CN114423986B - 密封且热绝缘的罐、系统、船舶及其装载或卸载的方法 - Google Patents

密封且热绝缘的罐、系统、船舶及其装载或卸载的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于对液化气体进行储存的密封且热绝缘的罐(1)，罐(1)包括：多个壁，多个壁限定出用于对液化气体进行储存的内部空间(3)，多个壁包括顶部壁(10)；收集管路(2)，收集管路用于提取处于气相的液化气体，收集管路向下突出超过顶部壁(10)达高度h；以及至少一个第一管道(22)，第一管道用于将处于气相的液化气体从罐(1)的内部空间(3)朝向收集管路(2)输送，第一管道(22)还包括转向部段(25)，转向部段在收集管路(2)的底端部(15)下方穿过，以将第一管道(22)的第一端部(23)与第二端部(24)连接。另外，还涉及用于运输流体的船舶、用于传输流体的系统及用于对船舶进行装载或卸载的方法。

Description

密封且热绝缘的罐、系统、船舶及其装载或卸载的方法
技术领域
本发明涉及用于对液化气体进行储存和/或运输的密封且热绝缘的罐的领域，比如用于对例如温度在-50℃至0℃之间的液化石油气(也称为LPG)进行运输或者用于对在大气压力下大约-162℃的液化天然气(LNG)进行运输的罐。
这些罐可以被安装在陆上或浮式结构上。在浮式结构的情况下，罐可以用于运输液化气体或用于接纳用作燃料以推动浮式结构的液化气体。
背景技术
文件WO 2013093261公开了一种用于对处于液气平衡状态的液化气体进行储存的密封且热绝缘的罐。由于罐的内侧与外侧之间的热传导现象，因此储存在罐中的液化气体会吸收热，这会引起液化气体的蒸发。因此，罐配备有收集管路，该收集管路穿过罐的壁并且用于从罐的填充有气体的顶板来提取蒸气。收集管路通向罐的内部空间，以在罐的内部空间与布置在罐的外部的蒸气收集器之间限定出通道，并且该蒸气收集器例如联接至脱气桅杆。收集管路经由校准过的安全阀被连接至蒸气收集器，以在罐的填充有气体的顶板中的蒸气压力超过阈值压力时，确保气体以气相从罐排出。这使得能够控制罐内的压力以避免超压可能会将罐损坏。
密封罐的壁具有多层结构，即，从罐的外侧到内侧依次包括：次级热绝缘屏障、次级密封膜、初级热绝缘屏障、以及初级密封膜。为了确保初级密封膜围绕收集管路的连续性，该收集管路经由环箍被紧密地连结至初级密封膜，该环箍具有L形状的部段，并且该环箍在罐的内部空间内突出。因此，收集管路的底端部在罐的内部空间中突出超过初级密封膜。
出于安全原因，重要的是确保在罐被填充至该罐的最大水平时，罐的填充有气体的顶板保持与收集管路的内部的连接。现在，为了避免收集管路的底端部被浸渍在液相的液化气体中，因而防止存在于罐的内部空间的顶部部分中的气相无法被收集管路抽取，可能会将罐的最大填充水平降低，而这并非是完全令人满意的。
这种缺点在为了使在初级密封膜与收集管路之间的连结部上具有更大的挠性而环箍的高度较大的情况下、以及/或者在罐的内部空间具有较低的高度的情况下也是特别重要的。
发明内容
本发明所基于的一个想法是提出一种配备有收集管路的罐，该收集管路用于从罐的填充有气体的顶板上收集蒸气，并且该收集管路穿过罐的顶板壁，并且在允许经由所述收集管路从填充有气体的顶板提取蒸气的同时能够吸收最佳量的液化气体，而不管与所述蒸气收集管路在罐的内部空间内的突出的部分的竖向尺寸如何均是如此。
根据一个实施方式，本发明提供了一种用于对液化气体进行储存的密封且热绝缘的罐，所述罐包括：
-多个壁，所述多个壁限定出用于对液化气体进行储存的内部空间，所述多个壁包括顶部壁；以及
-收集管路，该收集管路用于从罐的内部空间提取处于气相的液化气体，所述收集管路穿过顶部壁并且包括通向内部空间的底端部，并且该底端部向下突出超过顶部壁达高度h；以及
-至少一个第一管道，第一管道用于将处于气相的液化气体从罐的内部空间输送至收集管路，所述第一管道包括第一端部和第二端部，该第一端部位于罐的内部空间中且位于收集管路的外部，并且该第一端部在大于h的高度h1处通向所述内部空间，第二端部在大于h的高度h2处通向收集管路的内部，第一管道包括转向部段，该转向部段在收集管路的底端部下方延伸，以将第一管道的第一端部与第二端部联接。
因此，第一管道确保了填充有气体的顶板与收集管路的内部空间之间的流体连接，即使在收集管路的底端部被浸渍在液相的液化气体中的情况下也是如此。
根据实施方式，这种罐可以包括以下特征中的一个或更多个特征。
根据一个实施方式，转向部段具有U形形状。
根据一个实施方式，高度h低于最大装载水平hmax。因此，该管道使得可以将罐填充至收集管路的底端部上方，同时允许在超压的情况下从填充有气体的顶板上提取蒸气。
根据一个实施方式，高度h1高于最大装载水平hmax。
根据一个实施方式，高度h2高于最大装载水平hmax。
根据一个实施方式，收集管路被连接至安全阀，该安全阀构造成在收集管路的内部空间的压力高于阈值压力Ps时从收集管路抽取处于气相的液化气体。
根据一个实施方式，阈值压力Ps满足以下不等式：
Figure GDA0004223811190000031
其中：
min：(h2-h3)与l中的最小值。
根据一个实施方式，阈值压力Ps满足以下不等式：
Figure GDA0004223811190000032
其中：
Pdesign：对于已经被定尺寸的罐而言的最大设计压力；
Figure GDA0004223811190000041
用于待储存在罐中的液化气体的密度；
g：地球重力的常规加速度；
h2：管道的第二端部的高度；以及
h3：管道的最低点的高度。
根据一个实施方式，阈值压力Ps还满足以下不等式：
Figure GDA0004223811190000042
其中，k位于100Pa至1000Pa之间。
根据另一个实施方式，阈值压力Ps满足以下不等式：
Figure GDA0004223811190000043
其中：
Pdesign：对于已经被定尺寸的罐而言的最大设计压力；
Figure GDA0004223811190000045
用于待储存在罐中的液化气体的密度；
g：地球重力的常规加速度；以及
l：在罐中被装载有达到最大装载水平hmax的液化气体时，第一管道的将被液化气体填充的长度。
根据一个实施方式，阈值压力Ps还满足以下不等式：
Figure GDA0004223811190000044
其中，k位于100Pa至1000Pa之间。
根据一个实施方式，顶部壁包括初级密封膜，该初级密封膜用于与储存在罐中的液化气体接触，该初级密封膜具有朝向罐的内部突出的波纹部，并且收集管路在内部空间内突出超过初级密封膜的波纹部。
根据一个实施方式，收集管路在内部空间内突出超过顶部壁的竖向距离大于80mm、优选地大于100mm、例如为大约150mm。
根据一个实施方式，罐包括用于对罐进行装载和/或卸载的一个或更多个管道，所述一个或更多个管道在收集管路内延伸。因此，收集管路同时形成了气体穹顶结构和液体穹顶结构，从而使得能够简化罐的结构并且降低罐的成本。
根据一个实施方式，顶部壁包括至少一个初级热绝缘屏障和固定至初级热绝缘屏障的初级密封膜，该顶部壁包括金属锚固板，该金属锚固板被固定到初级热绝缘屏障上，并且初级密封膜的金属片被紧密地焊接至该金属锚固板，第一管道被锚固在锚固区域中，该锚固区域形成在金属锚固板中的一个金属锚固板上、或者形成在初级密封膜的锚固至金属锚固板中的一个金属锚固板的部分上。这能够防止初级密封膜被撕开。
根据一个实施方式，罐包括第二管道，该第二管道用于将处于气相的液化气体从罐的内部空间输送至收集管路，所述第二管道包括第一端部和第二端部，该第一端部位于罐的内部空间中且位于收集管路的外部，并且该第一端部在大于h的高度h’1处通向所述内部空间，该第二端部在大于h的高度h’2处通向收集管路的内部。
根据一个实施方式，第一管道的第一端部和第二管道的第一端部被设置在罐的中间纵向竖向平面的两侧上。
根据一个实施方式，第一管道的第一端部和第二管道的第一端部被设置在顶部壁的在与船舶的纵向方向成直角的横向方向上彼此相反的两个端部附近处。
根据一个实施方式，罐的中间纵向竖向平面平行于结合有罐的船舶的纵向方向且穿过船舶的重心延伸。
根据一个实施方式，顶部壁覆盖内部空间。
这种罐可以形成例如用于储存LNG的陆上储存设备的一部分，或者这种罐可以被安装在浮式结构、沿海结构或深水结构中，这种罐尤其可以被安装在甲烷油轮、浮式储存及再气化装置(FSRU)、浮式生产及储存海上装置(FPSO)等中。
根据一个实施方式，本发明提供了一种用于运输流体的船舶，该船舶包括双壳体和被设置在双壳体中的上述罐。
根据一个实施方式，本发明还提供了一种用于对这种船舶进行装载或卸载的方法，其中，将流体从浮式或陆上储存设备穿过绝缘管道输送至船舶的罐，或者从船舶的罐穿过绝缘管道输送至浮式或陆上储存设备。
根据一个实施方式，本发明还提供了一种用于流体的传输系统，该系统包括：上述船舶；绝缘管道，该绝缘管道被布置成使得安装在船舶的壳体中的罐联接至浮式或陆上储存设备；以及泵，该泵用于将流体从浮式或陆上储存设备穿过绝缘管道驱动至船舶的罐或者从该船舶的罐穿过绝缘管道驱动至浮式或陆上储存设备。
附图说明
参照附图，根据以下对仅以例示性且非限制性的方式给出的本发明的若干特定实施方式的描述，将较好地理解本发明，并且本发明的其它目的、细节、特征和优点将变得更加清楚。
[图1]图1是密封且热绝缘的罐的横向截面的示意图，该罐配备有收集管路和管道，该管道用于将蒸气从罐的填充有气体的顶板输送至收集管路的内部空间。
[图2]图2是详细示出了图1的收集管路和管道的正视图。
[图3]图3是详细示出了图1的收集管路和管道的立体底视图。
[图4]图4是根据另一实施方式的密封且热绝缘的罐的横向截面的示意图。
[图5]图5是根据第一实施方式的顶部壁的初级密封膜的用于对管道进行锚固的区域的示意图。
[图6]图6是根据第二实施方式的顶部壁的初级密封膜的用于对管道进行锚固的区域的示意图。
[图7]图7示出了根据一个实施方式的用于将管道锚固至顶部壁的装置。
[图8]图8是包括液化天然气储存罐的船舶以及用于装载/卸载该罐的终端的剖面示意图。
具体实施方式
关于图1，可以观察到密封且热绝缘的罐1，该罐1配备有用于从罐的内部空间对处于气相的液化气体进行提取的收集管路2。罐1用于对例如选自液化天然气(LNG)和液化石油气(LPG)的液化气体进行储存。
罐1设置在支承结构4内，该支承结构例如由船舶的双壳体形成，但更普遍地，该支承结构可以由具有适当机械性能的任何类型的刚性分隔部形成。
有利地，罐1是具有膜的罐。罐1具有限定出用于对液化气体进行储存的内部空间3的多个壁。每个壁具有多层结构，并且每个壁在所述壁的厚度方向上从罐1的外侧到内侧包括：抵靠支承结构4搁置的次级热绝缘屏障5、抵靠次级热绝缘屏障5搁置的次级密封膜6、抵靠次级密封膜6搁置的初级热绝缘屏障7、以及用于与储存在罐1中的液化气体接触且抵靠初级热绝缘屏障7搁置的初级密封膜8。根据替代的实施方式，每个壁包括仅初级密封膜8和抵靠支承结构4搁置的初级热绝缘屏障7。
根据本发明的一个实施方式，初级密封膜8是带波纹的膜。因此，初级密封膜8包括多个金属片，所述多个金属片包括波纹部，该波纹部朝向罐1的内部空间3突出并且因此允许初级密封膜8在由储存在罐1中的液化气体所产生的热和机械应力的作用下变形。这种罐1例如是如专利申请FR 2691520中所述的
Figure GDA0004223811190000081
型。作为示例，罐1也可以是如专利申请FR 2877638中所述的/>
Figure GDA0004223811190000082
型。
如图1中所示，罐1包括：底部壁9；与底部壁9相对的顶部壁10；将底部壁9与顶部壁10连结的侧壁11、12、13；以及也将底部壁9与顶部壁10连结的横向壁14。在示出的实施方式中，罐1在横向平面上的横截面中具有八角形的截面。因此，罐1具有竖向的侧壁11和斜向的侧壁12、13，所述斜向的侧壁12、13中的每一者将侧壁11中的一个侧壁连结至底部壁9或者连结至顶部壁10。
罐1包括收集管路2，该收集管路用于对容纳在填充有气体的顶板中的液化气体蒸气进行提取，该顶板也就是罐1的内部空间3的顶部部分，在该顶部部分中，液化气体处于气态状态。收集管路2延伸穿过罐1的顶部壁10。收集管路2包括开放的底端部15，该底端部15通向罐1的内部空间3并且向下突出超过顶部壁10。收集管路2的底端部15被定位成相对于罐1的底部壁9位于高度h处。该高度h小于罐1的最大填充水平hmax，使得当罐1所装载的液化气体到达该罐1的最大水平hmax时，收集管路2的底端部15被浸渍在液相的液化气体中。收集管路2的顶端16由覆盖件17紧密地封闭。
收集管路2的内部空间18经由配备有安全阀19的至少一个管路而连接至未被示出的蒸气收集器。安全阀19被校准以确保在收集管路2的内部空间18中的压力超过阈值压力Ps时将处于气相的气体排出。因此，收集管路2用于在超压的情况下从填充有气体的顶板提取蒸气，并且因此能够对填充有气体的顶板中的压力进行控制，从而避免出现可能会损坏罐1的超压。作为示例，蒸气收集器被布置成将提取的蒸气输送至脱气桅杆、燃烧器、船舶的推动装置、或者液化装置，在该液化装置中，处于气相的气体被重新液化，然后该气体以液相的形式被重新引入到罐1中。在示出的实施方式中，收集管路2的内部空间18经由两个安全阀19连接至蒸气收集器，这确保了能够提高蒸气提取的可靠性的冗余度。
收集管路2被紧密地连结至初级密封膜8，以确保紧密密封的连续性。为此，收集管路2经由具有L形截面的环箍20而连结至初级密封膜8。环箍20包括竖向取向的筒形部分和水平取向的环形凸缘。筒形部分围绕着收集管路2紧密地缠绕。环形凸缘从筒形部分的顶端水平地突出并且紧密地焊接至初级密封膜8。这种环箍20能够使收集管路2与初级密封膜8之间的连结部具有可以吸收热和动态应力的挠性。
有利地，如图1中所示，罐1包括用于对罐1进行装载和/或卸载的一个或更多个管路21，所述一个或更多个管路21在收集管路2内部延伸并且紧密地穿过收集管路2的覆盖件17。管路21在用于确保对罐1进行卸载时延伸成紧邻底部壁9。管路21的底端部还配备有未在图1中示出的卸载泵。
根据未示出的实施方式，用于装载和/或卸载的管路是由装载/卸载提升件的竖向桅杆形成的。例如，装载/卸载提升件包括例如三脚架结构，也就是说，装载/卸载提升件包括通过横梁彼此固定的三个竖向桅杆。桅杆中的每个桅杆均是空心的，并且穿过收集管路2的覆盖件17。因此，桅杆中的每个桅杆均形成能够将液化气体装载到罐1中的装载管路、能够将液化气体从罐1卸载的卸载管路、或者在卸载泵发生故障的情况下允许备用泵和卸载管路降低的救援井。
因此，在上述实施方式中，收集管路2不仅形成了气体穹顶结构还形成了液体穹顶结构。换句话说，对填充有气体的顶板的压力进行管理的功能以及用液化气体对罐1进行装载和/或将液化气体卸载的功能是通过单个结构来确保的，这使得能够通过限制特定结构的数量来简化罐1的结构并降低罐1的成本。然而，在另一方面，当收集管路2还用于至少一个装载和/或卸载管路21的通道时，为了使收集管路2与密封膜之间的连结部具有足够的挠性，该收集管路2具有较大的直径，这导致了环箍20的轴向尺寸增加，并且导致了收集管路2在罐1内突出的部分的尺寸增加。
如图2和图3中所示，当初级密封膜8是包括朝向罐1的内部空间3突出的波纹部的波纹膜时，收集管路2在罐1的内部空间3内朝向底部壁9突出超过波纹部。
根据一个实施方式，相对于顶部壁10的初级密封膜8的参考平面，收集管路2在罐1内突出的距离大于80mm、优选地大于100mm、并且例如为大约150mm。
此外，罐1配备有管道22，该管道22用于将液化气体从填充有气体的顶板输送至收集管路2的内部空间18。该管道22包括位于罐1的内部空间3中且位于收集管路2的外部的第一端部23。第一端部23在高度h1处通向罐1的内部空间3，该高度h1大于收集管路2的底端部15的高度h，并且该高度h1还大于罐1的最大填充水平hmax。此外，管道22包括第二端部24，该第二端部24在高度h2处通向收集管路2的内部空间18。该高度h2大于收集管路2的底端部15的高度h且大于最大填充水平hmax。
因此，管道22的第一端部23和第二端部24位于罐1的最大填充水平hmax的上方，而收集管路2的底端部15位于罐1的最大填充水平hmax的下方，从而使得能够确保在罐1的填充有气体的顶板与收集管路2的内部空间18之间的流体连接，即使在收集管路2的底端部15被浸渍在液相的液化气体中的情况下也是如此。
管道22还包括转向部段25，该转向部段25在收集管路2的底端部15下方延伸以将收集管路2的第一端部23与第二端部24联接。在示出的实施方式中，转向部段25具有U形形状，该U形形状允许所述管道22在收集管路2的底端部15下方延伸以将管道22的第一端部23与第二端部24联接，而不必穿过收集管路2的在罐1的内部空间3中突出的部分。转向部段25的最低部分被设置在距罐1的底部壁9的高度h3处。
如图1中所示，当罐1所装载的液化气体达到该罐1的最大填充水平hmax而使得收集管路2的底端部15浸渍在液相的液化气体中时，则管道22的转向部段25被处于液相的液化气体填充。然而，如果在填充有气体的顶板与收集管路2的内部空间18之间的压力差足够大，则容纳在管道22的转向部段25中的处于液相的液化气体被驱出。
有利地，为了保证在正常的航行条件下，填充有气体的顶板的压力永远不会达到罐1可以承受的最大压力Pdesign，在对管道22的几何尺寸和安全阀19的阈值压力Ps进行确定时，要考虑到将处于液态的液化气体从管道22驱出所需的额外超压。
根据管道22的几何形状，阈值压力Ps的大小取决于管道22在罐1所装载的液化气体达到该罐1的最大装载水平hmax时可能由液化气体填充的长度l或者取决于高度差h2-h3。应指出的是，在图1的实施方式中，长度l大致对应于管道22的转向部分的位于最大装载水平hmax下方的长度，有利地，长度l对应于管道22的转向部分的位于最大装载水平hmax下方的长度。
在本发明选择呈现的示例中，管道22具有U形形状，其中，中央部分线性地延伸，相反的两个端部延伸成两个远端部分。当罐不会由于俯仰或滚动现象而发生任何倾斜时，管道22的中央部分水平地延伸，而两个远端部分竖向地延伸。因此，阈值压力Ps的大小是根据考虑到管道22的高度的两种特殊情况来确定的，也就是说，在最大装载水平hmax下的每个远端部分的长度以及该管道22的中央部分的长度；此处，长度l对应于在最大装载水平hmax下中央部分和两个远端部分的长度之和。管道22的中央部分的长度使得可以特别考虑船舶的摇摆或倾斜现象，并且因此也可以考虑容纳在罐中的液化气体、LPG/LNG或其他气体的倾斜。显然，管道22的任何其他形式、例如中央部分和远端部分非线性地延伸的形式都不会改变该管道22的功能以及管道22与阈值压力Ps的大小的关系。
根据第一实施方式，当罐1所装载的液化气体达到该罐1的最大装载水平hmax时，管道22的可能由液化气体填充的长度l大于高度差h2-h3。在这种情况下，安全阀19的阈值压力Ps遵循以下不等式：
Figure GDA0004223811190000121
其中：
Ps：安全阀19的阈值压力；
Pdesign：对于已经被定尺寸的罐1的最大设计压力；
Figure GDA0004223811190000122
旨在被储存在罐1中的液化气体的密度；
g：地球重力的常规加速度；
h2：管道22的第二端部24的高度；以及
h3：管道22的最低点的高度。
有利地，为了使安全阀19的阈值压力Ps不过低而失去将罐1中的压力升高的能力，阈值压力Ps还遵循以下不等式：
Figure GDA0004223811190000123
其中，k位于50Pa至20000Pa之间、优选地在100Pa至1000Pa之间、优选地为大约100Pa。
根据第二实施方式，当罐1所装载的液化气体达到该罐1的最大装载水平hmax时，管道22的可能由液化气体填充的长度l小于高度差h2-h3。在这种情况下，安全阀19的阈值压力Ps遵循以下不等式：
Figure GDA0004223811190000124
有利地，为了使阈值压力Ps不过低，阈值压力Ps也遵循以下不等式：
Figure GDA0004223811190000131
其中，k位于50Pa至20000Pa之间、优选地在100Pa至1000Pa之间、优选地为大约100Pa。
关于图4，下文将描述本发明的另一实施方式。在该实施方式中，罐1包括至少两个管道22、26，所述至少两个管道22、26分别用于将处于气相的液化气体从填充有气体的顶板的区域输送至收集管路2的内部空间18。
第二管道26包括：
-第一端部27，该第一端部27位于罐1的内部空间3中且位于收集管路2的外部，并且该第一端部27在大于高度h且大于hmax的高度h’1处开口；
-第二端部28，该第二端部28在大于h且大于hmax的高度h’2处通向收集管路2的内部空间18；以及
-转向部段29，该转向部段29在收集管路2的底端部15的下方延伸，
以将第二管道26的第一端部27与第二端部28联接。
管道22的第一端部23和管道26的第一端部27在罐1的内部空间3的位于中间纵向平面P的两侧上的两个区域中通向罐1的内部，该中间纵向平面P是竖向的、平行于船舶的纵向方向且穿过船舶的重心延伸。有利地，罐1的内部空间3的两个区域位于顶部壁10的在与船舶的纵向方向成直角的横向方向上彼此相反的两个端部附近。因此，如果船舶被固定在该船舶呈现出倾斜度的倾斜位置中，则两个管道22、26中的至少一者在罐1的最高点处是开口的，并且因而能够将储存在罐1中的呈气相的低温液体排出。
此外，有利地，管道22的第一端部23和管道26的第一端部27位于与船舶的纵向方向正交的中间横向平面附近，也就是说，管道22的第一端部23和管道26的第一端部27被安置成距罐1的横向壁14中的一个横向壁的距离在罐1的在船舶的纵向方向上的尺寸的30％至70％之间。这能够限制下述风险：当船舶被固定在该船舶呈现出倾斜度的倾斜位置中时，管道22的第一端部23和管道26的第一端部27均被浸渍在液相的液化气体中。
关于图5和图6，根据两个实施方式，示出了用于将管道22锚固在顶部壁10上的区域。在这两个实施方式中，为了限制初级密封膜8将由于对一个或更多个管道22进行锚固而造成的应力，将所述一个或更多个管道22锚固在金属锚固板30、31、32上，所述金属锚固板30、31、32被直接固定到初级热绝缘屏障7的绝缘板上，并且初级密封膜8的片33、34、35、36、37被紧密地焊接至所述金属锚固板30、31、32。
图5以虚线示出了金属锚固板30、31的位置，所述金属锚固板30、31被固定到初级热绝缘屏障7的绝缘板上。金属锚固板30设置在互相正交的两个方向上。初级密封膜8的金属片33、34、35、36沿着金属锚固板30而彼此搭接焊接。此外，金属片33、34、35、36的被相邻金属片的边缘所覆盖的边缘通过焊接被固定到金属锚固板30中的一个金属锚固板上。金属片33、34、35、36的角部区域被切割成使得：在四个相邻金属片33、34、35、36之间的交接部处，金属锚固板30中的一个金属锚固板的一区域没有被相邻的四个金属片33、34、35、36中的任一者所覆盖。有利地，该未被覆盖的区域形成了用于管道22的锚固区域38。
在图6中，以虚线表示的金属锚固板32被初级密封膜8的金属片37所覆盖。该金属片37包括孔口39。金属片37围绕所述孔口被紧密地焊接至金属锚固板32。因此，金属锚固板32的与金属片37的孔口39相对设置的区域可以构成用于管道22的锚固区域40。根据替代性实施方式，管道的锚固区域40可以形成在金属片37上，只要该锚固区域与金属片37在金属锚固板32上的锚固一致。
图7示出了根据一个实施方式的用于将管道22锚固至顶部壁10的装置。在该实施方式中，锚固装置包括夹持件41，管道22在该夹持件41中延伸。如上文关于图5和图6的描述，夹持件41被固定至锚固区域。根据一个实施方式，管道22被滑动地安装在夹持件41内以允许管道22在温度差的作用下自由地收缩或膨胀。
根据未示出的另一实施方式，管道22包括能够在纵向方向上为该管道22提供挠性的一个或更多个补偿装置，以允许管道22的收缩和膨胀。应当指出的是，补偿装置可以通过波纹管或通过补偿环来生成。
参照图8，甲烷油轮船舶170的剖视图示出了大体上呈棱形形式的密封且绝缘的罐171，该密封且绝缘的罐171安装在该船舶的双壳体172中。罐171的壁包括：初级膜，初级膜用于与罐中所容纳的LNG接触；次级膜，初级膜布置在初级膜与船舶的双壳体172之间；以及两个热绝缘屏障，所述两个热绝缘屏障分别布置在初级膜与次级膜之间以及次级膜与双壳体172之间。
如本身已知的，被设置在船舶的顶部甲板上的装载/卸载管道173可以借助于适当的连接件而连接至海运或港口码头，以从罐171传输LNG货物或者将LNG货物传输至罐171。
图8还示出海运码头的示例，海运码头包括装载和卸载站175、水下管路176和陆上设备177。装载和卸载站175是包括移动臂174和对移动臂174进行支撑的提升件178的固定式海上设备。移动臂174对可以连接至装载和卸载管道173的一束绝缘挠性管道179进行承载。可定向的移动臂174适于所有的甲烷油轮模板。未示出的联接管路在提升件178内延伸。装载和卸载站175允许从陆上设备177对甲烷油轮170进行装载，或者将甲烷油轮170卸载至陆上设备177。陆上设备177包括液化气体储存罐180和通过水下管路176联接至装载和卸载站175的联接管路181。水下管路176能够将液化气体在装载和卸载站175与陆上设备177之间传输较远的距离、例如5km，这使得甲烷油轮船舶170在装载和卸载操作期间可以与海岸保持较远的距离。
为了生成传输液化气体所需的压力，采用了位于船舶170中的泵、和/或陆上设备177所配备的泵、和/或装载和卸载站175所配备的泵。
尽管本发明已经就若干个特定的实施方式进行了描述，但明显的是，本发明绝不局限于所描述的实施方式，并且本发明涵盖所描述的装置的所有技术等同方案以及这些技术等同方案的组合，只要这些技术等同方案落入本发明所要求保护的范围内。
动词“包含”或“包括”以及这些动词的变形形式的使用并不排除权利要求中存在除了权利要求中所述的元件或步骤之外的元件或步骤。
在权利要求中，括号之间的任何附图标记均不应被解释为对权利要求的限制。
在权利要求中，括号之间的任何附图标记均不应被解释为对权利要求的限制。

Claims (13)

1.一种用于对液化气体进行储存的密封且热绝缘的罐(1)，所述罐(1)包括：
-多个壁，所述多个壁限定出用于对液化气体进行储存的所述罐(1)的内部空间(3)，所述多个壁包括顶部壁(10)；以及
-收集管路(2)，所述收集管路(2)用于从所述罐(1)的内部空间(3)提取处于气相的液化气体，所述收集管路(2)穿过所述顶部壁(10)并且包括通向所述罐(1)的内部空间(3)的底端部(15)，并且所述底端部(15)向下突出超过所述顶部壁(10)至高度h；以及
-至少一个第一管道(22)，所述第一管道(22)用于将处于气相的液化气体从所述罐(1)的内部空间(3)输送至所述收集管路(2)，所述第一管道(22)包括第一端部(23)和第二端部(24)，所述第一端部(23)位于所述罐(1)的内部空间(3)中且位于所述收集管路(2)的外部，并且所述第一端部(23)在大于h的高度h1处通向所述罐(1)的内部空间(3)，所述第二端部(24)在大于h的高度h2处通向所述收集管路(2)的内部，所述第一管道(22)还包括转向部段(25)，所述转向部段(25)在所述收集管路(2)的所述底端部(15)的下方延伸，以将所述第一管道(22)的所述第一端部(23)与所述第二端部(24)联接，所述收集管路(2)连接至安全阀(19)，所述安全阀(19)构造成：在所述收集管路(2)的内部空间(18)中的压力大于阈值压力Ps时，从所述收集管路(2)抽取处于气相的液化气体，并且其中，所述阈值压力Ps满足以下不等式：
Figure FDA0004223811180000011
其中：
Pdesign：对于已经被定尺寸的所述罐(1)而言的最大设计压力；
Figure FDA0004223811180000021
待储存在所述罐(1)中的所述液化气体的密度；
g：地球重力的常规加速度；
min：(h2-h3)与l中的最小值；
h2：所述第一管道(22)的所述第二端部的高度；以及
h3：所述第一管道(22)的最低点的高度；
l：在所述罐(1)被装载有达到最大装载水平hmax的液化气体时，所述第一管道(22)的将被液化气体填充的长度。
2.根据权利要求1所述的罐(1)，其中，所述转向部段(25)具有U形形状。
3.根据权利要求1或2所述的罐(1)，其中，所述高度h低于最大装载水平hmax，并且所述高度h1和高度h2高于所述最大装载水平hmax。
4.根据权利要求1或2所述的罐(1)，其中，所述阈值压力Ps还满足以下不等式：
Figure FDA0004223811180000022
其中，k位于100Pa至1000Pa之间。
5.根据权利要求1或2所述的罐(1)，其中，所述顶部壁(10)包括初级密封膜(8)，所述初级密封膜(8)用于与储存在所述罐(1)中的所述液化气体接触，所述初级密封膜(8)具有朝向所述罐(1)的内部突出的波纹部，并且其中，所述收集管路(2)在所述罐(1)的内部空间(3)内突出超过所述初级密封膜(8)的所述波纹部。
6.根据权利要求1或2所述的罐(1)，其中，所述收集管路(2)在所述罐(1)的内部空间(3)内以大于80mm的竖向距离突出超过所述顶部壁(10)。
7.根据权利要求1或2所述的罐(1)，其中，所述罐(1)包括用于对所述罐(1)进行装载和/或卸载的一个或更多个管路，所述一个或更多个管路在所述收集管路(2)内延伸。
8.根据权利要求1或2所述的罐(1)，其中，所述顶部壁(10)包括至少一个初级热绝缘屏障(7)和固定至所述初级热绝缘屏障的初级密封膜(8)，所述顶部壁(10)包括金属锚固板(30、31、32)，所述金属锚固板(30、31、32)被固定到所述初级热绝缘屏障(7)上，并且所述初级密封膜(8)的金属片(33、34、35、36、37)被紧密地焊接至所述金属锚固板(30、31、32)，所述第一管道(22)被锚固在锚固区域(38、40)中，所述锚固区域(38、40)形成在所述金属锚固板(30、31、32)中的一个金属锚固板上，或者所述锚固区域(38、40)形成在所述初级密封膜(8)的锚固至所述金属锚固板(30、31、32)中的一个金属锚固板的部分上。
9.根据权利要求1或2所述的罐(1)，其中，所述罐(1)包括第二管道(26)，所述第二管道(26)用于将处于气相的液化气体从所述罐(1)的内部空间(3)输送至所述收集管路(2)，所述第二管道(26)包括第一端部(27)和第二端部(28)，所述第二管道(26)的第一端部(27)位于所述罐(1)的内部空间(3)中且位于所述收集管路(2)的外部，并且所述第二管道(26)的第一端部(27)在大于h的高度h’1处通向所述罐(1)的内部空间(3)，所述第二管道(26)的第二端部(28)在大于h的高度h’2处通向所述收集管路(2)的内部。
10.根据权利要求9所述的罐(1)，其中，所述第一管道(22)的第一端部(23)和所述第二管道(26)的第一端部(27)设置在所述罐(1)的中间纵向竖向平面的两侧上。
11.一种用于运输流体的船舶(170)，所述船舶包括双壳体(172)和根据权利要求1至10中的任一项所述的罐(1)，所述罐(1)设置在所述双壳体中。
12.一种用于传输流体的系统，所述系统包括：根据权利要求11所述的船舶(170)；绝缘管路(173、179、176、181)，所述绝缘管路(173、179、176、181)布置成将安装在所述船舶的所述双壳体中的所述罐(1)联接至浮式或陆上储存设备(177)；以及泵，所述泵用于驱动流体从所述浮式或陆上储存设备穿过所述绝缘管路流动至所述船舶的所述罐，或者驱动流体从所述船舶的所述罐穿过所述绝缘管路流动至所述浮式或陆上储存设备。
13.一种用于对根据权利要求11所述的船舶(170)进行装载或卸载的方法，其中，将流体从浮式或陆上储存设备(177)穿过绝缘管路(173、179、176、181)输送至所述船舶的所述罐(1)，或者将流体从所述船舶的所述罐(1)穿过绝缘管路(173、179、176、181)输送至所述浮式或陆上储存设备(177)。
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