密封条具有中心部分，所述中心部分在该材料阻挡条上方桥接该间隙，密封条的中心部分不胶合至该材料阻挡条，并且加固垫的中心部分覆盖密封条的中心部分但不胶合至密封条的中心部分。
由于这些特征，密封条的中心部分具有更大的灵活性和更大的移动性，以便吸收由船舶在海上时的热收缩和/或形变所引起的位移。
根据实施方案，非粘性材料的中心衬垫可以固定至柔性密封垫或加固垫。所述衬垫可以以不同的方式进行固定，特别是通过双面胶或利用胶带。这样的衬垫可以由不同的材料制成，例如弹性体、聚氨酯、聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯)或三聚氰胺类型的柔性泡沫。
根据一个相应的实施方案，隔热块还具有由非粘性材料制成的中心衬垫，该中心衬垫被固定成使得其从加固垫的与隔热块的热绝缘层相反的表面突出，该隔热块布置在密封条上使得中心衬垫覆盖密封条的中心部分。
根据另一相应的实施方案，密封条还具有由非粘性材料制成的中心衬垫，该中心衬垫被固定成使得其从密封条的面向隔热块的表面突出，该隔热块布置在密封条上使得加固垫的中心部分覆盖该中心衬垫而不胶合至该中心衬垫。
不同的材料可以适合于预制板件的热绝缘层和隔热块的热绝缘层。聚氨酯泡沫是特别合适的材料，这是由于它们对低温的耐受性和它们较差的导热性。优选地通过嵌入纤维(例如玻璃纤维)来增强聚氨酯泡沫。
根据一个实施方案，热绝缘材料由密度大于130kg/m3(例如在130kg/m3与210kg/m3之间)的聚氨酯泡沫制成。
由于这些特征，可以使隔热屏障的刚性和耐久性增加。
这样的罐可以是以下的一部分：例如用于存储LNG或者待安装在沿岸地区或深水的漂浮结构中的陆上存储设备，特别是LNG的运载装置(carrier)，浮动存储和再气化单元(FSRU)，浮动式生产、储存和卸载单元(FPSO)等。
根据一个实施方案，一种用于运输冷液体产品的船舶具有双层船体和布置在双层船体中的上述罐。
根据一个实施方案，本发明还提供了一种用于装载或卸载这样的船舶的方法，其中通过隔热管道将冷液体产品从浮动或陆上存储设备运送至船舶的罐，或者从船舶的罐运送至浮动或陆上存储设备。
根据一个实施方案，本发明还提供了一种用于冷液体产品的传输系统，所述系统包括上述船舶、隔热管道和泵，所述隔热管道被布置成将安装在船舶的船体中的罐连接至浮动或陆上存储设备，所述泵用于迫使冷液体产品通过隔热管道从所述浮动或陆上存储设备流动至所述船舶的罐，或者从所述船舶的罐流动至所述浮动或陆上存储设备。
根据一个实施方案，本发明还提供了一种用于制造密封隔热罐的方法，所述方法包括：
设置一组预制板件，每个预制板件依次包括刚性基板、第一热绝缘层、防漏衬板、第二热绝缘层和刚性盖板，所述第一热绝缘层由所述基板承载并且与所述基板一起形成次级隔热屏障的元件，所述防漏衬板完全覆盖所述第一热绝缘层并胶合至所述第一热绝缘层，并且形成次级密封膜的元件，所述第二热绝缘层覆盖所述第一层的中心区域和所述防漏衬板的中心区域，所述刚性盖板覆盖所述第二热绝缘层并且与所述第二热绝缘层一起形成初级隔热屏障的元件，所述预制板件的所述基板、所述第一热绝缘层和所述防漏衬板具有第一矩形轮廓，而所述第二热绝缘层和所述盖板具有尺寸小于所述第一矩形轮廓的第二矩形轮廓，从而所述第二热绝缘层和所述盖板并不沿着所述第一矩形轮廓的四个边缘覆盖所述防漏衬板的边缘区域，
将所述预制板件彼此平行地并置和固定在所述支撑结构上，使得第一预制板件的防漏衬板的边缘区域总是邻接第二预制板件的防漏衬板的边缘区域，
布置密封条，使得它们与所述预制板件的防漏衬板的邻接的边缘区域交叠，所述密封条由柔性复合层压材料制成，所述柔性复合层压材料包括粘合到至少一个纤维层的至少一个金属片，并且将所述密封条密闭地胶合至所述预制板件的防漏衬板，以便使次级密封膜在所述预制板件之间完成，
设置隔热块，所述隔热板件具有热绝缘层、固定到所述热绝缘层的上表面的刚性板和由复合材料制成的加固垫，所述复合材料包括通过聚合物树脂粘合在一起的纤维层，所述加固垫的在张力下的刚度大于或等于所述密封条的在张力下的刚度，所述加固垫胶合至所述热绝缘层的与所述刚性板相反的下表面，
将所述隔热块布置在所述密封条上，隔热块总是被布置在两个邻接的预制板件的第二热绝缘层之间，以便使初级隔热屏障在两个预制板件之间完成，并且利用所述隔热块的刚性板以及所述预制板件的盖板形成基本上连续的支撑壁，
通过将所述隔热块的加固垫胶合至下面的密封条，将所述隔热块固定至所述预制板件，以及
将初级密封膜固定至所述基本上连续的支撑壁。
根据一些实施方案，该方法可以具有以下特征中的一个或多个。
根据一个实施方案，所述方法还包括：在位于两个邻接的预制板件的第一热绝缘层之间的间隙中布置材料阻挡条，
布置使所述次级密封条所述预制板件之间完成的所述密封条，而不将所述密封条的中心部分胶合至材料阻挡条，所述密封条的中间部分在所述材料阻挡条上方桥接所述间隙，以及
固定具有所述加固垫的所述隔热块，而不将所述加固垫的中心部分胶合至所述密封条。
根据一个实施方案，所述隔热块还具有由非粘性材料制成的中心衬垫，该中心衬垫被固定成使得其从所述加固垫的与所述隔热块的热绝缘层相反的表面突出，
所述方法还包括以下步骤：在所述中心衬垫的任一侧(两侧)胶合所述隔热块的加固垫而不对所述中心衬垫进行胶合，以及将所述隔热块设置在所述密封条上，使得所述中心衬垫覆盖所述密封条的中心部分而不粘附于所述密封条的中心部分。
根据另一个实施方案，所述密封条还具有由非粘性材料制成的中心衬垫，所述中心衬垫被固定成使得其从所述密封条的面向所述隔热块的表面突出，
所述方法还包括以下步骤：在所述中心衬垫的任一侧胶合所述密封条而不对所述中心衬垫进行胶合，以及将所述隔热块布置在所述密封条上，使得所述加固垫的中心部分覆盖所述中心衬垫而不胶合至所述中心衬垫。
附图说明
在参照附图仅通过例示且并非隐含有限制的方式所给出的本发明的若干特定实施方案的以下描述的过程中，将更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特征和优点将变得更加显而易见。
图1是根据实施方案的罐壁的部分分解透视图。
图2是图1的罐壁的位于两个预制板件之间的界面处的区域的平面分解图。
图3是类似于图2的视图，其示出了罐壁的该区域处于组装状态。
图4是类似于图2的视图，其示出了壁的位于两个预制板件之间的界面处的区域的另一实施方案。
图5是示出对于隔热块的不同实施方案的、根据冷却/加热循环的数目变化的次级膜的断裂应变的疲劳曲线。
图6是LNG运载罐和用于装载/卸载该罐的码头的剖面示意图。
具体实施方式
参照图1，现在描述罐壁的实施方案，其中，次级隔热屏障、次级密封膜和初级隔热屏障由预制板件54制成。
这样的壁结构可以用于制造基本上多面体罐的所有壁。在这方面，术语“上”、“上方”、“上面”和“高”通常是指位于朝向罐的内部的位置，因此不一定与地球重力场中的高的概念一致。类似地，术语“下”、“下方”、“下面”和“低”通常是指位于朝向罐的外部的位置，因此不一定与地球引力场中的低的概念一致。
预制板件54根据重复的模式以并置方式固定至支撑结构。板件54总是具有次级隔热屏障51的元件、次级防漏(密闭)屏障的元件和初级隔热屏障53的元件。
板件54具有基本上长方体的形式。它包括由9mm厚的胶合板形成的第一板55，该第一板被第一热绝缘层56覆盖，该第一热绝缘层本身被刚性防漏衬板52覆盖，该刚性防漏衬板包括夹在两片浸渍有聚酰胺树脂的玻璃纤维的织物之间的0.07mm厚的铝板。防漏衬板52例如借助于双组分聚氨酯胶而胶合至热绝缘层56。
第二热绝缘层57胶合至防漏衬板52，并且第二热绝缘层本身承载12mm厚的第二胶合板。子组件55-56形成次级隔热屏障元件51。子组件57-58形成初级隔热屏障元件53，并且在平面视图中，其具有矩形形式，该矩形的侧边平行于次级隔热屏障51的侧边。在平面视图中，两个隔热屏障元件的形式为具有相同中心的两个矩形。元件53使围绕整个元件53的防漏衬板52的周边边缘表面59保留未被覆盖。防漏衬板52形成次级密封膜元件52。
可以预制刚刚已描述的板件54以形成组件，板件的不同构成部分以上述布置彼此胶合。该组件因此形成次级屏障和初级隔热屏障。热绝缘层56和57可以由蜂窝塑料材料(诸如聚氨酯泡沫)制成。在该聚氨酯泡沫中优选地嵌入有玻璃纤维，以便加固该聚氨酯泡沫。
为了将板件54固定至支撑结构99，根据已知技术，提供规则地分布在板件的两个纵向边缘上的孔60，以与固定至支撑结构99的销相互作用。
正是由于制造误差，支撑结构99具有相对于为该支撑结构提供的理论表面的差异，特别是在船舶的情况下。以已知的方式，通过经由可聚合树脂的珠子61将板件54施加到支撑结构来补偿这些差异，这使得可以由有缺陷的支撑结构表面获得由具有第二板58的相邻板件54构成的包覆层，该包覆层作为整体限定了相对于期望的理论表面几乎无差异的表面。
通过在其中插入热绝缘材料62的插塞来填充孔60，这些插塞与板件54的第一热绝缘层56的水平齐平。此外，可以将由例如插入在间隙中的一片塑料泡沫或玻璃棉构成的热绝缘材料63放置在将两个相邻板件54的元件51分开的间隙中。
为了形成连续的次级密封膜，在两个相邻板件54的邻接的周边边缘59上放置柔性防漏条(密闭条)65，并且将防漏条65胶合至周边边缘59，以便阻止与每个孔60呈直角的穿孔，并且覆盖两个板件54之间的间隙。防漏条65由被称为的柔性复合材料制成，该柔性复合材料具有三层：两个外层为玻璃纤维织物片，且中间层为薄金属片，例如大约0.1mm厚的铝板。该金属片确保了次级密封膜的连续性。当由于铝板与玻璃纤维之间的粘合材料的柔性特性而被弯折时，该柔性复合材料的柔性允许其在罐的膨胀或冷却过程中跟随由船体的形变所引起的板件54的形变。弯曲时的柔性被理解为意指材料在未发生断裂的情况下被弯曲以形成卷曲的能力。
在两个板件54的元件53之间存在与周边边缘59呈直角的凹陷区域，该凹陷的深度基本上是初级隔热屏障的厚度。通过在其中放置隔热块66来填充这些凹陷区域，每个隔热块由热绝缘层67构成，在隔热块66的上表面上覆盖有刚性胶合板68并且在隔热块66的下表面上覆盖有加固垫。将参照图2至图4来描述在图1中不可见的加固垫。
隔热块66具有的尺寸使得它们填充位于两个相邻板件54的周边边缘59上方的所有区域。隔热块66胶合至密封条65。在它们已被放置到合适位置之后，板68确保两个相邻板件54的板58之间的相对连续性，以支撑初级密封膜。
这些隔热块66的宽度等于两个相邻板件54的两个元件53之间的距离，并且可以具有更大或更小的长度。在适当的情况下，短的长度使得在略微未对准的情况下更容易放置在两个相邻板件54之间。块66胶合至密封条65，并压靠在密封条上。
初级密封膜由具有两系列交叉起伏的波纹金属片69的膜形成，以便在罐壁的平面的两个方向上赋予其足够的柔性。
在图1中，隔热块66、防漏条65以及热绝缘材料62和63是以分解图示出的，因此出现在它们在最终组装状态下于罐壁中的实际位置上方。这些元件的最终位置可以在下面将描述的图3中更好地看到。
参照图2和图3，现在将描述在两个预制板件54之间的接合区域中的罐壁的第一实施方案。图2部分地示出了固定在支撑结构99的顶部上的、处于它们的最终位置的两个预制板件54，而示出隔热块66、隔热块66的加固垫1以及防漏条65以拆解状态处于它们的最终位置上方。图3示出了所有元件均处于它们的最终组装位置。为了更大的可见性，夸大了防漏衬板52、防漏条65、加固垫1和相应胶层的厚度。
加固垫1通过胶层3胶合在热绝缘层67的下表面2的顶部上。可以在先前的制造阶段中施加该胶，使得可以将已经具有加固垫1的隔热块66供应至组装罐的地方。胶例如是环氧树脂胶或聚氨酯胶。
组装方法如下：
-在两个预制板件54的防漏衬板52的周边边缘表面59上布置胶层4。
-然后将防漏条65施加并按压到胶层4上，直到胶凝固。胶4例如是环氧树脂胶或聚氨酯胶。如从图3中可以看出的，防漏条65没有在其下表面的中心部分6的区域中进行胶合，该区域桥接两个板件54之间的间隙，所述间隙被测定为约30mm。
-然后在隔热块66的加固垫1的下表面上或者在防漏条65的上表面上布置第二胶层5。
-最后，将隔热块66施加并压靠在防漏条65的上表面上，直到胶5凝固。
胶5例如为相对黏稠的环氧树脂胶或聚氨酯胶，其允许施加相对较厚的层，以便补偿加固垫1的表面不规则。实际上，重要的是，在组装状态下，刚性板68和58总体上提供非常平的支撑表面，以便均匀地支撑由薄且相对易碎的材料制成的初级密封膜69。
胶层5优选地不垂直地施加至防漏条65的中心部分6，以便通过未在其任一面施加胶来保持该中心部分6的弹性和移动性。
图4示出了在两个预制板件54之间的接合区域中的罐壁的第二实施方案，其中隔热块已经被改变成使得未将胶层5垂直地施加至防漏条65的中心部分6。与前述实施方案中的元件相同或相似的元件具有相同的附图标记。
在图4中，隔热块66额外地具有例如由聚合物泡沫或厚纸制成的非粘性衬垫10，该非粘性衬垫胶合至加固垫1的下表面并处于隔热块66的中心线的旨在覆盖防漏条65的中心部分6的区域中。衬垫10可以以不同的方式胶合至加固垫1，例如通过胶线11或双面透明胶带或者通过将衬垫10设置有粘合带。衬垫10也可以在先前的制造阶段中被组装，以便使需要在罐的装配现场执行的操作最小化。
为了将隔热块66固定至罐壁，在非粘性衬垫10的任一侧将胶层5施加至加固垫1的下表面，而不对非粘性衬垫10施加任何胶。因此，一旦完成最终的组装，防漏条65的中心部分6的上表面与非粘性衬垫10接触，但并不胶合至该非粘性衬垫，这有助于其柔性和移动性，以便吸收热产生的位移。
在图4中未示出但构成替代方案的一个实施方案中，衬垫10不是固定至加固垫1而是固定至柔性垫65，例如利用双面透明胶带或粘合带进行固定以便对该衬垫进行定位。
现在将通过例示的方式来描述罐壁的示例性实施方案，并且将参照图5来描述它们的机械抗疲劳性能。图5示出了根据罐壁的平均使用寿命变化的密封条65的断裂应变，该断裂应变以千牛顿(kN)表示，罐壁的平均使用寿命被表示为冷时在张力下的循环的平均数目。
实施例1
层56、57和67的热绝缘是用玻璃纤维增强的130kg/m3的致密聚氨酯泡沫。初级隔热屏障的厚度为150mm。次级隔热屏障的厚度为250mm。次级膜的使用温度为约-80℃。
防漏条65是由Hutchinson公司提供的厚度等于0.6mm的柔性(铝、树脂、玻璃纤维)。该条的宽度为约250mm。其在张力下的杨氏模量为E＝10GPa，并且其在23℃下的热膨胀系数为α＝0.9.10-5K-1。在23℃下测量的拉伸断裂应变为约200MPa。由于其柔性，该材料通常以卷进行包装。
胶4是由Bostik公司提供的参考编号为XPU 18411A/3B的双组分聚氨酯胶。
加固垫1是由Hankuk公司提供的厚度等于0.6mm的刚性Triplex(铝、玻璃纤维、聚酰胺树脂)。其在张力下的杨氏模量为E＝15GPa，并且其在23℃下的热膨胀系数为α＝10-5K-1。在23℃下测量的拉伸断裂应变为约210MPa。加固垫1的中心部分也胶合至防漏条65。由于其相对刚性，该材料通常以平板进行包装。
胶3是由Henkel公司提供的参考编号为Macroplast 8202/5400的双组分聚氨酯胶。
胶5是由Unitech公司提供的参考编号为UEA 100/300的环氧树脂。
以在室温与LNG的温度(-162℃)之间的一连串冷却/加热循环的形式进行耐久性试验。防漏条65在超过由图5中的线12所示的基准应变阈值之前保持了70,000个循环。该阈值对应于隔热组件的材料的断裂。
图5中的曲线14是用于防漏条65的平均疲劳曲线。
此外，在该配置中，罐壁的在使用温度下的数字模拟预测防漏条65的拉伸应变为约63MPa，其显著低于柔性的接近200MPa的断裂应变。
比较例1
加固垫1和胶层3已经被去除。否则，会重复实施例1中的数据。防漏条65在超过由图5中的线12所示的基准应变阈值之前保持了35,000个循环。
图5中的曲线15是由对比较例1的推断得出的用于防漏条65的平均疲劳曲线。在比较例1中获得的防漏条65的使用寿命小于在实施例1中获得的使用寿命的50％。
此外，在该配置中，罐壁的在使用温度下的数字模拟预测防漏条65中的拉伸应变为约117MPa。
实施例2
加固层1是由Hutchinson公司提供的厚度等于0.6mm的柔性(铝、玻璃纤维)。其在张力下的杨氏模量为E＝10GPa，并且其在23℃下的热膨胀系数为α＝0.9.10-5K-1。在23℃下测量的拉伸断裂应变为约200MPa。
否则，会重复来自实施例1的数据。
罐壁的在使用温度下的数字模拟预测防漏条65的拉伸应变为约74MPa，其也显著低于柔性的接近200MPa的断裂应变。
用于生产罐壁的上述技术可以用于不同类型的容纳装置中，例如用以形成在陆上设备中或在浮动结构中的LNG容纳装置，诸如LNG运载装置等。
参照图6，LNG运载装置70的剖视图示出了在船舶的双层船体72中具有大致棱柱形状的密闭隔热罐71。罐71的壁具有：旨在与容纳在罐中的LNG接触的初级密闭膜(防漏膜)；布置在初级密闭膜与船舶的双层船体72之间的次级密闭膜；以及分别布置在初级密闭膜与次级密闭膜之间以及布置在次级密闭膜与双层船体72之间的两个隔热屏障。
以本身已知的方式，布置在船舶的上甲板上的装载/卸载管道73可以通过适当的连接器连接至海运码头或港口码头，以便从罐71传输货物LNG或将货物LNG传输至罐。
图6示出了海运码头的实施例，其具有装载和卸载站75、海底管76和陆上设备77。装载和卸载站75是具有可移动臂74和塔架78的固定的海上设备，该塔架支撑可移动臂74。可移动臂74承载一捆可以连接至装载/卸载管道73的隔热柔性软管79。可回转的可移动臂74可以适于所有尺寸的LNG运载装置。连接管(未示出)在塔架78的内部延伸。装载和卸载站75使得可以从陆上设备77对LNG运载装置70进行装载以及将LNG运载装置卸载到陆上设备。陆上设备具有用于储存液化气体的罐80以及通过海底管76接合至装载或卸载站75的连接管81。海底管76使得可以在装载或卸载站75与陆上设备77之间长距离地(例如5km)传输液化气体，这使得可以在装载和卸载操作期间将LNG运载装置70保持在离开海岸很远处。
船舶70上的泵和/或陆上设备77配备的泵和/或装载和卸载站75配备的泵用于产生传输液化气体所需的压力。
尽管已经结合若干具体的实施方案描述了本发明，但是显然的是，本发明并不限于此，并且本发明包括所描述的装置的所有技术等同物及其组合(如果所述组合落入本发明的范围内)。
动词“具有(have)”、“包括(comprise)”或“包含(include)”及它们的变化形式的使用并不排除存在与权利要求中提及的那些元件(要素)或步骤不同的元件或步骤。除非另有说明，否则针对元件或步骤使用的不定冠词“一个”或“一”不排除多个这样的元件或步骤的存在。
在权利要求中，括号中的任何附图标记不应被解释为暗示对权利要求的限制。

Claims (16)

1.一种密封隔热罐，具有固定在支撑结构(99)上的罐壁，其中所述罐壁具有多层结构，所述多层结构依次包括初级密封膜(69)、初级隔热屏障、次级密封膜和次级隔热屏障，所述初级密封膜旨在与容纳在所述罐中的产品接触，
其中，所述次级隔热屏障、所述次级密封膜和所述初级隔热屏障基本上由固定在所述支撑结构上的一组预制板件(54)构成，每个预制板件依次包括刚性基板(55)、第一热绝缘层(56)、防漏衬板(52)、第二热绝缘层(57)以及刚性盖板(58)，所述第一热绝缘层由所述基板承载并且与所述基板一起形成所述次级隔热屏障的元件，所述防漏衬板完全覆盖所述第一热绝缘层并胶合至所述第一热绝缘层，并且形成所述次级密封膜的元件，所述第二热绝缘层覆盖所述第一层的中心区域和所述防漏衬板的中心区域，所述刚性盖板覆盖所述第二热绝缘层并且与所述第二热绝缘层一起形成所述初级隔热屏障的元件，
其中，所述预制板件的所述基板、所述第一热绝缘层和所述防漏衬板具有第一矩形轮廓，而所述第二热绝缘层和所述盖板具有尺寸小于所述第一矩形轮廓的第二矩形轮廓，使得所述第二热绝缘层和所述盖板不沿着所述第一矩形轮廓的四个边缘覆盖所述防漏衬板的边缘区域(59)，
并且其中，所述预制板件彼此平行地并置在所述支撑结构上，使得第一预制板件的所述防漏衬板的边缘区域总是邻接第二预制板件的所述防漏衬板的边缘区域，
所述罐的壁还具有由柔性复合层压材料制成的密封条(65)，所述柔性复合层压材料包括粘合到至少一个纤维层的至少一个金属片，所述密封条被布置成使得它们与所述预制板件(54)的所述防漏衬板的邻接的边缘区域(59)交叠，并且密闭地胶合至所述预制板件的所述防漏衬板(52)，以便使所述次级密封膜在所述预制板件之间完成，
所述罐的壁还具有布置在所述密封条上的隔热块(66)，在两个邻接的预制板件的第二热绝缘层之间总是布置有隔热块，以便使所述初级隔热屏障在所述两个预制板件之间完成，所述隔热块具有覆盖有刚性板(68)的热绝缘层(67)，使得所述隔热块的所述刚性板和所述预制板件的所述盖板形成能够支撑所述初级密封膜的基本上连续的壁，
其中，所述隔热块具有包括纤维层的加固垫(1)，所述加固垫在所述热绝缘层(67)的与所述刚性板(68)相反的面上胶合至所述热绝缘层，所述隔热块总是通过将所述加固垫(1)胶合至下面的密封条(65)而固定至所述预制板件，
其特征在于，所述加固垫由复合层压材料构成，所述复合层压材料包括夹在通过聚合物树脂粘合在一起的两个玻璃纤维层之间的至少一个金属片，并且所述加固垫的在张力下的刚度大于或等于所述密封条(65)的在张力下的刚度。
2.根据权利要求1所述的罐，其中，所述加固垫的材料具有在23℃下测量的热膨胀系数α和在张力E下的杨氏模量，使得下式对其产品是成立的：
7.104Pa.K-1<E.α<106Pa.K-1。
3.根据权利要求1或2所述的罐，其中，形成所述加固垫(1)的所述复合层压材料是柔性的。
4.根据权利要求1或2所述的罐，其中，形成所述加固垫(1)的所述复合层压材料是挠曲刚性的，所述玻璃纤维层浸渍有刚性聚合物树脂。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的罐，其中，所述密封条(65)由柔性复合层压材料构成，所述柔性复合层压材料包括夹在两个玻璃纤维层之间的金属片，并且
其中，所述预制板件的所述防漏衬板(52)由柔性复合层压材料构成，所述柔性复合层压材料包括夹在两个玻璃纤维层之间的金属片，所述两个玻璃纤维层浸渍有刚性聚合物树脂，
所述加固垫由与所述密封条(65)或所述防漏衬板(52)相同的材料制成。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的罐，其中，所述罐壁具有位于两个邻接的预制板件(54)的第一热绝缘层之间的间隙和布置在所述间隙中的材料阻挡条(63)，使所述次级密封膜在所述预制板件之间完成的所述密封条(65)具有中心部分(6)，所述中心部分在所述材料阻挡条上方桥接所述间隙，所述密封条的所述中心部分不胶合至所述材料阻挡条，
并且其中，所述加固垫(1)的中心部分覆盖所述密封条的所述中心部分且不胶合至所述密封条的所述中心部分(6)。
7.根据权利要求6所述的罐，其中，所述隔热块还具有由非粘性材料制成的中心衬垫(10)，所述中心衬垫被固定成使得其从所述加固垫的与所述隔热块的热绝缘层相反的表面突出，所述隔热块布置在所述密封条上使得所述中心衬垫覆盖所述密封条(65)的所述中心部分(6)。
8.根据权利要求6所述的罐，其中，所述密封条还具有由非粘性材料制成的中心衬垫(10)，所述中心衬垫被固定成使得其从所述密封条的面向所述隔热块的表面突出，所述隔热块被布置在所述密封条上使得所述加固垫(1)的所述中心部分覆盖所述中心衬垫而不胶合至所述中心衬垫。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的罐，其中，所述预制板件的所述第一热绝缘层、所述预制板件的所述第二热绝缘层和所述隔热块的热绝缘层由聚氨酯泡沫制成，所述聚氨酯泡沫具有大于130kg/m3的密度，例如在130kg/m3至210kg/m3之间的密度。
10.一种用于运输冷液体产品的船舶(70)，所述船舶具有双层船体(72)和布置在所述双层船体中的根据权利要求1至9中的一项所述的罐(71)。
11.一种用于装载或卸载根据权利要求10所述的船舶(70)的方法，其中，将冷液体产品通过隔热管道(73、79、76、81)从浮动或陆上存储设备(77)运送至所述船舶的罐(71)，或者从所述船舶的罐运送至所述浮动或陆上存储设备。
12.一种用于冷液体产品的传输系统，所述系统包括根据权利要求10所述的船舶(70)、隔热管道(73、79、76、81)和泵，所述隔热管道被布置成将安装在所述船舶的船体中的所述罐(71)连接至浮动或陆上存储设备(77)，所述泵用于迫使冷液体产品通过所述隔热管道从所述浮动或陆上存储设备流动至所述船舶的罐，或者从所述船舶的罐流动至所述浮动或陆上存储设备。
13.一种用于制造密封隔热罐的方法，所述方法包括：
设置一组预制板件(54)，每个预制板件依次包括刚性基板(55)、第一热绝缘层(56)、防漏衬板(52)、第二热绝缘层(57)和刚性盖板(58)，所述第一热绝缘层由所述基板承载并且与所述基板一起形成次级隔热屏障的元件，所述防漏衬板完全覆盖所述第一热绝缘层并胶合至所述第一热绝缘层，并且形成次级密封膜的元件，所述第二热绝缘层覆盖所述第一层的中心区域和所述防漏衬板的中心区域，所述刚性盖板覆盖所述第二热绝缘层并且与所述第二热绝缘层一起形成初级隔热屏障的元件，所述预制板件的所述基板、所述第一热绝缘层和所述防漏衬板具有第一矩形轮廓，而所述第二热绝缘层和所述盖板具有尺寸小于所述第一矩形轮廓的第二矩形轮廓，使得所述第二热绝缘层和所述盖板不沿着所述第一矩形轮廓的四个边缘覆盖所述防漏衬板的边缘区域(59)，
将所述预制板件彼此平行地并置和固定在所述支撑结构(99)上，使得第一预制板件的所述防漏衬板的边缘区域总是邻接第二预制板件的所述防漏衬板的边缘区域，
布置密封条(65)使得所述密封条与所述预制板件的所述防漏衬板的邻接的边缘区域交叠，并且将所述密封条(65)密闭地胶合至所述预制板件的所述防漏衬板(52)，以便使所述次级密封膜在所述预制板件之间完成，所述密封条(65)由柔性复合层压材料制成，所述柔性复合层压材料包括粘合到至少一个纤维层的至少一个金属片，
设置隔热块(66)，所述隔热板件具有热绝缘层(67)、固定至所述热绝缘层的上表面的刚性板(68)和胶合至所述热绝缘层的与所述刚性板相反的下表面的加固垫(1)，所述加固垫(1)由复合层压材料制成，所述复合层压材料包括夹在通过聚合物树脂粘合在一起的两个玻璃纤维层之间的至少一个金属片，所述加固垫的在张力下的刚度大于或等于所述密封条(65)的在张力下的刚度，
将所述隔热块(66)布置在所述密封条(65)上，隔热块总是被布置在两个邻接的预制板件的第二热绝缘层之间，使得使初级隔热屏障在两个预制板件之间完成，并且利用所述隔热块的所述刚性板和所述预制板件的所述盖板形成基本上连续的支撑壁，
通过将所述隔热块的所述加固垫胶合至下面的密封条，将所述隔热块固定至所述预制板件，以及
将初级密封膜(59)固定至基本上连续的所述支撑壁。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
在位于两个邻接的预制板件的第一热绝缘层之间的间隙中布置材料阻挡条(63)，
布置使所述次级密封条在所述预制板件之间完成的所述密封条，而不将所述密封条的中心部分胶合至所述材料阻挡条，所述密封条的中间部分在所述材料阻挡条上方桥接所述间隙，以及
固定具有所述加固垫的所述隔热块，而不将所述加固垫的中心部分(6)胶合至所述密封条(65)。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述隔热块还具有由非粘性材料制成的中心衬垫(10)，所述中心衬垫被固定成使得其从所述加固垫的与所述隔热块的热绝缘层相反的表面突出，
所述方法还包括以下步骤：在所述中心衬垫的任一侧上胶合所述隔热块的所述加固垫(1)而不对所述中心衬垫(10)进行胶合，以及将所述隔热块布置在所述密封条上，使得所述中心衬垫覆盖所述密封条的中心部分(6)而不粘附于所述密封条的中心部分。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述密封条还具有由非粘性材料制成的中心衬垫(10)，所述中心衬垫被固定成使得其从所述密封条的面向所述隔热块的表面突出，
所述方法还包括以下步骤：在所述中心衬垫的任一侧上胶合所述密封条而不对所述中心衬垫(10)进行胶合，以及将所述隔热块布置在所述密封条上，使得所述加固垫(1)的中心部分覆盖所述中心衬垫而不胶合至所述中心衬垫。
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