CN110612415A - 储罐装置 - Google Patents

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Abstract

用于存储液化天然气的储罐装置包括多叶式储罐(1)，该多叶式储罐包括在横向方向上布置成行的至少三个储罐区段(1a，1b、1c、1d、1e)，其中每个储罐区段(1a、1b、1c、1d、1e)均利用第二支撑件(23)以及允许所述储罐(1)在纵向方向上相对于支撑表面(21)移动的第一支撑件(22)支撑在所述支撑表面(21)上，所述第二支撑件(23)中的至少一个第二支撑件防止所述储罐(1)在所述纵向方向上相对于所述支撑表面(21)移动。所述储罐区段(1a，1b、1c、1d、1e)中的一个储罐区段进一步设有第三支撑件(24)，该第三支撑件允许所述储罐(1)在所述纵向方向上相对于所述支撑表面(21)移动并且防止在所述横向方向上移动，所述第一支撑件(22)和第二支撑件(23)被构造成允许所述储罐(1)在所述横向方向上收缩和膨胀。

Description

储罐装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于存储液化天然气的储罐装置。
背景技术
天然气或者一般地说烃混合物作为内燃发动机的燃料构成了燃料油的有利替代方案，这种混合物具有足够的挥发性而使得它们在室温下以气态形式呈现。在使用天然气作为燃料的航海船舶中，天然气通常以液体形式存储在船上，从而产生了常用的首字母缩写LNG(液化天然气)。通过将天然气的温度保持低于沸点(该沸点近似为-162摄氏度)可以将天然气保持在液体形式下。LNG通常以接近于大气压力的压力存储，但是用于存储LNG的大型储罐需要承受相当高的静水压力和一定过压。为了实现良好的机械强度，LNG储罐通常构造成圆柱形或球形容器。然而，由于实践上的原因，大型LNG储罐有时设计为双叶(bilobe)储罐或多叶(multilobe)储罐，来代替圆柱形储罐。双叶储罐包括两个配合的弯曲半部，例如两个球形帽或两个圆柱形区段。多叶储罐包括结合至彼此的至少三个弯曲区段。这些区段可以部分地为圆柱体或球体。
由于存储LNG所需的低温，使用中的储罐和能够处于+30℃的空储罐的尺寸可能彼此显著不同。这使得特别是在船舶中LNG储罐的支撑受到挑战，在船舶中将储罐牢固地固定至船舶的船体十分重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于存储液化天然气的改进储罐装置。根据本发明的储罐装置的特性化特征在权利要求1中给出。
根据本发明的储罐装置包括多叶式储罐，该多叶式储罐具有限定纵向方向的纵向轴线和限定横向方向的横向轴线，所述储罐包括在所述横向方向上布置成行的至少三个储罐区段，其中每个储罐区段均利用第一支撑件和第二支撑件支撑在支撑表面上，所述第一支撑件允许所述储罐在所述纵向方向上相对于所述支撑表面移动，所述第二支撑件中的至少一个第二支撑件防止所述储罐在所述纵向方向上相对于所述支撑表面移动。所述储罐区段中的一个储罐区段进一步设有第三支撑件，该第三支撑件允许所述储罐在所述纵向方向上相对于所述支撑表面移动并且防止在所述横向方向上移动，所述第一支撑件和第二支撑件被构造成允许所述储罐在所述横向方向上收缩和膨胀。
通过根据本发明的储罐装置，允许所述储罐进行膨胀和收缩，但是所述储罐在所述纵向方向上和所述横向方向上均被固定至支撑表面。
根据本发明的一个实施方式，所述储罐装置的所有第二支撑件都被构造成防止所述储罐在所述纵向方向上相对于所述支撑表面移动。纵向力因而由若干个支撑件承载。
根据本发明的一个实施方式，所述第一支撑件中的每个第一支撑件都允许所述储罐在所述横向方向上移动。这确保所述储罐在横向方向和纵向方向上都能够收缩和膨胀。另选地，由所述第三支撑件支撑的储罐区段的第一支撑件被构造成防止所述储罐在所述横向方向上移动，并且其它储罐区段的第一支撑件被构造成允许所述储罐在所述横向方向上移动。所述第一支撑件中的一个第一支撑件能够在所述横向方向上固定所述储罐，并且所述储罐仍然能够在所述横向方向上膨胀和收缩。
所述第二支撑件可以以类似方式构成。因而，所述第二支撑件中的每个第二支撑件都允许所述储罐在所述横向方向上移动。另选地，由所述第三支撑件支撑的储罐区段的第二支撑件可以被构造成防止所述储罐在所述横向方向上移动，并且其它储罐区段的第二支撑件被构造成允许所述储罐在所述横向方向上移动。
根据本发明的一个实施方式，所述第三支撑件被布置成支撑最中间的储罐区段。所述储罐因而关于所述储罐的纵向中心线对称地收缩，并且重心不会改变。
根据本发明的一个实施方式，设有所述第三支撑件的储罐区段进一步设有第四支撑件，该第四支撑件允许所述储罐在所述纵向方向上相对于所述支撑表面移动并且防止在所述横向方向上移动。所述第四支撑件防止所述储罐围绕竖直轴线自转。
根据本发明的一个实施方式，所述第一支撑件和所述第二支撑件在所述纵向方向上布置在所述第三支撑件和第四支撑件之间。通过接近所述储罐的两端放置所述第三支撑件和所述第四支撑件，防止所述储罐围绕竖直轴线自转所需的横向力更小。
根据本发明的航海船舶包括括以上限定的储罐装置。
根据本发明的一个实施方式，所述储罐的所述纵向轴线平行于所述航海船舶的纵向轴线。
附图说明
下面参照附图更详细地描述本发明的实施方式，在图中：
图1示出了包括LNG储罐装置的船舶的剖视图；
图2示出了图1的储罐装置的俯视图；
图3示出了储罐装置的侧视图；
图4示出了具有支撑件的LNG储罐的侧视图；
图5示出了用于储罐的支撑件；
图6示出了储罐的端视图；以及
图7示出了具有支撑件的储罐的俯视图。
具体实施方式
图1至图3示出了船舶2的LNG储罐装置。该装置包括LNG储罐1。LNG储罐1为被构造成存储液化天然气的容器。天然气通过将其温度维持在沸点以下而以液体形式保存，该沸点近似为-162摄氏度。LNG储罐1位于储罐保持器3中，该储罐保持器3围绕船舶2的纵向中心线定位。LNG储罐1存储液化气，液化气在船舶2的一个或多个发动机中用作燃料。
LNG具有单壳结构。保持LNG的空间由用耐寒材料制成的壳体6形成。表述“耐寒材料”是指能够承受液化天然气的温度的材料。该材料最小设计温度应该至多为-165℃。该材料例如可以是不锈钢。合适的材料例如为9％的镍钢、低锰钢、奥氏体钢(诸如型号304、304L、316、316L、321和347)以及奥氏体Fe-Ni合金(36％镍)。围绕壳体6布置有绝缘层7。该绝缘层7例如可以由聚氨酯制成。
LNG储罐1为多叶储罐。表述“多叶储罐”在这里是指包括至少三个储罐区段的储罐，这些储罐区段具有弯曲横截面轮廓并且结合至彼此，使得储罐1的壳体6至少在两侧具有起伏形状。在附图的实施方式中，LNG储罐1包括均具有部分圆柱体形状的五个区段1a、1b、1c、1d、1e。区段1a、1b、1c、1d、1e的纵向中心线彼此平行。最中心区段1c具有通过用两个竖直平面从水平圆柱体切割出一分段而形成的形状。其它区段1a、1b、1d、1e均具有通过用一个竖直平面从水平圆柱体切割出一分段而形成的形状。储罐1的区段1a、1b、1c、1d、1e在水平平面上成行布置。储罐1因而具有起伏上表面和起伏下表面。最外面区段1a、1e比位于LNG储罐1的中间的三个区段1b、1c、1d短。区段1a、1b、1c、1d、1e的端部被端帽4a、4b、4c、4d、4e、5a、5b、5c、5d、5e封闭。这些端帽可以具有球形帽或球形帽的一部分的形状。
储罐1具有限定纵向方向的纵向轴线19和限定横向方向的横向轴线20，这可以从图7中最佳地看到。储罐1具有第一端27和第二端28。储罐1利用支撑件支撑在支撑表面21(该支撑表面21可以由船舶2的船体形成)上，所述支撑件在竖直方向上支撑储罐1，并且还限制储罐1在水平平面中的运动。通过具体参照图4至图7来描述支撑装置。
储罐1的每个区段1a、1b、1c、1d、1e均利用第一支撑件22和第二支撑件23支撑在支撑表面21上。第一支撑件22被布置成更接近第一端27，而第二支撑件23被布置成更接近于储罐1的第二端28。第一支撑件22形成第一行支撑件，而第二支撑件23形成第二行支撑件。第一支撑件22和第二支撑件23中的每个支撑件都具有适合于对应储罐区段1a、1b、1c、1d、1e的下表面形状的弯曲上表面。由于热膨胀，储罐1的尺寸可能发生显著变化。例如，当储罐1在使用中时，其温度应该为近似-162℃。空储罐1可以具有+30℃的温度。为了允许储罐1膨胀和收缩，一行支撑件被构造成允许储罐1在纵向方向上移动。在附图的实施方式中，第一支撑件22允许储罐1在纵向方向上移动。第一支撑件22还允许储罐1在横向方向上移动，这允许储罐1在该方向上膨胀。然而，第一支撑件22中的一个还可以在横向方向上固定储罐1，并且储罐1仍然能够收缩和膨胀。第二支撑件23被构造成防止储罐1在纵向方向上移动。储罐1的位置因而在纵向方向上被固定，不过允许第一端27和第二端28从由第二支撑件23限定的固定点在纵向方向上向外移动。不需要所有第二支撑件23都防止储罐1在纵向方向上移动，但是第二支撑件23中的一个第二支撑件防止储罐1纵向移动就足够了。如果只有一个第二支撑件23防止纵向移动，则优选该支撑件为支撑最中间的储罐区段1c的第二支撑件23。如果两个或更多个支撑件23防止纵向移动，则它们优选关于储罐1的纵向中心线对称地布置。所有第二支撑件23或者除了一个之外的所有第二支撑件23也允许储罐1在横向方向上移动。储罐1因而能够在横向方向上自由地膨胀。第二支撑件23中的一个第二支撑件能够在横向方向上固定储罐1，但是这不是必须的。如果第二支撑件23中的一个第二支撑件和第一支撑件22中的一个第一支撑件在横向方向上固定储罐1，则它们应该支撑同一个储罐区段。
储罐装置进一步设有第三支撑件24。第三支撑件24允许储罐1在纵向方向上移动，但是防止在横向方向上移动。第三支撑件24因而在横向方向上固定储罐1。由于储罐1的横向位置由第三支撑件24固定，因此所有第一支撑件22和第二支撑件23能够允许储罐1在横向方向上移动。在附图的实施方式中，第三支撑件24被布置成支撑最中间储罐区段1c。储罐1的纵向中心线的位置因而是固定不动的，并且储罐1围绕中心线1膨胀和收缩。这在船舶中是特别有利的，因为储罐1的重心位置不改变。
在附图的实施方式中，储罐装置进一步设有第四支撑件25。同样，第四支撑件25允许储罐1在纵向方向上移动但是防止在横向方向上移动。第四支撑件25被布置成支撑与第三支撑件24相同的储罐区段。第四支撑件25确保储罐1不会围绕竖直轴线自转。第三支撑件24被布置成接近储罐1的第一端27，并且第四支撑件25被布置成接近储罐1的第二端28。第一支撑件22和第二支撑件23因而在储罐1的纵向方向上位于第三支撑件24和第四支撑件25之间。通过接近储罐1的相对两端27、28放置第三支撑件24和第四支撑件25，防止储罐1围绕竖直轴线自转所需的横向支撑力更小。
图5示出了能够用作第三支撑件24或第四支撑件25的支撑件的示例。支撑件24、25包括能够附装至支撑表面21的支撑元件30。轨道29支撑在支撑元件30上，从而轨道29能够在支撑元件30的纵向方向上移动。施加在轨道29上的横向力由布置在轨道29的两侧上的侧支撑件32承载。加强板31附装至轨道29的上表面。加强板31附装至储罐区段1a、1b、1c、1d、1e中的一个区段的底部。加强板31被焊接至储罐1的壳体6，并且用作附加加强构件。
本领域技术人员将认识到，本发明不限于以上描述的实施方式，而是可以在所附权利要求书的范围内进行修改。例如，储罐可以只包括三个区段或者包括多于五个的区段。

Claims (11)

1.一种用于存储液化天然气的储罐装置，所述储罐装置包括多叶式储罐(1)，该多叶式储罐(1)具有限定纵向方向的纵向轴线(19)和限定横向方向的横向轴线(20)，所述储罐(1)包括在所述横向方向上布置成行的至少三个储罐区段(1a，1b、1c、1d、1e)，其中每个储罐区段(1a、1b、1c、1d、1e)均利用第一支撑件(22)和第二支撑件(23)支撑在支撑表面(21)上，所述第一支撑件(22)允许所述储罐(1)在所述纵向方向上相对于所述支撑表面(21)移动，所述第二支撑件(23)中的至少一个第二支撑件防止所述储罐(1)在所述纵向方向上相对于所述支撑表面(21)移动，所述储罐区段(1a，1b、1c、1d、1e)中的一个储罐区段进一步设有第三支撑件(24)，该第三支撑件(24)允许所述储罐(1)在所述纵向方向上相对于所述支撑表面(21)移动并且防止在所述横向方向上移动，所述第一支撑件(22)和第二支撑件(23)被构造成允许所述储罐(1)在所述横向方向上收缩和膨胀。
2.根据权利要求1所述的储罐装置，其中，所述储罐装置的所有第二支撑件(23)都被构造成防止所述储罐(1)在所述纵向方向上相对于所述支撑表面(21)移动。
3.根据权利要求1或2所述的储罐装置，其中，所述第一支撑件(22)中的每个第一支撑件都允许所述储罐(1)在所述横向方向上移动。
4.根据权利要求1或2所述的储罐装置，其中，由所述第三支撑件(24)支撑的储罐区段的第一支撑件(22)被构造成防止所述储罐(1)在所述横向方向上移动，并且其它储罐区段的第一支撑件(22)被构造成允许所述储罐(1)在所述横向方向上移动。
5.根据前述权利要求中任一项所述的储罐装置，其中，所述第二支撑件(23)中的每个第二支撑件都允许所述储罐(1)在所述横向方向上移动。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的储罐装置，其中，由所述第三支撑件(24)支撑的储罐区段的第二支撑件(23)被构造成防止所述储罐(1)在所述横向方向上移动，并且其它储罐区段的第二支撑件(23)被构造成允许所述储罐(1)在所述横向方向上移动。
7.根据前述权利要求中任一项所述的储罐装置，其中，所述第三支撑件(24)被布置成支撑最中间的储罐区段(1c)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的储罐装置，其中，设有所述第三支撑件(24)的储罐区段进一步设有第四支撑件(25)，该第四支撑件(25)允许所述储罐(1)在所述纵向方向上相对于所述支撑表面(21)移动并且防止在所述横向方向上移动。
9.根据权利要求8所述的储罐装置，其中，所述第一支撑件(22)和所述第二支撑件(23)在所述纵向方向上布置在所述第三支撑件(24)和第四支撑件(25)之间。
10.一种航海船舶(2)，该航海船舶(2)包括根据前述权利要求中任一项所述的储罐装置。
11.根据权利要求10所述的航海船舶(2)，其中，所述储罐(1)的所述纵向轴线(19)平行于所述航海船舶(2)的纵向轴线。
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