CN111699342A - 用于制造包括板件间的绝缘插件的密封热绝缘罐壁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制造密封且热绝缘的罐壁的方法,包括:设置具有两个绝缘板件(3)的热绝缘屏障,上述两个绝缘板件在板件之间限定了空间(2);设置包括完全覆盖绝缘芯部的牛皮纸封套的绝缘插塞件(1);使抽吸系统(24)的端部件穿过牛皮纸封套中的开口插入绝缘插塞件(1)中;在绝缘插塞件(1)中形成负压,以归因于该负压而使绝缘插塞件(1)的厚度减小;将绝缘插塞件(1)插入板件之间的空间(2)中,同时保持抽吸系统(24)的抽吸效果;一旦绝缘插塞件(1)被插入到板件之间的空间(2)中,从绝缘插塞件(1)中移除抽吸系统的端部件。
Description
技术领域
本发明涉及具有膜的密封且热绝缘的罐的领域。特别地,本发明涉及用于储存和/或运输处于低温的液体的密封且热绝缘的罐的领域,诸如用于运输温度例如在-50℃至0℃之间的液化石油气(也被称为LPG)的罐,或者用于运输在大气压下处于约-162℃的液化天然气(LNG)的罐。可以将这些罐安装在陆地上或浮动式结构上。在浮动式结构的情况下,罐可以意在运输液化气或容纳充当用于推进浮动式结构的燃料的液化气。
背景技术
例如,文件FR2724623或文件FR2599468描述了一种用于制造密封且热绝缘的罐的平面壁的壁结构。这种罐壁包括多涂层结构,该多涂层结构从罐的外部朝向罐的内部包括第二级热绝缘屏障、第二级密封膜、第一级热绝缘屏障和意在与罐中所容纳的液体接触的第一级密封膜。这种罐包括并置的绝缘板件,以形成热绝缘屏障。此外,为了确保所述热绝缘屏障的绝缘特征的连续性,在两个绝缘板件之间插入绝缘接头。
文件JP04194498描述了一种用于低温液体的储存和运输的密封且热绝缘的罐,包括由以规则的模式并置的绝缘板件构成的热绝缘屏障。在两个相邻的绝缘板件之间布置有扁平的绝缘接头,以防止两个相邻的绝缘板件之间的气体对流现象。这种扁平的绝缘接头由被塑料膜密封袋围绕的绝缘芯部构成。这种扁平的绝缘接头在真空压缩状态下被插入到板件间的空间中,并且在插入后密封袋被刺穿,以允许扁平的绝缘接头膨胀并且占据形成板件间的空间的两个板件之间的整个空间。
发明内容
申请人注意到,根据文件FR2724623或FR2599468的绝缘接头难以容置在所述板件间的空间中。此外,这些绝缘接头使得不可能保证这种绝缘接头最佳地填充所有的板件间的空间。因此,这种绝缘接头使得不可能可靠地保证热绝缘屏障中的连续绝缘,使得在热绝缘屏障中可以存在有利于对流现象的空间。
申请人还注意到,根据文件JP04194498的扁平的绝缘接头允许扁平的绝缘接头正确地插入到板件间的空间中,并且正确地占据所述板件间的空间。然而,这种扁平的绝缘接头在使用的情况下会形成有利于自然对流的通道。实际上,当罐冷却时,扁平的绝缘接头的热收缩性能由塑料膜袋所决定。可是,这种塑料膜袋具有的热收缩系数大于绝缘板件的热收缩系数。因此,申请人注意到,这些扁平的绝缘接头比容置它们的板件间的空间收缩得更多,并且这种收缩引起将扁平的绝缘接头和板件的限定板件间的空间的面分隔开的间隙。这种间隙促进了对流现象,并且不利于热绝缘屏障的绝缘特征。
本发明的一个基础构思是提供一种用于生产不受这些缺点影响的密封且热绝缘的罐的罐壁。本发明的一个基础构思是提供一种密封且热绝缘的罐壁,其中绝缘插塞件以可靠的方式填充热绝缘屏障的两个相邻板件之间的板件间的空间,并且在罐的使用过程中不会在所述板件间的空间中产生间隙。
为此目的,本发明提供了一种密封且热绝缘的罐壁,该罐壁包括限定平面支撑表面的热绝缘屏障和被搁置在热绝缘屏障的所述平面支撑表面上的密封膜,
该热绝缘屏障包括多个以规则的模式并置的绝缘板件,两个相邻的绝缘板件的相对侧向面共同限定了分隔所述两个相邻的绝缘板件的板件间的空间,
该罐壁还包括布置在板件间的空间中的绝缘插塞件,以填充所述板件间的空间,所述绝缘插塞件包括至少部分地被牛皮纸封套覆盖的绝缘芯部,
所述绝缘芯部包括层状玻璃棉,所述层状玻璃棉包括沿分层方向叠置的纤维片材,该绝缘插塞件被布置在板件间的空间中,使得层状玻璃棉的分层方向与板件间的空间的宽度方向平行,即两个相对侧向面之间的间隔方向。
这种罐壁提供了热绝缘屏障的良好绝缘特征。特别地,这种罐壁具有不管罐的填充状态如何均提供连续绝缘的热绝缘屏障。
更特别地,绝缘插塞件的围绕绝缘芯部的牛皮纸封套具有低摩擦系数,允许以简单且可靠的方式将所述绝缘插塞件插入整个板件间的空间中,但是不像PVC那样耐撕裂。通过层状玻璃棉的下述定向来促进这种插入,这种定向允许绝缘芯部的有效压缩以用于其插入。实际上,玻璃棉的这种布置允许以简单的方式有效压缩绝缘芯部,以将其插入到板件间的空间中。层状玻璃棉的这种布置还允许绝缘芯部在绝缘插塞件插入板件间的空间之后快速且容易地膨胀,从而使得有可能最佳地填充板件间的空间。
此外,该牛皮纸封套具有的收缩性能与绝缘芯部的性能接近,使得绝缘插塞件不会以不规则的方式变形,例如通过变为波浪形,并且不管罐的填充水平如何均与板件间的空间的尺寸匹配。
根据实施方式,这种壁可以包括以下特征中的一个或多个。
根据一实施方式,层状玻璃棉的分层方向与限定板件间的空间的两个相邻的绝缘板件的相对侧向面中的至少一个垂直。
根据一实施方式,限定板件间的空间的两个相邻的绝缘板件的相对侧向面是平行的。
根据一实施方式,层状玻璃棉的纤维片材与限定板件间的空间的相邻的绝缘板件的面平行。
根据一实施方式,绝缘芯部包括至少一个在与罐壁的厚度方向垂直的平面上延伸的分隔件,所述分隔件将层状玻璃棉分隔成多个沿罐的所述厚度方向对准的层状玻璃棉部分。
根据一实施方式,绝缘芯部包括多个分隔件,这些分隔件将层状玻璃棉分隔成沿罐壁的厚度方向对准的多个层状玻璃棉部分。
根据一实施方式,所述分隔件在罐壁的厚度方向上间隔开5至20cm。
根据一实施方式,一个分隔件或这种分隔件由牛皮纸制成。
根据一实施方式,一个或多个分隔件被粘附到所述一个或多个分隔件分隔的玻璃棉部分。
根据一实施方式,一个或多个分隔件沿板件间的空间的宽度方向延伸的距离小于绝缘插塞件的沿板件间的空间的所述宽度方向截取的厚度。
由于这些特征,绝缘插塞件在厚度方向上具有刚性,允许其以均匀的方式压缩,以将其插入板件间的空间。此外,这种分隔件允许在罐壁的厚度方向上的压力损失,限制了通过罐壁中的层状玻璃棉的对流。
根据一实施方式,绝缘芯部包括具有在20至45kg/m3之间的密度的层状玻璃棉。
根据一实施方式,绝缘芯部包括由层状玻璃棉制成的第一绝缘涂层和由层状玻璃棉制成的第二绝缘涂层,第一绝缘涂层和第二绝缘涂层在板件间的空间的宽度方向上叠置,第一和第二绝缘涂层的层状玻璃棉具有与板件间的空间的宽度方向平行的分层方向,第一绝缘涂层和第二绝缘涂层被平行于两个绝缘板件的面延伸的由玻璃布制成的分隔件分隔。
根据一实施方式,第一绝缘涂层的层状玻璃棉具有与板件间的空间的宽度方向平行的分层方向。
根据一实施方式,第二绝缘涂层的层状玻璃棉具有与板件间的空间的宽度方向平行的分层方向。
根据一实施方式,第一绝缘涂层的层状玻璃棉具有的密度比第二绝缘涂层的层状玻璃棉的密度大。
根据一实施方式,第一绝缘涂层包括具有在33至45kg/m3之间的密度的层状玻璃棉。
根据一实施方式,第二绝缘涂层包括具有在20至28kg/m3之间的密度的层状玻璃棉。
根据一实施方式,第一绝缘涂层包括至少一个优选地由牛皮纸制成的分隔件,该分隔件将所述第一层的层状玻璃棉分隔成沿罐壁的厚度方向对准的多个层状玻璃棉的部分。
由于这些特征,绝缘涂层即第一绝缘涂层可以致力于为绝缘插塞件提供良好的刚性,并且绝缘涂层即第二绝缘涂层可以致力于允许绝缘插塞件在其厚度方向上的受控变形,以便使其容易插入到板件间的空间中。
根据一实施方式,封套完全围绕绝缘芯部。
根据一实施方式,封套包括多个彼此粘附和/或粘附在绝缘芯部上的封套部分。
根据一实施方式,封套的牛皮纸具有的克重在60至150g/m2之间,优选地在70至100g/m2之间。
根据一实施方式,封套具有不渗透性,具有被配置为允许在抽吸系统——例如真空泵或文丘里系统真空发生器类型——的作用下对绝缘插塞件进行低压压缩的泄漏率。
根据一实施方式,封套包括面部分,每个侧向部分覆盖绝缘芯部的相应面。
根据一实施方式,封套包括边缘部分,每个边缘部分覆盖绝缘芯部的相应边缘。
根据一实施方式,封套包括拐角部分,每个拐角部分覆盖绝缘芯部的拐角。
根据一实施方式,各封套相邻部分具有一个或多个覆盖区域,该一个或多个覆盖区域覆盖封套相邻部分的覆盖区域,或被封套相邻部分的覆盖区域所覆盖。
根据一实施方式,各封套相邻部分通过在其覆盖区域处粘附来组装。
根据一实施方式,绝缘芯部的热收缩系数和封套的热收缩系数之间的热收缩系数差小于或等于15.10-6/K。
根据一实施方式,封套的模量大于绝缘芯部的模量,使得封套能够压缩绝缘芯部。
根据一实施方式,绝缘芯部的热收缩系数在5.10-6/K至10.10-6/K之间。
根据一实施方式,封套的热收缩系数在5.10-6/K至20.10-6/K之间。
由于这些特征,当封套在寒冷的影响下收缩时,它的压缩基本上不会压缩绝缘芯部。特别地,这种压缩不会有使绝缘芯变形到使所述绝缘芯部呈现波浪形状的程度的风险,这种波浪形状能够形成促进对流的间隙。
根据一实施方式,热绝缘屏障的绝缘板件包括聚氨酯泡沫块。
根据一实施方式,本发明还提供一种制造密封且热绝缘的罐壁的方法,所述方法包括以下步骤:
-设置密封且热绝缘的罐壁的热绝缘屏障,所述热绝缘屏障包括以规则的模式并置的多个绝缘板件,两个相邻的绝缘板件的相对侧向面限定了将所述两个相邻的绝缘板件分隔开的板件间的空间,
-设置包括绝缘芯部的平行六面体绝缘插塞件,所述绝缘插塞件包括完全覆盖绝缘芯部的牛皮纸封套,
-通过牛皮纸封套的孔将抽吸系统的抽吸嘴插入绝缘插塞件中,
-在绝缘插塞件中施加低压,以便通过低压减小所述绝缘插塞件的厚度,
-将绝缘插塞件插入板件间的空间中,同时保持抽吸系统的抽吸,以便在将所述绝缘插塞件插入板件间的空间的步骤期间保持低压,
-当绝缘插塞件被插入到板件间的空间中时,从绝缘插塞件移除抽吸嘴,使得牛皮纸封套的内部空间通过牛皮纸封套的孔与环境压力连通。
由于这些特征,绝缘插塞件可以简单且快速地插入板件间的空间。实际上,具有完全围绕绝缘芯部的牛皮纸封套的绝缘插塞件具有不渗透性,这足以允许通过低压对绝缘插塞件的压缩,同时提供易于允许将其插入板件间的空间的外部表面。此外,在将绝缘插塞件插入板件间的空间的过程中维持绝缘插塞件中的低压,使得有可能将绝缘插塞件保持在被压缩的形状,然后绝缘插塞件由于其压缩而保持减小的厚度,这有助于将其插入板件间的空间中。
此外,抽吸系统的抽吸嘴的简单移除允许牛皮纸封套的内部空间被放置为与外部环境连通,从而一旦绝缘插塞件被定位在板件间的空间中,允许绝缘芯部的膨胀而无需额外的操作。
根据实施方式,这种罐壁制造方法包括以下特征中的一个或多个。
根据一实施方式,绝缘插塞件的厚度减小使得绝缘插塞件具有的厚度小于板件间的空间的宽度。
根据一实施方式,抽吸系统的抽吸嘴被配置为穿透绝缘插塞件的牛皮纸封套,将抽吸嘴插入绝缘插塞件中的步骤包括通过抽吸系统的所述抽吸嘴穿透牛皮纸封套的步骤。
因此,将抽吸嘴插入绝缘插塞件中的步骤很简单,因为它只需要用所述抽吸嘴刺穿牛皮纸封套。
根据一实施方式,抽吸嘴包括端箍,将抽吸系统的抽吸嘴插入绝缘插塞件中的步骤包括使端箍抵靠牛皮纸封套的步骤。
因此,抽吸嘴和牛皮纸封套之间的配合在基本上没有泄漏的情况下进行,允许抽吸系统以简单且快速的方式在牛皮纸封套中提供低压。
根据一实施方式,绝缘插塞件的绝缘芯部包括层状玻璃棉,所述层状玻璃棉包括沿分层方向叠置的多个纤维片材,并且其中,抽吸嘴在绝缘插塞件的侧向面处被插入到绝缘插塞件中,所述侧向面与层状玻璃棉的分层方向平行。
根据一实施方式,层状玻璃棉被布置在平行六面体隔离插塞件中,使得纤维片材与所述平行六面体绝缘插塞件的大侧面平行。
根据一实施方式,执行将绝缘插塞件插入到板件间的空间中,使得分层方向与由热绝缘屏障的绝缘板件形成的支撑表面平行。
根据一实施方式,执行将绝缘插塞件插入到板件间的空间中,使得层状玻璃棉的分层方向与绝缘板件的限定板件间的空间的侧向面垂直。换句话说,绝缘插塞件插入到板件间的空间中,使得层状玻璃棉的纤维片材与绝缘板件的所述侧向面平行。
由于这些特征,具有前述分层方向的层状玻璃棉的纤维片材在通过抽吸系统的抽吸产生低压的步骤期间基本上不会造成压力损失,因此允许绝缘插塞件的快速且均匀的压缩。此外,抽吸系统的喷嘴的端部在封套的侧向面处的这种插入允许在不需要抽吸系统的过度泵送率的情况下压缩绝缘插塞件,因此限制了损坏封套的风险,该风险与过度抽吸相关联并且不利于绝缘插塞件的压缩。
根据一实施方式,绝缘芯部包括与分层方向平行布置的分隔件,以使所述分隔件布置成与由热绝缘屏障形成的支撑表面平行的方式将绝缘插塞件插入到所述板件间的空间中。
根据一实施方式,以抽吸系统的抽吸嘴所穿过的面定向成朝向罐的内部的方式将绝缘插塞件插入到板件间的空间中。
因此,将绝缘插塞件插入板件间的空间的步骤不会由于穿过绝缘插塞件的面的喷嘴的存在而中断。
根据一实施方式,牛皮纸封套具有的泄漏率小于抽吸系统的泵送率。
因此,低压快速且简单地使得有可能获得绝缘插塞件的压缩,以将其插入板件间的空间中。
根据一实施方式,抽吸系统具有的泵送率在8m3/h至30m3/h之间,优选地为15m3/h。
根据一实施方式,在插入步骤中,绝缘插塞件通过板形式的刚性引导件被引导到板件间的空间中。
这种刚性引导件允许将绝缘插塞件容易地插入到板件间的空间中。
根据一实施方式,该方法还包括在将绝缘插塞件插入到板件间的空间中之后切割牛皮纸封套的至少一个侧向面的步骤。这种切割是例如以刀切割的方式产生的,并且允许气体在热绝缘屏障中的相邻的绝缘插塞件之间更好地循环。
根据一实施方式,抽吸系统是真空泵。根据一实施方式,抽吸系统是文丘里系统真空发生器。
这种罐壁是例如用于储存LNG的陆基储存设施的一部分,或者可以被安装在浮式的、沿海的或深水的结构中,特别是甲烷运输船或任何使用可燃液化气体作为燃料的船舶、浮式储存及再气化装置(FSRU)、浮式生产储存卸载(FPSO)装置等。
根据一实施方式,本发明提供了一种用于冷液体产品的运输的船舶,该船舶包括双壳体和罐,该罐包括被放置在双壳体中的前述密封壁。
根据一实施方式,本发明还提供了一种装载或卸载这种船舶的方法,其中冷液体产品通过绝缘管道从浮式或陆基储存设施运送到船舶的罐中或者从船舶的罐中运送到浮式或陆基储存设施。
根据一实施方式,本发明还提供了一种用于冷液体产品的输送系统,该系统包括上述船舶、被布置成将安装在船舶的壳体中的罐连接到浮式或陆基储存设施的绝缘管道、以及用于驱动冷液体产品通过绝缘管道从浮式或陆基储存设施流入船舶的罐中或者从船舶的罐中流入浮式或陆基储存设施的泵。
附图说明
参考附图,在通过仅说明性和非限制性的方式给出本发明的若干具体实施方式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、特征和优点将更清楚地显现。
-图1是绝缘插塞件的示意性立体分解图,该绝缘插塞件意在插入密封且热绝缘的罐的热绝缘屏障的两个绝缘板件之间;
-图2是图1的绝缘插塞件处于组装状态下的示意性立体图;
-图3是图1的绝缘插塞件的示意性截面图;
-图4是用于制造层状玻璃棉的装置的示意性立体图;
-图5是真空泵喷嘴在将其插入图1的绝缘插塞件期间的示意性立体图;
-图6是连接到真空泵的图2的绝缘插塞件的示意性立体图,其中真空泵的喷嘴的端部插入所述绝缘插塞件中;
-图7是图5的绝缘插塞件在将其插入板件间的空间期间的示意性立体图,该板件间的空间将密封且热绝缘的罐的热绝缘屏障的两个相邻的板件分隔开;
-图8是根据第一替代实施方式的绝缘插塞件的示意性立体分解图;
-图9是根据第二替代实施方式的绝缘插塞件的截面图;
-图10是甲烷运输船罐和用于该罐的装/卸码头的剖面示意图;
-图11是通过刚性引导件被插入板件间的空间的绝缘插塞件的示意图;
-图12是图11的细节的局部图。
具体实施方式
通常,术语“外部”和“内部”用于参照罐的内部和外部限定一元件相对于另一元件的相对位置。因此,靠近或朝向船舶内部的元件被作为内部元件,与之相反,靠近或朝向船舶外部的元件被作为外部元件。
一种用于储存和运输低温流体——例如液化天然气(LNG)——的密封且热绝缘的罐包括多个罐壁,每个罐壁具有多涂层结构。
这种密封且热绝缘的罐壁,从罐的外部朝向罐的内部,具有抵靠支承结构的第二级热绝缘屏障、抵靠第二级热绝缘屏障的第二级密封膜、抵靠第二级密封膜的第一级热绝缘屏障和意在与罐中所容纳的液化气体接触的第一级密封膜。
支承结构尤其可以是自支承金属板,或者更一般地,任何类型的具有合适的机械性能的刚性分隔板。支承结构尤其可以由船舶的壳体或双壳体形成。支承结构包括限定了罐的大体形状——通常为多面体形状——的多个壁。
此外,热绝缘屏障可以以多种方式由多种材料制造。这种热绝缘屏障各自包括多个以规则的模式并置的平行六面体形状的绝缘板件。这些热绝缘屏障的绝缘板件共同地形成用于密封膜的平面支撑表面。这种绝缘板件例如由聚氨酯泡沫块制造。这种由聚氨酯泡沫块制成的绝缘板件还可以包括例如由胶合板制成的盖板和/或背板。
例如,在专利申请WO14057221或FR2691520中描述了这种罐。
为了形成热绝缘屏障,绝缘板件的并置在两个相邻的绝缘板件3之间形成了板件间的空间。换句话说,板件间的空间2将两个相邻的绝缘板件3的相对的侧向面分隔开(见图7)。为了确保热绝缘屏障中的连续绝缘,绝缘插塞件1被插入到将两个相邻的绝缘板3的两个相对的侧向面分隔开的板件间的空间2中。图1至3示出了这种绝缘插塞件1。
绝缘插塞件1包括被封套5覆盖的绝缘芯部4。该绝缘插塞件1具有与板件间的空间2的平行六面体形状相对应并且限定了绝缘插塞件1的形状的平行六面体形状。因此,该绝缘插塞件1包括两个大的平行面6。这两个大面6限定了绝缘插塞件1的长度方向7和绝缘插塞件1的宽度方向8。沿绝缘插塞件1的厚度方向10延伸的侧向面9连接大面6的侧边。
绝缘芯部4由玻璃棉11制造。所使用的玻璃棉11是层状玻璃棉,即生产方法的结果为由肉眼可见且在分层方向12上叠置的多个交织的平行片材构成的玻璃棉11垫。换句话说,纤维主要被定向在与分层方向12垂直的平面中。
这种层状玻璃棉11可以例如使用在水平传送带13上进行制造的方法来获得,该方法在图4中示意性示出。在这种制造方法中,碎砂和玻璃在炉14中熔融,该炉的温度为例如1300至1500℃。然后,通过快速旋转纺丝将熔融的碎砂和玻璃转变成纤维。将粘合剂添加到这些纤维中,并且使所得的组件被接收在水平传送带13上,用于进入固化炉15以固化粘合剂。在这种情况下,纤维主要与传送带13平行。分层方向对应于生产设备中的竖向方向,因为分层是重力作用的结果。可以设想其他生产方法来制造层状玻璃棉。
在图1至3所示的实施方式中,芯部4的玻璃棉11具有22或35或40kg/m3的密度。
芯部4包括由分隔件17分隔的玻璃棉11部分16。这种分隔件17沿与绝缘插塞件11的宽度方向8垂直的方向延伸。分隔件17沿绝缘插塞件1的整个长度7和整个厚度10延伸。分隔件17有利地被粘附到由所述分隔件17分隔的玻璃棉11部分16上。
因此,图1示出了包括四个玻璃棉11部分16的芯部4,该玻璃棉部分在绝缘插塞件1的宽度方向8上被三个分隔件17分隔开。图1示出了关于分隔件数量的优选方案,即使得当温度梯度大于100℃时没有对流的最小数量分隔件。图3示出了替代性实施方式,其中芯部4包括在绝缘插塞件1的宽度方向8上被两个分隔件17分隔开的三个部分16。
玻璃棉11被布置在芯部4中,从而具有与绝缘插塞件1的宽度8垂直的分层方向12。换句话说,玻璃棉11的构成纤维片材以与绝缘插塞件1的宽度方向8基本上平行的方式布置。
优选地,玻璃棉11以分层方向12与绝缘插塞件1的厚度方向10平行的方式被布置在芯部4中,即玻璃棉11的纤维片材与绝缘插塞件1的大面6基本上平行。换句话说,玻璃棉11的构成纤维片材被布置成与绝缘插塞件1的宽度方向8和长度方向7基本上平行。
如图1所示,封套5包括多个封套部分。更特别地,封套5包括封套平面部分18、封套侧向部分19和封套拐角部分20。这些封套部分18、19、20例如通过粘附被固定在芯部4上。
封套平面部分18覆盖芯部4并且形成绝缘插塞件1的大面6。这些封套平面部分18具有矩形形状以及与在其大面上的芯部4的尺寸基本上相同的尺寸。
封套侧向部分19包括矩形中心部分,该矩形中心部分覆盖芯部4的对应侧向面。该中心部分形成绝缘插塞件1的对应侧向面9。封套侧向部分19在中心部分的两侧还包括转延部21。这些转延部21沿中心部分的纵向侧面延伸。这些转延部21沿相应的封套平面部分18平行延伸,以便覆盖所述封套平面部分18的边界。这些转延部21被粘附在封套平面部分18的所述边界上。换句话说,封套侧向部分19形成绝缘插塞件1的侧向面9,并且还在连接所述侧向面9和大面6的边缘22处覆盖芯部4。
封套拐角部分20覆盖形成绝缘插塞件1的相邻的两个侧向面9的封套侧向部分19。换句话说,这些封套拐角部分20在绝缘插塞件1的两个侧向面9之间的接合处覆盖芯部4的边缘。以与封套侧向部分19的转延部21类似的方式,封套拐角部分20具有与封套相应侧向部分19的转延部21平行延伸并覆盖其端部的拐角转延部23。封套拐角部分20被粘附到它们所覆盖的封套侧向部分19上。
因此,各个封套部分18、19、20彼此粘附并且粘附到玻璃棉11上,以便形成完全围绕芯部4的连续封套5。在一未示出的实施方式中,放置在底部和顶部的部分18和19可以由单张牛皮纸件制造。
封套5由牛皮纸制造。这种牛皮纸提供了低摩擦系数,从而允许绝缘插塞件1在其被插入板件间的空间2的过程中滑入该板件间的空间2中。此外,这种牛皮纸具有约为5至20×10-6/K的热收缩系数。因此,这种牛皮纸具有的热收缩系数与被放置在板件间的空间中的绝缘芯部4的热收缩系数接近。因此,绝缘插塞件1在低温下具有统一的性能。实际上,绝缘芯部4在与封套5的热收缩有联系的压缩作用下不会有变形的风险。特别地,绝缘芯部4不会在这种压缩作用下呈现波浪形状而有变形的风险,这种波浪形状在板件间的空间2中产生促进对流的间隙,并且因此其不利于热绝缘屏障的绝缘性能。
封套5的牛皮纸具有大于60g/m2的克重,从而避免在将绝缘插塞件1插入板件间的空间中时有撕裂封套5的风险。此外,这种牛皮纸具有小于150g/m2的克重,使得封套5保留足以允许绝缘插塞件1被压缩变形的柔韧性,并且优选地在70至100g/m2之间。
下面参考图5至图7描述将绝缘插塞件1插入板件间的空间中的方法。
首先,提供具有如上参考图1至3所述的结构的绝缘插塞件1。该绝缘插塞件1具有与板件间的空间2互补的形状,通常为如上所述的平行六面体形状。
这种插入方法使用抽吸系统。在说明书的剩余部分,这种抽吸系统例如是如图6和图7所示的真空泵24。在未示出的实施方式中,这种抽吸系统是文丘里系统真空发生器。这种真空泵24通过泵送管线26连接到抽吸嘴25。该抽吸嘴25具有平面圆形形状的端箍27。抽吸嘴25具有截顶的形状,从而具有与泵送管线26相对的可以穿透牛皮纸封套5的端部。因此,抽吸嘴25以及尤其是其穿孔端部通过穿透牛皮纸封套5而插入绝缘插塞件1中。封套5的该穿孔在绝缘插塞件1中形成抽吸孔28。
抽吸嘴25通过在侧向面9处穿过封套25插入绝缘插塞件1中,意在被定向为朝向密封且热绝缘的罐的内部。
优选地,将抽吸嘴25在侧向面9上垂直于玻璃棉11的分层方向12插入绝缘插塞件1中。
此外,将抽吸嘴25插入绝缘插塞件1中,直到端箍27与牛皮纸封套5接触。
一旦将抽吸嘴25插入绝缘插塞件1并正确定位,即端箍27与封套5接触,就致动真空泵24从而在绝缘插塞件1中形成低压。
有利的是,尽管牛皮纸具有孔隙度以及在不同的封套部分18、19、20之间通过粘附的接合处有孔隙度,牛皮纸封套5仍具有足够的不渗透性,使得真空泵24的该泵送率足以在牛皮纸封套5中产生低压。此外,端箍27对封套5的支承力使得可以限制封套5在抽吸嘴25所穿过的孔28处的泄漏率。换句话说,牛皮纸封套5的泄漏率小于真空泵24的泵送率,使得真空泵24产生的抽吸在绝缘插塞件1中形成低压。
真空泵24产生的抽吸具有8至30m3/h之间的抽吸率。优选地,泵送率为15m3/h。真空泵24的这种泵送率使得可以在绝缘插塞件1中形成低压,而没有由于过度的抽吸率而损坏牛皮纸封套5的风险。
优选地,真空泵24包括过滤器,用于过滤玻璃棉11的可以被真空泵24抽吸起来的可能的纤维和灰尘。
此外,通过将抽吸嘴25插入到绝缘插塞件的与玻璃棉11的分层方向12平行的侧向面9上,有利地促进由真空泵产生的抽吸。实际上,抽吸嘴25在绝缘插塞件的这种侧向面9上的插入允许抽吸而没有压力损失,该压力损失与构成玻璃棉11的不同纤维片材的分层有联系。
此外,以分层方向12与绝缘插塞件1的厚度方向10平行的方式布置玻璃棉11,允许绝缘插塞件1在所述促进的厚度方向10上的低压压缩。
芯部4中分隔件17的存在使得可以使绝缘插塞件1变硬,以使所述绝缘插塞件1的压缩均匀。
绝缘插塞件1中的低压引起玻璃棉11的压缩,并且因此引起绝缘插塞件1的压缩。玻璃棉1的此压缩允许绝缘插塞件1的厚度减小。通常,绝缘插塞件1的尺寸被设定成使得,在自由状态下即非压缩状态下,其具有的厚度大于或等于板件间的空间2的宽度,并且在压缩状态下,其具有的厚度小于板件间的空间2的所述宽度。例如,在板件间的空间2在33mm至27mm之间的情况下,绝缘插塞件1的尺寸被设定成使得具有35mm的初始厚度,即在自由状态下具有此厚度,以及在压缩状态下具有25mm的厚度。
然后,绝缘插塞件1被插入热绝缘屏障的两个相邻的绝缘板件3之间的板件间的空间2中。如图7中箭头29所示,绝缘插塞件1被插入到板件间的空间2中,其大面6与限定板件间的空间2的相邻的绝缘板件3的侧向面平行。在插入过程中,抽吸嘴25保持在绝缘插塞件1中,并且真空泵24在所述绝缘插塞件1中持续形成低压,从而将绝缘插塞件1保持在其压缩状态下。将绝缘插塞件1保持在其压缩状态下使得可以促进其被插入板件间的空间2中,因为绝缘插塞件1在那时具有的厚度小于板件间的空间2的宽度。
将绝缘插塞件1插入到板件间的空间2中,使得抽吸嘴25所穿过的侧向面9被定向为朝着罐的内部,从而便于处理由绝缘插塞件1和抽吸嘴25形成的组件。此外,绝缘插塞件1有利地以分层方向12与板件间的空间2的宽度平行的方式插入板件间的空间。再则,分隔件17有利地被布置在绝缘插塞件1中,使得与由绝缘板件3形成的支撑表面30平行。在图7中,这种绝缘板件3包括聚氨酯泡沫块31,该聚氨酯泡沫块被形成支撑表面30的胶合板32覆盖。分隔件17的这种布置使得可以限制通过罐壁中的玻璃棉11的对流。
一旦将绝缘插塞件正确地定位在板件间的空间2中,就将抽吸嘴25从绝缘插塞件1移除。因此,封套5的内部通过孔28与外部环境连通。由于绝缘插塞件1中不再保持低压,这种连通允许玻璃棉11在没有压缩应力的情况下膨胀。玻璃棉11的膨胀允许绝缘插塞件1的厚度增加,使得绝缘插塞件1完全填充板件间的空间2,从而提供了热绝缘屏障的良好连续绝缘。
在图11和图12所示的实施方式中,在将绝缘插塞件1插入板件间的空间2的过程中,刚性引导系统可以用作引导工具。
这种引导系统包括第一刚性板33和第二刚性板37。这两个刚性板33、37每个都包括由大的矩形面38和与该大面38垂直延伸的转延部39形成的“L”形的截面。
大面38具有的尺寸与绝缘插塞件1的大面6的尺寸相似。
第一板33的转延部39的内部面包括把手40。该把手基本上在所述转延部39的纵向方向上居中。
当两个板33、37如图11所示被组装时,第二板37的转延部39具有允许容纳把手40的槽。第二板37的转延部39的内部面具有两个把手41。这些把手41被布置在用于容纳第一板33的把手40的槽的两侧。
为了使用刚性板33、37将绝缘插塞件1插入板件间的空间2中,在两个刚性板33、37之间插入绝缘插塞件1。更具体地,绝缘插塞件1的大面6被插入并被压缩在刚性板33、37的大面38之间。如图12所示,刚性板的转延部39在罐壁的厚度方向上叠置。通过将把手40容纳在为此目的而设置的第二刚性板37的转延部39的槽中,使得此叠置成为可能。
由于刚性板33、37之间的绝缘插塞件1保持在其压缩状态下,该刚性板可以因此与绝缘插塞件1一起被插入到板件间的空间2中。一旦绝缘插塞件1已经被插入到板件间的空间2中,由于把手40、41的缘故,刚性板可以被移除,从而将绝缘插塞件1从其压缩状态中释放,并且允许其膨胀以占据板件间的空间2。
图8示出了绝缘插塞件1的第一替代实施方式。在该第一替代方案中,与上面参考图1至3描述的那些元件相同或执行相同功能的元件具有相同的附图标记。
该第一替代方案与图1至3所示的绝缘插塞件1的不同之处在于,绝缘芯部4包括在绝缘插塞件1的厚度方向上叠置的两个绝缘涂层。
第一绝缘涂层34具有的结构类似于上面参考图1至3描述的芯部结构,即包括由牛皮纸分隔件17分隔的层状玻璃棉11部分16的结构。所述层状玻璃棉11部分16具有与由绝缘板件3形成的支撑表面30平行的玻璃棉11的分层方向,优选地与板件间的空间2的宽度平行,即与绝缘插塞件1的厚度方向10平行。
第二绝缘涂层35包括层状玻璃棉11的单个涂层。形成该第二涂层35的层状玻璃棉的分层方向与由绝缘板件3形成的支撑表面30平行,并且优选地,与绝缘插塞件1的厚度方向10平行。
第一绝缘涂层34和第二绝缘涂层35被分隔涂层36分隔。该分隔涂层36由玻璃布制造。
第一绝缘涂层34具有层状玻璃棉11,其密度比第二绝缘涂层35的层状玻璃棉11的密度大。例如,第一绝缘涂层34的层状玻璃棉11具有35kg/m3至40kg/m3的密度,并且第二绝缘涂层35的层状玻璃棉11具有22kg/m3的密度。
图9示出了绝缘插塞件1的第二替代实施方式。在该第二替代实施方式中,与上面参考图1至3描述的元件相同或执行相同功能的元件具有相同的附图标记。
该第二替代实施方式与图8所示的第一替代实施方式的不同之处在于牛皮纸封套5没有完全覆盖绝缘芯部4。实际上,在图9中,第二绝缘涂层35没有在绝缘插塞件1的侧向面9处覆盖。换句话说,封套侧向部分19中之一仅覆盖第一绝缘涂层34,并且仅包括单个转延部21,所述转延部21被粘附在覆盖第一绝缘涂层34的封套平面部分18上。
根据图8和9所示的替代实施方式的绝缘插塞件1由于第二绝缘涂层35的缘故具有良好的压缩和膨胀能力,但是由于其第一绝缘涂层34的缘故保留了允许其均匀变形并限制通过层状玻璃棉11的对流的刚性。因此,这种绝缘插塞件1可以通过压缩容易地变形,以便于其插入到板件间的空间2中,同时当不再保持压缩时完全填充所述板件间的空间2,并且防止热绝缘屏障中的对流。在如图8所示的绝缘插塞件1的情况下,此压缩可以通过使用抽吸系统诸如真空泵24来实现,其中封套5完全覆盖绝缘芯部4,从而提供足够的密封使得在低压作用下被压缩。然而,在如图9所示的其中封套5没有完全覆盖绝缘芯部4的绝缘插塞件的情况下,此压缩可以在没有抽吸系统的情况下实现。
上述用于生产密封且热绝缘的罐的技术可以用于各种类型的储器,例如在陆基设施中或在浮式结构诸如甲烷运输船等中形成LNG储器的第一级密封膜。
参考图10,甲烷运输船70的剖面图示出了密封且绝缘的罐71,该密封且热绝缘的罐被安装在船舶的双壳体72中,具有棱柱形的总体形状。罐71的壁包括意在与罐中容纳的LNG接触的第一级密封屏障、被布置在第一级密封屏障和船舶的双壳体72之间的第二级密封屏障、以及分别被布置在第一级密封屏障和第二级密封屏障之间以及第二级密封屏障和双壳体72之间的两个绝缘屏障。
以本身已知的方式,被放置在船舶的上甲板上的装/卸管道73可以通过适当的连接器连接到海运或港口码头,以便将LNG货物从罐71转移出或者将LNG货物转移到该罐。
图10示出了包括装卸站75、海底输送管76和陆基设施77的海上码头的示例。装卸站75是固定的离岸设施,包括移动臂74和支撑移动臂74的塔架78。移动臂74支承一束可以连接到装/卸管道73的绝缘柔性管线79。可定向的移动臂74适用于所有尺寸的甲烷油轮。未示出的连接输送管在塔架78内延伸。装卸站75允许从陆基设施77对甲烷油轮70进行装卸或者从甲烷油轮70对陆基设施77进行装卸。陆基设施包括液化气体储罐80和通过海底输送管76连接到装卸站75的连接输送管81。海底输送管76允许液化气体在装卸站75和陆基设施77之间传输很远的距离,例如5km,这使得在装载和卸载操作期间将甲烷运输船70保持在离海岸很远的距离成为可能。
船舶70上的泵和/或陆基设施77上设置的泵和/或装卸站75上设置的泵被用于产生输送液化气体所需的压力。
尽管已经参考若干具体实施方式描述了本发明,但很明显的是,本发明绝不限于此,并且如果所述装置及其组合落入权利要求中所限定的本发明的范围内,本发明包括所述装置及其组合的所有技术等效物。
动词“包括”、“包含”或“涉及”及其词形变化形式的使用不排除存在除权利要求中所陈述的元件或步骤之外的元件或步骤。
在权利要求中,括号内的任何附图标记不应被解释为对权利要求的限制。
Claims (12)
1.用于制造罐壁的方法,所述方法包括以下步骤:
-设置密封且热绝缘的罐壁的热绝缘屏障,所述热绝缘屏障包括以规则的模式并置的多个绝缘板件(3),两个相邻的绝缘板件(3)的相对的侧向面限定了将所述两个相邻的绝缘板件(3)分隔开的板件间的空间(2),
-设置包括绝缘芯部(4)的平行六面体绝缘插塞件(1),所述绝缘插塞件(4)包括完全覆盖所述绝缘芯部(4)的牛皮纸封套(5),
-使抽吸系统(24)的抽吸嘴(25)穿过所述牛皮纸封套(5)的孔(28)插入所述绝缘插塞件(1)中,
-在所述绝缘插塞件(1)中施加低压,以便通过低压使所述绝缘插塞件(1)的厚度减小,
-将所述绝缘插塞件(1)插入所述板件间的空间(2)中,同时保持所述抽吸系统(24)的抽吸,以便在将所述绝缘插塞件(1)插入所述板件间的空间(2)的步骤期间保持所述低压,
-当所述绝缘插塞件(1)被插入到所述板件间的空间(2)中时,从所述绝缘插塞件(1)移除所述抽吸嘴(25),使得所述牛皮纸封套(5)的内部空间通过所述牛皮纸封套(5)的所述孔(28)与环境压力连通。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述绝缘插塞件(1)的厚度的减小使得所述绝缘插塞件(1)具有的厚度小于所述板件间的空间(2)的宽度。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法,其中,所述抽吸系统(24)的所述抽吸嘴(25)被配置为穿透所述绝缘插塞件(1)的所述牛皮纸封套(5),将所述抽吸嘴(25)插入所述绝缘插塞件(1)中的步骤包括通过所述抽吸系统(24)的所述抽吸嘴(25)穿透所述牛皮纸封套(5)的步骤。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法,其中,所述抽吸嘴(25)包括端箍(27),将所述抽吸系统(24)的所述抽吸嘴(25)插入所述绝缘插塞件(1)中的步骤包括使所述端箍(27)抵靠所述牛皮纸封套(5)的步骤。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法,其中,所述绝缘插塞件(1)的绝缘芯部(4)包括层状玻璃棉(11),所述层状玻璃棉(11)包括沿分层方向(12)叠置的多个纤维片材,并且其中,所述抽吸嘴(25)在所述绝缘插塞件(1)的侧向面(9)处被插入到所述绝缘插塞件(1)中,所述侧向面(9)与所述层状玻璃棉(11)的所述分层方向(12)平行。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述绝缘芯部(4)包括布置成与所述分层方向(12)平行的分隔件(17),以使所述分隔件(17)布置成与由所述热绝缘屏障形成的支撑表面(30)平行的方式将所述绝缘插塞件(1)插入到所述板件间的空间(2)中。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的方法,其中,以所述抽吸系统(24)的抽吸嘴(25)所穿过的面(9)定向成朝向所述罐的内部的方式,将所述绝缘插塞件(1)插入到所述板件间的空间(2)中。
8.根据权利要求1至7中的一项所述的方法,其中,所述牛皮纸封套(5)具有的泄漏率小于所述抽吸系统(24)的泵送率。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的方法,其中,在插入步骤中,通过板(33,37)形式的刚性引导件,将所述绝缘插塞件(1)引导到所述板件间的空间中。
10.根据权利要求1至9中的一项所述的方法,还包括下述步骤:在将所述绝缘插塞件(1)插入到所述板件间的空间(2)中之后,切割所述牛皮纸封套(5)的所述侧向面(9,19)中至少之一。
11.根据权利要求1至10中的一项所述的方法,其中,所述抽吸系统是真空泵或文丘里系统真空发生器。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述抽吸系统具有的泵送率在8m3/h至30m3/h之间,优选地为15m3/h。
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