CN107923574B - 含有设有应力释放槽的隔热拐角块的容器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种密封隔热的流体储罐，其包括一角度布置(12)，所述角度布置(12)设置在第一壁与第二壁(1，2)之间的交叉处，并且所述罐包括：一第一隔热块和一第二隔热块(30，31)，其分别保持在所述支承结构的第一壁和第二壁(1，2)上并形成隔热屏障(5)的拐角；和一金属角结构(49，50，51)，其形成密封膜(6)的拐角，所述密封膜(6)焊接到第一隔热块和第二隔热块(30，31)的多个金属板(38)上；所述第一隔热块和第二隔热块(30，31)中的每个通过桥接元件(44)与相邻隔热板(9)相互关联；所述第一隔热块和第二隔热块(30，31)的每个具有至少一个第一应力释放槽和一个第二应力释放槽(45，48)，所述第一和第二应力释放槽(45，48)分别平行于所述第一壁和第二壁(1，2)之间的交叉处和与所述第一壁和第二壁(1，2)之间的交叉处成直角延伸。

Description

含有设有应力释放槽的隔热拐角块的容器
技术领域
本发明涉及用于储存和/或输送流体，例如低温流体，的具有膜的密封隔热罐领域。
具有膜的密封隔热罐特别用于储存液化天然气(LNG)，该液化天然气储存在约为-162℃的大气压下。这些罐可以安装在陆地或浮式结构上。当这些罐安装在浮式结构上的情况下，罐可以用于输送液化天然气或用于容纳为推动浮式结构提供燃料的液化天然气。
背景技术
文献WO2014167214描述了一种密封隔热罐，其壁具有多层结构，该多层结构在厚度方向上从罐的外部到内部依次包括一次隔热屏障，该次隔热屏障包括锚固到支承结构的隔热板，一次密封膜，该次密封膜由次隔热屏障的隔热板所支承，一主隔热屏障，该主隔热屏障包括锚固到次隔热屏障的隔热板，以及一主密封膜，该主密封膜用于与罐中的液化天然气接触，且有主隔热屏障的隔热板支撑。
在罐的两个壁之间的交叉处，次隔热屏障包括第一隔热块和第二隔热块，第一隔热块和第二隔热块形成所述次隔热屏障的拐角。在该区域中，次密封膜包括金属角结构，该金属角结构包括两个金属带，这两个金属带分别焊接到由第一隔热块和第二隔热块中的一个和另一个支撑的金属板上，以及金属角钢，该金属角焊钢搭接焊接到两个金属带上，以确保角度区域的密封连续性。考虑到次密封膜的角度结构的热收缩，隔热块受到相当大的应力，该应力位于固定有金属板的区域内。当罐冷却时，也就是罐充满液化天然气时，这种应力水平有可能引起所述隔热块的破裂。
而且，角度区域的隔热块和隔热屏障的隔热板具有收缩的趋势，使得它们彼此分离。此时，这种分离对密封膜造成很大的应力。此外，当次密封膜夹在次隔热屏障的隔热板和主隔热屏障的隔热板之间时，这种分离将使次密封膜更加受力，并且隔热板的分离因此产生次密封膜与主隔热屏障和次隔热屏障的隔热板的摩擦。
因此上述文献WO2014167214中所描述的罐并不完全令人满意。
发明内容
本发明所基于的一个理念是提出一种密封隔热罐，该密封隔热罐特别可靠且耐低温，尤其在支承结构的两个壁之间的交叉处更是如此。
本发明所基于的另一个理念是在角度隔热块中引入柔软性，以便补偿金属角结构的收缩，特别是在没有波却连续的情况下。
根据一个实施例，本发明提供了一种密封隔热的流体储罐，其包括至少一个隔热屏障，该隔热屏障保持在一个支承结构上，以及一密封膜，该密封膜由所述隔热屏障支撑，
该隔热屏障包括多个隔热板，多个隔热板保持在支承结构上并与该支承结构的至少一个第一相邻壁和一个第二相邻壁并置；
所述罐还包括一角度布置，该角度布置设置在第一壁与第二壁之间的交叉处，并且所述罐包括：
-第一隔热块和第二隔热块，其分别保持在所述支承结构的第一和第二壁上并形成隔热屏障的拐角；所述第一和第二隔热块中的每一个包括一外表面，该外表面面向支承结构放置，和一内表面，该内表面包括金属板，金属板沿着第一壁和第二壁之间的交叉处彼此间隔开；所述第一隔热块和第二隔热块包括一层聚合物泡沫；和
-金属角结构，其形成密封膜的拐角，并且包括第一翼部和第二翼部，第一翼部和第二翼部分别焊接到第一隔热块和第二隔热块的多个金属板上；第一和第二隔热块中的每一个通过桥接元件与多个隔热板中的一相邻板相关联；所述桥接元件跨过一边缘固定，该边缘平行于所述第一或第二隔热块的内表面和相邻板的内表面的交叉处，以便阻止所述第一隔热块或第二隔热块和所述相邻板的相互分离；
第一隔热块和第二隔热块中的每一个具有至少一个第一应力释放槽和一个第二应力释放槽，该第一和第二应力释放槽在该层聚合物泡沫的厚度上形成于所述第一隔热块或所述第二隔热块的内表面中；第一应力释放槽平行于交叉处延伸，所述第一应力释放槽设置成在隔热块的内表面的边缘之间通过，其中隔热块容纳桥接元件和所述隔热块的多个金属板；第二应力释放槽与交叉处成直角延伸，所述第二应力释放槽被设置成在第一壁和第二壁之间、在所述隔热块的两个金属板之间通过。
因此，桥接元件确保了隔热块和相邻的隔热板之间的机械连接，这防止了它们的相互分离，使得密封膜比现有技术的罐中的密封膜受到的应力更小，特别是当罐冷却时。
此外，凭借存在至少一个与交叉处成直角的应力释放槽，由于金属角结构在平行于交叉处的方向上的收缩，施加在角度结构的隔热块上的应力得到较好地分布。
最后，凭借平行于交叉处的应力释放槽，由于存在桥接元件，该桥接元件固定跨过每个隔热块和相邻的板，以及由于角钢在与交叉处成直角的方向上的收缩，施加在隔热块上的应力也减小了。
根据实施例，这种用于储存流体的密封隔热罐可以包括以下一个或多个特征：
-桥接元件位于密封膜和支承结构之间。
-第一隔热块和第二隔热块各自包括内胶合板和外胶合板，内胶合板和外胶合板分别限定所述第一板和第二版的内表面和外表面，及一层隔热聚合物泡沫，该层隔热聚合物泡沫夹在所述内胶合板和所述外胶合板之间。
-第一隔热块和第二隔热块中的每一个包括一系列应力释放槽，这系列应力释放槽与第一壁和第二壁之间的交叉处成直角延伸，每个应力释放槽位于所述隔热块的两个金属板之间的相应间隔内
-与交叉处成直角的应力释放槽沿交叉处均匀分布。
-与交叉处成直角延伸的一系列应力释放槽包括至少一个中心应力释放槽和两个端部应力释放槽，所述两个端部应力释放槽在中心应力释放槽的任一侧延伸，其中中心应力释放槽的深度大于每个端部应力释放槽的深度。
-与边缘成直角的应力释放槽的深度彼此不同。应力释放槽的深度从中心应力释放槽到端部应力释放槽减小，也就是说，当从板的中心位置处移开以接近隔热块的侧边缘中的一个或另一个时减小。这样的布置使得能够减小板在其边缘处的弹性并且增加板在其中间区域的弹性，并因此在每个隔热块内获得更好的应力分布。
-根据一个实施例，在与交叉处成直角延伸的应力释放槽或每个应力释放槽从隔热块的一边缘延伸，其中隔热块与交叉口相邻，直至第一应力释放槽。也就是说，与交叉处成直角的应力释放槽出现于第一应力释放槽中。
-根据另一个实施例，在连接第一应力释放槽之前，与交叉处成直角的应力释放槽或每个应力释放槽停止。
-第一隔热块和第二隔热块分别通过固定到支承结构的多个螺柱保持在支承结构的第一壁和第二壁上，所述第一隔热块和第二隔热块中的每一个设有圆柱形井，圆柱形井中的每一个锚固到其中一个螺柱上；所述圆柱形井沿着所述隔热块的边缘形成，所述隔热块与一个隔热板相邻。
-金属角结构包括一角刚和一对金属带，所述一对金属带与角钢搭接焊接，角钢和一对金属带中的一个焊接第一隔热块和第二隔热块的多个金属板上。
-金属角结构的翼部是平面的。也就是说，角度结构没有波纹。
-隔热板具有一内表面，内表面配备有金属板，密封膜包括多个波纹金属板，多个波纹金属板焊接在隔热板的金属板上，且角度结构通过与波纹金属板紧密焊接而连接。
-波纹金属板的波纹朝向罐的内部或外部突出。
-桥接元件是桥接板，每个桥接板具有一外表面，该外表面抵靠在第一隔热块和第二隔热块的内表面和相邻板的内表面，和一内表面，该内表面支撑密封膜。
-隔热块的内表面和每个相邻板的内表面各自包括一个回退，其中一个桥接板固定在该回退中。
-通过粘合、拧紧和/或钉合将桥接板固定在隔热块和相邻隔热板的内表面上。
-所述隔热屏障是次隔热屏障，并且所述密封膜是次密封膜，所述罐还包括主隔热屏障，该主隔热屏障通过保持构件锚固到次隔热屏障，和主密封膜，该主密封膜由所述主隔热屏障支撑，并用于与罐中的流体接触。
-该角度布置包括主隔热块，该主隔热块形成了主隔热屏障的拐角，每个主隔热块通过螺柱保持在第一隔热块和第二隔热块中的一个或另一个上，其中螺柱由第一隔热块和第二隔热块的金属板支撑。
-金属角结构包括孔，螺柱穿过该孔，所述螺柱由第一隔热块和第二隔热块的金属板支撑，其中金属角结构焊接到位于所述孔边缘处的所述金属板上。
-主隔热屏障包括多个隔热板，该多个隔热板保持在次隔热屏障的隔热板上。
-根据一个实施例，次密封膜的波纹金属板的波纹朝向罐的内部突出，主隔热屏障包括隔热板，每个隔热板具有一外表面，该外表面具有成直角的凹槽，凹槽用于容纳次密封膜的波纹金属板的波纹。
这样的罐可以形成陆基储存装置的一部分，例如用于储存LNG，或者可以安装在浮式，沿海结构和/或深水结构中，特别是乙烷或甲烷船中，浮式储存及再气化装置(FSRU)，浮式生产储油卸油装置(FPSO)等。当罐安装在浮式结构的情况下，罐可以用于容纳为推动浮式结构提供燃料的液化天然气。
根据一个实施例，用于运输流体的船舶包括一个壳体，例如双壳体，以及置于所述壳体中的上述罐。
根据一个实施例，本发明还提供一种用于装载或卸载一船舶的方法，其中通过隔热管道将流体从浮式或陆基储存装置输送到船舶的罐中，或者将流体从船舶的罐中输送到浮式或陆基储存装置中。
根据一个实施例，本发明还提供了一种用于输送流体的系统，该系统包括前述的船舶、隔热管道和泵，其中隔热管道被布置成以将安装在船舶壳体中的罐连接到浮式或陆基储存装置上，泵则用于通过隔热管道将流体从浮式或陆基储存装置输送到船舶的罐中，或者将流体从船舶的罐中输送到浮式或陆基储存装置中。
附图说明
通过参考附图,纯粹以说明性和非限制性的方式给出的本发明的特定实施例的以下描述，将有助于更好地理解本发明，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是密封隔热罐的两个壁之间的交叉部分的剖面透视图。
-图2是一剖面透视图，其示出了在两个壁之间的交叉处的图1的罐的次隔热屏障和次密封膜。
-图3是一透视图，其示出了一个角度布置的隔热块，该角度布置位于罐的两个壁之间的交叉处并形成了次隔热屏障的一个拐角。
-图4是图3的角度布置的局部透视图，并且示出了隔热块，该隔热快形成了次隔热屏障的拐角和主隔热屏障的拐角。
-图5是图3的角度布置的隔热块的平面图，其中图3的角度布置形成次隔热屏障的拐角。
-图6是图5中所示的其中一个隔热块的透视图。
-图7是图6的隔热块的透视图，其中所述隔热块被表示为透明的，以便能够看到应力释放槽。
-图8是表示为透明的图6和图7的隔热块的前视图。
-图9是表示为透明的图6至图8的隔热块的侧视图。
-图10是位于两个壁之间的交叉处的角度布置处的主隔热屏障和主密封膜的透视剖视图。
-图11是甲烷油轮罐和用于装载/卸载该罐的终端的剖面示意图。
-图12是类似于图3的视图，其示出了形成另一实施例的次隔热屏障的拐角的隔热块。
-图13是类似于图3和图12的视图，代表又一个实施例。
具体实施方式
按照惯例，术语“外”和“内”用于限定一个元件相对于另一个元件关于罐的内部和外部的相对位置。
关于图1，在支承结构3的两个相邻壁1，2之间的交叉处观察到密封隔热罐的多层结构，密封隔热罐用于储存低温流体，如液化天然气。支承结构的两个相邻壁在直线边缘4处交汇。
在图1的情况下，边缘4位于底壁1和纵向壁2的交叉处，该纵向壁2向船舶中的有限空间的点集中，例如船舶的前端或靠近发动机的船舱。
罐的每个壁，从罐的外侧到内侧，包括一次隔热屏障5，该次隔热屏障通过次保持构件锚固到支承结构3，一次密封膜6，该次密封膜由此隔热屏障5支撑，一主隔热屏障7，该主隔热屏障通过主保持构件锚固到次隔热屏障6，以及一主密封膜8，该主密封膜由主隔热屏障7支撑，并用于与罐中的液化天然气接触。
支承结构3尤其可以由自支撑金属板或者通常由具有适当机械特性的任何类型的刚性隔板构成。支承结构3尤其可以由船舶的壳体或双壳体形成。支承结构3具有限定罐的整体形状的多个壁1,2，通常该整体形状为多面体形状。
次隔热屏障5包括多个隔热板9，57，58，多个隔热板通过未示出的树脂珠，和/或焊接到支承结构3的螺柱被锚固到支承结构3上。
在罐壁的标准区域中，隔热板57，58具有基本上成矩形的平行六面体形状，并且平行排列并且通过间隙彼此分开，其中间隙保证功能性的安装配合。隔热板57,58例如具有3m的长度和1m的宽度。例如，空隙填充有隔热衬里11，例如玻璃棉、岩棉或开孔的柔性合成泡沫。隔热衬里有利地由多孔材料制成，以便在隔热板57，58之间的间隙中形成气体流动的空间。
此外，按照要被覆盖的壁的形式，隔热板9可以具有成矩形的平面六面体形状或不同的形状，例如如沿着图1和图2的两个壁之间的交叉处表示的梯形或直角三角形，其中所述隔热板9沿着位于两个壁1，2之间的交叉处的角度布置12延伸。
隔热板9，57，58各自具有夹在刚性内板14和刚性外板15之间的一层隔热聚合物泡沫13。刚性内板14和刚性外板15，例如是被胶合到该层隔热聚合物泡沫13的多层胶合板。隔热聚合物泡沫13可以尤其是聚氨酯泡沫。隔热聚合物泡沫13有利地通过玻璃纤维被加强，玻璃纤维有助于降低泡沫的热收缩系数。
内板14配备有金属板16，17，用于将次密封膜6的波纹金属板18的边缘锚固到隔热板9，57，58上。如图2所示，金属板16，17在两个直角方向上延伸，这两个直角方向各自平行于隔热板9，57，58的至少一个侧面，其中所述金属板16,17固定在所述隔热板上。金属板16，17通过例如螺钉、柳钉或U形钉固定到隔热板9，57，58的内板14上。金属板16，17适配安装在形成于内板14中的孔隙中，使得金属板16，17的内表面与内板14的内表面齐平。
内板14还配备有螺柱19，螺柱19朝向罐的内部突出，并用于确保将主隔热屏障7固定到次隔热屏障5的隔热板9，57，58上。
为了确保将隔热板9，57，58固定到固定在支承结构3上的螺柱上，隔热板9，57，58设有图1和图2所示的圆柱形井20，圆柱形井20刚好穿过隔热板9，57，58。圆柱形井20沿着所述隔热板9，57，58的纵向边缘及隔热板9，57，58的拐角形成。圆柱形井20呈现出未示出的截面的变化，截面限定了支承表面，用于螺母与螺柱的螺纹端配合。
如图1和2所示，隔热板9，57，58的内板14具有两个系列的应力释放槽21，22，这两个系列的应力释放槽彼此成直角，以形成应力释放槽的网络。应力释放槽21，22在这里在其整个长度上或在其整个宽度上从板的一端延伸到另一端。应力释放槽21，22穿过内板14的厚度并且还形成于该层隔热聚合物泡沫13的厚度的一部分中。每个应力释放槽21，22面向次密封膜6的其中一个波纹延伸。通过所述应力释放槽21，22，次密封膜6的波纹可以变形，而不会在隔热板9，57，58上施加显著的机械应力。
此外，内板14沿其边缘，在两个连续的应力释放槽21，22之间的每个间隔中具有一个回退，该回退容纳图1所示的桥接板23。桥接板23各自跨过两个相邻的隔热板，跨过隔热板9，57，58之间的空隙。每个桥接板23固定在两个相邻的隔热板9，57，58中的每一个上，以便阻止其相互分离。桥接板23具有成矩形的平行六面体形状，并且例如由一片胶合板制成。桥接板23的外表面固定在回退的底部。这些回退的深度基本上等于桥接板23的厚度，使得桥接板23的内表面基本上与内板14的其它平面区域平齐。因此，桥接板23能够确保在次密封膜6的桥接中的连续性。
为了确保相邻板9，57，58之间的连接负载的良好分布，多个桥接板23沿着隔热板9，57，58的内板14的每个边缘延伸，桥接板23放置在一系列平行的应力释放槽的两个相邻的应力释放槽21，22之间的每个间隔中。桥接板23可以通过任何合适的方式固定在隔热板9，57，58的内板14上。然而，已经发现，在桥接板23的外表面与隔热板9，57，58的内板14之间施加胶以及使用诸如U型钉的机械固定构件的组合，使得能够在桥接板上对隔热板施加压力，这点是特别有利的。
次密封膜6包括多个波纹金属板18，每个波纹金属板18在壁的标准区域中具有基本成矩形的形状。波纹金属板18相对于次隔热屏障5的隔热板9，57，58偏置，使得每个所述波纹金属板18共同延伸在四个相邻的隔热板9，57，58上。每个波纹金属板18具有第一系列平行波纹24，其在第一方向上延伸，及第二系列的平行波纹25，其在第二方向上延伸。这两系列的波纹的方向成直角。两个系列波纹24，25中的每一个平行于每个波纹金属板18的两个相对边缘。此处的波纹24，25朝向罐的内部突出，也就是说，在离开支承结构3的方向上突出。然而，在未示出的另一替代实施例中，波纹24，25朝向罐的外部突出。
每个波纹金属板18在波纹之间包括多个平面表面。在两个波纹24，25之间的每个交叉处，每个金属板18包括节点区26，节点区26具有朝向罐的内部突出的顶点。相邻的波纹金属板18被搭接焊接在一起。波纹金属板18在金属板16，17上的锚固通过点焊产生。
如图2所示，波纹状金属板18沿其纵向边缘并在其四个拐角处，包括切口27，其允许螺柱19的通过，螺柱旨在确保主隔热屏障6固定到次隔热屏障5上。
波纹金属板18，例如由
Figure GDA0002386558080000081
制成：即，铁和镍的合金，其膨胀系数通常在1.2×10-6和2×10-6K-1之间，或者为高锰含量的铁的合金，其膨胀系数通常约为7.10-6K-1。或者，波纹金属板18也可以由不锈钢或铝制成。
根据被覆盖的壁的形式，沿着放置在两个壁1,2之间的交叉处的角度布置12延伸的波纹金属板28可以具有基本上成矩形的形状，或者大致成如图2所示的直角三角形的形状。在这种情况下，直角三角形的斜边29平行于两个壁1，2之间的交叉处，并且具有锯齿形式。
关于图3至图7，现在接着描述角度布置12处的次隔热屏障5，角度布置12位于支承结构3的两个相邻壁1,2之间的交叉处。
角度布置12包括多对隔热块30，31，隔热块30，31分别抵靠在支承结构3的两个相邻壁1，2中的一个和另一个上，从而形成次隔热屏障5的拐角。两个隔热块30，31各自具有斜边32，所述两个隔热块30，31通过该斜边通过例如粘合32彼此固定。可以理解的是，两个隔热块30，31之间形成的角度必须对应于支承结构3的两个壁1，2之间的角度。该角度可以根据正在考虑的罐的区域而变化，通常在90°和135°之间。在图1这种特定情况下，角度在70°左右更加紧密。
根据图12和图13中特别示出的另一实施例，一对隔热块30,31的布置可以稍微不同。
在图12所示的实施例中，两个隔热块30,21不具有任何斜边。而且，在本实施例中，L-型隔热衬里82，例如玻璃棉、岩棉或开孔的柔性合成泡沫，置于两个隔热块之间的角度中，以确保角度区域中的次隔热屏障的连续性。
在图13所示的实施例中，朝向一个隔热块31的边缘转向的边缘抵靠另一个隔热块30的内表面，可选地插入柔性隔热衬里83，以形成次隔热屏障的拐角。在这种情况下，必须切割转向隔热块30的边缘的边缘，以便与所述隔热块30的外表面形成角度α，角度α基本上等于两个壁1，2之间形成的角度。同样，转向另一个隔热块30的边缘的边缘应当与隔热块30的内表面形成角度β，角度β也基本上等于两个壁1，2之间形成的角度。
回到图3，可以看出，隔热块30，31具有一结构，该结构类似于次隔热屏障5的隔热板9，57，58的结构，即，夹层结构，该夹层结构由一层隔热聚合物泡沫34组成，该层隔热聚合物泡沫34夹在由例如胶合板制成的两个外刚性板35和内刚性板36之间。
角度布置的隔热块30，31使用焊接到支承结构3的螺柱固定在支承结构3上。为此，每个隔热块30，31设有圆柱形井33，每个井用于容纳其中一个螺纹螺柱。圆柱形井33沿隔热块30，31的边缘分布，隔热块30，31与角度的边缘4平行并相对。每个圆柱形井33呈现出截面变化，截面限定螺母的支承表面，用于使螺母容纳螺柱的螺纹端。根据优选实施例，每个圆柱形井33在外刚性板35和该层隔热聚合物泡沫34之间的交叉处改变截面，使得螺母抵靠外刚性板35。
关于图5和7，可以看出，每个隔热块30，31在其外表面上具有多个椭圆形的凹口37，该椭圆形凹口与角度的边缘4成直角地延伸。每个椭圆形凹口37都出现在其中一个圆柱形井33中，并且椭圆形凹口37相对于所述圆柱形井33朝向角度的边缘4放置。椭圆形凹口37具有更长的长度，该长度朝向与边缘4成直角的方向。椭圆形凹口37通过外刚性板35和通过该层隔热聚合物泡沫34的底部形成，且具有一深度，允许螺柱的端部通过。因此，椭圆形凹口37能够形成安装配合，该安装配合能够允许隔热块放置在一位置中，在该位置处，螺纹螺柱位于每个圆柱形井33中。当角度布置12在车间内预先组装完成且当椭圆形凹口安装在支承结构3上时每对的隔热块30，31彼此固定时，这样的椭圆形凹口37特别有利的。
每个隔热块30，31配备有多个金属板38，如图3和图4所示，用于锚固次密封膜6的金属角结构。金属板38沿着角度的边缘4彼此间隔开。金属板38容纳在孔隙39中，孔隙39在图5至图7中特别示出，使得金属板38的内表面与内刚性板36的内表面齐平。金属板38例如通过螺钉、U形钉或柳钉固定到内刚性板36上或所述隔热块30,31的一层聚合物泡沫34上。
每个金属板38还配备有一对螺柱40，该对螺柱朝向罐的内部突出，并用于确保主隔热屏障7的隔热块41，42的固定。
此外，隔热块30，31的内刚性板36一方面沿着其与边缘4成直角的侧边缘46，另一方面沿着与边缘4平行且相对的侧边缘47，具有一回退，该回退容纳桥接板43，44。因此，一方面，桥接板43沿着角度的边缘4跨过两个相邻的隔热块30，31放置，以便对抗隔热块30，31之间的分离，其中隔热块30，31在平行于边缘4的方向上相邻。另一方面，桥接板44通过跨过隔热块30,31和相邻的隔热板9之间的间隙，跨过每个隔热块30,31,和一个或多个相邻的隔热板9放置。这样的桥接板44因此能够在与边缘成直角的方向上阻止隔热块30,31和隔热板9之间的分离，且隔热板9沿着角度布置12延伸。
角度布置12的每个隔热块30，31具有一个应力释放槽45，该应力释放槽在平行于边缘4的方向上在金属板38和桥接板44的边缘47之间延伸。应力释放槽45在其整个长度上从隔热块30，31的一端延伸到另一端。应力释放槽45通过内刚性板36并通过一层隔热聚合物泡沫34的顶部而形成。应力释放槽45的深度在1cm和10cm之间，例如大约5厘米。应力释放槽45一方面通过桥接元件44可以减少施加在隔热块30，31上的应力，其中桥接元件44固定跨过隔热块30,31和相邻的隔热板9，并且当罐变冷时防止它们的相互分离，另一方面防止锚固在隔热块30，31上的次密封膜6的金属角结构的收缩。
而且，角度布置12的每个隔热块30，31包括一系列应力释放槽48，这一系列应力释放槽与边缘4成直角，所述边缘4通过内刚性板36和一层聚合物泡沫34的内部形成于所述隔热块30,31的内表面上。应力释放槽48沿着边缘4均匀分布。每个应力释放槽48位于金属板38的两个金属板之间，所述金属板用于锚固次密封膜6的金属角结构。
应力释放槽48从隔热块30，31的斜边32垂直于边缘4延伸，以接合平行于边缘4的应力释放槽45。
在所示实施例中，两个金属板38放置在两个相邻的应力释放槽48之间的每个间隔中，并且单个金属板38放置在端部应力释放槽48a中的每一个和隔热块30，31的相邻侧边缘46之间。
关于图8和9，可以看出，与边缘成直角的应力释放槽48具有彼此不同的深度。应力释放槽48的深度从中心应力释放槽48b到端部应力释放槽48a逐渐减小，也就是说，在从隔热块30，31的中心移开以接近侧边缘46的一个或另一个时减小，这使得能够减小板在其边缘处的柔软性并且增加板在其中心区域的柔软性。因此，在隔热块30,31内获得更好的应力分布。
作为示例，与边缘4成直角的应力释放槽48的深度对于中心应力释放槽48b而言，可以在大约5cm和12cm之间的尺寸之间变化，也就是最深深度，对于端部应力消除槽48a而言，可以在2cm至6cm之间的尺寸之间变化，也就是最小深度。
在图2中，部分示出了金属角结构，该金属角结构保证了两个壁1，2之间的交叉处的次密封膜6的密封。
在所示的实施例中，金属角结构包括一个或多个L形角钢49，其放置在两个隔热块30，31之间的交叉处，并且对于每个金属角钢49，包括两个金属带50,51之间，两个金属带50,51分别焊接到所述角钢49的一端和另一端(金属带50的一部分未在图2中示出)。金属带50，51被焊接到隔热块30，31的金属板38上，并因此确保将角度结构锚固在角度布置12的隔热块30，31上。
因此可以看到，金属角结构具有两个翼部，这两个翼部在这里由金属带50，51形成并且分别抵靠靠在第一壁1的隔热块30，和靠在第二壁2的隔热块31上。金属角结构没有波纹。也就是说，金属结构包括两个基本成平面的翼部，这两个翼部分别平行于两个相邻壁1,2中的一个和另一个。
金属带50,51设有孔，螺柱40通过该孔。从而确保在所述孔的外围处的次密封膜6的密封，金属带50，51焊接到金属板38。
角钢49和金属带50，51依次搭接焊接。此外，波纹金属板28的边缘被焊接到金属带50，51上，以确保次密封膜6的密封的连续性。盖帽52保证了每个波纹24，25的封闭，盖帽52跨过金属带50,51中的一个和波纹金属板28中的一个被焊接。
在未示出的另一替代实施例中，金属角钢49焊接到金属板38上并且具有用于螺柱40通过的孔，而两个金属带50，51被焊接到所述角钢49的一个端部和另一个端部以确保将金属带50，51锚固到隔热块30，31上。
金属角结构有利地由
Figure GDA0002386558080000111
制成：即，铁和镍的合金，其膨胀系数通常在1.2×10-6和2×10-6K-1之间，或者为高锰含量的铁的合金，其膨胀系数通常约为7.10-6K-1。
回到图1，下面描述主隔热屏障7和主密封膜8的结构。
主隔热屏障7包括多个隔热板53，多个隔热板53具有基本上成矩形的平行六面体形状。隔热板53每个都具有与次隔热屏障5的隔热板57,58基本相同的尺寸，除了厚度可以不同并且优选地小于隔热板57，58的厚度。隔热板53在此处相对于次隔热屏障5的隔热板57，58偏置，使得每个隔热板53延伸过次隔热屏障5的四个隔热板57，58。
隔热板53具有与次隔热屏障5的隔热板57，58类似的结构，即由一层隔热聚合物泡沫组成的夹层结构，该层隔热聚合物泡沫夹在例如由胶合板制成的两个刚性板之间。
在未示出的另一实施例中，隔热板53包括一夹层结构，该夹层结构具有由例如胶合板制成的三个刚性板，以及两层聚合物泡沫，其每一层插入刚性板中的两个刚性板的各自间隔中。
隔热板53的外板具有未示出的两个系列的凹槽，用于容纳次密封膜6的波纹24，25，所述波纹24，25朝向罐的内部突出。
主隔热屏障7的隔热板53的内板配备有金属板54，用于锚定主密封膜8的波纹金属板55。金属板54在两个直角方向上延伸，每个直角方向平行于隔热板53的两个相对边缘。金属板54固定在孔隙中，该孔隙形成于隔热板53的内板中，并通过螺钉、铆钉或U形钉固定在其上。
而且，隔热板53的内板设有多个应力释放槽56，从而允许主密封膜8变形而不会对隔热板53施加过度的机械应力。文献FR 3001945中特别描述了这种应力释放槽56。
通过螺柱59确保将主隔热屏障7的隔热板53固定到次隔热屏障5的隔热板9,57,58上。为此，每个隔热板53包括多个沿其边缘和拐角的切口，螺柱59延伸进入其中。隔热板53的外板与切口重叠，以形成用于保持构件的支承表面，该保持构件包括螺纹孔，螺纹孔螺纹连接到每个螺柱59上。保持构件具有凸耳，该凸耳容纳在切口内侧并抵靠在向切口内侧突出的外板的部分上，以将外板夹在保持构件的凸耳和次隔热屏障5的隔热板9，57，58之间，从而确保将每个隔热板53固定到它横跨的隔热板9，57，58上。
主密封膜8通过组装多个波纹金属板55而获得。每个波纹金属板55包括第一系列平行波纹和第二系列平行波纹，其中第二平行波纹在与第一系列(平行波纹)成直角的第二方向上延伸。波纹朝向罐的内部突出。波纹金属板55例如由不锈钢或铝制成。
如所述的次隔热屏障5的隔热板9和次密封膜的波纹金属板28，主隔热屏障7的隔热板60和主密封膜8的波纹金属板61(其接近角度布置12)，根据要被覆盖的壁1，2的形状，可以包括基本上成矩形的形状，或大致成直角的三角形或直角梯形形状。
关于图4，可以在角度布置12处观察主隔热屏障7的结构。主隔热屏障7包括多对预组装的隔热块41，42，其中一个锚固到螺柱40上，螺柱40从隔热块30突出，隔热块30固定在壁1，2中的一个上，而其中另一个锚固到隔热块31的螺柱40上，所述隔热块31固定在壁1，2中的另一个上。隔热块41,42具有内表面，支架62抵靠在该内表面上，和外表面，该外表面抵靠在图4中未示出的金属角结构上，其中所述金属角结构形成次密封膜6的拐角。隔热块41,42还具有一个夹层结构，且包括一层隔热聚合物泡沫，该层隔热聚合物泡沫夹在两个胶合板之间，这两个胶合板粘合到该层聚合物泡沫上。
支架62是例如由不锈钢制成的金属支架。支架62分别具有两个翼部，这两个翼部分别抵靠在一对隔热块41，42的一个和另一个隔热块的内表面上。支架62的每个翼部都具有未示出的螺柱，这些螺柱焊接到所述翼部的外表面并朝向罐的外部突出，从而能够将支架固定在隔热块41，42上。为此，所述绝热块41,42包括未示出的孔，其允许螺柱通过并形成于螺柱的内表面上。这些孔与圆柱形井连通，圆柱形井出现在隔热块41,42的外表面上。拧在螺柱上的螺母抵靠在圆柱形井的底部上，并因此确保支架62固定到所述绝热块41，42上。因此支架62可以将隔热块41，42两个接两个地连接起来，以形成车间中预先组装好的模块。
为了确保隔热块41，42固定到次隔热屏障5的隔热块30，31上，通过支架62和隔热块41，42形成了圆柱形井63。每个圆柱形井63与用于螺柱40通过的孔连通，所述螺柱40形成于隔热块41，42中的一个的外表面中。每个圆柱形井63的直径大于螺柱40所穿过的孔的直径，螺柱与其配合，使得圆柱形井63的底部限定一支承表面，所述支承表面用于与螺母配合，螺母拧到所述螺柱40上。
而且，由隔热材料例如聚合物泡沫制成的角连接件64置于相邻边缘之间，相邻边缘位于两个隔热块41,42的罐角处，从而能够确保在罐的角度处的隔热的连续性。根据一个有利的实施例，除了一对隔热块41,42和支架62，预组装的模块包还包括角连接件64。
此外，接合的隔热元件65插入两对相邻的隔热块41,42之间，以确保隔热的连续性。
关于图10，将在下文中描述所述金属角结构，该金属角结构确保在两个隔热块41，42之间的交叉处的主密封膜8的密封。金属角结构包括一个或多个L形角钢66，L形角钢66位于两个壁1，2之间的交叉处，并且对于每个金属角钢66，包括两个未示出的金属带。金属角钢62依次搭接焊接。此外，每个金属角铁66被焊接到多个支架62上。金属带分别被搭接焊接到金属角钢66上。此外，波纹金属板61的边缘被焊接到金属带上以便确保主密封膜8的密封的连续性。盖帽67确保了每个波纹的封闭，所述盖帽跨过金属带的一个和波纹金属板61的一个被焊接。
以上所述用于制造储存流体的密封隔热罐的技术可以用于不同类型的储罐中，例如用于在陆基装置或甲烷船等浮式装置中形成LNG储罐。
参照图11，甲烷船70的剖视图示出了安装在船舶的双壳体72中的大致呈棱柱形的密封隔热罐71。罐71的壁包括用于与罐中的LNG接触的主密封屏障，布置在主密封屏障和船舶的双壳体72之间的次密封屏障，以及分别布置在主密封屏障和次密封屏障之间及次密封屏障和双壳体72之间的两个隔热屏障。
如本身已知的那样，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到海上或港口终端，以将LNG货物输送到罐71中或从罐71中将LNG货物输送出来。
图11示出了海上终端的示例，该海上终端包括装载和卸载站75，水下管道76和陆基装置77。装载和卸载站75是固定的海上设施，该固定的海上设施包括可移动臂74和支撑可移动臂的提升器78。可移动臂74支撑一束隔热柔性管79，其能够连接到装载/卸载管道73。可定向的可移动臂74适用于所有甲烷船模板。未示出的连接管在提升器78内部延伸。装载和卸载站75允许从甲烷船70装载和卸载到陆基装置77或从陆基装置77装载和卸载到甲烷船。陆基装置包括液化气体储罐80和连接管81，其中连接管81通过水下管道76连接到装载或卸载站75。水下管道76允许在装载或卸载站75与陆基装置77之间在长距离例如5km上传输液化气，使得能够在装载和卸载操作期间将甲烷船70保持在离岸很远的距离处。
为了产生输送液化气所必需的压力，实施埋设在船舶70中的泵和/或陆基设施77配备的泵和/或装载和卸载站75配备的泵。
尽管已经结合若干具体实施例描述了本发明，但是显而易见的是，本发明在任何方面不受限制，并且除了其组合物外还包括所公开的手段的所有技术等同物，前提是它们都在本发明的权利保护范围内。
动词“包括”或“包含”及其共轭形式的使用不排除除了在权利要求中使用的那些元素和步骤之外的其他元素和步骤的存在。除非另有说明，否则对于元素或步骤的不定冠词“一”或“一个”的使用不排除多个这样的元素或步骤的存在。
在权利要求中，括号中的任何附图标记不应被解释为是对权利要求的限制。

Claims (15)

1.一种密封隔热的流体储罐，其特征在于，包括至少一个隔热屏障(5)，所述隔热屏障保持在一个支承结构(3)上，以及一密封膜(6)，所述密封膜由所述隔热屏障(5)支撑，
所述隔热屏障(5)包括多个隔热板，所述多个隔热板保持在所述支承结构(3)上并与所述支承结构(3)的至少一个第一相邻壁和第二相邻壁(1，2)并置；所述罐还包括一角度布置(12)，所述角度布置(12)设置在所述第一相邻壁与第二相邻壁(1，2)之间的交叉处，并且所述罐包括：
-一第一隔热块(30)和一第二隔热块(31)，其分别保持在所述支承结构的第一相邻壁和第二相邻壁(1，2)上并形成所述隔热屏障(5)的拐角；所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)中的每一个包括一外表面和一内表面，所述外表面面向所述支承结构(3)放置，所述内表面包括金属板(38)，所述金属板(38)沿着所述第一相邻壁和第二相邻壁(1，2)之间的交叉处彼此间隔开；所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)包括一层聚合物泡沫(34)；和
-一金属角结构(49，50，51)，其形成所述密封膜(6)的拐角，并且包括第一翼部和第二翼部，所述第一翼部和第二翼部分别焊接到所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)的多个金属板上；所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)中的每一个通过桥接元件(44)与所述多个隔热板中的一相邻板(9)相关联；所述桥接元件(44)跨过一边缘(47)固定，所述边缘(47)平行于所述第一隔热块(30)或第二隔热块(31)的内表面和所述相邻板(9)的内表面的交叉处(4)，以便阻止所述第一隔热块(30)或第二隔热块(31)和所述相邻板(9)的相互分离，所述桥接元件(44)置于所述密封膜(6)和所述支承结构(3)之间；所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)中的每一个具有第一应力释放槽(45)和一个第二应力释放槽(48)中的至少一个，所述第一和第二应力释放槽在该层聚合物泡沫(34)的厚度上形成于所述第一隔热块(30)或所述第二隔热块(31)的内表面中；所述第一应力释放槽(45)平行于所述交叉处(4)延伸，所述第一应力释放槽(45)设置成在所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)的内表面的边缘(47)之间通过，其中所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)容纳所述桥接元件(44)和所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)的多个金属板(38)；所述第二应力释放槽(48)与所述交叉处(4)成直角延伸，所述第二应力释放槽(48)被设置成在所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)的两个金属板(38)之间通过。
2.根据权利要求1所述的罐，其特征在于，所述桥接元件(44)是桥接板，每个桥接板具有一外表面和一内表面，所述外表面抵靠在所述第一隔热块(30)或第二隔热块(31)的内表面和所述相邻板(9)的内表面，所述内表面支撑所述密封膜(6)。
3.根据权利要求1或2所述的罐，其特征在于，所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)中的每一个包括一系列第二应力释放槽(48)，所述一系列第二应力释放槽(48)与所述第一相邻壁和第二相邻壁(1，2)之间的交叉处成直角延伸，每个所述第二应力释放槽(48)位于所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)的金属板(38)中的两个之间的相应间隔内。
4.根据权利要求3所述的罐，其特征在于，与所述交叉处成直角延伸的一系列第二应力释放槽(48)包括至少一个中心应力释放槽(48b)和两个端部应力释放槽(48a)，所述两个端部应力释放槽(48a)在所述中心应力释放槽(48b)的任一侧延伸，其中所述中心应力释放槽(48b)的深度大于每个端部应力释放槽(48b)的深度。
5.根据权利要求1或2所述的罐，其特征在于，在与所述交叉处成直角延伸的所述第二应力释放槽(48)或每个第二应力释放槽(48)从所述第一隔热块或所述第二隔热块的一边缘(32)延伸，其中所述隔热块与所述第一应力释放槽(45)的交叉口相邻。
6.根据权利要求1或2所述的罐，其特征在于，所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)分别通过固定到所述支承结构(3)的多个螺柱保持在所述支承结构(3)的所述第一相邻壁和第二相邻壁(1，2)上，所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)中的每一个设有圆柱形井(33)，所述圆柱形井(33)中的每一个锚固到其中一个所述螺柱上；所述圆柱形井(33)沿着所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)的边缘(47)形成，所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)与一个相邻板(9)相邻。
7.根据权利要求1或2所述的罐，其特征在于，所述金属角结构包括一角钢(49)和一对金属带(50，51)，所述一对金属带(50，51)与所述角钢(49)搭接焊接，其中所述角钢(49)和所述一对金属带(50，51)中的一个焊接到所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)的多个金属板(38)上。
8.根据权利要求1或2所述的罐，其特征在于，所述金属角结构(49，50，51)的翼部是平面的。
9.根据权利要求1或2所述的罐，其特征在于，所述隔热板具有一内表面，所述内表面配备有金属板(16，17)，其中所述密封膜(6)包括多个波纹金属板(18，28)，所述多个波纹金属板(18，28)焊接在所述隔热板的金属板(16，17)上，且其中所述金属角结构(49，50，51)通过与所述波纹金属板(18，28)紧密焊接而连接。
10.根据权利要求1或2所述的罐，其特征在于，所述隔热屏障是次隔热屏障(5)，且所述密封膜是次密封膜(6)，所述罐还包括一主隔热屏障(7)和一主密封膜(8)，所述主隔热屏障(7)通过保持构件(19)锚固到所述次隔热屏障(5)，所述主密封膜(8)由所述主隔热屏障(7)支撑，且用于与所述罐中的流体接触。
11.根据权利要求10所述的罐，其特征在于，所述角度布置(12)包括主隔热块(41，42)，所述主隔热块(41，42)形成了所述主隔热屏障(7)的拐角，每个主隔热屏障(7)通过螺柱(40)保持在所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)中的一个或另一个上，其中所述螺柱(40)由所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)的金属板(38)支撑。
12.根据权利要求11所述的罐，其特征在于，所述金属角结构(49，50，51)包括孔，所述螺柱(40)穿过所述孔，所述螺柱(40)由所述第一隔热块(30)和第二隔热块(31)的金属板(38)支撑，其中所述金属角结构(49，50,51)焊接到位于所述孔边缘处的所述金属板(38)上。
13.一种用于输送流体的船舶(70)，所述船舶(70)包括一壳体(72)和置于所述壳体中的如权利要求1至12中任一项所述的罐。
14.一种用于装载或卸载权利要求13中所述的船舶(70)的方法，其特征在于，通过隔热管道(73，79，76，81)将流体从浮式或陆基储存装置(77)输送到所述船舶(70)的所述罐中，或者将所述流体从所述船舶(70)的罐中输送到所述浮式或陆基储存装置(77)中。
15.一种用于输送流体的系统，系统包括如权利要求13中所述的船舶(70)、隔热管道(73，79，76，81)和泵，其中所述隔热管道(73，79，76，81)被布置成以将安装在所述船舶壳体中的所述罐连接到浮式或陆基储存装置(77)上，所述泵则用于通过所述隔热管道将流体从所述浮式或陆基储存装置输送到所述船舶的罐中，或者将所述流体从所述船舶的罐中输送到所述浮式或陆基储存装置中。
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