CN111417816B - 具有若干区域的密封热绝缘罐 - Google Patents

具有若干区域的密封热绝缘罐 Download PDF

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Abstract

一种罐,在该罐中,罐壁包括第二级绝缘屏障、第一级绝缘屏障、第一级密封膜和第二级密封膜,该罐壁包括:第一区域(11),在该第一区域中,绝缘模块包括沿罐壁的厚度方向在所述绝缘模块的覆盖板件和底部板件之间延伸的间隔件;第二区域(12),在该第二区域中,绝缘模块的覆盖板件通过结构化绝缘泡沫与底部板件保持一距离;过渡区域(14),该过渡区域介于第一区域和第二区域之间,所述过渡区域具有沿罐壁的厚度方向具有的热收缩系数和/或弹性模量,该热收缩系数和/或弹性模量在第一区域的热收缩系数和/或弹性模量与第二区域的热收缩系数和/或弹性模量之间。

Description

具有若干区域的密封热绝缘罐
技术领域
本发明涉及用于存储和/或运输流体诸如低温流体的具有膜的密封热绝缘罐的领域。
具有膜的密封热绝缘罐特别地用于在大气压下存储处于约-163℃的液化天然气(LNG)。这些罐可以安装在岸上或浮式结构上。在浮式结构的情况下,该罐可以旨在运输液化天然气或旨在接收用作用于推进浮式结构的燃料的液化天然气。
背景技术
在现有技术中已知的是用于存储液化天然气的、被一体化在支撑结构中——诸如旨在运输液化天然气的运载装置(navire:运输船、运载工具、搬运器、运输机)的双层船体中——的密封热绝缘罐。通常,这种罐具有多层结构,该多层结构在厚度方向上从罐的外侧到内侧依次包括:固定到支撑结构的第二级热绝缘屏障;抵靠第二级热绝缘屏障搁置的第二级密封膜;抵靠第二级密封膜搁置的第一级热绝缘屏障;以及第一级密封膜,该第一级密封膜抵靠第一级热绝缘屏障搁置并且旨在与罐中容纳的液化天然气接触。
FR2867831描述了一种密封热绝缘罐,包括由并置的绝缘箱形成的热绝缘屏障。这些箱具有覆盖板和底部板,该覆盖板和底部板通过所述箱的支撑间隔板和侧部保持相隔一距离。这些绝缘箱填充有绝缘衬里,并形成用于支撑罐的密封膜的基本上平坦的支撑表面。这样的绝缘箱对罐中的应力具有相当大的抵抗性,但是支撑间隔板和箱的侧部形成具有较大的导热率的区域,限制了所述箱的热绝缘特性。
WO2013124556描述了一种密封热绝缘罐,在该密封热绝缘罐中,热绝缘屏障由多个并置的绝缘块形成。这些绝缘块沿罐壁的厚度方向依次包括底部板、下部结构化绝缘泡沫、中间板、上部结构化绝缘泡沫和覆盖板。在这些绝缘块中,通过结构化绝缘泡沫使板沿罐壁的厚度方向彼此保持一距离。
发明内容
形成本发明基础的理念是通过下述生产密封热绝缘罐:将具有不同性质和/或结构的若干类型的绝缘材料相组合,同时使密封膜保持以基本上均一和连续的方式来承载。
因此,形成本发明基础的理念是对罐的具有不同性能的区域之间的厚度的变化的现象进行管理。为此,形成本发明基础的理念是在厚度方面表现出第一运行性能的第一区域的绝缘模块与在厚度方面表现出第二运行性能的第二区域的绝缘模块之间——当它们经受在罐壁方面生成厚度差异的压力和/或温度的变化时——形成平缓过渡。
根据一个实施方式,本发明提供了用于存储液体的密封热绝缘罐,其被一体化在支撑结构中,在该密封热绝缘罐中,罐壁沿厚度方向包括:
由并置的绝缘模块构成的第二级热绝缘屏障以及第一级热绝缘屏障,绝缘模块包括覆盖板件、底部板件以及介于底部板件与覆盖板件之间的绝缘衬里,
搁置在第一级热绝缘屏障上的第一级密封膜,以及
搁置在第二级热绝缘屏障上的第二级密封膜,
罐壁沿长度方向包括:
-第一区域,在该第一区域中,绝缘模块包括间隔件,间隔件沿罐壁的厚度方向在所述绝缘模块的覆盖板件和底部板件之间延伸,所述间隔件分布在覆盖板件的表面和底部板件的表面上,使得所述绝缘模块的底部板件和覆盖板件通过所述间隔件彼此保持一距离,
-第二区域,在该第二区域中,绝缘模块的绝缘衬里包括结构化绝缘泡沫,该结构化绝缘泡沫介于覆盖板件和底部板件之间、位于覆盖板件的表面和底部板件的表面上,使得所述绝缘模块的覆盖板件通过所述结构化绝缘泡沫与底部板件保持一距离,
-介于第一区域和第二区域之间的过渡区域,在该过渡区域中,绝缘模块被形成为使得所述过渡区域中的罐壁具有从沿罐壁的厚度方向的热收缩系数和弹性模量中选取的至少一个参数,至少一个参数的值在罐壁的第一区域沿罐壁的厚度方向的所述至少一个参数的值与罐壁的第二区域沿罐壁的厚度方向的所述至少一个参数的值之间。
形成本发明基础的理念是,罐壁沿厚度方向的运行性能实质上可以通过两个物理特性来表征:即热收缩系数,其描述了罐壁对温度变化的响应;以及沿厚度方向的弹性模量,其描述了罐壁对压力的响应。
根据一个实施方式,第一区域的绝缘模块的沿罐壁的厚度方向的所述至少一个参数的值通过间隔件、底部板件和覆盖板件的沿所述厚度方向的所述至少一个参数的值而基本上被确定。换句话说,包括分布在覆盖板件的表面和底部板件的表面上的间隔件的绝缘模块在厚度上的通过从沿厚度的热收缩系数和弹性模量中选取的至少一个参数确定的运行性能主要由支撑间隔件、覆盖板件和底部板件沿厚度的收缩运行性能确定。
根据一个实施方式,第二区域的绝缘模块的沿罐壁的厚度方向的所述至少一个参数的值通过结构化绝缘泡沫、底部板件和覆盖板件的沿所述厚度方向的所述至少一个参数的值而基本上被确定。换句话说,包括分布在覆盖板件的表面和底部板件的表面上的结构化绝缘泡沫的绝缘模块的通过从沿厚度的热收缩系数和弹性模量中选取的至少一个参数确定的沿厚度的收缩运行性能主要由结构化绝缘泡沫、覆盖板件和底部板件沿厚度的收缩运行性能确定。因此,对于这些各种绝缘模块而言,特性诸如沿厚度的热收缩系数和弹性模量是不同的。
由于在罐壁的第一区域和第二区域之间存在过渡区域,使得根据本发明的密封热绝缘罐有利地可以限制所述区域的热绝缘屏障之间的台阶的存在。
根据实施方式,这样的罐可以包括以下特征中的一个或多个特征。
根据一个实施方式,第二区域的绝缘模块具有的沿罐壁的厚度方向的热收缩系数大于第一区域的绝缘模块沿罐壁的厚度方向的热收缩系数。
根据一个实施方式,过渡区域的绝缘模块被形成为使得所述过渡区域中的罐壁具有的沿罐壁的厚度方向的热收缩系数在罐壁的第一区域的沿罐壁的厚度方向的热收缩系数与罐壁的第二区域的沿罐壁的厚度方向的热收缩系数之间。
根据一个实施方式,第一区域的绝缘模块具有的沿罐壁的厚度方向的弹性模量大于第二区域的绝缘模块沿罐壁的厚度方向的弹性模量。
根据一个实施方式,过渡区域的绝缘模块被形成为使得所述过渡区域中的罐壁具有的沿罐壁的厚度方向的弹性模量在罐壁的第一区域的沿罐壁的厚度方向的弹性模量与罐壁的第二区域的沿罐壁的厚度方向的弹性模量之间。
根据一个实施方式,第一区域对应于罐壁的高应力区域,并且第二区域对应于罐壁的应力较小的区域。根据一个实施方式,罐壁的第一区域是其中一个或多个密封膜相对于支撑结构被固定的区域。根据一个实施方式,第一区域是罐壁的其中至少一个密封膜被锚固在支撑结构上的区域。根据一个实施方式,第一区域例如是罐的角部区域、储气盖(
Figure BDA0002511462050000041
gaz:贮气室、集氧圆顶、储气筒、圆顶盖)、储液盖或用于附接泵的支撑架的区域。根据一个实施方式,第二区域位于罐壁的中央部分。
由于这些特征,根据本发明的密封热绝缘罐有利地可以在高应力区域中具有良好的应力抵抗特性以及良好的绝缘特性。
根据实施方式,可以以许多方式来生产第一区域的绝缘模块的间隔件。
根据一个实施方式,第一区域的绝缘模块的间隔件形成所述绝缘模块的侧部,使得所述绝缘模块为箱,上述箱具有由间隔件、底部板件和覆盖板件所限定的一个或多个内部空间。根据一个实施方式,绝缘衬里被布置在所述一个或多个内部空间中。根据一个实施方式,第一区域的绝缘模块的间隔件包括被布置在底部板件和覆盖板件之间的支撑柱。根据一个实施方式,第一区域的绝缘模块的间隔件包括在底部板件和覆盖板件之间延伸的间隔板。根据一个实施方式,间隔件包括将如以上所述的组合的在模块的底部板件和覆盖板件之间的间隔件。
根据一个实施方式,第一区域的绝缘模块的绝缘衬里是非支撑的或非结构化绝缘衬里诸如珍珠岩、玻璃棉、气凝胶等,或者甚至是上述的混合物。
根据一个实施方式,布置在箱的一个或多个内部空间中的绝缘衬里是非结构化绝缘衬里诸如珍珠岩、玻璃棉、气凝胶等,或者甚至是上述的混合物。
根据一个实施方式,结构化绝缘泡沫是聚氨酯泡沫。根据一个实施方式,该结构化绝缘泡沫是高密度泡沫,例如具有的密度大于100kg/m3,优选地大于或等于120kg/m3,特别地等于210kg/m3
根据一个实施方式,结构化绝缘泡沫是增强泡沫,例如使用纤维诸如玻璃纤维来增强的。
根据一个实施方式,底部板件是胶合板板件。根据一个实施方式,覆盖板件是胶合板板件。
根据一个实施方式,间隔件还以在与罐壁的厚度方向垂直的平面中的分量延伸,换言之还在相对于厚度方向的斜方向上延伸。
根据一个实施方式,第一区域被布置在壁的整个周缘或部分周缘上。
根据一个实施方式,过渡区域的绝缘模块包括:
-布置在第二级热绝缘屏障中的第一绝缘模块,该第一绝缘模块具有沿罐壁的厚度方向的所述至少一个参数的第一值,以及
-布置在第一级热绝缘屏障中的第二绝缘模块,该第二绝缘模块具有沿罐壁的厚度方向的所述至少一个参数的第二值,第一绝缘模块和第二绝缘模块沿罐壁的厚度方向叠置。
由于这些特征,该罐易于生产。实际上,过渡区域可以使用标准化的绝缘模块被制成,该标准化的绝缘模块可以以简单的方式被一体化在热绝缘屏障中。此外,在罐壁的过渡区域与第一和第二区域之间的所述至少一个参数的值的差异是容易实现的,在所述至少一个参数的值方面的差异仅是由于两个不同的绝缘模块的叠置而引起的。特别地,可以将第一区域的绝缘模块与第二区域的绝缘模块叠置以形成过渡区域。
根据一个实施方式,第一绝缘模块沿罐壁的厚度方向的热收缩系数在下述之间且包括下述:第一区域的第二级热绝缘屏障的绝缘模块沿所述厚度方向的热收缩系数,和第二区域的第二级热绝缘屏障的绝缘模块沿所述厚度方向的热收缩系数。
根据一个实施方式,第一绝缘模块沿罐壁的厚度方向的弹性模量下述之间且包括下述:第一区域的第二级热绝缘屏障的绝缘模块沿所述厚度方向的弹性模量,和第二区域的第二级热绝缘屏障的绝缘模块沿所述厚度方向的弹性模量。
根据一个实施方式,第一绝缘模块沿所述厚度方向的热收缩系数与第一区域的绝缘模块沿所述厚度方向的热收缩系数相等。
根据一个实施方式,第一绝缘模块沿所述厚度方向的弹性模量与第一区域的绝缘模块沿所述厚度方向的弹性模量相等。
根据一个实施方式,第一绝缘模块沿所述厚度方向的热收缩系数大于第一区域的绝缘模块沿所述厚度方向的热收缩系数。
根据一个实施方式,第一绝缘模块沿所述厚度方向的弹性模量小于第一区域的绝缘模块沿所述厚度方向的弹性模量。
根据一个实施方式,第二绝缘模块沿罐壁的厚度方向的热收缩系数在下述之间且包括下述:第一区域的第一级热绝缘屏障的绝缘模块沿所述厚度方向的热收缩系数,和第二区域的第一级热绝缘屏障的绝缘模块沿所述厚度方向的热收缩系数。
根据一个实施方式,第二绝缘模块沿罐壁的厚度方向的弹性模量下述之间且包括下述:第一区域的第一级热绝缘屏障的绝缘模块沿所述厚度方向的弹性模量,和第二区域的第一级热绝缘屏障的绝缘模块沿所述厚度方向的弹性模量。
根据一个实施方式,第二绝缘模块沿所述厚度方向的热收缩系数与第二区域的绝缘模块沿所述厚度方向的热收缩系数相等。
根据一个实施方式,第二绝缘模块沿所述厚度方向的弹性模量与第二区域的绝缘模块沿所述厚度方向的弹性模量相等。
根据一个实施方式,第二绝缘模块沿所述厚度方向的热收缩系数小于第二区域的绝缘模块沿所述厚度方向的热收缩系数。
根据一个实施方式,第二绝缘模块沿所述厚度方向的弹性模量大于第二区域的绝缘模块沿所述厚度方向的弹性模量。
根据一个实施方式,第一绝缘模块沿罐壁的厚度方向的热收缩系数小于第二绝缘模块沿所述厚度方向的热收缩系数。
根据一个实施方式,第一绝缘模块沿罐壁的厚度方向的弹性模量大于第二绝缘模块沿所述厚度方向的弹性模量。
根据一个实施方式:
-第一绝缘模块与第二绝缘模块中的一个绝缘模块包括沿罐壁的厚度方向在所述绝缘模块的覆盖板件和底部板件之间延伸的间隔件,所述间隔件分布在底部板件和覆盖板件的表面上,使得所述绝缘模块的底部板件和覆盖板件通过所述间隔件彼此保持一距离,并且
-第一绝缘模块和第二绝缘模块中的另一绝缘模块包括结构化绝缘泡沫,该结构化绝缘泡沫介于覆盖板件和底部板件之间、位于覆盖板件的表面和底部板件的表面上,使得所述另一绝缘模块的覆盖板件通过所述结构化绝缘泡沫与所述另一绝缘模块的底部板件保持一距离。
由于这些特征,过渡区域的绝缘模块具有与第一和第二区域的绝缘模块相似的结构。因此,过渡区域的绝缘模块易于制造并且不需要使用具有与罐壁的其他区域的结构不同的结构的绝缘模块。因此,用于制造罐壁的绝缘模块可以针对罐壁的各种区域被标准化。
根据一个实施方式,第一绝缘模块与第二区域的绝缘模块相同,例如与罐壁的第二区域的第一级热绝缘屏障或第二级热绝缘屏障的绝缘模块相同。
根据一个实施方式,第二绝缘模块与第一区域的绝缘模块相同,例如与罐壁的第一区域的第一级热绝缘屏障或第二级热绝缘屏障的绝缘模块相同。
根据一个实施方式,第一绝缘模块和第二绝缘模块中的所述另一绝缘模块在罐壁的过渡区域和第二区域中接合性地延伸。
根据一个实施方式,第一绝缘模块和第二绝缘模块中的所述另一绝缘模块是第一级热绝缘屏障的绝缘模块。换句话说,第一绝缘模块和第二绝缘模块中的所述另一绝缘模块是第二绝缘模块。
根据一个实施方式,第一绝缘模块和第二绝缘模块中的所述一个绝缘模块在罐壁的过渡区域和第一区域中接合性地延伸。
根据一个实施方式,第一绝缘模块和第二绝缘模块中的所述一个绝缘模块是第二级热绝缘屏障的绝缘模块。换句话说,第一绝缘模块和第二绝缘模块中的所述一个绝缘模块是第一绝缘模块。
根据一个实施方式,第一绝缘模块和第二绝缘模块中的另一绝缘模块的所述至少一个参数的值小于第一绝缘模块和第二绝缘模块中的一个绝缘模块的所述至少一个参数的值。
根据一个实施方式,第一区域对应于罐的包括连接环的角部区域,并且过渡区域直接地与连接环相邻,并且其中,第二绝缘模块包括结构化绝缘泡沫,该结构化绝缘泡沫介于覆盖板件和底部板件之间、位于覆盖板件的表面和底部板件的表面上,使得所述另一绝缘模块的覆盖板件通过所述结构化绝缘泡沫与所述另一绝缘模块的底部板件保持一距离。
根据一个实施方式,第一绝缘模块包括沿罐壁的厚度方向在所述绝缘模块的覆盖板件和底部板件之间延伸的间隔件,所述间隔件分布在底部板件和覆盖板件的表面上,使得所述绝缘模块的底部板件和覆盖板件通过所述间隔件彼此保持一距离。
根据一个实施方式,过渡区域的绝缘模块包括:
-布置在第二级热绝缘屏障中的第三绝缘模块,第三绝缘模块比所述第一绝缘模块更接近第二区域,并且具有沿罐壁的厚度方向的所述至少一个参数的第三值,
-布置在第一级热绝缘屏障中的第四绝缘模块,该第四绝缘模块比第二绝缘模块更接近第二区域,并且具有沿罐壁的厚度方向的所述至少一个参数的第四值,
并且其中,第三绝缘模块的所述至少一个参数的第三值在第一绝缘模块的所述至少一个参数的第一值与第二绝缘模块的所述至少一个参数的第二值之间。
根据一个实施方式,第三绝缘模块是混合式模块,该混合式模块包括布置在底部板件和覆盖板件之间的中间板件,该绝缘衬里包括布置在中间板件和底部板件之间的下部衬里,以及布置在中间板件与覆盖板件之间的上部衬里,混合式模块具有的热膨胀系数在第一区域的绝缘模块的热膨胀系数与第二区域的绝缘模块的热膨胀系数之间。
根据一个实施方式,第四绝缘模块与第二绝缘模块相同,使得所述至少一个参数的第四值与所述至少一个参数的第二值相等。
根据一个实施方式,过渡区域的绝缘模块包括布置在第二级热绝缘屏障中的第三绝缘模块,该第三绝缘模块比第一绝缘模块更接近第二区域并且具有沿罐壁的厚度方向的所述至少一个参数的第三值,并且其中,第二绝缘模块在第一级热绝缘屏障中于过渡区域的整个长度上延伸,第三绝缘模块的所述至少一个参数的第三值在第一绝缘模块的所述至少一个参数的第一值与第二绝缘模块的所述至少一个参数的第二值之间。
根据一个实施方式,过渡区域具有的沿罐壁的厚度方向的热收缩系数,该热收缩系数沿罐壁的长度方向从罐壁的第一区域朝向第二区域增大。
根据一个实施方式,过渡区域具有沿罐壁的厚度方向的弹性模量,该弹性模量沿罐壁的长度方向从罐壁的第一区域朝向第二区域减小。
根据一个实施方式,第一级热绝缘屏障和第二级热绝缘屏障在过渡区域中包括多个绝缘模块。
根据一个实施方式,位于过渡区域中的第一级热绝缘屏障和/或第二级热绝缘屏障的绝缘模块具有沿罐壁的厚度方向的不同的热收缩系数。
根据一个实施方式,位于过渡区域中的第一级热绝缘屏障和/或第二级热绝缘屏障的绝缘模块具有沿罐壁的厚度方向的不同的弹性模量。
根据一个实施方式,被定位在过渡区域中与第一区域接近的绝缘模块具有的沿所述厚度方向的热收缩系数小于被定位在相同的热绝缘屏障中于过渡区域中的绝缘模块沿所述厚度方向的热收缩系数以及远离第一区域的绝缘模块沿所述厚度方向的热收缩系数。
根据一个实施方式,被定位在过渡区域中与第一区域接近的绝缘模块具有的沿所述厚度方向的弹性模量小于被定位在相同的热绝缘屏障中于过渡区域中的绝缘模块沿所述厚度方向的弹性模量以及远离第一区域的绝缘模块沿所述厚度方向的弹性模量。
由于这些特征,过渡区域将由第一区域的绝缘模块和第二区域的绝缘模块之间在性能方面的不同所生成的差距细分为多个小台阶。这种细分使得可以提供具有令人满意的平坦度的用于密封膜的支撑表面。特别地,第一区域和第二区域之间的差距被细分为多个小幅度的台阶,这种小幅度的台阶不会对密封膜的性能和使用寿命造成损害。此外,这种使用不同绝缘模块产生平缓的坡度的过渡区域是易于生产的。
根据一个实施方式,在过渡区域中沿罐壁的厚度方向的热收缩系数从第一区域朝向第二区域连续地且逐渐地增大。
根据一个实施方式,在过渡区域中沿罐壁的厚度方向的弹性模量从第一区域朝向第二区域连续地且逐渐地减小。
根据一个实施方式,过渡区域的绝缘模块包括结构化绝缘泡沫,该结构化绝缘泡沫介于所述绝缘模块的覆盖板件与底部板件之间、位于覆盖板件的表面和底部板件的表面上,使得所述绝缘模块的覆盖板件通过所述结构化绝缘泡沫与所述绝缘模块的底部板件保持一距离,所述结构化绝缘泡沫具有的沿罐壁的厚度方向的热收缩系数小于第二区域的结构化绝缘泡沫沿所述厚度方向的热收缩系数。
根据一个实施方式,过渡区域的所述绝缘模块的结构化绝缘泡沫包括结构化绝缘泡沫的第一部分和结构化绝缘泡沫的第二部分,结构化绝缘泡沫的第一部分比结构化绝缘泡沫的第二部分更接近第一区域,结构化绝缘泡沫的第一部分具有的沿罐的厚度方向的热收缩系数小于结构化绝缘泡沫的第二部分的沿所述厚度方向的热收缩系数。
根据一个实施方式,过渡区域的绝缘模块包括结构化绝缘泡沫,该结构化绝缘泡沫介于所述绝缘模块的覆盖板件与底部板件之间、位于覆盖板件的表面和底部板件的表面上,使得所述绝缘模块的覆盖板件通过所述结构化绝缘泡沫与所述绝缘模块的底部板件保持一距离,所述结构化绝缘泡沫具有的沿罐壁的厚度方向的弹性模量大于第二区域的结构化绝缘泡沫沿所述厚度方向的弹性模量。
根据一个实施方式,过渡区域的所述绝缘模块的结构化绝缘泡沫包括结构化绝缘泡沫的第一部分和结构化绝缘泡沫的第二部分,结构化绝缘泡沫的第一部分比结构化绝缘泡沫的第二部分更接近第一区域,结构化绝缘泡沫的第一部分具有的沿罐的厚度方向的弹性模量大于沿所述厚度方向的结构化绝缘泡沫的第二部分的弹性模量。
这样的模块易于生产,因为它使用相同性质的材料来生成沿罐壁的厚度方向的热收缩系数和/或弹性模量的逐渐的变化。
根据一个实施方式,所述模块的结构化绝缘泡沫是纤维增强的聚氨酯泡沫,结构化绝缘泡沫的第一部分具有沿罐壁的厚度方向定向的纤维,并且结构化绝缘泡沫的第二部分具有与罐壁的厚度方向垂直地定向的纤维。
根据一个实施方式,第一部分的厚度从第一区域朝向第二区域逐渐地减小,并且第二部分的厚度从第一区域朝向第二区域逐渐地增大。
根据一个实施方式,过渡区域的绝缘模块包括混合式模块,该混合式模块包括布置在底部板件和覆盖板件之间的中间板件,该绝缘衬里包括布置在中间板件和底部板件之间的下部衬里以及布置在中间板件和覆盖板件之间的上部衬里。
根据一个实施方式,第一绝缘模块是混合式模块。
根据一个实施方式,混合式模块包括支撑间隔件,上述支撑间隔件沿罐壁的厚度方向在中间板件与底部板件和覆盖板件中的一个板件之间延伸,所述间隔件分布在中间板件的表面上以及底部板件和覆盖板件中的所述一个板件的表面上,使得中间板件与底部板件和覆盖板件中的所述一个板件通过所述支撑间隔件彼此保持一距离。
根据一个实施方式,布置在中间板件与底部板件和覆盖板件中的另一板件之间的绝缘衬里包括结构化绝缘泡沫,该结构化绝缘泡沫分布在中间板件的表面上以及底部板件和覆盖板件中的所述另一板件的表面上,使得中间板件与底部板件和覆盖板件中的所述另一板件通过所述结构化绝缘泡沫保持一距离。
根据一个实施方式,中间板件在相对于底部板件倾斜并且相对于覆盖板件倾斜的平面中延伸。因此,混合式模块的热收缩系数在罐壁的长度方向上从罐壁的第一区域朝向罐壁的第二区域逐渐地增大,并且/或者混合式模块的弹性模量沿罐壁的长度方向从罐壁的第一区域朝向罐壁的第二区域逐渐地减小。
因此,混合式模块具有的沿罐壁的厚度方向的热收缩系数从罐壁的第一区域朝向第二区域逐渐地增大和/或沿罐壁的厚度方向的弹性模量从罐壁的第一区域朝向第二区域逐渐地减小。
根据一个实施方式,中间板件与混合式模块的一边缘一距离,该边缘被定位成与第一区域和第二区域中的一者较接近。
根据一个实施方式,中间板件与混合式模块的底部板件和覆盖板件中的一者相隔一距离。
根据一个实施方式,第一级密封膜和第二级密封膜实质上由金属条构成,上述金属条在长度方向上延伸并具有凸起的纵向边缘,两个相邻金属条的凸起边缘被成对焊接,以便形成膨胀波纹节(de soufflets de dilatation:伸缩软管、膨胀节、膨胀补偿波纹管),以允许密封膜沿与长度方向垂直的方向变形。根据一个实施方式,第一级和/或第二级密封膜包括波纹状金属板。
根据一个实施方式,罐的角部包括第一级锚固翼和第二级锚固翼,所述锚固翼的第一端部被锚固到支撑结构,并且所述锚固翼的第二端部密闭性地被焊接到对应的密封膜。
根据一个实施方式,第一级密封膜包括与凸起边缘垂直地延伸并与第一区域一致地进行布置的波纹状部。
根据一个实施方式,第二级密封膜实质上由金属条制成,上述金属条沿长度方向上延伸并具有凸起的纵向边缘,两个相邻金属条的凸起边缘被成对焊接以便形成膨胀波纹节,以允许密封膜沿与长度方向垂直的方向变形,其中,罐的角部包括第二级锚固翼,所述锚固翼的第一端部被锚固到支撑结构并且所述锚固翼的第二端部密闭性地被焊接到第二级密封膜,并且其中,第一级密封膜包括波纹状金属板。
这种罐可以形成岸上存储设施例如用于存储LNG岸上存储设施的一部分,或者可以被安装在浮式结构、沿岸或深水中,特别是LNG运载装置、浮式存储和再气化单元(FSRU)、远程浮式生产和存储单元(FPSO)等。
根据一个实施方式,本发明还提供了一种用于运输冷液体产品的运载装置,该运载装置包括双层船体和如以上所描述的被布置在双层船体中的罐。
根据一个实施方式,本发明还提供一种用于对这种运载装置进行装载和卸载的方法,其中,通过绝缘管线将冷液体产品从浮式或岸上存储设施运送至运载装置的罐,或者从运载装置的罐运送至浮式或岸上存储设施。
根据一个实施方式,本发明还提供了用于冷液体产品的转移系统,该系统包括:上述的运载装置;绝缘管线,上述绝缘管线被布置成将安装在运载装置的船体中的罐连接到浮式或岸上存储设施;以及泵,该泵用于将冷液体产品的流通过绝缘管线从浮式或岸上存储设施泵送到运载装置的罐,或者从运载装置的罐泵送到浮式或岸上存储设施。
根据一个实施方式,本发明还提供了绝缘模块,该绝缘模块包括覆盖板件、底部板件以及介于底部板件与覆盖板件之间的绝缘衬里,所述绝缘模块还包括:中间板件,该中间板件被布置在底部板件和覆盖板件之间并且将绝缘模块分开成上部部分和下部部分;绝缘衬里,该绝缘衬里包括布置在中间板件和底部板件之间的下部衬里以及布置在中间板件和覆盖板件之间的上部衬里;所述绝缘模块具有至少一个参数,该至少一个参数从沿罐壁的厚度方向的热收缩系数和弹性模量中选取,该至少一个参数的值在绝缘模块的上部部分与绝缘模块的下部部分之间是不同的。
根据一个实施方式,所述绝缘模块包括支撑间隔件,上述支撑间隔件沿罐壁的厚度方向在中间板件与底部板件和覆盖板件中的至少一个板件之间延伸,所述间隔件分布在中间板件的表面上以及底部板件和覆盖板件中的所述至少一个板件的表面上,使得中间板件与底部板件和覆盖板件中的所述至少一个板件通过所述支撑间隔件彼此保持一距离。
根据一个实施方式,布置在中间板件与底部板件和覆盖板件中的至少一个板件之间的绝缘衬里包括结构化绝缘泡沫,该结构化绝缘泡沫分布在中间板件的表面上以及底部板件和覆盖板件中的所述至少一个板件的表面上,使得中间板件与底部板件和覆盖板件中的所述至少一个板件通过所述结构化绝缘泡沫保持一距离。
根据一个实施方式,中间板件在平面中延伸,该平面相对于底部板件倾斜并且相对于覆盖板件倾斜。
根据一个实施方式,上部衬里和下部衬里中的一者是纤维增强的聚氨酯泡沫,具有沿罐壁的厚度方向定向的纤维,并且下部衬里和上部衬里中的另一者是纤维增强的聚氨酯泡沫,具有与罐壁的厚度方向垂直地定向的纤维。
根据一个实施方式,倾斜的中间板件与绝缘模块的边缘一距离,使得下部衬里或上部衬里在所述边缘处形成绝缘模块的绝缘衬里的整个厚度。该实施方式使得可以生产具有高抵抗性的所述边缘,避免了存在可能劣化的小厚度的下部衬里或上部衬里的存在。
根据一个实施方式,倾斜的中间板件的与底部板件最接近的一侧与底部板件一距离。因此,绝缘衬里仅由在底部板件处的下部衬里形成,从而提供了均一的结构,有利地提供了良好的机械强度,例如用于将锚固构件的元件附接在绝缘模块的底部板件上。
附图说明
在参考附图的本发明的仅借助于非限制性例示所提供的若干特定的实施方式的以下描述期间,将更好地理解本发明并且本发明的其他目的、细节、特征和优点将显得更加清晰。
图1非常示意性地描绘了密封热绝缘罐壁,包括处于两种不同的罐装载状态——在20℃的环境温度为空的状态,以及填充有处于-163℃的LNG的状态——的两个在结构上不同的区域;
图2示意性地描绘了根据本发明的实施方式的密封热绝缘罐壁,包括处于两种罐装载状态——在20℃的环境温度为空的状态,以及填充有处于-163℃的LNG的状态——的两个在结构上不同的区域,在上述两个在结构上不同的区域之间布置了过渡区域;
图3示意性地描绘了根据本发明的第一实施方式的密封热绝缘罐壁;
图4示意性地描绘了根据本发明的第二实施方式的密封热绝缘罐壁;
图5详细描绘了根据第二实施方式的密封热绝缘罐壁;
图6至图8示意性地描绘了根据本发明的第三实施方式的替代实施方案的密封热绝缘罐壁;
图9示意性地描绘了根据本发明的第四实施方式的密封热绝缘罐壁;
图10详细描绘了根据第四实施方式的密封热绝缘罐壁;
图11和图12示意性地描绘了根据本发明的第五实施方式的替代实施方案的密封热绝缘罐壁;
图13详细描绘了根据第五实施方式的密封热绝缘罐壁;
图14示出了图13的过渡区域的绝缘模块;
图15示意性地描绘了根据本发明的第六实施方式的密封热绝缘罐壁;
图16详细描绘了根据第六实施方式的密封热绝缘罐壁;
图17示出了图16的过渡区域的绝缘模块;
图18示意性地描绘了根据本发明的密封热绝缘罐的横向壁,包括第一区域、过渡区域和第二区域;
图19以部分切除的方式示意性地描绘了LNG运载装置的罐以及用于该罐的装载/卸载的终端;
图20详细描绘了根据第七实施方式的密封热绝缘罐壁。
具体实施方式
参考图1,将根据有助于解释本发明的实施方式描述密封热绝缘罐壁。
用于运输LNG的密封热绝缘罐包括多个罐壁,多个罐壁限定了旨在存储LNG的内部空间。每个罐壁从罐的外侧朝向内侧包括第二级热绝缘屏障1、第二级密封膜2、第一级热绝缘屏障3和旨在与罐中所容纳的低温流体接触的第一级密封膜4。
第二级热绝缘屏障1,在下文中称为第二级绝缘屏障1,包括第二级绝缘块5。这些第二级绝缘块5通过第二固定构件例如焊接到支撑结构6的螺柱或耦接件而被并置和被锚固到支撑结构6。这些第二级绝缘块5形成第二级支撑表面,第二级密封膜2被固定在该第二级支撑表面上。
同样,第一级热绝缘屏障3,在下文称为第一级绝缘屏障3,包括第一级绝缘块7。这些第一级绝缘块7通过第一级固定构件被并置和被固定在第二级密封膜2上。这些第一级绝缘块7形成第一级支撑表面,第一级密封膜4被固定在该第一级支撑表面上。
支撑结构6可以特别地是自支撑的金属片,或者更一般地,是具有合适的机械特性的任何类型的刚性分隔件。支撑结构6可以特别地由运载装置的船体或双层船体形成。支撑结构6包括限定了罐的大致形状通常为多面体形状的多个壁。
第二级绝缘块5和第一级绝缘块7具有基本上长方体的形状。这些第二级绝缘块5和第一级绝缘块7每个均包括介于底部板9和覆盖板10之间的绝缘衬里8的层。
图1示出了包括绝缘块5、7的罐壁的具有不同结构的两个区域的性能。在该图1中,示意性地示出了密封热绝缘罐壁的第一区域11和第二区域12。
在图1的右手侧示出的罐壁的第一区域11表示罐壁的在罐中经受高应力的区域。在图1的左手侧示出的罐壁的第二区域12表示罐壁的在罐中经受较小应力的区域。
在本说明书的其余部分中,第一区域11包括具有良好的应力抵抗性的绝缘块5、7,并且第二区域12包括具有较低的应力抵抗性但具有较好的热绝缘特性的绝缘块5、7。
第一区域11的绝缘块5、7包括间隔件,上述间隔件沿罐壁的厚度方向在所述绝缘块5、7的覆盖板10和底部板9之间延伸。这些间隔件分布在覆盖板10的表面和底部板9的表面上,使得所述绝缘块5、7的底部板9和覆盖板10通过所述间隔件彼此保持一距离。优选地,这些间隔件分布在覆盖板10和底部板9的整个表面上。由于间隔件的存在及间隔件在底部板9和覆盖板10之间的分布式布置,第一区域的绝缘块5、7沿厚度方向的机械强度主要由间隔件确定。根据相同的原理,第一区域的绝缘块5、7沿厚度方向的性能主要由间隔件的热收缩系数确定,当间隔件由胶合板制成时,该热收缩系数约为4×10-6K-1至10×10-6K-1。换句话说,绝缘衬里8在使底部板和覆盖板保持一距离方面作用很小或没有作用。这种绝缘衬里8例如是玻璃棉、珍珠岩、或者甚至是低密度的聚合物泡沫例如具有在30kg/m3至40kg/m3之间的密度的聚合物泡沫。
第一区域11的这种绝缘块5、7可以以多种方式被生产。特别地,间隔件可以采取多种形式诸如例如间隔板的形式、支撑柱的形式、绝缘块5、7的侧向侧部的形式等。
例如,第一区域的绝缘块5、7可以被生产成箱的形式,箱具有侧向边缘以及在底部板9和覆盖板10之间的支撑间隔板。这种块的绝缘衬里8被容置在由侧向边缘以及底部板与覆盖板之间的支撑间隔件限界的内部空间中。FR2798358、FR2867831、FR2877639和FR2683786描述了第一区域的呈箱的形式的这种绝缘块5、7的实施方式。
同样,第一区域的绝缘块5、7可以包括支撑柱、底部板9和覆盖板10,该底部板和覆盖板通过在所述绝缘块的厚度方向上延伸的这些支撑柱而保持一距离。这种支撑柱在底部板9和覆盖板10之间呈分布式布置,以便确保在底部板和覆盖板之间的均一间隔。在例如WO2016097578、FR2877638和WO2013017773中描述了包括支撑柱的这种块的实施方式。
第二区域12的绝缘块5、7包括呈结构化绝缘泡沫形式的绝缘衬里8,该绝缘衬里在覆盖板10的表面和底部板9的表面上介于覆盖板10和底部板9之间。优选地,该结构化绝缘泡沫在覆盖板10和底部板9的基本上整个表面上介于覆盖板10和底部板9之间。因此,第二区域12的所述绝缘块5、7的覆盖板10通过所述结构化绝缘泡沫与底部板9保持一距离。这种结构化绝缘泡沫沿罐壁的厚度方向具有的热收缩系数大于间隔件沿罐壁的厚度方向的热收缩系数。类似地,这种结构化绝缘泡沫沿罐壁的厚度方向具有的弹性模量小于间隔件沿罐壁的所述厚度方向的弹性模量。
这种结构化绝缘泡沫可以采取多种形式,该结构化绝缘泡沫除了其热绝缘功能之外,还具有使底部板9和覆盖板10保持一距离的功能。因此,第二区域12的绝缘块5、7沿厚度方向的机械强度主要由结构化绝缘泡沫的特征决定。包括这种结构化绝缘泡沫的绝缘块5、7可以采取多种形式。
例如,第二区域的这种块5、7可以包括聚氨酯泡沫,该聚氨酯泡沫在结构上能够使底部板和覆盖板保持一距离。结构化绝缘泡沫例如是利用具有120kg/m3至140kg/m3的密度的玻璃或聚芳基酰胺纤维增强的聚氨酯泡沫。结构化绝缘泡沫也可以是高密度的增强的聚氨酯泡沫,具有大于或等于170g/m3的密度,优选地具有等于210kg/m3的密度。在例如FR2813111中描述了这种绝缘块5、7。同样,WO2013124556和WO2013017781描述了包括结构化绝缘泡沫层的绝缘块5、7,该结构化绝缘泡沫层介于底部板和覆盖板之间并使该底部板和覆盖板保持一距离。
第二区域12的绝缘块5、7可以具有分散的增强区域。但是,除了这些分散的增强区域之外,这些文献中的绝缘块的底部板和覆盖板主要通过结构化绝缘泡沫保持一距离。例如,第二区域12的绝缘块5、7可以包括用于使绝缘块5、7的锚固区域增强的角部柱。然而,这些角部柱构成了分散的区域,底部板9和覆盖板10主要通过结构化绝缘泡沫保持一距离。WO2013017781描述了包括角部柱的第二区域12的这种绝缘块5、7的示例性实施方式。
以上提到的文献还提供了密封热绝缘罐的制造方面的其他细节,特别是在第二级密封膜2和第一级密封膜4、绝缘屏障1、3的锚固构件方面。在WO2016/046487、WO2013004943或WO2014057221中还描述了基于波纹状金属片的密封膜的其他可能的示例性实施方式。
由于间隔件,第一区域11的绝缘块5、7具有良好的应力抵抗性的特征。然而,这些间隔件还构成了底部板9和覆盖板10之间的较高导热率的位置。
相反,第二区域12的绝缘块5、7具有良好的热绝缘特性,比第一区域11的那些绝缘块的热绝缘特性好。然而,第二区域12的这些绝缘块5、7具有比第一区域11的绝缘块5、7低的应力抵抗性。
优选地,第一区域11与罐的角部相邻,并且第二区域12被布置在壁的中央部分。具体地说,罐中的绝缘块根据它们的位置而经受不同的应力。特别地,布置在罐的角部区域即第一区域11中的绝缘块通常经受比定位在罐的平坦区域即第二区域12中的绝缘块高的应力。
在未示出的实施方式中,第一区域11可以相邻于罐壁的在该处密封膜必然中断的一部分,例如罐壁的被管线特别是储气盖管线穿过的一部分、罐壁的被例如用于泵的支撑架穿过的一部分、或者罐壁的在储液筒的端部处的一部分。例如在WO2014128381中描述了罐壁的被管线或者被用于泵的支撑架穿过的部分。具体地说,在罐的这些特定区域中,绝缘块也可能经受高应力。
由于图1的布置,绝缘块的类型已经适于罐的其中布置有所述绝缘块的区域,并且更特别地适于所述绝缘块在这些区域中必须经受的应力。绝缘块在罐中的这种布置使得可以获得从热绝缘的观点以及从应力抵抗性的观点来看都被优化的罐。
但是,使用具有不同结构和材料的绝缘块会导致所述绝缘块在功能上的运行差异,特别在热变化、罐中的流体静压力和流体动压力等情况下关于绝缘块的压缩、蠕变、厚度方面的尺寸差距。
图1的上部部分示出了在环境温度例如为20℃的空罐的情况下的这两个区域11、12。图1的下部部分示出了装满处于-163℃的LNG的罐的情况下的这两个区域11、12。
第一区域11和第二区域12在环境温度下具有相同的厚度,以便为密封膜2、4提供平坦的支撑表面。
在本说明书的其余部分中,使用表述“热收缩系数”是指元件沿罐壁的厚度方向的热收缩系数。
由于绝缘块5、7的不同结构,第一区域11和第二区域12具有不同的热收缩系数、不同的刚度、不同的蠕变强度等。换句话说,第一区域11和第二区域12在热负荷、货物、晃动等情况下性能不同。
因此,当罐填充有LNG时,第一区域11和第二区域12在厚度方面具有不同的变化。因此,如果当罐为空时第一区域11和第二区域12具有相同的厚度,如在图1的上部部分中示出的,则当罐填充有LNG时,在第一区域11和第二区域12之间出现沿罐壁的厚度方向的台阶13,如在图1的下部部分中示出的。该台阶13在支撑第一级密封膜4的第一级支撑表面处特别大,因为该台阶13是由两个绝缘屏障1和3之间的厚度变化差异生成的。例如,在包括呈胶合板箱形式的绝缘块的第一区域和包括由结构化泡沫制成的绝缘块的第二区域、厚度为230mm的第一级绝缘屏障3以及厚度为300mm的第二级绝缘屏障1的情况下,主要在晃动和热收缩的占三分之二的联合效应下,以及在货物压力和蠕变的占较小程度的联合效应下,可能存在最高至约8mm至12mm的台阶13。
然而,密封膜2、4在平坦的几何形状中功能最佳,并且在过度的台阶的情况下可能表现出弱点。这就是为什么现有技术的热绝缘屏障在罐壁的整个表面上使用具有相似结构的绝缘块的原因。特别是在由具有凸起边缘的因钢条制成的密封膜中发现了该问题,不过在由波纹状金属片制成的密封膜中也较小程度地出现了该问题。
图2是例示了罐壁的原理的示意图,其中,热绝缘屏障1、3包括绝缘块5、7,上述绝缘块根据在罐中经历的应力被布置同时呈现出适合于支撑密封膜2、4的支撑表面。为了实施这种罐壁,下面参考图3至图17更深入地描述了许多实施方式。
图2中示出的罐壁以类似于参考图1所描述的罐壁的方式包括第一区域11和第二区域12,该第一区域和第二区域包括具有不同结构的绝缘块5、7。罐壁还包括介于第一区域11和第二区域12之间的过渡区域14。该过渡区域14包括绝缘块5、7,上述绝缘块被选择成使得所述过渡区域14在压缩中表现出在第一区域11的压缩性能与第二区域12的压缩性能之间的中间性能。
如在图2的上部部分中示出的,当罐在环境温度为空时,过渡区域14的绝缘块5、7被选择成与第一和第二区域11、12的绝缘块5、7齐平,以便为密封膜提供平坦的支撑表面。然而,过渡区域14的绝缘块5、7也被选择成使得当罐装满LNG时过渡区域14具有的厚度在第一区域11的厚度与第二区域12的厚度之间,如在图2的下部部分中示出的。
根据优选实施方式,过渡区域14的绝缘块5、7被选择成使得过渡区域14的热收缩系数在第一区域11的热收缩系数与第二区域12的热收缩系数之间。
过渡区域14的绝缘块5、7也可以根据其他特征来选择。因此,过渡区域14的绝缘块5、7可以根据它们在冲击时的刚度来选择,例如考虑容纳在罐中的液体的晃动的效应。过渡区域14的这些绝缘块5、7也可以根据它们在静态压缩中的刚度来选择,以考虑与容纳在罐中的液体的重量有关的压力。也可以考虑其他特征,例如在压缩下的杨氏模量或随时间的蠕变强度。
因此,在一个实施方式中,关于热收缩系数给出的描述同样地适于罐壁的区域的弹性模量。第一区域11具有的弹性模量大于第二区域12的弹性模量,并且过渡区域具有的弹性模量在第一区域11的弹性模量与第二区域12的弹性模量之间。此外,过渡区域14的弹性模量可以从第一区域11朝向第二区域12减小。
在任何情况下,过渡区域的绝缘块5、7被选择成使得过渡区域14在压缩中具有在第一和第二区域11、12在压缩中的性能之间的中间性能,并且使得当罐装满LNG时过渡区域14的厚度在第一区域11的厚度与第二区域12的厚度之间。
这样的过渡区域14允许第一区域11和第二区域12之间的平缓过渡。具体地说,由于过渡区域14,第一区域11和第二区域12之间的台阶13被细分成大小减小的第一台阶15和第二台阶16。第一台阶15位于第一区域11和过渡区域14之间,并且第二台阶16位于过渡区域14和第二区域12之间。因此,罐壁不再具有如在图1中示出的可能对密封膜2、4有害的大台阶13,而是具有适于罐中的应力的带有抵抗性和绝缘特性的区域。大小减小的台阶15、16是指在大小方面比第一区域11和第二区域12之间的台阶13小的台阶。
在图3至图18以及图20中,第一级绝缘屏障3和第二级绝缘屏障1中的第一区域11包括在结构上相似的绝缘块5、7。在这些图3至图18以及图20中,第一级绝缘屏障3和第二级绝缘屏障1中的第二区域12包括在结构上相似的绝缘块5、7。为了图的清楚起见,在图3至图17和图20中示出了第一区域11和第二区域12的仅一个第一级绝缘块7和一个第二级绝缘块5,但是第一区域11和第二区域12根据所述第一区域11和第二区域12的期望尺寸可以包括一个或多个并置的第一级绝缘块7和第二级绝缘块5。
图3示出了罐壁中的过渡区域14的第一实施方式。在该第一实施方式中,过渡区域14包括叠置的第二级绝缘块5和第一级绝缘块7。过渡区域14的第二级绝缘块5与第一区域11的第二级绝缘块5相同。过渡区域14的第一级绝缘块7与第二区域12的第一级绝缘块7相同。因此,过渡区域14的热收缩系数是第一区域11的第二级绝缘块5和第二区域的第一级绝缘块7的热收缩系数之和。因此,过渡区域14的热收缩系数在第一区域11的热收缩系数与第二区域12的热收缩系数之间。
该第一实施方式具有优点为易于生产,因为它使用来自第一区域11和来自第二区域12的标准化绝缘块5、7来形成过渡区域14。因此,该第一实施方式使得可以将第一级支撑表面的台阶13细分成大小减小的两个台阶15、16。
根据第一实施方式的替代方案(未示出),过渡区域14的第一级绝缘块7与第一区域11的第一级绝缘块7相同,并且过渡区域14的第二级绝缘块5与第二区域12的第二级绝缘块5相同。该未示出的替代方案还使得可以获得通过使用与第一区域11和第二区域12的绝缘块5、7相同的绝缘块5、7易于生产的过渡区域14,同时提供将第一区域11和第二区域12之间的台阶13细分为第一级密封膜4可接受的台阶15、16的过渡区域14。
图4示出了过渡区域14的第二实施方式。在该第二实施方式中,过渡区域14包括与第一区域11的第二级块5相同的第二级绝缘块5。然而,过渡区域14的第一级绝缘屏障3由在过渡区域14和第二区域12中接合性地延伸的第一级绝缘块7形成。
第二区域12的第二级端部绝缘块17具有与第二区域12的其他第二级绝缘块5类似的结构,但是具有比其他第二级绝缘块5小的尺寸。因此,第二区域12的搁置在第二级端部绝缘块17上的第一级端部绝缘块18具有突出部分19,该突出部分朝向第一区域11突出超过第二级端部绝缘块17。该突出部分18搁置在过渡区域14的第二级绝缘块5上。换句话说,该突出部分19形成了过渡区域14中形成第一级绝缘屏障3。
因此,在该第二实施方式中,过渡区域14一方面由与第一区域11的第二级绝缘块5相同的第二级绝缘块5构成,另一方面由第二区域12的第一级端部绝缘块17的突出部分19构成。因此,过渡区域14具有与关于图3的第一实施方式描述的过渡区域14的热收缩系数相同的热收缩系数。然而,在该第二实施方式中,第一级绝缘屏障3在过渡区域14和第二区域12之间不具有台阶16。具体地说,存在于第一实施方式中的该台阶16有利地被第一级端部绝缘块18吸收,该第一级端部绝缘块在过渡区域14和第二区域12中接合性地延伸并且具有在过渡区域14与第二区域12之间倾斜的平坦的支撑表面。
图5示出了图4的第二实施方式的可能的实施方案。
在该图中,第一区域11是罐壁角部区域。例如在FR2798358或WO2015007974中描述了这种罐角部。罐的这种角部包括呈胶合板箱形式的绝缘块5、7,上述绝缘块限界了填充有绝缘衬里诸如珍珠岩的内部空间。支撑间隔件在箱的内部空间中呈分布式布置,以便为箱提供良好的应力抵抗性。具有类似结构的箱被用来制作第一级热绝缘屏障并且用于第二级热绝缘屏障。
第二区域由绝缘块5、7构成,上述绝缘块包括布置在底部板9和覆盖板10之间的呈结构化绝缘泡沫形式的绝缘衬里8。这些绝缘块5、7还包括容置在绝缘衬里8中的中间板20,所述绝缘衬里8因此包括布置在覆盖板10与中间板20之间的上部绝缘泡沫21以及布置在中间板20与底部板9之间的下部绝缘泡沫22。上部绝缘泡沫21和下部绝缘泡沫22例如是具有130kg/m3的密度的聚氨酯泡沫。在图5示出的实施方式中,第二区域12的第二级绝缘块5例如是如WO2014096600中所描述的第二级绝缘块。在该图5中,第二区域12的第一级绝缘块7例如是如WO2013124556中所描述的第一级绝缘块。
在该情况下,第二级密封膜2和第一级密封膜4是借助于具有凸起边缘的因钢条例如具有500mm尺寸的因钢条生产的。将两个相邻的因钢条的凸起边缘成对地焊接在形成了搁置所述因钢条的支撑表面的焊接支撑件上,焊接支撑件被锚固在绝缘块5、7的覆盖板10中。连接环具有第一级锚固翼和第二级锚固翼23,分别地将该锚固翼的一个端部焊接到支撑结构6并且将该锚固翼的另一端焊接到第一级密封膜4和第二级密封膜2的端部,以便将所述第一级密封膜4和第二级密封膜2锚固到支撑结构6。例如在FR2798358、WO8909909或WO2015007974中描述了这种连接环。
在另一实施方式中,连接环仅由第二级锚固翼23构成,该锚固翼的一个端部被焊接到支撑结构6,而该锚固翼的另一端部被焊接到第二级密封膜2的端部,以便将所述第二级密封膜2锚固到支撑结构6。
为了改进与罐壁的不同区域11、12、14之间的绝缘块5、7的结构差异相关联的台阶15、16的吸收,第一级密封膜4有利地包括具有波纹状部24的膜部分。这种波纹状部24沿着台阶15、16延伸。这些波纹状部24例如借助于诸如FR2691520中所描述的波纹状金属片生产。该波纹状金属片介于第一级密封膜4的因钢条的一个端部25与连接环的第一级锚固翼23之间。也可以在波纹状金属片和第一级锚固翼23之间插入各种金属部件(未示出),例如,在罐的角部处形成第一级密封膜4的边缘的角部角铁。
图5通过例示示出了第一区域11,该第一区域一方面包括在连接环内部的绝缘块5、7,另一方面包括在连接环外部的第一级绝缘块7和第二级绝缘块5。该构造是有利的,因为第一区域11的位于连接环外部的第一级绝缘块7和第二级绝缘块5有助于确保连接环在罐的角部中的良好性能以及连接环与膜之间的焊接的良好性能。然而,该第一区域可以仅包括位于连接环内部的绝缘块,使得过渡区域14将直接与连接环相邻。
图6至图8例示了过渡区域14的第三实施方式。该第三实施方式与第一实施方式的不同之处在于过渡区域14包括与第一区域11和第二区域12的绝缘块5、7不同的至少一个绝缘块26。这个或这些不同的绝缘块26具有的热收缩系数在对应的绝缘屏障1、3中的相邻的绝缘块5、7的热收缩系数之间。
因此,在图6中,过渡区域14包括:与第一区域11的第二级绝缘块5相同的第二级绝缘块5,以及布置在第一级绝缘屏障1中的不同的绝缘块26。该不同的绝缘块26构成过渡区域14的第一级绝缘块7,该第一级绝缘块具有的热收缩系数在第一区域11的第一级绝缘块7的热收缩系数和第二区域12的第一级绝缘块的热收缩系数之间。
相反地,在图7中,过渡区域14包括:与第二区域12的第一级绝缘块7相同的第一级绝缘块7;以及布置在第二级绝缘屏障1中的不同的绝缘块26。该不同的绝缘块26构成过渡区域14的第二级绝缘块5,该第二级绝缘块具有的热收缩系数在第一区域11的第二级绝缘块5的热收缩系数和第二区域12的第二级绝缘块的热收缩系数之间。
在图8中,过渡区域14包括叠置的两个不同的绝缘块26。这些不同的绝缘块26构成过渡区域的第一级绝缘块7和第二级绝缘块5,两者具有相似的结构和热收缩系数,该热收缩系数在第一区域11的相邻绝缘块5、7的热收缩系数和第二区域12的相邻绝缘块的热收缩系数之间。
在该第三实施方式中,过渡区域14的不同的绝缘块26为例如包括通过不同的结构化绝缘泡沫27保持一距离的覆盖板10和底部板9的绝缘块,该不同的结构化绝缘泡沫27与第二区域12的绝缘块5、7的结构化绝缘泡沫不同。例如,第二区域12的绝缘块5、7可以包括具有130kg/m3的密度的聚氨酯泡沫,而不同的结构化绝缘泡沫27是具有210kg/m3的密度的增强的聚氨酯泡沫。因此,过渡区域14具有的热收缩系数在第一区域11的热收缩系数与第二区域12的热收缩系数之间。
图9示出了过渡区域14的第四实施方式。在该第四实施方式中,过渡区域14包括多个第一级绝缘块7和多个第二级绝缘块5。该实施方式使得可以将过渡区域14细分成若干子区域,每个子区域具有不同的热收缩系数并且因此可以将第一区域11和第二区域12之间的台阶13细分为多个大小减小的台阶。在该图9中,过渡区域14被划分成第一子区域28和第二子区域29。第一子区域28与第一区域11邻近,并且第二子区域28与第二区域12邻近。
过渡区域14的第一子区域28包括:与第一区域11的第二级绝缘块5相同的第二级绝缘块5;以及与第二区域12的第一级绝缘块7相同的第一级绝缘块7。换句话说,根据以上参考图3描述的第一实施方式来生产该第一子区域28。
过渡区域14的第二子区域29包括与第二区域12的第一级绝缘块7相同的第一级绝缘块7。但是,第二子区域29的第二级绝缘块5是混合式第二级绝缘块30。该混合式第二级绝缘块30具有的热收缩系数在第一区域11的第二级绝缘块5的热收缩系数与第二区域12的第二级绝缘块5的热收缩系数之间。因此,第二子区域29具有的热收缩系数在第一子区域28的热收缩系数与第二区域12的热收缩系数之间。因此,第一区域11和第二区域12之间的台阶14被细分成:第一台阶,该第一台阶将第一区域11和第一子区域28分开;第二台阶,该第二台阶将第一子区域28和第二子区域29分开;以及第三台阶,该第三台阶将第二子区域29和第二区域12分开。
为了具有合适的热收缩系数,混合式第二级绝缘块30包括沿厚度方向叠置的上部元件31和下部元件32。混合式第二级绝缘块30包括例如:由底部板9和下部结构化绝缘衬里33形成的下部元件32;以及由绝缘箱形成的上部元件31。这样的绝缘箱包括中间板34和覆盖板10,该中间板和覆盖板以与第一区域11的绝缘块5、7类似的方式通过支撑间隔件保持一距离。
可以采用其他实施方案来获得混合式第二级绝缘块30,该混合式第二级绝缘块具有的热收缩系数在第一区域11的第二级绝缘块5的热收缩系数与第二区域12的第二级绝缘块的热收缩系数之间。根据一个实施方式,上部元件31可以借助于结构化绝缘泡沫生产,该结构化绝缘泡沫具有的密度比第二区域12的第二级绝缘块5的结构化绝缘泡沫的密度大。在另一个实施方式中,下部元件32是箱,并且上部元件31包括结构化绝缘泡沫。在一个实施方式中,上部元件31的相应厚度和下部元件32的相应厚度适于混合式第二级绝缘块30所期望的热收缩系数。
图10示出了图9的第四实施方式的实施方案。根据该实施方式,第一区域11和第二区域12以与以上参考图5描述的第一和第二区域11、12类似的方式被生产。
过渡区域14的第一子区域28包括与第一区域11的第二级绝缘块5相同的呈箱的形式的第二级绝缘块5。第一子区域28的第一级绝缘块7包括高密度的增强聚氨酯泡沫35,该增强聚氨酯泡沫具有的密度比第二区域12的第一级绝缘块7的结构化绝缘泡沫的密度大,使得过渡区域14的第一子区域28具有的热收缩系数比第一区域11的热收缩系数高,但与第二区域12的热收缩系数低。过渡区域14的第一级绝缘块7还可以包括容置在高密度增强聚氨酯泡沫35中的中间板20,所述高密度增强聚氨酯泡沫35因此被布置在覆盖板10和中间板20之间以及在中间板20和底部板9之间。
过渡区域14的第二子区域29包括混合式第二级绝缘块30。该第二子区域29包括与第一子区域28的第一级绝缘块7相同的第一级绝缘块7。混合式第二级绝缘块30具有下部元件32,该下部元件由与第二区域12的第二级绝缘块5的结构化绝缘泡沫相同的结构化绝缘泡沫制成。混合式第二级绝缘块30的上部元件31是箱,该箱具有与第一区域11的第二级绝缘块5的结构相似的结构。因此,混合式第二级绝缘块30具有的热收缩系数在第一子区域28的第二级绝缘块5的热收缩系数与第二区域12的第二级绝缘块5的热收缩系数之间。因此,过渡区域14的第二子区域29具有的热收缩系数在过渡区域14的第一子区域28的热收缩系数与第二区域12的热收缩系数之间。
图11和图12示意性地示出了过渡区域14的第五实施方式。在该第五实施方式中,过渡区域14的第二级绝缘块5与第一区域11的第二级绝缘块5相同。过渡区域14的第一级绝缘块7是混合式第一级绝缘块36。和混合式第二级绝缘块30一样,该混合式第一级绝缘块36包括叠置的且具有不同的结构和热收缩系数的上部元件37和下部元件38。但是,第五实施方式的混合式第一级绝缘块36与第四实施方式的混合式第二级绝缘块30的不同之处在于,所述混合式第一级绝缘块36的下部元件38和上部元件37之间的界面相对于底部板9和覆盖板10是倾斜的。换句话说,混合式第一级绝缘块36的下部元件38具有的厚度从第一区域11朝向第二区域12逐渐地减小,并且上部元件37具有的厚度从第一区域11朝向第二区域12逐渐地增大。此外,下部元件38的热收缩系数小于上部元件37的热收缩系数,使得混合式第一级绝缘块36的热收缩系数从第一区域11向第二区域12逐渐地增大。
该第五实施方式有利地使得可以使过渡区域14与第一区域和第二区域11、12之间的台阶减小,随着混合式第一级绝缘块36由于其热收缩系数的逐渐变化而变形,该混合式第一级绝缘块吸收该第一区域11与第二区域12之间的厚度差异的一部分。
在未示出的实施方式中,界面的倾斜被颠倒,使得上部元件37的厚度从第一区域11朝向第二区域12逐渐地减小,并且下部元件38的厚度从第一区域11朝向第二区域12逐渐地增大。在该未示出的实施方式中,上部元件37的热收缩系数小于下部元件38的热收缩系数。
上部元件37和下部元件38被设定尺寸成使得混合式第一级绝缘块36的厚度在罐中在环境温度是恒定的。
在图11中示出的第一替代方案中,下部元件38是箱,该箱沿罐壁的厚度方向通过混合式第一级绝缘块36的底部板9并且通过中间板39限界。中间板39相对于底部板9倾斜,使得所述箱的厚度从第一区域11朝向第二区域12减小。该箱具有支撑间隔件,该支撑间隔件使混合式第一级绝缘块36的底部板9与中间板39保持一距离。
上部元件37包括介于中间板39与混合式第一级绝缘元件36的覆盖板10之间的结构化绝缘泡沫。在图11中,该结构化绝缘泡沫与第二区域12的第一级绝缘块7的结构化绝缘泡沫相同。
因此,混合式第一级绝缘块36具有的热收缩系数从第一区域11朝向第二区域12逐渐地增大。更特别地,混合式第一级绝缘块36的热收缩系数在第一区域11侧上与所述第一区域11的第一级绝缘块7的热收缩系数相同,并且朝向第二区域12逐渐地增大,直到其基本上达到第二区域12的第一级绝缘块7的热收缩系数的值为止。
在图12中示出的另一替代方案中,混合式第一级绝缘块36的下部元件38具有的热收缩系数在第一区域11的第一级绝缘块7的热收缩系数与第二区域12的第一级绝缘块7的热收缩系数之间。例如,下部元件38借助于高密度结构化绝缘泡沫40形成,该高密度结构化绝缘泡沫具有的热收缩系数小于第二区域12的第一级绝缘块7的结构化绝缘泡沫的热收缩系数。在该替代方案中,所述混合式第一级绝缘块36的上部元件37与参考图11描述的混合式第一级绝缘块36的上部元件37相同,也就是说,具有与第二区域12的结构化绝缘泡沫相同的结构化绝缘泡沫。
在未示出的替代方案中,混合式第一级绝缘块36的下部元件38是如以上参考图11所描述的箱,并且所述混合式绝缘块36的上部元件37包括结构化绝缘泡沫,该结构化绝缘泡沫具有的密度大于第二区域12的第一级绝缘块7的结构化绝缘泡沫的密度。
图13示出了图11或图12的第五实施方式的实施方案。图14示出了图13的过渡区域的绝缘模块。
图15示意性地示出了过渡区域14的第六实施方式。和第五实施方式的混合式第一级绝缘块36一样,在该第六实施方式中的过渡区域14的第一级绝缘块7具有的热收缩系数从第一区域11朝向第二区域12逐渐地减小。然而,在该第六实施方式中,过渡区域14的第一级绝缘块7的热收缩系数的逐渐减小是通过使用具有与所述第一级绝缘块7不同的热收缩系数的结构化泡沫的块来实现的。
因此,过渡区域的第一级绝缘块7包括使底部板9和覆盖板10保持一距离的结构化绝缘泡沫。该结构化绝缘泡沫具有两个部分,被定位成与第一区域11较接近的第一部分41和被定位成与第二区域12较接近的第二部分42。第一部分41和第二部分42之间的界面在过渡区域14的第一级绝缘块7的厚度方向上具有至少一个台阶43。该台阶43允许从第一区域11朝向第二区域12:第一部分41的厚度逐渐地减小,并且第二部分42的厚度逐渐地增大。
结构化绝缘泡沫的第一部分41具有的热收缩系数小于第二部分42的热收缩系数。因此,过渡区域14的第一级绝缘块7具有的热收缩系数从第一区域11朝向第二区域12增大。
图16示出了图15的第六实施方式的实施方案。图17示出了图15的过渡区域的绝缘模块。在这些图中,使用由于纤维诸如玻璃纤维的存在而被增强的聚氨酯泡沫生产第一部分41和第二部分42。然而,第一部分41的聚氨酯泡沫被布置成使得纤维沿第一级绝缘块7的厚度方向被定向,如由箭头44示出的。第二部分42的聚氨酯泡沫被布置成使得纤维沿与第一级绝缘块7的厚度方向垂直的方向被定向,如由箭头45示出的。这样的布置类似于通过第一部分41和第二部分42形成的阶梯的台阶。
第一部分41和第二部分42之间的纤维的定向的这种差异使得:即使用于生产这两个部分41和42的聚氨酯泡沫是相同的,也可以获得第一部分41和第二部分42之间的不同的热收缩系数。因此,由具有沿第一级绝缘块7的厚度方向定向的纤维的聚氨酯泡沫制成的第一部分41——对于玻璃纤维按质量计占10%——具有例如约25×10-6K-1至27×10-6K-1的热收缩系数,而由具有与第一级绝缘块7的厚度方向垂直定向的纤维的聚氨酯泡沫制成的第二部分42具有例如约60×10-6K-1的热收缩系数。
用于获得第一部分41和第二部分42之间的热收缩系数的另一方法可以是对聚氨酯泡沫中的纤维的含量及其性质进行修改,以将热收缩系数设置为在15×10-6K-1至60×10-6K-1之间。
在一个实施方式中,第一区域11沿罐壁的所有边缘被布置,第二区域12被布置在罐壁的所有中央部分上,并且过渡区域14被布置在罐壁的所有第一和第二区域11、12之间。图18示意性地示出了根据本发明的根据该实施方式布置的密封热绝缘罐的横向壁,包括第一区域、过渡区域和第二区域。
图20示出了根据第七实施方式的密封热绝缘罐壁。
在图20示出的实施方式中,第一区域11是罐壁角部区域,包括呈胶合板箱形式的绝缘块5、7,上述绝缘块限界了填充有绝缘衬里诸如珍珠岩或玻璃棉的内部空间。支撑间隔件在箱的内部空间中呈分布式布置,以便为箱提供良好的应力抵抗性。因此,第一区域11位于连接环处,并且绝缘块5、7被定位在连接环内部。
第二区域12由绝缘块5、7构成,上述绝缘块包括布置在底部板9和覆盖板10之间的呈结构化绝缘泡沫形式的绝缘衬里8。这些绝缘块5、7还包括容置在绝缘衬里8中的中间板20,所述绝缘衬里8因此包括布置在覆盖板10和中间板20之间的上部绝缘泡沫21以及布置在中间板20和底部板9之间的下部绝缘泡沫22。上部绝缘泡沫21和下部绝缘泡沫22例如是具有130kg/m3的密度的聚氨酯泡沫。在图5示出的实施方式中,第二区域12的第二级绝缘块5例如是如WO2014096600中所描述的第二级绝缘块。在该图5中,第二区域12的第一级绝缘块7例如是如WO2013124556中所描述的第一级绝缘块。
过渡区域14的第一子区域28包括与第一区域11的第二级绝缘块5相同呈箱的形式的第二级绝缘块5。第一子区域28的第一级绝缘块7包括高密度的增强聚氨酯泡沫35,该增强聚氨酯泡沫具有的密度大于第二区域12的第一级绝缘块7的结构化绝缘泡沫的密度,使得过渡区域14的第一子区域28具有的热收缩系数大于第一区域11的热收缩系数,但小于第二区域12的热收缩系数。在该实施方式中,过渡区域14的第一级绝缘块7包括容置在高密度增强聚氨酯泡沫35中的中间板20,所述高密度增强聚氨酯泡沫35因此被布置在覆盖板10与中间板20之间以及在中间板20与底部板9之间。
过渡区域14的第二子区域29包括混合式第二级绝缘块30。该第二子区域29包括与第一子区域28的第一级绝缘块7相同的第一级绝缘块7。混合式第二级绝缘块30具有下部元件32,该下部元件由与第二区域12的第二级绝缘块5的结构化绝缘泡沫相同的结构化绝缘泡沫制成。混合式第二级绝缘块30的上部元件31是箱,该箱具有的结构与第一区域11的第二级绝缘块5的结构相似。因此,混合式第二级绝缘块30具有的热收缩系数在第一子区域28的第二级绝缘块5的热收缩系数与第二区域12的第二级绝缘块5的热收缩系数之间。因此,过渡区域14的第二子区域29具有的热收缩系数在过渡区域14的第一子区域28的热收缩系数与第二区域12的热收缩系数之间。
如在图20中示出的,第一级密封膜4由波纹状金属板构成。这些波纹状金属板例如由不锈钢制成,该不锈钢具有约1.2mm的厚度以及3m×1m的测量值。矩形形状的金属板包括:第一系列的平行波纹状部,称为低波纹状部,沿y方向从片材的一个边缘延伸到另一边缘;以及第二系列平行波纹状部,称为高波纹状部,沿x方向从金属片的一个边缘延伸到另一边缘。方向x的系列的波纹状部与方向y的系列的波纹状部垂直。波纹状部例如从与金属片1的内部面相同的一侧突出,其旨在与容纳在罐中的流体进行接触。在该情况下,金属板的边缘平行于波纹状部。注意,术语“高”和“低”具有相对的含义,并且意指“低”波纹状部具有比“高”波纹状部小的高度。替代性地,波纹状部可以具有相同的高度。
金属板在波纹状部之间具有多个平坦表面。波纹状部中的一些波纹状部可以被定位在绝缘块7之间或被定位在绝缘块7的平坦部分上。在低波纹状部和高波纹状部之间的每个交叉部处,金属板都具有节点区域。节点区域具有中央部分,该中央部分具有从罐向内或向外突出的顶点。此外,中央部分通过下述两方面被定界:两方面中的一方面是在高波纹状部的顶峰中形成的一对凹状波纹状部;两方面中的另一方面是低波纹状部进入其中的一对凹部8。
以上已经描述了第一级密封膜,在该第一级密封膜中波纹状部在两个系列的波纹状部之间的交叉部处是连续的。第一级密封膜还可以具有两个系列的相互垂直的波纹状部,其中,一些波纹状部在这两个系列之间的交叉部处被中断。例如,中断部在第一系列的波纹状部和第二系列的波纹状部中交替地分布,并且在一系列的波纹状部内,在一个波纹状部中的中断部相对于相邻的平行波纹状部中的中断部偏移一个波纹状部的间距。
由于由波纹状片材组成的该类型的密封膜对热绝缘屏障1、3的热收缩期间的台阶现象较不敏感,并且对于应力更有抵抗性,因此,不一定要像图10的实施方式中那样将第一级绝缘块7和第二级绝缘块5放置在第一区域中的连接环外部。因此,第一区域11仅由在连接环内部的绝缘块5、7构成。过渡区域14则直接地与连接环相邻。
在未示出的实施方式中,第一区域11也可以是储气盖、储液盖或用于附接用于泵的支撑架的区域。例如,在用于附接用于泵的支撑架的区域的情况下,第一区域11则环绕支撑架,并且第二级膜2附接到附接区域的锚固翼23。然后过渡区域14全部围绕第一区域11延伸。
以上描述的用于生产罐的技术可以用于不同类型的存储罐中,例如,用于在岸上设施中或在浮式结构诸如LNG运载装置等上建造LNG存储罐。
参照图19,其中一部分被切掉的LNG运载装置70的视图示出了安装在该运载装置的双层船体72中的大体上棱柱状形状的密封绝缘罐71。罐71的壁包括:旨在与容纳在罐中的LNG接触的第一级密封屏障;布置在第一级密封屏障与运载装置的双层船体72之间的第二级密封屏障;以及两个绝缘屏障,分别地被布置在第一级密封屏障与第二级密封屏障之间以及在第二级密封屏障与双层船体72之间。
以本身已知的方式,布置在运载装置的上部甲板上的装卸/卸载管线73可以借助于适当的连接器连接到海上或港口终端,以用于将LNG货物从罐71转移或转移到该罐。
图19示出了海上终端的一实施例,该海上终端包括装载和卸载站75、水下管道76和岸上设施77。装载和卸载站75是固定的海上设施,包括可移动臂74和支撑该可移动臂74的塔78。可移动臂74携载可以被连接到装载/卸载管线73的一束绝缘柔性管道79。可定向的可移动臂74可以被调整以适合所有大小的LNG运载装置。连接管道(未示出)在塔78内部延伸。装载和卸载站75允许从岸上设施77向LNG运载装置70装载和卸载或者从LNG运载装置向岸上设施装载和卸载。该设施包括用于存储液化气体的罐80和通过水下管道76被连接到装卸或卸载站75的连接管道81。水下管道76允许在装载或卸载站75与岸上设施77之间在长距离例如5km转移液化气体,这使得在装载和卸载操作期间可以使LNG运载装置70与海岸保持远距离。
为了生成用以转移液化气体所需的压力,使用了在运载装置70的船载泵和/或装配到岸上设施77的泵和/或装配到装载和卸载站75的泵。
尽管已经结合若干特定实施方式描述了本发明,但是明显的是本发明绝不限于此,并且如果所描述的手段在技术上的等同物以及其组合落入本发明的范围,则本发明包括上述所描述的手段在技术上的等同物以及其组合。
因此,以上实施例提出了一种包括绝缘屏障的罐壁,该绝缘屏障在空罐中形成基本平坦的支撑表面并且在该罐装载有LNG时在罐壁的各个区域之间具有厚度差异。然而,该布置可以被颠倒,使得罐壁在空罐时具有厚度差异,并且当罐装载有LNG时上述罐壁具有平坦支撑表面。
此外,以上描述的过渡区域的示例性实施方式可以彼此组合,例如,在包括多个第一级绝缘块7和第二级绝缘块5的过渡区域的背景下,以便生成具有的热收缩系数从第一区域11朝向第二区域12增大的过渡区域14的多个子区域。
动词“包括”或“包含”及其动词变化形式的使用不排除权利要求中所陈述的那些之外的其他元件或其他阶段的存在。除非另有陈述,否则将不定冠词“一”或“一种”用于元件或阶段并不排除存在多个这样的要素或阶段。
在权利要求中,括号中的任何附图标记不应被解释为对权利要求的限制。

Claims (31)

1.一种用于存储流体的密封热绝缘罐,其被一体化在支撑结构(6)中,在所述密封热绝缘罐中,罐壁沿厚度方向包括:
由并置的绝缘模块(5、7、17、18、26、30、36)构成的第二级热绝缘屏障(1)和第一级热绝缘屏障(3),绝缘模块(5、7、17、18、26、30、36)包括覆盖板件(10)、底部板件(9)以及介于所述底部板件(9)与所述覆盖板件(10)之间的绝缘衬里(8),
搁置在所述第一级热绝缘屏障(3)上的第一级密封膜(4),以及
搁置在所述第二级热绝缘屏障(1)上的第二级密封膜(2),
所述罐壁沿长度方向包括:
-第一区域(11),在所述第一区域中,所述绝缘模块(5、7)包括间隔件,所述间隔件沿所述罐壁的厚度方向在所述绝缘模块(5、7)的所述覆盖板件(10)和所述底部板件(9)之间延伸,所述间隔件分布在所述覆盖板件(10)的表面和所述底部板件(9)的表面上,使得所述绝缘模块(5、7)的所述底部板件(9)和所述覆盖板件(10)通过所述间隔件彼此保持一距离,
-第二区域(12),在所述第二区域中,所述绝缘模块(5、7)的所述绝缘衬里(8)包括结构化绝缘泡沫,所述结构化绝缘泡沫介于所述覆盖板件(10)和所述底部板件(9)之间、位于所述覆盖板件(10)的表面和所述底部板件(9)的表面上,使得所述绝缘模块(5、7)的所述覆盖板件(10)通过所述结构化绝缘泡沫与所述底部板件(9)保持一距离,
-介于所述第一区域(11)和所述第二区域(12)之间的过渡区域(14),在所述过渡区域中,所述绝缘模块(5、7、18、26、30、36)被形成为使得在所述过渡区域(14)中的罐壁具有从沿所述罐壁的厚度方向的热收缩系数和弹性模量中选取的至少一个参数,所述至少一个参数的值位于所述罐壁的所述第一区域(11)沿所述罐壁的厚度方向的相应的至少一个参数的值与所述罐壁的所述第二区域(12)沿所述罐壁的厚度方向的相应的至少一个参数的值之间。
2.根据权利要求1所述的密封热绝缘罐,其中,所述第一区域(11)布置在所述罐壁的整个周缘上或部分周缘上。
3.根据权利要求1所述的密封热绝缘罐,其中,所述第一区域(11)是所述密封热绝缘罐的角部区域、储气盖、储液盖或者用于附接用于泵的支撑架的区域。
4.根据权利要求1所述的密封热绝缘罐,其中,所述过渡区域(14)的绝缘模块(5、7、18、26、30、36)包括:
-布置在所述第二级热绝缘屏障(1)中的第一绝缘模块(5、26、30),所述第一绝缘模块(5、26、30)具有沿所述罐壁的厚度方向的所述至少一个参数的第一值,以及
-布置在所述第一级热绝缘屏障中的第二绝缘模块(7、18、26、36),所述第二绝缘模块(7、18、26、36)具有沿所述罐壁的厚度方向的所述至少一个参数的第二值,所述第一绝缘模块(5、26、30)和所述第二绝缘模块(7、18、26、36)沿所述罐壁的厚度方向叠置。
5.根据权利要求4所述的密封热绝缘罐,其中
-所述第一绝缘模块(5、30)和所述第二绝缘模块(7、36)中的一个绝缘模块包括沿所述罐壁的厚度方向在所述绝缘模块的所述覆盖板件(10)和所述底部板件(9)之间延伸的间隔件,所述间隔件分布在所述底部板件(9)的表面和所述覆盖板件(10)的表面上,使得所述绝缘模块的所述底部板件(9)和所述覆盖板件(10)通过所述间隔件彼此保持一距离,并且
-所述第一绝缘模块(5、26)和所述第二绝缘模块(7、18、26)中的另一绝缘模块包括结构化绝缘泡沫,该另一绝缘模块包括的结构化绝缘泡沫介于所述覆盖板件(10)和所述底部板件(9)之间、位于所述覆盖板件(10)的表面和所述底部板件(9)的表面上,使得所述另一绝缘模块的覆盖板件(10)通过所述结构化绝缘泡沫与所述另一绝缘模块的底部板件(9)保持一距离。
6.根据权利要求5所述的密封热绝缘罐,其中,所述第一绝缘模块(5、26)和所述第二绝缘模块(7、18、26)中的所述另一绝缘模块的所述至少一个参数的值小于所述第一绝缘模块(5、30)和所述第二绝缘模块(7、36)中的所述一个绝缘模块的所述至少一个参数的值。
7.根据权利要求5或6所述的密封热绝缘罐,其中,所述第一区域(11)对应于所述密封热绝缘罐包括连接环的角部区域,并且所述过渡区域(14)直接与所述连接环相邻,所述第二绝缘模块(7、18、26)包括结构化绝缘泡沫,所述第二绝缘模块的结构化绝缘泡沫介于所述覆盖板件(10)和所述底部板件(9)之间、位于所述覆盖板件(10)的表面和所述底部板件(9)的表面上,使得所述另一绝缘模块的覆盖板件(10)通过所述结构化绝缘泡沫与所述另一绝缘模块的底部板件(9)保持一距离。
8.根据权利要求7所述的密封热绝缘罐,其中,所述第一绝缘模块包括沿所述罐壁的厚度方向在所述绝缘模块的所述覆盖板件(10)和所述底部板件(9)之间延伸的间隔件,所述间隔件分布在所述底部板件(9)的表面和所述覆盖板件(10)的表面上,使得所述绝缘模块的所述底部板件(9)和所述覆盖板件(10)通过所述间隔件彼此保持一距离。
9.根据权利要求7所述的密封热绝缘罐,其中,所述过渡区域(14)的绝缘模块(5、7、18、26、30、36)包括:
-布置在所述第二级热绝缘屏障(1)中的第三绝缘模块(26),所述第三绝缘模块比所述第一绝缘模块(5、26、30)更接近所述第二区域(12),并且所述第三绝缘模块具有沿所述罐壁的厚度方向的所述至少一个参数的第三值,
-布置在所述第一级热绝缘屏障(3)中的第四绝缘模块(7、18、26、36),所述第四绝缘模块(7、18、26、36)比所述第二绝缘模块(7、18、26、36)更接近所述第二区域(12),并且所述第四绝缘模块具有沿所述罐壁的厚度方向的所述至少一个参数的第四值,
并且其中,所述第三绝缘模块(26)的所述至少一个参数的所述第三值在所述第一绝缘模块(5、26、30)的所述至少一个参数的所述第一值与所述第二绝缘模块(7、18、26、36)的所述至少一个参数的所述第二值之间。
10.根据权利要求9所述的密封热绝缘罐,其中,所述第三绝缘模块(26)是混合式模块,所述混合式模块包括布置在所述底部板件和所述覆盖板件之间的中间板件,所述绝缘衬里包括布置在所述中间板件与所述底部板件之间的下部衬里以及布置在所述中间板件与所述覆盖板件之间的上部衬里,所述混合式模块具有的热膨胀系数在所述第一区域(11)的绝缘模块的热膨胀系数与所述第二区域(12)的绝缘模块的热膨胀系数之间。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的密封热绝缘罐,其中,所述第四绝缘模块(7、18、26、36)与所述第二绝缘模块(7、18、26、36)相同,使得所述至少一个参数的所述第四值与所述至少一个参数的所述第二值相等。
12.根据权利要求4至6中的一项所述的密封热绝缘罐,其中,所述过渡区域(14)的绝缘模块(5、7、18、26、30、36)包括布置在所述第二级热绝缘屏障(1)中的第三绝缘模块(26),所述第三绝缘模块比所述第一绝缘模块(5、26、30)更接近所述第二区域(12)并且所述第三绝缘模块具有沿所述罐壁的厚度方向的所述至少一个参数的第三值,并且其中,所述第二绝缘模块(7、18、26)在所述第一级热绝缘屏障(3)中于所述过渡区域的整个长度上延伸,所述第三绝缘模块(26)的所述至少一个参数的所述第三值在所述第一绝缘模块(5、26、30)的所述至少一个参数的所述第一值与所述第二绝缘模块(7、18、26、36)的所述至少一个参数的所述第二值之间。
13.根据权利要求5所述的密封热绝缘罐,其中,所述第一绝缘模块和所述第二绝缘模块中的所述另一绝缘模块(18)在所述罐壁的所述过渡区域(14)和所述第二区域(12)中接合性地延伸。
14.根据权利要求1至6中的一项所述的密封热绝缘罐,其中,所述过渡区域(14)具有沿所述罐壁的厚度方向的热收缩系数,所述过渡区域具有的沿所述罐壁的厚度方向的热收缩系数沿所述罐壁的长度方向从所述罐壁的所述第一区域(11)朝向所述第二区域(12)增大。
15.根据权利要求1至6中的一项所述的密封热绝缘罐,其中,所述过渡区域(14)具有沿所述罐壁的厚度方向的弹性模量,所述过渡区域具有的沿所述罐壁的厚度方向的弹性模量沿所述罐壁的长度方向从所述罐壁的所述第一区域(11)朝向所述第二区域(12)减小。
16.根据权利要求14所述的密封热绝缘罐,其中,在所述过渡区域(14)中沿所述罐壁的厚度方向的热收缩系数从所述第一区域(11)朝向所述第二区域(12)连续地且逐渐地增大。
17.根据权利要求1至6中的一项所述的密封热绝缘罐,其中,所述过渡区域(14)的绝缘模块(7、26)包括结构化绝缘泡沫(27、41、42),所述过渡区域的绝缘模块的结构化绝缘泡沫介于所述绝缘模块(7、26)的所述覆盖板件(10)与所述底部板件(9)之间、位于所述覆盖板件(10)的表面和所述底部板件(9)的表面上,使得所述绝缘模块(7、26)的所述覆盖板件(10)通过所述结构化绝缘泡沫(27、41、42)与所述绝缘模块的所述底部板件(9)保持一距离,所述结构化绝缘泡沫(27、41)具有的沿所述罐壁的厚度方向的热收缩系数小于所述第二区域(12)的结构化绝缘泡沫沿所述厚度方向的热收缩系数。
18.根据权利要求17所述的密封热绝缘罐,其中,所述过渡区域的绝缘模块(7)的结构化绝缘泡沫(41、42)包括结构化绝缘泡沫的第一部分(41)和结构化绝缘泡沫的第二部分(42),结构化绝缘泡沫的所述第一部分(41)比结构化泡沫的所述第二部分(42)更接近所述第一区域(11),结构化绝缘泡沫的所述第一部分(41)具有的沿所述密封热绝缘罐的厚度方向的热收缩系数小于结构化绝缘泡沫的所述第二部分(42)沿所述厚度方向的热收缩系数。
19.根据权利要求1至6中的一项所述的密封热绝缘罐,其中,所述过渡区域(14)的绝缘模块(7、26)包括结构化绝缘泡沫(27、41、42),所述过渡区域的绝缘模块的结构化绝缘泡沫介于所述绝缘模块(7、26)的所述覆盖板件(10)与所述底部板件(9)之间、位于所述覆盖板件(10)的表面和所述底部板件(9)的表面上,使得所述绝缘模块(7、26)的所述覆盖板件(10)通过所述结构化绝缘泡沫(27、41、42)与所述绝缘模块的所述底部板件(9)保持一距离,所述结构化绝缘泡沫(27、41)具有的沿所述罐壁的厚度方向的弹性模量大于所述第二区域(12)的结构化绝缘泡沫沿所述厚度方向的弹性模量。
20.根据权利要求19所述的密封热绝缘罐,其中,所述过渡区域的绝缘模块(7)的结构化绝缘泡沫(41、42)包括结构化绝缘泡沫的第一部分(41)和结构化绝缘泡沫的第二部分(42),结构化绝缘泡沫的所述第一部分(41)比结构化泡沫的所述第二部分(42)更接近所述第一区域(11),结构化绝缘泡沫的所述第一部分(41)具有的沿所述密封热绝缘罐的厚度方向的弹性模量大于结构化绝缘泡沫的所述第二部分(42)沿所述厚度方向的弹性模量。
21.根据权利要求18或20所述的密封热绝缘罐,其中,所述过渡区域的绝缘模块(7)的结构化绝缘泡沫(41、42)是纤维增强的聚氨酯泡沫,结构化绝缘泡沫的所述第一部分(41)具有沿所述罐壁的厚度方向定向的纤维,并且结构化绝缘泡沫的所述第二部分(42)具有与所述罐壁的厚度方向垂直地定向的纤维。
22.根据权利要求18或20所述的密封热绝缘罐,其中,所述第一部分(41)的厚度从所述第一区域(11)朝向所述第二区域(12)逐渐地减小,并且所述第二部分的厚度从所述第一区域(11)朝向所述第二区域(12)逐渐地增大。
23.根据权利要求1所述的密封热绝缘罐,其中,所述过渡区域的绝缘模块包括混合式模块(30、36),所述混合式模块包括布置在所述底部板件(9)和所述覆盖板件(10)之间的中间板件(34、39),所述绝缘衬里(8)包括布置在所述中间板件(34、39)和所述底部板件(9)之间的下部衬里以及布置在所述中间板件(34、39)和所述覆盖板件(10)之间的上部衬里,
所述混合式模块(30、36)包括支撑间隔件,所述支撑间隔件沿所述罐壁的厚度方向在所述底部板件(9)和所述覆盖板件(10)中的一者与所述中间板件(34、39)之间延伸,所述间隔件分布在所述中间板件(34、39)的表面上以及所述底部板件(9)和所述覆盖板件(10)中的所述一者的表面上,使得所述底部板件(9)和所述覆盖板件(10)中的所述一者与所述中间板件(34、39)通过所述支撑间隔件彼此保持一距离,
布置在所述底部板件(9)和所述覆盖板件(10)中的另一者与所述中间板件(34、39)之间的所述绝缘衬里包括分布在所述中间板件(34、39)的表面上以及所述底部板件(9)和所述覆盖板件(10)中的所述另一者的表面上的结构化绝缘泡沫,使得所述底部板件(9)和所述覆盖板件(10)中的所述另一者与所述中间板件(34、39)通过所述结构化绝缘泡沫保持一距离。
24.根据权利要求23所述的密封热绝缘罐,其中,所述中间板件(39)在相对于所述底部板件(9)和所述覆盖板件(10)倾斜的平面中延伸。
25.根据权利要求23或权利要求24所述的密封热绝缘罐,其中,所述中间板件(39)与所述混合式模块(36)的下述边缘相隔一距离:所述混合式模块的所述边缘为被定位成与所述第一区域(11)和所述第二区域(12)中的一个区域较接近的边缘。
26.根据权利要求1所述的密封热绝缘罐,其中,所述第一级密封膜和第二级密封膜实质上由金属条制成,所述金属条沿长度方向延伸并具有凸起的纵向边缘,两个相邻金属条的凸起边缘被成对焊接以便形成膨胀波纹节,从而允许所述密封膜沿与所述长度方向垂直的方向变形,其中,所述密封热绝缘罐的角部包括第一级锚固翼和第二级锚固翼,所述第一级锚固翼和所述第二级锚固翼中每一个的第一端部被锚固到所述支撑结构(6)并且所述第一级锚固翼和所述第二级锚固翼中的每一个的第二端部密闭性地焊接到对应的密封膜。
27.根据权利要求26所述的密封热绝缘罐,其中,所述第一级密封膜包括与所述凸起边缘垂直地延伸并与所述第一区域(11)一致地进行布置的波纹状部。
28.根据权利要求1所述的密封热绝缘罐,其中,所述第二级密封膜(2)实质上由金属条制成,所述第二级密封膜的金属条沿所述长度方向延伸并具有凸起的纵向边缘,两个相邻金属条的所述凸起的纵向边缘被成对焊接以便形成膨胀波纹节,从而允许所述密封膜沿与长度方向垂直的方向变形,其中,所述密封热绝缘罐的角部包括第二级锚固翼,所述第二级锚固翼的第一端部被锚固到所述支撑结构(6)并且所述第二级锚固翼的第二端部密闭性地焊接到所述第二级密封膜,并且其中,所述第一级密封膜(4)包括波纹状金属板。
29.一种用于运输冷液体产品的运载装置(70),所述运载装置包括双层船体(72)以及布置在所述双层船体中的根据权利要求1至28中的一项所述的密封热绝缘罐(71)。
30.一种用于对根据权利要求29所述的运载装置(70)进行装载或卸载的方法,其中,通过绝缘管线(73、79、76、81)将冷液体产品从浮式或岸上存储设施(77)运送至所述运载装置的密封热绝缘罐(71)或者从所述运载装置的所述密封热绝缘罐运送至所述浮式或所述岸上存储设施。
31.一种用于冷液体产品的转移系统,所述系统包括:根据权利要求29所述的运载装置(70);绝缘管线(73、79、76、81),所述绝缘管线被布置成将安装在所述运载装置的所述船体中的所述密封热绝缘罐(71)连接到浮式或岸上存储设施(77);以及泵,所述泵用于将冷液体产品的流通过所述绝缘管线从所述浮式或岸上存储设施泵送到所述运载装置的所述密封热绝缘罐或者从所述运载装置的所述密封热绝缘罐泵送到所述浮式或岸上存储设施。
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