CN113677592A - 用于轮船的带间隔导向的管密闭系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于储存和运输压缩流体(诸如压缩天然气等)的组件，该组件包括在船中或在船上的货舱中储存的多个呈六边形堆叠的管，该组件包括底部支撑件、侧支撑件以及施力机构，该施力机构强力地向下压在管上，使得它们不能相对于其自身或放置有它们的船运动。管之间的摩擦致使多个管在其结构方面充当船的一部分。堆叠的管由多个间隔件支撑，诸如凸起侧朝上的管区段等，以用于在所述堆叠的管中的同一排中的所述多个管中的相邻管之间保持间隙。负载均衡器可以位于多个管的上方，以用于分散来自施力机构的压缩力。

Description

用于轮船的带间隔导向的管密闭系统
技术领域
本发明涉及一种用于海上储存和运输气体(诸如天然气等)的装置和方法。
背景技术
存在跨过水体运输天然气的已知的方法，包括例如当为液化天然气时通过LNG轮船运输液化天然气或当为压缩天然气(CNG)时通过CNG轮船经过海底管运输天然气。存在其他已知的手段，诸如将气体转化为气体水合物或转化为柴油样液体(GTL)并通过轮船运送水合物或GTL等。目前，天然气跨过水体的几乎所有运输都通过海底管或LNG轮船进行。
液化天然气(LNG)在轮船上的运输是庞大而成熟的工业，但是通过轮船或驳船的压缩天然气(CNG)的运输几乎是不存在的。海上运输CNG的主要障碍之一是适合于轮船运输或驳船运输的CNG密闭系统的成本。因此，存在持续的需要来设计用于压缩气体(诸如CNG等)的存储系统，该存储系统能够容纳大量CNG并且特别适合于以减小CNG轮船或驳船的总成本的方式安装在轮船和驳船上或轮船和驳船内。
通过卡车进行的CNG的陆地运输是众所周知的。几十年来，CNG已经在长管拖车中运输。CNG是用于机动车辆的常见燃料，并且多种CNG存储罐可用于在机动车辆中存储燃料。各种尺寸的管也经常通过卡车运输或在轮船中运输或在驳船上运输。在这些行业中众所周知的是，通过以足够的力捆扎或压下呈六边形堆叠的管，可以产生足够的摩擦力以限制管在正常负载下从堆叠中滑出。有时将摩擦材料放置在管层之间以增强摩擦。然而，这些解决方案中没有一个能够为大量CNG的批量运输提供低成本的CNG轮船或驳船。
建造用于轮船或驳船的CNG密闭系统的优选方法之一是以六边形、紧密间隔的方式将管纵向地堆叠至轮船或驳船的大约全长处。于1999年9月22日提交的加拿大专利第2,283,008号中公开了一种此类的方法。该专利中描述的CNG驳船在其甲板上安装有气体存储组件，该气体存储组件包括水平定向堆叠的、大致延伸驳船甲板全长的长管。该堆叠方式是紧密间隔的，并且本发明的一个方面是该管可以呈六边形地堆叠在一起从而彼此接触，由此产生摩擦结合。
虽然加拿大专利第2,283,008号中描述的驳船和轮船是运输CNG的可能方式，但是此发明没有考虑驳船或轮船作为响应于波浪、涌流和风的桨距、偏航和升沉的运动。驳船或轮船本身在遭受波浪引起的负载而弯曲、扭转和以其他方式偏转时也没有考虑驳船或轮船自身的偏转。也没有考虑管在其暴露于压力和温度变化时的膨胀和收缩，压力和温度变化将在管装载和排空压缩气体时发生。由海洋环境引起的挠曲和加速以及由装载和卸载管引起的温差和压差将使管相对于彼此和相对于驳船或轮船滑动和运动。
发明内容
本发明特别涉及非液化压缩天然气的海上气体运输，然而其可用于运输其他气体。本发明的目的是降低装载压缩气体(诸如CNG等)的轮船或驳船的设计成本。
本发明涉及一种气体存储系统，该气体存储系统特别适于在轮船或驳船中或在轮船或驳船上运输大量压缩气体(诸如CNG等)，主要凭借于长的、呈直六边形堆叠的管段，管段被强力压在一起使得它们不能相对于彼此或相对于轮船运动。管段通过歧管连接。在实施例中，即轮船应用，CNG被装载在顶部甲板的下方。然而，本发明还可以应用于轮船的顶部甲板上或驳船的顶部甲板上或驳船的顶部甲板的下方。本发明还可以用于装载除CNG之外的压缩气体。
管以连续的直线段几乎延伸至轮船的全长，并且被包装为六边形以及通过施力机构牢固地压在一起。如在加拿大专利第2,283,008号中所描述的轮船，该轮船可以被设计成使得轮船的货舱能够是轮船的全长，并且如果必要的话用于船的稳定性，通过在呈六边形堆叠的管之间的间隙中，在要求的间隔填充水密材料，能够作为水密横向舱壁。管直径可以是任何合理的尺寸，例如从约8英寸到约36英寸或其他直径。管的精确直径和长度将根据系统的经济性，考虑构造系统的各种部件的成本(诸如管材的成本等，诸如钢、连接歧管等)、建设的时间和位置。
本发明包括呈六边形堆叠的且彼此接触的长管组件。提供了将管如此牢固地压在一起的施力机构，使得当包含此系统的轮船在开放海洋环境中移动时，防止管的任何显著的相对运动。第二，本发明通过增加轮船的刚度来减轻由轮船的挠曲或扭转引起的任何应变。第三，本发明防止由温度或压力差引起的组件中的单独的管之间任何显著的相对运动。通过将管强力地压在一起，使得管之间产生的摩擦阻止在任何情况下任何管相对于其他管显著运动(包括轮船自身的挠曲)来实现这些目标。此要求远远超出了通常被用来防止(例如由卡车或轮船)运输的一个管相对于叠管中的任何其他管滑动的任何摩擦元件。用足够的力将管压在一起，使得好像所有的管整体紧固在一起并且通过焊接固定至轮船或驳船。通过用施力机构将管摩擦地锁定在一起，船的整体刚度增加，使得船的挠曲和扭转显著降低，并且使得管组件和船一致地移动。凭借于将多个管充分压在一起来增加驳船或轮船的总体强度，使得它们如同它们被焊接在一起并且焊接至轮船一样起作用是前所未有的和新颖的。本发明的益处是将储存在多个管中的CNG的量最大化，多个管被容纳在轮船或驳船的甲板上或货舱中可用的空间内，并且因此产生运输CNG的更低成本的方式。
该系统包括底部支撑件和侧支撑件。侧支撑件位于底部支撑件的每一侧上，多个管可以被定位在底部支撑件上。侧支撑件可以近似垂直于底部支撑件。
该系统进一步包括用于流体密闭的多个管，多个管位于侧支撑件之间。多个管中的每个管具有连接至歧管系统的装置。优选地，该多个管在侧支撑件之间呈六边形地堆叠在底部支撑件上。
提供了相对于侧支撑件不运动的顶部固定支撑件。然而，顶部固定支撑件、固定的侧支撑件和底部支撑件均在施加力时轻微地且弹性地偏转。
优选地，上施力构件位于顶部固定支撑件的下方。施力构件相对于侧支撑件自由地上下运动，并且强制地向下压在堆叠的管上，以向堆叠在货舱中的多个管施加压缩力。压缩力在管之间产生足够的摩擦以：
a.防止管本身之间或管与底部支撑件、侧支撑件或施力构件之间的任何显著的相对运动。
b.适应驳船或轮船的任何相对运动，使得驳船或轮船的船体与多个管一致地起作用。换言之，多个管增加了驳船或轮船的强度，使得由轮船或驳船上的环境引起的任何运动不会引起船体与多个管之间的任何相对运动。
c.阻止由压差和温差引起的单独管的任何相对运动。
d.允许第一压力循环期间的力的调整以适应可能发生的任何震动。
施力机构可具有支撑以向施力机构提供纵向约束，从而阻止施力机构在任何条件下的任何纵向运动，例如，碰撞或由波浪、气体压力或其他因素引起的运动。
提供了在施力构件上产生力的装置，诸如多个千斤顶或包括杠杆的其他装置等，或者通过螺栓连接施力构件的每个端部，使得螺栓中的张力将向多个管提供压缩力。
在一些情况下，扩散由压缩力将管压到底部支撑件、顶部支撑件和侧支撑件而产生的集中应力可能是必要的。在此情况下，可以提供围绕气体密闭管的空管层。扩散集中应力的其他手段包括木质衬垫或允许负载扩散的其他符合的材料。
提供了将每个管连接至歧管系统的装置，用于将流体(诸如天然气等)填充和卸载至管。
所需限制应力的评估对于本发明而言是重要且独特的。限制应力应当是足够的用于相对管运动以抵抗所有负载，特别是由诸如波浪、碰撞等由任何事件引起的纵向力。这些因素之间的这种关系在以下等式中描述：
N–是本发明所受的重力加速度的数目。
Cf–是裸钢管之间的摩擦系数(大约0.70)
P–是由以下描述的施力机构产生的限制压力
L–是管的长度
d1–是单个管的外径
D–是多个管的高度和宽度的平均值
Wp–是一个管的重量加上管内的流体(诸如压缩天然气等)的重量等式：N＝Cf·P·π·L·(d1)2/(D·Wp)
在实施例中，管间隔件位于货舱的底部。管间隔件被配置成使得当货舱中的所有管在气体的内部压力下膨胀和/或由于温度而膨胀时(即，同一排中的管之间存在一定的空间)，它们不会沿着它们的水平轴线彼此接触。空间对于防止累计非常大的力和塑化甲板、底壳和侧壁中的周围的约束主梁是必要的。除了在主梁中引起过度的应力之外，预应力顶升压缩会因塑化周围结构而消失，并且上部管可能变松。因此，空间是设计的重要部分，因为空间使得能够锁定来自甲板的预压缩力并且避免货舱甲板、侧壁和底座的过度应力。
对于给定的内部压力和温度范围，空间尺寸与管直径、材料的弹性模量以及材料的强度直接相关。在实施例中，材料是具有80千磅每平方英寸屈服强度的钢，且所允许的最大环向应力约为其屈服强度的70％，且温度变化约为60摄氏度。优选地，空间约是管外径的1.5％至3％。更优选地，空间是管外径的2％至2.5％。最优选地，空间理想地约是管直径的2％。较大的空间是可能的，但较大的空间开始对堆叠的平整性具有轻微的负面影响。其他材料和其他强度将具有稍微不同的理想空间范围。例如，如果使用更高强度的钢(例如对于160ksi的钢)，那么理想空间可以从2％增加到3％。
在实施例中，利用力均衡器使来自施力梁的压力在管堆叠的顶排管上均匀化。通常，最顶排中的管不是完全水平的。由于管直径的非常微小的差异的累积，可能存在一些不平整，这对于生产的管是常见的。在实施例中，可通过提供位于相邻管之间的楔件形式的力均衡器来均匀地分散压力。在另一个实施例中，压力可以通过增加以可流动材料的平滑层(例如，最顶层上的混凝土“盖”)的形式的均衡器形式来均匀地被分散。
应当理解，从下面的详细描述中，本发明的其他方面对于本领域技术人员将变得显而易见，其中，通过说明的方式示出和描述了本发明的各种实施例。如将认识到的，本发明能够用于其他和不同的实施例，并且其若干细节能够在各种其他方面进行修改，所有都不背离本发明的思想和范围。特别地，顶部支撑构件也可以被设计成是施力构件。因此，附图和详细描述本质上被视为是说明性的而不是限制性的。
附图说明
参考附图，通过示例而非限制的方式示出了本发明的几个方面，其中：
图1是根据本发明的轮船的侧视图；
图2是根据本发明的轮船的俯视图；
图3是沿着图1的3-3方向的截面，其中，更清楚地示出了根据本发明的气体存储组件；
图4A是图3的放大部分，示出了施力梁6和施力机构，在此情况下该施力机构是一系列的千斤顶10，以在施力梁上产生力。
图4B是图4A的放大部分，示出了来自施力梁的力可以如何施加在所有管上，即使一个或更多个管通过提供占据任何间隙的垫片而不与施力梁平齐；
图4C是图4A中4C-4C方向的截面，示出了可以如何支撑这些施力梁以抵抗由轮船运动引起的显著的纵向力，从而确保这些施力梁不会相对于管移动。
图5A是歧管系统的一小部分的正视图，示出了连接两排容纳有气体的多个管的两个歧管。
图5B是歧管的一小部分的侧视图，示出了歧管如何连接容纳有气体的管。
图6是作用在船的主梁上的力的图示，示出了管位置A、管位置B、管位置C和管位置D。
图7是堆叠在施力构件下方的管的剖视图，示出了力向量三角形，示出了管位置A和管位置C。
图8是堆叠在船的船体底部上方的管的剖视图，示出了力向量三角形，示出了管位置B和管位置D。
图9是管的剖视图，示出了来自相邻管的膜应力并且示出了由于气体压力引起的膜应力的变化。
图10是管的剖视图，示出了在限制压力和重力、气体压力以及温差下在位置B处发生的管变形的放大视图。
图11是管的剖视图，示出了由于相邻管之间的间隙闭合引起的膜应力的变化。
图12是由横主梁上方的管区段形成的成对底部支撑拱形件的立体图，该底部支撑拱形件具有多个凹部以避免负载集中。
图13是图12中的成对底部支撑拱形件的立体图，示出了位于其上的气体管。
图14是图13中的成对底部支撑拱形件和气体管的侧视图。
图15是图12-图14中的成对底部支撑拱形件和气体管的端视图。
图16是使用图12-图15中成对的底部支撑拱形件的支撑组件的立体图。
图17是图16中的支撑组件的正视图，示出了底部支撑拱形件上的负载力。
图18是图16和图17中的支撑组件的一部分的正视图，示出了在最大压力下的负载力。
图19是表示诸如可以在图6等中看到的管堆叠的最上排上的不平整顶表面的概率的曲线图。
图20是在施力构件下方堆叠的管的剖视图，在施力构件与顶排管之间具有负载分散楔件。管被力向量三角形表示。
图21是两个管的正剖视图，在两个管之间具有由施力梁作用的楔件。
图22是图11中的管和楔件的正剖视图，其在顶起之前被示出在不平整的管上。
图23是图11中的管和楔件的正视图，其在顶起之后被示出在不平整的管上。
图24是图12和图13的楔件和管的放大视图。
图25是在不平整的管上使用平滑层(例如，混凝土浆溶液)的负载分散实施例的正剖视图。
具体实施方式
以下描述和在此描述的实施例是通过说明本发明的不同方面的原理的具体实施例的一个或多个示例的方式提供的。提供这些示例用于解释而非限制那些原理和本发明在其不同方面的目的。在描述中，贯穿说明书和附图用相同的相应附图标记来标识类似的部分。附图不一定是按比例的，并且在一些情况下可能已经放大了比例以便更清楚地描绘某些特征。
公开了一种压缩气体运输组件。本发明的组件可以安装在用于压缩气体(诸如CNG等)的海上运输的轮船或驳船上或其中。为了该实施例的详细描述，示出了在船体内部具有组件的轮船。这旨在作为描述本发明的手段并且是非限制的。对于本领域技术人员很明显的是，该组件可以被修改以放置在轮船或驳船的甲板上，或者驳船的船体中。
参见图1，示出了通常标记为10的运输船的侧视图。在实施例中，运输船10是轮船。运输船的其他示例包括驳船。在实施例中，运输船10包括前货舱壁12、后货舱壁14和中心线纵向舱壁16。气体运输组件被封闭在轮船的船体内、容纳在前货舱壁12和后货舱壁14之间。图2中所示的中心线纵向舱壁16将运输船10分成两个货舱，即右舷货舱18和左舷货舱20。运输船10包括船体22。底部支撑构件24可结合到船体22的底部中。多个管40被支撑在底部支撑构件24上。运输船10进一步包括多个侧支撑构件26，侧支撑构件26可以是运输船10的船体22的侧面的一部分并且可以是中心线纵向舱壁16的一部分。如图1和图2所示，侧支撑构件26沿着货舱18和货舱20的长度方向间隔开，通常等距间隔开并且彼此对齐。本发明的此实施例示出了货舱18和货舱20没有任何横向舱壁，使得管可以几乎延伸至货舱的全长。如果需要水密横向舱壁，则可以通过加拿大专利第2,283,008号中披露的手段来提供这些舱壁，诸如在由呈六边形堆叠的管形成的空间之间放置密封材料等。运输船10进一步包括固定顶部支撑构件28。固定顶部支撑构件28是运输船10的顶部甲板的一部分。
参见图3，示出了沿图1的线3-3截取的横切面。为了说明的目的，图3示出了没有多个管的左舷货舱20，并且示出了在其中定位有多个管40的右舷货舱18。实际上，左舷货舱20和右舷货舱18都将填充有管。运输船10的船体22围绕左舷货舱20和右舷货舱18。在实施例中，船体22结合有外侧竖直支撑构件26、顶部支撑构件28和底部支撑构件24。纵向舱壁16是运输船10结构的一部分，并且还结合有内侧支撑构件27。
顶部施力构件30(图3)间隔开，使得顶部施力构件30与侧支撑构件26对准，但不连接至侧支撑构件26。中心线舱壁16将左舷货舱20和右舷货舱18隔开，并且可结合有内侧支撑构件27。所示的施力构件30具有施力机构32，施力机构32是施力梁36与固定顶部支撑构件28之间的多个千斤顶34，固定顶部支撑构件28是运输船10的顶部甲板的一部分。可以设想产生所需力的其他装置，包括压缩弹簧，当压缩弹簧在甲板和施力构件之间被向下施力时，在甲板的安装期间产生所需力，从而产生所需的力以将所需的压力施加到管上。由施力机构32提供的力必须足够大，以防止管如前所述通常标记为40的运动。在此描述的本发明的实施例中，每个千斤顶34的力的近似范围在25吨和125吨之间。
参见图4A，示出了图3的部分的放大视图。多个管40包括空管42和充气管44。多个充气管44可由一层总是空的空管42包围。空管42在图中表示为“MT”，并且充气管44表示为“GAS”。空管42的目的是在施力机构32将空管42推向支撑构件24、支撑构件26、支撑构件27时，分散由施力机构32产生的负载。空管42将集中负载分散到气体容纳管44中，以避免气体装载管44的集中负载。还设想了分散负载的其他手段，诸如使用木杆或其他材料等。还可以设想，不需要负载扩散，因此充气管42可直接接触支撑构件24、支撑构件26、支撑构件27。
参见图4B，空管42中的一个，即低管46，被示出为稍微低于产生间隙的施力梁36。间隙可由管几何形状的小差异引起，诸如直径的差异、圆度以外或其他此类差异等。在应用施力机构30之前，可通过目测发现间隙。如果间隙在视觉上是明显的，垫片48可以在间隙中被驱动。如果间隙在视觉上不明显，则绷紧千斤顶34将确保在管40中的一个管中将发生一些伸展，并且负载将被均等地分担。图4B中还示出了固定顶部支撑构件28，优选地，固定顶部支撑构件28固定到侧支撑构件26上。在本实施例中，支撑构件26被集成到运输船10的船体22中。还设想了容纳这些间隙的其他优选手段，如以下所讨论的，诸如提供材料覆盖物(诸如轻质混凝土等)来容纳管中的任何间隙，或通过将楔件固定到施力梁上等，使得即使存在间隙，力也可以施加到管上。
参见图4C，可提供支撑结构60，用于在纵向方向上支撑施力梁36，以防止任何纵向负载迫使施力梁36错位。支撑臂62为沿纵向方向施力梁36提供支撑。在施力梁36已经被施力机构32的千斤顶34完全负载之后，支撑臂62被牢固地固定。固定支撑臂62的一种方式是通过施力梁36上的螺栓法兰64和固定到顶部支撑构件28上的相似的螺栓法兰66。
参见图5A和图5B，示出了一个通常用70表示用于用压缩气体填充每个容纳气体的管44的歧管系统。存在许多方式提供歧管系统，并且这些方法通常是已知的。图5A和图5B示出了使连接空间最大化的歧管系统70的一个实施例。优选地，多个管40中的每个管具有一个锥形端72和一个封闭端74。管44堆叠成使得每个相邻的接触排在组件的交替侧具有开放的锥形端72。例如，所有奇数排的锥形开口端72可堆叠成使得开口锥形端72向前，并且所有偶数排可堆叠成使得开口锥形端72向后。各排的气体容纳管44与歧管76连接。在此实施例中，该连接借助于螺栓法兰78实现。这种接合机构和其他接合机构是众所周知的，诸如焊接等。
横向和竖直设计压力
参见图6，在实施例中，管40的外径(OD)是16英寸，具有0.525英寸的壁厚。由3600psi的操作压力引起的环向拉伸应力为53ksi。除了此应力之外，还存在由限制压力和运输船10的运动引起的膜和轴向应力。膜和轴向应力根据管40是在堆叠的管40的顶部还是底部而变化。
管40以嵌套的方式堆叠在彼此的顶部上。在一排中的管40的相邻管之间可以提供6mm的有意的最小空间(例如，参见图7)。相邻管40之间的空间避免了管40的挤塞。没有挤塞的可能性，管40表现为类似于“片簧”的方式并且与挤塞状态下的管40相比竖直刚度相对较软。在竖直刚度中保持相对柔软度提供了以下优点：在底部支撑构件24、外部支撑构件26、内部支撑构件27和顶部支撑构件28的限制主梁中(在气体膨胀下)不引起任何可塑性，这可能引起限制压力或顶起压力的损失。
竖直方向上的压力以此产生来自外部支撑构件26和内部支撑构件28的侧部竖直梁的反作用横向压力。
在示例中，位于底部(即，图6的邻近位置B)的多个管40中的管经受最大的膜应力。地板的底部支撑构件24处具有31.3T/m2的最大压力。在示例中，底部支撑构件24的底部横梁间隔4米；因此，底部横梁102(见图13)将具有125.2吨/米行程的UDL。气体管40在四个负载点处经受压力，如图8的位置B中所示。
在此示例中，最大压力31.3T/m2由以下表1中指出的以下组分组成。
表1
Figure BDA0003197069950000101
Figure BDA0003197069950000111
表1的列之间的关系的解释如下。例如，通过千斤顶34向管40施加10t/m2的限制压力或顶起压力。10t/m2限制压力导致管40中的单个管的负载为4t/m，或者0.4米乘10t/m2(管直径乘以压力)。4t/m为0.22千磅/英寸(kips/inch)，其被解析为两个向量饱和负载点80，每个向量饱和负载点具有0.22/2/Cos30度或每英寸0.13kips的值，如第2列中。每英寸0.13kips的这四个向量产生围绕管40的壁对称地变化的弯矩。使用本领域已知的标准教科书公式计算力矩、挠曲和膜应力。
限制压力或顶起压力(10t/m2)
限制压力或顶起压力竖直地起作用。限制压力从顶部施加并且同等地从运输船10的底部反应。限制压力或顶起压力作为永久负载状态施加。当管40未挤塞时，产生的横向压力约为限制压力或顶起压力的1/3。此种关系发生于所有压力，并且在图6中可以看出，在位置C(6.8T/m2)和位置D(10.4T/m2)处的压力是位置A(20.5T/m2)和位置B(31/3T/m2)的压力的大约1/3。
仍然参见图6，顶部支撑构件28的顶部横主梁和底部支撑构件24的底部横主梁102可见类似的设计负载。顶部可见20.5t/m2(82t/m运转)的向上压力，并且底部横梁102可见比约10t/m2(总计85t/m运转)的外侧头部约小31.3t/m2。这些各自产生具有最大约30ksi的合成应力的约10,000千磅-英尺的设计力矩。由于EH36钢的产率是51ksi，这仍然很好地在主梁的弹性能力之内。主梁的极限状态或塑性容量估计为约20,000千磅-英尺。假定加筋腹板为2000乘20，所施加的剪切力约为1200千磅，极限剪切阻力约为2100千磅。在满负载下横主梁102的中间跨度中的弹性偏转约为6mm。在10t/m2的顶起压力下，顶部支撑构件28的顶部主梁将在其中间跨度中向上偏转约3mm左右。
气压效应(8.4t/m2)
当用气体将多个管40中的充气管44加压到3600磅每平方英寸(psi)时，管44的圆周根据物理学的二维应力系统(泊松比为0.3)而伸长。在上述示例的管44中，此伸长导致管44的直径增加0.6mm。在一排管44(例如，30个充气管40)中，每个管44的直径的单独增加，一排能够总计增加约20mm。如果充气管44被多于六个或少于六个的相等的力向量挤塞，由于充气管44不能变形，所以整个膨胀是不能阻挡的。底部支撑构件24的主梁100、主梁102(图13)、外侧支撑构件26的主梁、内侧支撑构件27的主梁以及顶部支撑构件28的主梁将产生膨胀量，这将导致一些可塑性。主梁将不会失效，因为该作用是自限制的，但是由限制压力而引起的充气管44的预应力将减小。
当管44未被挤塞时，即在排内具有水平间隙时，管44的膨胀不能引起任何超过梁中的微小变形(例如，2mm)的变形，这很好地在梁的弹性变形内。假设主梁是完全刚性的，导致未挤塞的或“片簧”管40将仅能够以8.4t/m2的压力向上和向下推动。这是保守数字，因为在主梁中将会有一些伸展，这松弛了该数。在管40的构造的中心，松弛将为约2t/m2。在梁支撑件处的松弛将更小。因此，保守地假设主梁不屈服。
现在参见图7，可以观察到力向量排列成一系列力三角形。这些力三角形从侧壁26、侧壁27找到反作用，并且实际上全部都不去往底部。与侧壁26、侧壁27相交的向量(从顶部和底部)导致竖直压力的0.33倍的侧向压力(即，(Sin30/Cos30)2＝0.33)。当在同一排的管40之间设置7mm的间隙时，压力稍微上升至0.35。
现在参见图8，可以看出，单位向量在底部(即，邻近位置B)比在顶部约大50％。单位向量表示31.3t/m2的压力相对于顶部的20.5t/m2的压力。还要注意，优选地，管40的所有周向焊缝在接触点区域中被磨得平滑。因此，焊缝将不会引起局部屈服。此外，应当注意，在该示例中，虽然31.3t/m2对于货舱18、货舱20的中心是现实的(就像顶部的20.5t/m2)，这些最大压力朝向侧壁26、侧壁27稍微减小，由于一些向量是将侧支撑构件26、侧支撑构件27的竖直主梁置于小程度的压缩中。在非常大的谷物料仓中可以看到类似的效应，其中料仓的底部由于压力向侧面弯曲而看到相对小的压力。简单地注意到此效应来确保在横梁的宽度上使用全压力是保守的。
疲劳评估：
现在参见图9，美国运输局(ABS)在其指导方针中指出，当用基于平均失效线以下3个标准偏差(而不是更正常的行业标准2)的适当S-N曲线评估设计寿命时使时使用系数10。
在管40的主体中可以使用两种类型的焊缝，即，用于长焊缝的电阻焊接(ERW)和周向接合焊缝的。
ERW焊缝介于在B级焊缝和C级焊缝之间，但不低于C级焊缝。周向焊缝介于E级焊缝与F级焊缝之间，但不低于F级焊缝。
循环次数与应力范围之间的关系可以用以下方程表示：
Log(N)＝Log(C)–cδ–m Log(Fsr)
其中：
N＝在应力范围Fsr下失效的周期的预测次数
C＝与焊缝的平均S-N曲线相关的常数。
m＝平均S-N曲线的逆斜率。
c＝低于平均值的标准偏差的次数
δ＝Log(N)的标准偏差
对于ERW焊缝，从200psi到3600psi产生的应力范围是345n/mm2(50ksi)。对于周向焊缝，应力范围是该值的一半或173n/mm2(25ksi)。必须将5ksi的膜应力范围与到如图9所示的50ksi相加，以得到55ksi或380n/mm2的最大拉伸范围。
将数值插入方程式产生以下每种焊缝类型的失效循环次数
ERW焊缝
B级：Log10(N)＝15.370-3×0.182–4.0Log(380)＝4.505
由此N等于104.505＝32,000个循环
C级：Log10(N)＝14.034-3×0.204–3.5Log(380)＝4.393
由此N等于104.393＝24,700个循环
假设每周一个循环，气体管经历的最大循环次数在30年的时间段内为大约为1600。这个数字的10倍是16,000并且这小于使用3个标准偏差建立的24,700的最小值。因此，它以良好的裕度满足美国运输局要求。
圆周焊缝
E级：Log10(N)＝12.517-3×0.251–3.0Log(173)＝5.05
由此N等于105.05＝110,000个循环
F级：Log10(N)＝12.237-3×0.218–3.0Log(173)＝4.87
由此N等于104.87＝74,000个循环
基本上，周向焊缝是纵向ERW焊缝的容量的大约三倍。
图10是在限制压力和重力、气体压力以及比运输船10的船体22的温度高60°F的管块40的温差下，在位置B(参见例如图6)处发生的管变形的放大视图。重力和限制压力引起0.7mm的竖直径向变形90。因为气体压力和温度不能将其推回，竖直径向变形90保持在0.7mm。相反，管40在如图所示的水平轴线上延伸。在一排内的相邻管40之间有意引入的一定的空间具有主要意义。另外，在一排内的相邻管40之间引入一定的空间使得构造更容易，因为在货舱18、货舱20的壁与竖直主梁之间的确切构造尺寸可能存在相对大的公差。横向压力系数从1(挤塞状态)降低到0.35也是显著的。
仍参见图10，扭曲管的竖直收缩是0.7mm，而水平膨胀92是1.3mm。因为管40在气体压力下不能向上膨胀并且采取最小阻力的路径，以及因为管40无法通过挤塞或反作用力来防止移动而侧向膨胀(因为存在间隙)，因此竖直收缩90小于水平膨胀92。
管重量(9.3t/m2)
管重量是管40的总重量除以货舱(即，右舷货舱18或左舷货舱20)的底面积。
气体重量(1.5t/m2)
气体重量类似于管重量的计算。
气体温度效应或20％g向上加速度(2.1t/m2)。温度效应由管处于比轮船的外包钢更高的温度导致，从而由于轮船结构不允许管膨胀而导致应力增加。向上加速是由海浪引起的轮船运动(诸如俯仰和起伏等)的结果。
如果存在管40的整个负载的管材(例如，钢)比运输船10的材料(例如钢)的所有外包材料高60°F的情况，则管40的材料(例如钢)将以类似于气体压力效应的方式向外施加压力。这将是非常罕见的情况，并且可能仅在负载之后的非常短暂的时间段内发生。因此，它被认为对于在海上暴风雨期间将发生的任何加速度是不累加的。压力值等于在运输船10的底部的力的20％g(向上作用)。
参见图11，在管40的挤塞状态下，所有最大应力都减小到未挤塞的等效应力的40％。例如，31.3t/m2的压力在未挤塞条件下将引起15ksi的应力，在挤塞条件下将仅在管40中引起6ksi的膜应力。这赋予管40一些小的益处，但是底部支撑构件24、外部支撑构件26、内部支撑构件27和顶部支撑构件28的限制主梁将在它们的端部支撑点处经历小程度的塑性。当从管40去除气体时，顶起压力或限制压力存在小的损失，这可能随着时间而恶化。
当千斤顶34第一次被拧紧至10t/m2时，管40的压力测试被执行为操作压力的1.25倍或4500psi。此初始状态还将导致局部填充发生在管40可能还没有进行钢对钢接触的区域中。在压力测试之后，将检查甲板(即，固定顶部支撑构件28)的向上偏转以及千斤顶34的负载。如果千斤顶34的负载已从10t/m2下降(因为它们几乎肯定会完成)，则千斤顶34将被重新收紧并锁定。从管40到前导管106到横主梁102，连锁中的每个单个元件的响应都在弹性区域中。因此，在随后的重复循环中限制压力应该为零损失。
当气体管44被压力测试时，夹紧机构附接至测试管。在接触点处诱导力以反映堆叠底部的状态(位置B)。初始限制力等于19.3t/m2，使向量匹配29.2t/m2的差异在加压期间自诱导(参见图9)。完整的30.3t/m2被诱导，是由于这个力的量是由于罕见的事件并且将不会在每周循环过程中发生。
参见图12，可以在交叉点处(即，在管40横穿横主梁102的地方)的前导管或分裂管106中引入凹陷108。优选地，前导管或分裂管106是与管40尺寸相等的管的1/3区段，该管区段被放置成凸起侧朝上。气体管44与支撑件100、支撑件102之间在交叉点处没有接触。在分裂管106中增加凹陷108是附加的减轻措施，并且将消除任何局部应力集中的可能性。如果在此区域中发生周向焊接，则它将不会减小间隙，因为焊缝将作为整体方法的一部分被磨得平滑。
现在参见图13-图17，底部支撑构件24可以由纵向主梁100和横主梁102构成。设置地板104。一排前导管106位于地板104上。
参见图14-图16，通过将1/3前导管106焊接至6mm的板104而引入并保持在一排中的相邻管40之间的约7mm的间隙，该板104又焊接至纵向加强件100。组合的效应导致2100in4/407mm的刚度。注意，优选地，1/3前导管106的材质、厚度与管40相同。
在一排管40之间的7mm的间隙允许管40以横向方式膨胀。这使得管组40“更软”。管40在未挤塞状态下的竖直弹性模量约为0.1GPa。处于挤塞状态的管40将具有约5.5GPa模量的约55倍的刚度。为了比较，橡胶具有大约0.1GPa的模量并且在未挤塞状态下类似于管道40。处于挤塞状态的管40将具有类似于实木的模量。参见图17，我们看到负载分布在横梁102的支撑件处仅略微更大。这是因为管40在未挤塞状态下的相对柔软。为了帮助理解为什么变形平衡方程导致这种小差异，有用的是想象12米厚的管40的堆叠由实心橡胶块代替。现在想象通过加强件前导管系统(2100in4每16英寸宽度)压缩此橡胶块。容易看到该响应在本质上将是实质上均匀的。在最大压力下，加强件在中心处相对于其支撑件(甚至在端部跨度处)偏转小于1mm，并且管块的相对软的硬度给出上述集中，其为约5％(33t/m2/31.3t/m2)。
图17示出了在没有支撑加强件仅使用1/3前导管106的情况下，集中上升到约50t/m2。
如果管40被挤塞在一起，“橡胶”类比将必须被“木材”代替，并且负载集中将在支撑件处显著地增加。因此，膨胀间隙或空间的引入也在此区域中增加了益处，即，在气体膨胀期间不引起横主梁中的扭转，为了所有实际目的，消除了负载集中效应。
如果将以上讨论的所有不同效应加在一起，结果是16ksi(15.8ksi)的膜最大应力。膜最大应力将仅在管40中在最低排处、在水平轴线的尖端处以及在底部横主梁102的交叉的区域中发生。优选地，前导管106在该区域中变薄以产生凹陷108以进一步减轻任何可能的问题。薄化尺寸最小，例如大约几毫米。因此，可能的绝对最大应力为53ksi加16ksi，其包括总计69ksi的压力集中因子(参见图17)。这可以与美国专利第9,759,379号中描述的Coselle管形成对比，Coselle管(其内容通过引用并入本文)成功地通过了65,000个循环而没有失效，并且在缠绕过程中被增塑到第一屈服应变的七倍。由于椭圆度效应，Coselle管随后在每个循环期间经历约80ksi的总应力范围。在本发明中用于管40的直区段的每个循环期间的应力范围是50ksi箍加上5ksi膜等于55ksi。因此，管40的直区段可以满足三标准偏差测试，而Coselle管不能满足。
现在参见图18，由于其非常高的相对刚度和模量(三倍于管刚度)，组合的前导管加强件经受非常低水平的应力。由于每周循环引起的应力范围在图18中的位置A处仅为约5ksi。
确保所有管通过限制压力或顶起压力被均匀地按压是可取的，即使所有管40可能不是齐平的。例如，施力梁36和管40的顶层之间的空间可以用诸如混凝土等的平整材料填充。另一种确保管被均匀地按压的方式是在紧固到顶部梁36上的管40之间安装楔件。
现在参见图19，示出的是当管40被堆叠成34个管高并且30个管宽时，超过多个管40的顶部的高度差的概率的图形表示。由于在制造过程中的不准确性，管顶部高度的非常小的差异的概率接近100％的概率。如参见此图表可见，在管顶部高度上超过20mm差异的50％概率以每个管3mm误差存在，这被认为是最可能的。据估计，如果确定管是每管4mm的误差，则50％的概率在管顶部高度上超过28mm的差异，这被认为是不太可能的保守估计。总之，据估计只有1％的机会将超过管顶部高度的约30mm差异。
现在参见图20，示出了位于右舷货舱18中的多个管40。施力构件30定位在多个管40上方。在最上面的一排管40的顶部上可以看到多个负载均衡器100。在实施例中，负载均衡器100是压力楔件102。压力楔件102具有力构件接合侧104、第一管接合侧106和第二管接合侧108。优选地，压力楔件102具有与管的尺寸相关的尺寸，其方式为：楔件102的尺寸必须被确定成使得当在两个相邻管之间被按压时，楔件102的两个表面将接触相邻管中每一个。存在本领域技术人员容易确定的将满足该要求的尺寸范围。在示例中，楔件102从远离压力楔件102的力接合侧104延伸大约为管直径的1/3的距离。在实施例中，压力楔件102由大约250吨钢构成。压力楔件102是自调平的，并且自由地左右移动。优选地，压力楔件102由钢制造并且在设计负荷下可变形。
参见图21，示出了定位成使得力构件接合侧104与力构件30接合的压力楔件102。第一管接合侧106与管40中的一个接触，并且第二管接合表面108与管40中的第二个接触。图21示出了一种状态，其中每个管40是平整的并且压力楔件102被定位在它们之间。
现在参见图22，压力楔件102被示出在两个管40之间，其中每个管40彼此不平齐。如从图22可见，右管40示出为比左管40高约25mm。因此，在未负载状态中，即在顶起力构件30之前，压力楔件102示出为向左移位。
现在参见图23，示出了在10吨每平方米(10吨/平方米)的顶起压力下通过施力构件30而变形的压力楔件102。如从图23可见，第一压力接合侧106和第二压力接合侧108通过顶起压力而变形。
如图24所示，示出了压力楔件102的放大视图，比较了如图22所示的未负载状态下的未负载压楔件102a与如图23所示的变形或负载压楔102b的配置。如图24所示，与未负载的压力楔件102a的施力构件接合表面104a相比，负载的压力楔件102b的施力构件接合表面104b在受到来自施力构件30的顶起压力之后较低。
现在参见图25，示出了负载均衡器100的第二实施例。在第二实施例中，负载均衡器100是可流动材料120。可流动材料120可以是混凝土浆溶液。可流动材料120的其他示例包括在一定量的时间之后固化的凝胶。在优选实施例中，阻塞件122定位在管40的相邻管之间。阻塞件122可以是用于防止可流动材料120从管40的相邻管之间泄漏的纵向角构件124。如图25中可见，可流动材料120通过补偿管40的相邻管的高度差而用作负载均衡器100。
尽管在本文中示出并讨论了单独的实施例，但是应当理解，具体实施例的组件可以与本文中讨论的其他实施例组合。例如，在申请人的六辊实施例中示出和讨论的元件可以配置在申请人的四辊或单辊实施例中。类似地，申请人的两级部件可以与轮毂、辊类型、辊数量、管或无管、或在此披露的其他部件的任何组合一起使用。
尽管在此已经描述了具体实施例，但应了解的是，本发明不限于此并且可以在本发明的范围内对其进行许多修改和添加。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用独立权利要求的特征进行下面的从属权利要求的特征的各种组合。
因此，清楚的是，根据本发明提供了一种用于平滑颗粒介质(诸如高尔夫球场沙坑的沙子等)的辊组件，该辊组件完全满足了以上阐述的目的、目标和优点。虽然已经结合特定实施例(包括这些实施例的组件的可互换性)描述了本发明，但是很明显，许多替代、修改和变化对于本领域技术人员而言并且根据前面的描述将是显而易见的。因此，旨在涵盖落在所附权利要求书的思想内的所有此类替代、修改和变化。
因此，本发明很好地适于实现目的，并且获得以上提及的目的和优点以及其中固有的那些目的和优点。虽然出于本披露的目的已经描述了目前优选的实施例，但许多变化和修改对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。此类变化和修改包含在由权利要求限定的本发明的思想内。

Claims (52)

1.一种用于运输流体的组件，包括：
货舱，所述货舱在运输船中或在运输船上，所述货舱包括底部支撑件、第一侧支撑件和第二侧支撑件，所述第一侧支撑件在所述底部支撑件的第一侧上，所述第二侧支撑件在所述底部支撑件的第二侧上；
多个管，容纳在所述货舱中的所述多个管用于流体密闭，其中所述多个管堆叠成多排，其中相邻管在相邻排之间具有两个接触点，并且其中同一排中的相邻管彼此间隔开一定的空间；
施力构件，所述施力构件位于所述多个管的上方；
施力机构，所述施力机构用于利用所述施力构件向所述多个管施加足够的压缩力，使得所述管之间的摩擦将阻止由所述运输船的运动、或由所述运输船的挠曲、或由温差或压差引起的应变而引起的所述管的任何显著的相对运动；以及
流体管线系统，所述流体管线系统连接至所述多个管，以用于将流体填充和卸载至所述管。
2.根据权利要求1所述的组件，进一步包括：
多个间隔件，所述多个间隔件与用于支撑所述多个管的所述底部支撑件相邻，所述间隔件用于在所述多个管的同一排所述管中的相邻管之间产生所述间隙。
3.根据权利要求2所述的组件，其中：
所述多个间隔件是与用于支撑所述多个管的所述底部支撑件相邻的多个拱形件，所述拱形件被定向成凸起侧朝上，所述拱形件用于在所述多个管中的所述管中的相邻管之间产生所述间隙。
4.根据权利要求3所述的组件，其中，所述分裂管是与所述多个管中的管具有相同尺寸的管的1/3区段。
5.根据权利要求1所述的组件，其中，所述管由钢制成。
6.根据权利要求1所述的组件，其中，所述流体密闭管被具有大致与所述流体密闭管的外径相同的多个空管或半管包围。
7.根据权利要求1所述的组件，其中，所述施力机构是在压载梁与货舱的顶部固定甲板之间的多个千斤顶。
8.根据权利要求1所述的组件，其中，摩擦元件放置在所述管之间，所述摩擦元件能够是粗糙化的管表面或以其他方式制备的管表面以使所述管之间的摩擦最大化。
9.根据权利要求1所述的组件，其中所述货舱中的空间填充有惰性气体。
10.根据权利要求1所述的组件，其中，所述施力机构包括紧固机构以允许在施加所述第一力来适应所述多个管中的沉降之后将所述上施力构件向下压在所述多个管上。
11.根据权利要求1所述的组件，其中：
负载均衡器位于所述施力构件的下方，所述负载均衡器与所述施力构件和所述多个管中的至少两个管接合，以用于将所述压缩力分散到所述多个管中的所述至少两个管上。
12.根据权利要求11所述的组件，其中：
所述负载均衡器是压力楔件，所述压力楔件具有施力构件接合侧、第一管接合侧和第二管接合侧。
13.根据权利要求11所述的组件，其中，所述负载均衡器是可流动材料。
14.根据权利要求13所述的组件，其中，所述可流动材料是混凝土浆溶液。
15.一种在承载在船上或船中的多个堆叠的管中运输气体的方法，包括以下步骤：
将多个管定位在船的货舱中；
在所述多个堆叠的管的同一排中的相邻管之间保持空间；
将所述管强力地压在一起，使得船的包括船本身的挠曲在内的任何运动，不会引起所述管本身之间或所述管与所述船之间的相对运动。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述保持步骤包括将所述多个管堆叠在多个间隔件上，用于在所述管的同一排所述管中的相邻管之间产生间隙。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述堆叠所述多个管的步骤包括将所述多个管堆叠在多个分裂管上，所述分裂管被定向成凸起侧朝上。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述分裂管是与所述多个管中的管具有相同尺寸的管的1/3区段。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述船是驳船。
20.根据权利要求15所述的方法，其中，所述船是轮船。
21.根据权利要求15所述的方法，其中，所述管是压力容器。
22.根据权利要求15所述的方法，其中，所述管携带压缩气体。
23.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
将负载均衡器放置在所述多个管的上方。
24.根据权利要求15所述的方法，其中，所述放置所述负载均衡器的步骤包括在所述多个堆叠的管的顶排上的相邻管之间放置至少一个楔件。
25.根据权利要求15所述的方法，其中，所述放置负载均衡器的步骤包括使可流动材料流动以覆盖所述多个堆叠的管的顶排管的至少一部分。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述可流动材料是混凝土浆溶液。
27.一种流体运输组件，包括：
底部支撑件，所述底部支撑件具有第一侧和第二侧；
第一侧支撑件，所述第一侧支撑件与所述底部支撑件的第一侧相邻；
第二侧支撑件，所述第二侧支撑件与所述底部支撑件的第二侧相邻；
其中，所述第一侧支撑件、所述底部支撑件以及所述第二侧支撑件限定管接收区域；
成排的间隔件，所述成排的间隔件与所述底部支撑件相邻；
多个管，所述多个管在所述管接收区域中的所述第一侧支撑件和所述第二侧支撑件之间堆叠成多排，所述多个管限定上侧、下侧、第一侧和第二侧，所述下侧由所述成排的间隔件支撑；
顶部支撑件，所述顶部支撑件在所述管接收区域上方；
其中所述多个管中的所述相邻管在相邻排之间具有两个接触点，并且其中同一排中的相邻管彼此通过空间间隔开；
施力构件，所述施力构件与所述多个管的所述侧的其中一侧相邻，所述施力构件用于强制地向所述多个管施加压力，以用于向所述多个管施加压缩力，从而增加所述多个管中的相邻管之间和所述多个管中的管与相邻结构之间的静摩擦，所述相邻结构选自所述底部支撑件、所述第一侧支撑件、所述第二侧支撑件以及所述顶部支撑件。
28.根据权利要求27所述的组件，其中：
所述成排的间隔件是与用于支撑所述多个管的所述底部支撑件相邻的多个拱形件，所述拱形件被定向成凸起侧朝上，所述拱形件用于在所述多个管中的所述管的相邻管之间产生所述间隙。
29.根据权利要求28所述的组件，其中，所述拱形件是与所述多个管中的管具有相同尺寸的管的1/3区段。
30.根据权利要求27所述的流体运输组件，进一步包括：
施力机构，其用于在施力方向上将力施加到所述施力构件；并且
进一步包括支撑结构，其用于在垂直于所述施力方向的方向上提供约束。
31.根据权利要求27所述的流体运输组件，进一步包括：
应力扩散结构，其用于扩散由所述施力机构施加的压缩力产生的集中应力。
32.根据权利要求31所述的流体运输组件，其中，所述应力扩散结构是位于所述施力机构与所述多个管之间的空管层。
33.根据权利要求31所述的流体运输组件，其中，所述应力扩散结构是围绕所述多个管的空管层。
34.根据权利要求27所述的流体运输组件，进一步包括用于将所述多个管中的每一个管连接至填充机构或排空机构的装置。
35.根据权利要求27所述的流体运输组件，其中：
所述多个管限定管的外层和管的内部分组；并且
其中，所述管的外层用于保持空置并且用于分散由施力机构产生的负载。
36.一种用于运输流体的组件，包括：
货舱，所述货舱在运输船上或在运输船中，所述货舱包括底部支撑件、第一侧支撑件和第二侧支撑件，所述底部支撑件具有第一侧和第二侧，所述第一侧支撑件在所述底部支撑件的第一侧上，并且所述第二侧支撑件在所述底部支撑件的第二侧上；
多个管，容纳在所述货舱中的所述多个管用于流体密闭，其中所述多个管堆叠成多排，其中所述多个管中的相邻管在所述多排中的相邻排之间具有两个接触点；
施力构件，所述施力构件位于所述多个管的上方；
施力机构，所述施力机构用于经由所述施力构件向所述多个管施加压缩力，所述压缩力是足够的，使得所述多个管中的管之间的摩擦防止所述多个管中的管的任何显著的相对运动；
负载均衡器，所述负载均衡器位于所述施力构件下方，所述负载均衡器与所述施力构件和所述多个管中的至少两个管接合，以用于将所述压缩力分散到所述多个管中的所述至少两个管上；
流体管线系统，所述流体管线系统连接至所述多个管中的所述管，以用于将流体填充和卸载至所述管。
37.根据权利要求36所述的组件，其中：
所述负载均衡器是压力楔件，所述压力楔件具有施力构件接合侧、第一管接合侧和第二管接合侧。
38.根据权利要求37所述的组件，其中：
所述压力楔件在设计负荷下是可变形的。
39.根据权利要求36所述的组件，其中，所述负载均衡器是可流动材料。
40.根据权利要求39所述的组件，其中，所述可流动材料是混凝土浆溶液。
41.根据权利要求36所述的组件，其中，所述多个管中的所述管由钢组成。
42.根据权利要求36所述的组件，其中：
同一排中的所述相邻管通过空间彼此间隔开。
43.根据权利要求42所述的组件，进一步包括：
多个间隔件，所述间隔件与用于支撑所述多个管的所述底部支撑件相邻，所述间隔件用于在所述多个管的同一排所述管中的相邻管之间产生所述空间。
44.根据权利要求36所述的组件，其中：
所述运输船包括顶部固定甲板；
所述施力机构包括在所述施力构件与所述顶部固定甲板之间的多个千斤顶。
45.根据权利要求36所述的组件，其中：
所述施力机构包括紧固机构，所述紧固机构用于允许在施加第一力以适应所述多个管中的管的沉降之后将所述施力构件压到所述多个管上。
46.一种在承载在船上或船中的多个堆叠的管中运输气体的方法，包括以下步骤：
将所述多个堆叠的管定位在所述船的货舱中；
将负载均衡器放置在所述多个堆叠的管的上方；
将所述多个堆叠的管中的所述管强力地压在一起，使得所述船的包括所述船本身的挠曲在内的任何运动，大致消除所述多个堆叠的管中的所述管之间或所述管与所述船之间的相对运动。
47.根据权利要求46所述的方法，其中，所述放置所述负载均衡器的步骤包括在所述多个堆叠的管的顶排上的相邻管之间放置至少一个楔件。
48.根据权利要求47所述的方法，其中，所述放置至少一个楔件的步骤包括将所述楔件的尖端定位在相邻管之间，并将所述楔件的平整表面定位成与施力构件相邻。
49.根据权利要求46所述的方法，其中，所述放置负载均衡器的步骤包括使可流动材料流动以覆盖所述多个堆叠的管的顶排管的至少一部分。
50.根据权利要求49所述的方法，其中，所述可流动材料是混凝土浆溶液。
51.根据权利要求46所述的方法，进一步包括以下步骤：
在所述多个堆叠的管的同一排中相邻管之间保持空间。
52.根据权利要求51所述的方法，其中，所述保持步骤包括将所述多个管堆叠在多个间隔件上，以用于在所述管的同一排所述管中的相邻管之间产生间隙。
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