CN106796000B - 船舶用储罐的支持结构 - Google Patents
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Abstract
一种船舶用储罐的支持结构,是搭载于船舶而贮藏液化气体的横置圆筒状的储罐(2)的支持结构,具备:与储罐的外周面相向的弯曲面;和在弯曲面上支持储罐且在储罐的周方向上展开的支持部(4),支持部包括:以使各自的轴方向与储罐的径方向一致的形式在储罐的周方向上排列的多个筒状体(5)、在储罐的外周面上分别保持筒状体的储罐侧的端部的多个内侧构件(6)、在弯曲面上分别保持筒状体的储罐侧相反侧的端部的多个外侧构件(7),多个内侧构件固定于储罐,多个外侧构件形成为能够在储罐的轴方向上在弯曲面上滑动的结构。
Description
技术领域
本发明涉及搭载于船舶并贮藏液化气体的储罐的支持结构。
背景技术
在用于将液化气体进行海上运输的液化气体运输船中,使用各种形状的储罐。其中,存在横置圆筒状的储罐由在该储罐的轴方向上相隔开的一对座架(saddle)支持的情况。座架具有沿着储罐的外周面形成的圆弧状的支持面以在船舶发生摇动(在储罐的轴方向与船舶长度方向一致的情况下为横摇)时也能够支承含有内容物的储罐的载荷。
例如,在专利文献1中公开了支持部介于储罐和各座架的支持面之间的储罐的支持结构。各支持部包括:与储罐的外周面接合的增强板;在增强板上在储罐的周方向上排列的多个隔壁;配置于隔壁的两侧的一对保持板;和嵌入于各个由隔壁以及保持板包围的矩形空间且与座架的支持面抵接的块状的绝热衬垫。另外,储罐除了由支持部支持的部分以外覆盖有防热材料。
向储罐内贮藏的液化气体为低温,因此在将液化气体投入于储罐时,储罐发生热收缩。为了应对因该储罐的热收缩而引起的缩径(储罐的径方向变形),而在专利文献1公开的支持结构中,绝热衬垫在周方向上被分断。又,在各绝热衬垫的周方向的两端部上设置有缺口部,在由相邻的绝热衬垫的缺口部形成且向座架的支持面开口的槽部内配置有可挠性防热材料。
此外,在专利文献1中有暗示如下内容的记载:对于因储罐的热收缩引起的长度收缩(储罐的轴方向变形),对储罐的轴方向上的一方支持部的位移进行限制,而使另一方的支持部滑动。这是基于绝热衬垫为块状,因此即便不采取特别的措施也可以使绝热衬垫追随储罐而在储罐的轴方向上发生位移。
现有技术文献:
专利文献:
专利文献1:日本特许第3708055号公报。
发明内容
发明要解决的问题:
然而,在使用如专利文献1记载的块状的绝热衬垫的支持部中,存在较多的热通过绝热衬垫从外部侵入储罐内的担忧。为了抑制输送时的液化气体的蒸发,理想的是降低支持部的传热性。例如为了减少传热面积,而想到使支持部形成为截面积较小的中空状。然而,在使支持部为中空状的情况下,形成怎样的结构才能在船舶的摇动时使支持部支承储罐的载荷且在储罐因热收缩而长度收缩时使支持部在储罐的轴方向上发生位移成为问题。
因此,本发明的目的是提供能够应对船舶的摇动以及因储罐的热收缩而引起的长度收缩的具备中空支持部的储罐的支持结构。
解决问题的手段:
为了解决上述问题,本发明的船舶用储罐的支持结构是搭载于船舶而贮藏液化气体的横置圆筒状的储罐的支持结构,具备:与所述储罐的外周面相向的弯曲面;和在所述弯曲面上支持所述储罐且在所述储罐的周方向上展开的支持部,所述支持部包括:以使各自的轴方向与所述储罐的径方向一致的形式在所述储罐的周方向上排列的多个筒状体、在所述储罐的外周面上分别保持所述筒状体的所述储罐侧的端部的多个内侧构件、在所述弯曲面上分别保持所述筒状体的所述储罐侧相反侧的端部的多个外侧构件,所述多个内侧构件固定于所述储罐,所述多个外侧构件形成为能够在所述储罐的轴方向上在所述弯曲面上滑动的结构。
在这里,“储罐的周方向”是指与储罐的轴方向正交的平面上的绕储罐中心的方向,“储罐的径方向”是指与储罐的轴方向正交的平面上的从储罐中心扩展的方向。
根据上述结构,借助于在储罐的周方向上排列的筒状体,使在储罐的周方向展开的支持部成为中空状。而且,由于各筒状体的轴方向与储罐的径方向一致,因此在船的动摇时,含有内容物的储罐的载荷也能与船的姿势无关地主要分散为筒状体的轴方向上的压缩力。因此,支持部在船的摇动時也能支承储罐载荷。又,由于内侧构件固定于储罐,外侧构件能够在储罐的轴方向上滑动,因此可以应对因储罐的热收缩而导致的长度收缩。
可以使所述多个外侧构件中靠近所述储罐的最低点配置的至少一个外侧构件为所述储罐的周方向上的移动被限制的限制型外侧构件,所述多个外侧构件中位于所述限制型外侧构件的两侧的外侧构件为能够在所述储罐的周方向上移动的非限制型外侧构件。根据该结构,即使储罐因热收缩而发生缩径,限制型外侧构件在储罐的周方向上的位置也不变。因此,能够以储罐的最低点作为参考点(缩径的中心)使储罐稳定地缩径。而且,位于限制型外侧构件的两侧的非限制型外侧构件能够在储罐的周方向上移动,因此能够使非限制型外侧构件与筒状体一起移动。
所述多个外侧构件可以在固定于所述弯曲面上的润滑薄板上滑动。根据该结构,能够由容易制造的润滑薄板赋予弯曲面润滑性。
例如,所述润滑薄板可以包括与所述弯曲面相接的基本层、和形成于所述基本层上的润滑层。
可以使所述润滑薄板在所述储罐的周方向上分割为多个润滑片,所述多个润滑片的各者嵌入于由安装于所述弯曲面上的围板形成的包围部内。根据该结构,能够以比螺栓锁定或焊接简单的结构固定润滑片。
所述多个筒状体的各者可以由玻璃纤维增强塑料构成。根据该结构,与由金属构成筒状体的情况相比,能够格外抑制通过筒状体进行的热传递。
所述弯曲面可以是将所述储罐包在里面并在与所述储罐之间确保真空空间的外壳的内周面。根据该结构,借助于储罐与外壳之间的真空空间,能够使液化气体维持长时间持续低温。
发明效果:
根据本发明,可提供能够应对船舶的摇动以及因储罐的热收缩而引起的长度收缩的具备中空支持部的储罐的支持结构。
附图说明
图1是采用本发明一种实施形态的船舶用储罐的支持结构的液化气体搬运船的侧视图;
图2是沿图1的II-II线的剖视图;
图3是支持部的中央附近的正面剖视图;
图4是示出配置于支持部的中央的小型润滑片以及其上的限制型外侧构件的平面剖视图;
图5是示出配置于小型润滑片两侧的大型润滑片以及其上的非限制型外侧构件的平面剖视图;
图6是润滑片的剖视图;
图7中的图7A、7B分别是示出对限制型外侧构件的周方向上的移动进行限制的其他结构的正面剖视图和平面剖视图;
图8是示出固定润滑薄板的另一结构的立体图;
图9是示出固定润滑薄板的又一结构的立体图;
图10是采用其他实施形态的船舶用储罐的支持结构的液化气体搬运船的剖视图。
具体实施方式
图1以及图2示出采用根据本发明一种实施形态的船舶用储罐的支持结构的液化气体搬运船1。在本实施形态中,在液化气体搬运船1中,在船舶长度方向上并排搭载有横置圆筒状的两个储罐2。又,各储罐2包裹在外壳3内。换而言之,储罐2和外壳3形成为双壳的结构。
各储罐2用于贮藏液化气体9。液化气体9例如是液化石油气(LPG、约-45℃)、液化乙烯气体(LEG、约-100℃)、液化天然气(LNG、约-160℃)、液化氢气(LH2、约-250℃)。
各储罐2由具有一定的截面形状且在横方向(船舶长度方向)上延伸的主体部、和堵住该主体部的两侧开口的半球状的封闭部构成。另外,封闭部可以是与铅垂方向平行的平板,也可以是盘形。外壳3具有在储罐2的周围确保一定厚度的空间的形状。在本实施形态中,外壳3与储罐2之间的空间为真空空间。然而,也可以是外壳3与储罐2之间的空间为大气压,在该空间内填充防热材料。
在液化气体搬运船1的船体12上,与各储罐2相对应地设置有在该储罐2的轴方向上相隔开的一对座架11。一对座架11通过外壳3以及后述的支持部4支持储罐2的主体部。
各座架11具有与外壳3的外周面面接触的支持面11a。在本实施形态中,支持面11a在从储罐2的轴方向上观察时从外壳3的最低点向两侧分别以大致90度扩展。换而言之,由支持面11a形成供大致一半的外壳3嵌入的半圆状的凹入部。但是,座架11的支持面11a从外壳3的最低点向两侧扩展的角度不一定需要是大致90度,可以适当确定。
在外壳3与储罐2之间配置有在储罐2的轴方向上相隔开的一对支持部4。一对支持部4的配置位置与一对座架11的配置位置一致。
外壳3的内周面与储罐2的外周面相向,并且相当于本发明的弯曲面。各支持部4在外壳3的内周面上支持储罐2。在本实施形态中,两个支持部4具有相同的结构,并在轴方向上可移动地支持储罐2。而且,储罐2借助于配置在与支持部4不同的位置的连结部(未图示),以使储罐2在储罐2的轴方向上相对于外壳3的相对位置被固定的形式与外壳3连结,该连结部成为储罐2因热收缩而长度收缩时的参考点(长度收缩的中心)。
但是,亦可在船头侧或船尾侧的任一方的座架11的上方,代替在轴方向上可移动地支持储罐2的支持部4,而配置将储罐2在储罐2的轴方向上相对于外壳3的相对位置进行固定的支持部。
各支持部4在储罐2的周方向上展开。如上所述,本实施形态中储罐2与外壳3之间的空间为真空空间,因此储罐2的外周面除了由支持部4支持的部分以外由真空绝热材料(未图示)覆盖。
具体地,如图3所示,各支持部4包括:在储罐2的周方向上排列的多个筒状体5;介于筒状体5和储罐2之间的多个内侧构件6;和介于筒状体5和外壳3之间的多个外侧构件7。
各筒状体5以使该筒状体5的轴方向与储罐2的径方向一致的形式配置。在这里,“方向一致”是指筒状体5的轴方向与储罐2的径方向实质上平行(例如,它们的方向的角度差为5度以下)。另外,所有筒状体5不一定需要在储罐2的周方向上延伸的相同直线上排列,也可以以千鸟形(交错状)排列。在本实施形态中,各筒状体5的截面形状为圆形状,但是各筒状体5的截面形状也可以是多边形状。
在本实施形态中,各筒状体5由玻璃纤维增强塑料(GFRP)构成。然而,各筒状体5可以由碳纤维增强塑料(CFRP)或其他FRP(例如布增强酚醛树脂)等构成,也可以由金属构成。又,在如本实施形态那样储罐2和外壳3之间为真空空间的情况下,理想的是在各筒状体5的内周面以及外周面上,该筒状体5被实施电镀处理,以此形成金属镀层(未图示)。该镀层是面向真空空间的用于防止释气(out gas)自GFRP所构成的筒状体5而出的层。
各内侧构件6在储罐2的外周面2a上保持各筒状体5的储罐2侧的端部(以下,内侧端部)。在本实施形态中,所有内侧构件6与储罐2的外周面2a之间配置有增强板41,内侧构件6通过增强板41固定于储罐2。增强板41是在储罐2的周方向上延伸的带状的板,例如通过焊接与储罐2的外周面2a接合。内侧构件6例如通过焊接与增强板41接合。
但是,将内侧构件6固定于储罐2的方法不限于此。例如,可以通过焊接将可供内侧构件6嵌入的筒状构件与增强板41接合,并将内侧构件6通过销等紧固于该筒状构件。或者,亦可将柱螺栓(stud bolt)立于增强板41上,并通过旋拧于该柱螺栓上的螺母固定内侧构件6。
本实施形态中,各内侧构件6形成为在中央具有开口的环状的结构。因此,在筒状体5的内侧,露出了增强板41。理想的是在筒状体5的内侧露出的增强板41由真空绝热材料覆盖。但是,内侧构件6不一定需要在中央具有开口,亦可具有如堵住筒状体5的储罐2侧的开口的板状的形状。
使筒状体5的内侧端部保持于内侧构件6,可以使用粘合剂将筒状体5粘在内侧构件6上。但是,在本实施形态这样真空双壳的情况下,粘合剂的周围是真空环境,因此有释气自粘合剂而出的担忧。本实施形态中,为了防止该情况,而采用嵌合结构。
本实施形态中采用的嵌合结构是筒状体5的内侧端部嵌入内侧构件6的内部的结构。具体地,各内侧构件6具有:与筒状体5的外周面重叠的周壁62、和从周壁62的储罐2侧的端部往径方向内侧突出并与筒状体5的储罐2侧的端面抵接的环部61。可以使内侧构件6的周壁62和筒状体5通过销等紧固。但是,亦可与本实施形态相反地,采用内侧构件6嵌入筒状体5的内侧端部的内部的嵌合结构。即,亦可使内侧构件6的周壁62与筒状体5 内周面重叠。
各外侧构件7在外壳3的内周面3a上保持各筒状体5的外壳3侧的端部(以下,外侧端部)。外侧构件7形成为能够在储罐2的轴方向上在外壳3的内周面3a上滑动的结构。
本实施形态中,所有外侧构件7与外壳3的内周面3a之间配置有润滑薄板8。润滑薄板8是在储罐2的周方向上延伸的带状的薄板,并且固定于外壳3的内周面3a上。外侧构件7在润滑薄板8上滑动。
本实施形态中,各外侧构件7形成为在中央具有开口的环状的结构。因此,在筒状体5的内侧,露出了润滑薄板8。但是,外侧构件7不一定需要在中央具有开口,亦可具有如堵住筒状体5的外壳3侧的开口的板状的形状。
从与内侧构件6同样地不使用粘合剂的观点出发,在外侧构件7中,也采用嵌合结构。本实施形态中采用的嵌合结构是筒状体5的外侧端部嵌入外侧构件7的内部的结构。具体地,各外侧构件7形成为断面L字状的结构,并具有:与筒状体5的外周面重叠的周壁72;和从周壁72的外壳3侧的端部往径方向内侧突出并与筒状体5的外壳3侧的端面抵接的环部71。可以使外侧构件7的周壁72和筒状体5通过销等紧固。但是,亦可与本实施形态相反地,采用外侧构件7嵌入筒状体5的外侧端部的内部的嵌合结构。即,亦可使外侧构件7的周壁72与筒状体5的内周面重叠。
外侧构件7中配置于储罐2的最低点P附近的至少一个外侧构件7是储罐2的周方向上的移动被限制的限制型外侧构件7A。另一方面,外侧构件7中位于限制型外侧构件7A两侧的外侧构件7是能够在储罐2的周方向上移动的非限制型外侧构件7B。本实施形态中,仅位于储罐2的最低点P正下方的外侧构件7是限制型外侧构件7A。但是,限制型外侧构件7A也可以是例如位于储罐2的最低点P正下方的外侧构件7和其两侧相邻的外侧构件7这三个。
如图4所示,限制型外侧构件7A具有:以形成大致正方形的轮廓的形式从周壁72的外壳3侧的端部向与环部71相反的那侧突出的大致三角形状的四个引导部73。另一方面,如图5所示,在非限制型外侧构件7B中,周壁72的外周面形成非限制型外侧构件7B的圆形状的轮廓。换而言之,非限制型外侧构件7B与内侧构件6同样地形成为断面L字状的结构,限制型外侧构件7A包括形成为断面L字状的结构的部分和形成为断面T字状的结构的部分。
如图4所示,在储罐2的周方向上,限制型外侧构件7A的两侧配置有一对特别围板(coaming)91。特别围板91例如通过焊接安装于外壳3的内周面3a上。各特别围板91具有例如大致矩形的截面形状,与限制型外侧构件7A的引导部73相接并在储罐2的轴方向上延伸。即,特别围板91对限制型外侧构件7A在储罐2的周方向上的移动进行限制,同时对限制型外侧构件7A在储罐2的轴方向上的移动进行引导。
另一方面,如图5所示,各非限制型外侧构件7B的周围没有任何与该非限制型外侧构件7B相接者。因此,非限制型外侧构件7B能够在储罐2的轴方向和周方向上自由移动。
夹在所有外侧构件7与外壳3的内周面3a之间的润滑薄板8在储罐2的轴方向上具有供该润滑薄板8从外侧构件7向两侧伸出那样的宽度。在本实施形态中,润滑薄板8在储罐2的周方向上被分割为多个润滑片。多个润滑片为配置于支持部4的中央并承接限制型外侧构件7A的小型润滑片81、和配置于小型润滑片81的两侧并承接两个非限制型外侧构件7B的大型润滑片82这两种。另外,亦可使大型润滑片82承接三个以上的非限制型外侧构件7B。但是,也可以以一个润滑片承接一个外侧构件7的形式,将润滑薄板8分割成与外侧构件7相同数量的润滑片。
如图4和图5所示,在储罐2的轴方向上,在各外侧构件7的两侧配置有一对常规围板93。常规围板93例如通过焊接安装于外壳3的内周面3a上。各常规围板93具有例如矩形的截面形状,并在储罐2的周方向上延伸。而且,如图4所示,小型润滑片81嵌入于由上述特别围板91和常规围板93形成的包围部内。
又,在非限制型外侧构件7B彼此之间,每隔一个配置有常规围板92。常规围板92例如通过焊接安装于外壳3的内周面3a上。各常规围板92具有例如矩形的截面形状,并在储罐2的轴方向上延伸。而且,如图5所示,大型润滑片82嵌入于由特别围板91、常规围板93和常规围板92形成的包围部、以及由常规围板93和常规围板92形成的包围部内。
本实施形态中,如图6所示,小型润滑片81和大型润滑片82的各者包括与外壳3的内周面3a相接的基本层8a、和形成于基本层8a上的润滑层8b。基本层8a由具有足够强度的材料(例如不锈钢等金属)构成。润滑层8b由润滑性良好的材料(例如PEEK(聚醚醚酮)、PTFE(聚四氟乙烯)等树脂,或者银、二硫化钼等金属)构成。但是,各润滑片也可以是由润滑性良好的材料构成的单层。
如以上说明的,在本实施形态的储罐的支持结构中,借助于在储罐2的周方向上排列的筒状体5,使得在储罐2的周方向上展开的支持部4成为中空状。而且,各筒状体5的轴方向与储罐2的径方向一致,因此在船舶的摇动时,含有内容物的储罐2的载荷也能与船的姿势无关地主要分散为筒状体5的轴方向上的压缩力。因此,支持部4在船的摇动時也能支承储罐载荷。又,内侧构件6固定于储罐2,外侧构件7能够在储罐2的轴方向上滑动,因此可以应对因储罐2的热收缩而导致的长度收缩。
又,在本实施形态中,在支持部4的中央配置有限制型外侧构件7A,因此即使储罐2因热收缩而发生缩径,限制型外侧构件7A在储罐2的周方向上的位置也不变。因此,能够以储罐2的最低点P作为参考点(缩径的中心)而使储罐2稳定地缩径。而且,位于限制型外侧构件7A的两侧的非限制型外侧构件7B能够在储罐2的周方向上移动,因此能够使非限制型外侧构件7B与筒状体5一起移动。
又,在本实施形态中,外壳3的内周面3a上固定有润滑薄板8,因此能够由容易制造的润滑薄板赋予外壳3的内周面3a润滑性。
而且,构成润滑薄板8的润滑片81,82的各者嵌入于由围板形成的包围部内,因此相比螺栓锁定或焊接,能够以简单的结构固定润滑片81,82。
又,各筒状体5由GFRP构成,因此与由金属构成筒状体5的情况相比,能够格外抑制通过筒状体5进行的热传递。而且,由于储罐2与外壳3之间的空间为真空空间,因此能够使液化气体9维持长时间持续低温。
(变形例)
本发明不限定于上述实施形态,在不脱离本发明的精神的范围内,可以进行各种变形。
例如,在上述实施形态中,限制型外侧构件7A在储罐2的周方向上的移动由安装于外壳3的内周面3a上的特别围板91限制。然而,亦可代替特别围板91,配置与常规围板93一起形成供小型润滑片81嵌入的包围部的常规围板92,区别于该常规围板92,在外壳3的内周面3a上安装对限制型外侧构件7A在储罐2轴方向上的移动进行引导的引导片(未图示)。
或者,如图7A、7B所示,限制型外侧构件7A在储罐2的周方向上的移动由安装于润滑薄板8的基本层8a上的引导片85限制。该情况下,润滑薄板8可以是在全长范围内连续的一体物。又,润滑层8b可以仅形成于引导片85之间。
又,润滑薄板8不一定需要通过围板固定于外壳3的内周面3a上。例如,在如图8所示润滑薄板8为在全长范围内连续的一体物的情况下,可以将限制限制型外侧构件7A在储罐2周方向上的移动的一对引导片94安装于外壳3的内周面3a上,同时在润滑薄板8上设置由这些引导片94插通的嵌合孔8c。这样的话,能够利用引导片94固定作为一体物的润滑薄板8。
或者,亦可如图9所示,在外壳3的内周面3a上安装断面L字状的一对轨道95,将润滑薄板8插入由该轨道95围成的空间内。该情况下,润滑薄板8可以分割成多个润滑片,也可以是在全长范围内连续的一体物。
而且,在如图9所示设置一对轨道95的情况下,可以安装一对引导片96以连接这些轨道95,并通过这些引导片96对限制型外侧构件7A在储罐2周方向上的移动进行限制。
又,虽省略图示,但亦可采用螺栓锁定或焊接等作为将润滑薄板8固定于外壳3的内周面3a上的方法。
又,不使用润滑薄板8,也可以将外侧构件7形成为能够在储罐2的轴方向上滑动的结构。例如,可以用润滑性良好的材料构成外侧构件7本身。或者,亦可在外壳3的内周面3a或外侧构件7上与外壳3的接触面上涂布润滑油等润滑剤。
又,亦可如图10所示省略外壳3。该情况下,可以使支持部4在座架11的支持面11a上支持储罐2。即,本发明的弯曲面也可以是座架11的支持面11a。
符号说明:
2 储罐;
2a 外周面;
3 外壳;
3a 内周面(弯曲面);
4 支持部;
5 筒状体;
6 内侧构件;
7 外侧构件;
7A 限制型外侧构件;
7B 非限制型外侧构件;
8 润滑薄板;
81,82 润滑片;
91~93 围板。
Claims (6)
1.一种船舶用储罐的支持结构,是搭载于船舶而贮藏液化气体的横置圆筒状的储罐的支持结构,其特征在于,
具备:
与所述储罐的外周面相向的弯曲面;和
在所述弯曲面上支持所述储罐且在所述储罐的周方向上展开的支持部,
所述支持部包括:以使各自的轴方向与所述储罐的径方向一致的形式在所述储罐的周方向上排列的多个筒状体、在所述储罐的外周面上分别保持所述筒状体的所述储罐侧的端部的多个内侧构件、在所述弯曲面上分别保持所述筒状体的所述储罐侧相反侧的端部的多个外侧构件,
所述多个内侧构件固定于所述储罐,
所述多个外侧构件形成为能够在所述储罐的轴方向上在所述弯曲面上滑动的结构,
所述多个外侧构件中靠近所述储罐的最低点配置的至少一个外侧构件是所述储罐的周方向上的移动被限制的限制型外侧构件,
所述多个外侧构件中位于所述限制型外侧构件的两侧的外侧构件是能够在所述储罐的周方向上移动的非限制型外侧构件。
2.根据权利要求1所述的船舶用储罐的支持结构,其特征在于,
所述多个外侧构件在固定于所述弯曲面上的润滑薄板上滑动。
3.根据权利要求2所述的船舶用储罐的支持结构,其特征在于,
所述润滑薄板包括与所述弯曲面相接的基本层和形成于所述基本层上的润滑层。
4.根据权利要求2或3所述的船舶用储罐的支持结构,其特征在于,
所述润滑薄板在所述储罐的周方向上分割为多个润滑片,所述多个润滑片的各者嵌入于由安装于所述弯曲面上的围板形成的包围部内。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的船舶用储罐的支持结构,其特征在于,
所述多个筒状体的各者由玻璃纤维增强塑料构成。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的船舶用储罐的支持结构,其特征在于,
所述弯曲面是将所述储罐包在里面并在与所述储罐之间确保真空空间的外壳的内周面。
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