CN116490721A - 密封且热隔绝的罐 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及密封且热隔绝的罐,该罐包括罐壁,其中,密封膜(4)包括由多边形外周缘限界的多个膜部分,其中,所述多个膜部分包括至少一个规则膜部分(17),该规则膜部分包括第一规则系列波纹部,第一规则系列波纹部包括相互间隔开第一波纹部间距(20)的平行的第一波纹部(12),其中,所述多个膜部分包括至少一个异型膜部分(18),该异型膜部分(18)包括第一异型系列波纹部,平面部分包括异型平面部分(24),该异型平面部分在第二方向上具有严格比第一波纹部间距(20)的N倍大的尺寸,N为非零的自然整数,以及其中,第一异型系列波纹部包括分别位于异型平面部分(24)两侧的至少两个波纹部。
Description
技术领域
本发明涉及膜式的密封且热隔绝的罐的领域。特别地,本发明涉及用于对处于低温的液化气体进行储存和/或运输的密封且热隔绝的罐的领域,所述罐比如是用于对处于包括例如在-50℃与0℃之间的温度的液化石油气体(也称作LPG)进行运输的罐或者是用于对在大气压力处约-162℃的液化天然气体(LNG)进行运输的罐。这些罐可以被安装在陆地或浮式结构上。在浮式结构的情况下,该罐可以用于对液化气体进行运输或者用于对用作对浮式结构进行推进的燃料的液化气体进行接纳。
背景技术
用于对液化气体进行储存和/或运输且至少包括与液化气体接触的密封膜的密封且热隔绝的罐从文件WO2011157915中是已知的。这些罐可以配备有装载/卸载柱状件或者更简单地配备有装载与卸载管道,所述装载/卸载柱状件或者装载与卸载管道穿过罐的顶部到达罐的内部空间,以将液化气体装载到罐中或者从罐中卸载液化气体。
在装载/卸载柱状件的情况下,这包括由多个桅杆组成的结构,使用基部在下端部处将所述多个桅杆彼此连接。装载/卸载柱状件另外包括引导装置,该引导装置被固定成抵靠于基部的底面并且与支撑足部协作,该支撑足部穿过罐的底部壁并且被固定至支承结构。
泵、特别是卸载泵在罐的内部被固定至装载/卸载柱状件、装载与卸载管道或支撑足部。为了对不能从罐中卸载的液体的体积进行限制,卸载泵的下端部以约几厘米的预定距离被定位成尽可能地靠近于密封膜。
另外,在文件WO2011157915中,与液化气体接触的密封膜是波纹状金属密封膜,该密封膜具有在第一方向上的第一平行系列波纹部和在第二方向上的第二平行系列波纹部。
发明内容
发明人已经发现的是,泵以距底部壁的密封膜的预定距离被固定在罐中,以不损坏密封膜。然而,这种安装阻止将泵定位成尽可能地靠近于底部壁,并且因此限制了可以被泵送的货物的体积。
具体地,密封膜具有朝向罐的内部突出并且在将泵坐置时需要考虑的波纹部。
本发明背后的想法是对膜在泵附近的区域进行重新构造。
根据一个实施方式,本发明提供了一种密封且热隔绝的罐,该罐被结合到支承结构中,该支承结构包括支承壁,所述罐包括罐壁,该罐壁被固定至支承结构的支承壁,其中,罐壁在罐的从外部朝向内部的厚度方向上包括至少一个热隔绝屏障和至少一个密封膜,该密封膜由该热隔绝屏障进行支撑并且用于与容纳在罐中的流体接触,
其中,密封膜包括彼此并置且彼此焊接的多个膜部分,每个膜部分都是由多边形外周缘来限界的,
其中,所述多个膜部分包括至少一个规则膜部分,该规则膜部分包括第一规则系列波纹部,该第一规则系列波纹部包括平行的第一波纹部,该第一波纹部在第一方向上延伸并且在与第一方向垂直的第二方向上相互间隔开第一波纹部间距,
所述规则膜部分包括规则平面部分,该规则平面部分位于第一规则系列波纹部的第一波纹部之间并且搁置在热隔绝屏障上,规则平面部分在第二方向上具有与第一波纹部间距相比更小的尺寸,其中,所述多个膜部分包括至少一个异型膜部分,异型膜部分包括第一异型系列波纹部,该第一异型系列波纹部包括在第一方向上延伸的平行的第一波纹部,异型膜部分包括异型平面部分,该异型平面部分在第二方向上具有与第一波纹部间距的N倍相比严格更大的尺寸,N为非零的自然整数,
规则膜部分在第二方向上与异型膜部分相邻,
以及其中,所述第一异型系列波纹部包括至少两个第一波纹部,所述至少两个第一波纹部在第二方向上分别位于异型平面部分的两侧。
由于这些特征,与在一个或更多个规则膜部分中相比,异型膜部分的异型平面部分可以在较大尺寸上具有没有第一波纹部的区域,而同时利用位于异型平面部分两侧的波纹部来保持足够的柔性。
因此,在该异型平面部分被定位成与靠近密封膜的内部元件成直线的情况下,在该区域中没有第一波纹部意味着的是,密封膜与内部元件之间的间隔可以被调整成对泵送的体积进行优化。
根据其他的实施方式,这种罐可以包括以下特征中的一个或更多个特征。
在一个实施方式中,密封膜的大部分包括规则膜部分。
根据一个实施方式,第一异型系列波纹部包括两个组件,所述两个组件在第二方向上分别位于异型平面部分的两侧上,每个组件包括在第二方向上相互间隔开第一波纹部间距的至少N个第一波纹部,异型膜部分包括位于同一组件的第一波纹部之间的规则平面部分。
因此,尽管具有比在密封膜的一个或更多个规则膜部分中更延展的异型平面部分,但是异型膜部分中的密封膜在第二方向上保持了热膨胀/热收缩的柔性。
根据一个实施方式,自然整数N大于或等于2。
自然整数N还可以等于1、2或3。
根据一个实施方式,规则膜部分在第二方向上与异型膜部分相邻,使得:异型膜部分的与外周缘相邻的一个所述第一波纹部与规则膜部分的一个所述第一波纹部在第二方向上相距和第一波纹部间距的尺寸相等的尺寸。
根据一个实施方式,该罐包括内部空间,该内部空间是由密封膜限界的,该罐包括内部元件,该内部元件位于该罐的内部空间中,
异型膜部分的异型平面部分在罐壁的厚度方向上被定位成与内部元件成直线。
因此,在密封膜具有仅一个系列的波纹部的情况下并且通过将内部元件下方的波纹部消除,可以将密封膜与内部元件之间的间隔增加与波纹部在厚度方向上考虑的高度相等的尺寸。
根据一个实施方式,内部元件在第二方向上具有这样的尺寸:该尺寸大于第一波纹部间距,并且优选地,该尺寸小于异型平面部分在第二方向上的尺寸。例如,对于在第二方向上的尺寸为第一波纹部间距三倍的异型平面部分,内部元件在第二方向上具有比第一波纹部间距的三倍小的尺寸,并且优选地,该内部元件在第二方向上具有包括在第一波纹部间距的两倍与三倍之间的尺寸。
根据一个实施方式,内部元件在罐壁的厚度方向上被定位成与异型平面部分相距预定的距离,该预定的距离小于200mm,优选地,该预定的距离包括在30mm与150mm之间,该预定的距离例如包括在95mm与105mm之间,该距离是在罐为空时测量的。
具体地,该距离是仅在罐没有其内容物、比如液化气体时测量的。因此,当罐被安装在船中时,在港口或干船坞中进行测量。
根据一个实施方式,密封膜包括第二系列波纹部,该第二系列波纹部包括沿第二方向延伸的平行的第二波纹部,所述规则平面部分和所述异型平面部分位于所述第二波纹部之间,异型膜部分包括位于一个所述第二波纹部两侧的至少两个异型平面部分。
根据一个实施方式,第二系列波纹部的第二波纹部在第一方向上相互间隔开第二波纹部间距,优选地,第二波纹部间距在所述规则平面部分与所述异型平面部分之间是相同的。
根据一个实施方式,第二波纹部在罐壁的厚度方向上具有比第一波纹部在罐壁的厚度方向上的高度小的高度。
因此,尽管在异型平面部分之间存在有第二波纹部,但是在该区域中没有第一波纹部也可以将密封膜与内部元件之间的间隔增加一尺寸,该尺寸等于第一波纹部与第二波纹部之间在高度上的差异。
根据一个实施方式,密封膜包括波纹部节点,每个波纹部节点形成在一个所述第一波纹部与一个所述第二波纹部之间的相交部处,并且每个波纹部节点在罐壁的厚度方向上具有比第一波纹部的高度大的高度。
因此,尽管在异型平面部分之间存在有第二波纹部,但是在该区域中没有第一波纹部也可以将密封膜与内部元件之间的间隔增加一尺寸,该尺寸等于波纹部节点与第二波纹部之间在高度上的差异。
根据一个实施方式,异型膜部分包括开口,该开口是由多边形内周缘限界的,并且该罐包括支撑足部,该支撑足部被固定至支承结构并且延伸穿过罐壁和所述开口,异型膜部分在多边形内周缘的至少一个侧部上包括与支撑足部的至少一个锚固部,优选地,与支撑足部的锚固部位于多边形内周缘的每个侧部上。
根据一个实施方式,该罐包括装载/卸载柱状件,该装载/卸载柱状件包括多个桅杆,使用基部将所述多个桅杆在下端部处彼此连接,该基部包括引导装置,该引导装置与支撑足部协作,支撑足部被构造成在装载/卸载柱状件的竖向平移中提供引导,该罐包括至少一个卸载泵,该卸载泵位于内部空间中并且被固定至装载/卸载柱状件,内部元件是由该卸载泵形成的。
根据一个实施方式,内部元件连接至支撑足部。
根据一个实施方式,在内周缘的任一侧部与异型平面部分的外周缘的任一侧部之间,异型膜部分所包括的第一波纹部的数量和第二波纹部的数量中的至少一者小于或等于三。
根据一个实施方式,异型膜部分所包括的第一波纹部的总数量和异型膜部分所包括的第二波纹部的总数量中的至少一者小于或等于三。
根据一个实施方式,规则膜部分所包括的第一波纹部的总数量和规则膜部分所包括的第二波纹部的总数量中的至少一者小于或等于三。
因此,这些标准可以在至少一个方向上对与隔绝屏障锚固的膜部分的两个侧部之间的最大距离进行限制。这使得可以通过在至少一个方向上对与隔绝屏障的锚固部之间的最大距离设置最大限度来确保膜部分足以能够承受该膜部分在使用中所经受的应力、特别是过压。
根据一个实施方式,热隔绝屏障包括彼此并置的多个四边形的平行六面体隔绝块,每个隔绝块包括隔热材料和覆盖板,该覆盖板面向该罐的内部,覆盖板的与隔热材料相反的上部面支承有金属锚固板,覆盖板的上部面的集合形成了用于密封膜的支撑表面。
根据一个实施方式,锚固板包括沿第一方向延伸的第一锚固板和沿第二方向延伸的第二锚固板。
根据一个实施方式,密封膜包括彼此焊接的多个矩形形状的波纹状金属片材,每个波纹状金属片材包括与第一方向平行的两个边缘和与第二方向平行的两个边缘,每个规则膜部分或每个异型膜部分都包括所述波纹状金属片材中的一者或更多者。
根据一个实施方式,每个异型膜部分和/或每个规则膜部分在多边形外周缘的每个侧部上包括与热隔绝屏障的至少一个锚固部。
根据一个实施方式,与热隔绝屏障的每个锚固部是沿整个多边形外周缘连续布置的。
这种罐可以形成陆地储存设施、例如用于对LNG进行储存的陆地储存设施的一部分,或者可以被安装在近海或深水浮式结构中,所述浮式结构特别是甲烷运输船、浮式储存和再气化单元(FSRU)、浮式生产储存和卸载(FPSO)单元等。这种罐还可以用作任何类型的船中的燃料罐。
根据一个实施方式,用于对冷液态产品进行运输的船包括双船体和布置在该双船体中的上述罐。
根据一个实施方式,本发明还提供用于对冷液态产品进行传输的传输系统,该系统包括:上述船;隔绝管道,该隔绝管道被布置成将安装在船的船体中的罐连接至浮式或陆地储存设施;以及泵,该泵用于将冷液态产品流通过隔绝管道从浮式或陆地储存设施驱送至船的罐或者将冷液态产品流通过隔绝管道从船的罐驱送至浮式或陆地储存设施。
根据一个实施方式,本发明还提供用于对这种船进行装载或卸载的方法,其中,将冷液态产品通过隔绝管道从浮式或陆地储存设施输送至船的罐,或者将冷液态产品通过隔绝管道从船的罐输送至浮式或陆地储存设施。
附图说明
在以下对仅以非限制性例示的方式且参照附图给出的本发明的多个特定实施方式进行描述的过程中,本发明将被更好地理解,并且本发明的其他目的、细节、特征和优点将变得更加明显。
[图1]图1是密封且热隔绝的罐在支撑足部的区域中的部分截面示意图。
[图2]图2是图1的用于现有技术的罐的细节Ⅱ的视图。
[图3]图3是图1的用于根据本发明的罐的细节Ⅱ的视图。
[图4]图4示出了在支撑足部的区域中且根据第一实施方式的底部壁的局部俯视示意图。
[图5]图5示出了在支撑足部的区域中且根据第二实施方式的底部壁的局部俯视示意图。
[图6]图6示出了在支撑足部的区域中且根据第三实施方式的底部壁的局部俯视示意图。
[图7]图7是包括密封且热隔绝的罐的甲烷运输船和用于对该罐进行装载/卸载的码头的示意性截面图。
具体实施方式
图1部分地示出了密封且热隔绝的罐71,该罐71用于对液化气体进行储存和/或运输,并且该罐71包括底部壁1,该底部壁1被固定至支承结构2的内表面。支承结构2例如是双船体的船的内部船体或陆地结构。为了对冷液体、比如LNG进行容纳,罐壁包括至少一个密封膜4和至少一个热隔绝屏障3,该热隔绝屏障3位于密封膜4与支承结构2之间。作为安全措施,可以在支承结构与热隔绝屏障3之间设置次级密封膜和次级隔绝屏障,所述次级密封膜和次级隔绝屏障没有被示出,该热隔绝屏障3在这种情况下则被称为初级热隔绝屏障。
旨在被储存在罐71中的液化气体特别地可以是液化天然气体(LNG),该液化天然气体即为主要包含甲烷以及一种或更多种的其他碳氢化合物的气体混合物。液化气体也可以是乙烷或液化石油气体(LPG),该液化石油气体即为从对原油进行精炼得到的碳氢化合物的混合物并且基本上包含丙烷和丁烷。
罐71根据各种公知的几何形状、例如船的船体中的棱柱形几何形状或陆地上的筒形几何形状等来生产。此外,存在有可以用于形成热隔绝屏障和密封膜的多种方法、例如使用预制元件。
在罐的底部壁1中示出了构成支撑足部5的长形刚性元件,该足部延伸穿过热隔绝屏障2和密封膜4,使得支撑足部5的一部分支承成抵靠于支承结构2并且另一部分突出到罐中而与密封膜4相距某一距离。支撑足部5可以例如用于对浸没在罐中的设备7进行支撑。例如,为了对卸载泵7进行支撑,装载/卸载柱状件6可以被布置在罐中,如在图1中示意性地示出的。罐71可以包括装载与卸载管道来代替装载/卸载柱状件6,该装载与卸载管道彼此并不连接并且使用支撑足部5进行引导。
在装载/卸载柱状件6的情况下,这包括由多个桅杆组成的结构,使用基部在下端部处将所述多个桅杆彼此连接。装载/卸载柱状件6另外包括引导装置,该引导装置被固定成抵靠于基部的底面并且与支撑足部5协作。
支撑足部5被构造成提供对装载/卸载柱状件6的竖向平移引导(或者仅提供对装载与卸载管道的竖向平移引导),卸载泵7被固定至装载/卸载柱状件6或者被直接固定至支撑足部5。
支撑足部5在此采用圆形截面的旋转形式,其中,截锥形下部部分8在该截锥形下部部分8的最小直径端部处连接至筒形上部部分9。截锥形部分8的较大直径的基部支承成抵靠于支承结构2。截锥形部分8穿过底部壁1的厚度部延伸到密封膜4之外。
热隔绝屏障3包括彼此并置的多个矩形的平行六面体隔绝块(未示出)。每个隔绝块可以包括隔热材料和覆盖板,该覆盖板面向罐的内部,覆盖板在隔热材料的相反侧的上部面对金属锚固板进行支承。例如在文件US6035795中描述了这种隔绝块。覆盖板的上部面的集合形成了用于密封膜4的支撑表面。
特别地参照图3和图4,密封膜4包括多个波纹状的金属片材10,该金属片材10的被称作内部面的面部旨在与容纳在罐中的流体接触。金属片材10特别地可以用不锈钢或称为的铁镍合金制成并且在交叠部11的区域处被焊接在一起。焊接是搭接焊连结类型。就金属片材10的形状和尺寸而言,金属片材10可以以各种方式来设计,使得焊接区域可以以不同的方式被定位。
金属片材10在该金属片材10的内部面上包括第一系列波纹部12和第二系列波纹部13,该第一系列波纹部12沿第一方向延伸,该第二系列波纹部13沿与第一方向垂直的第二方向延伸。
因此,第一系列波纹部12具有多个第一波纹部12,该第一波纹部是平行的并且在第二方向上相互间隔开,而第二系列波纹部13具有多个第二波纹部13,该第二波纹部13是平行的并且在第一方向上相互间隔开。密封膜4包括平面部分14,该平面部分14位于第一波纹部12之间以及第二波纹部13之间,使得平面部分14搁置成抵靠于热隔绝屏障3。
第一波纹部12具有比第二波纹部13大的高度。波纹部的高度是在波纹部的顶部与平面部分14的水平之间测量的。密封膜4另外包括波纹部节点15,该波纹部节点15形成在第一波纹部12与第二波纹部13之间的相交部处。每个波纹部节点15具有比第一波纹部12的高度大的高度。波纹部12、13朝向罐71的内部突出。
如特别是在图4中可见的,波纹状金属片材具有矩形形状并且被彼此焊接,每个波纹状金属片材包括与第一方向平行的两个边缘、以及与第二方向平行的两个边缘。
另外,为了将密封膜4锚固至热隔绝屏障3,某些金属片材10被焊接至热隔绝屏障3的隔绝块的金属锚固板,特别是在交叠部11处被焊接至热隔绝屏障3的隔绝块的金属锚固板。
为了对不能从罐71中卸载的液体的体积进行限制,卸载泵7的下端部以约几厘米的预定距离被定位成尽可能靠近于密封膜4。
图2和图3更具体地示出了位于卸载泵7与底部壁1之间的区域的放大图,图2示出了根据现有技术的该区域,并且图3示出了根据本发明的该区域。
因此,如图2中可见的,卸载泵7与密封膜4之间的间距在波纹部节点15处是最小的。该间距将在下文中被表示为初始间距22。现在,发明人已经发现的是,在使用该罐时,该预定距离具有显著变化的趋势。
为了克服上述发现,图3中所示的本发明提出了对卸载泵7下方的区域进行重新构造。因此,在该区域,密封膜4没有第一波纹部12,并且特别是没有波纹部节点15。因此,根据本发明,在泵7的下方仅存在有第二波纹部13,这意味着的是,卸载泵7与密封膜4之间的间距在第二波纹部13的顶部处是最小的。与初始间距22相比,间距23的增益因此等于波纹部节点15与第二波纹部13之间在高度上的差异,例如,在第一波纹部具有约55mm的高度并且第二波纹部具有约37mm的高度的情况下,该间距23的增益约为33mm。
根据未示出但本发明所涵盖的变体,在卸载泵7的下方,密封膜4可以没有第二波纹部13或第一波纹部12。因此,密封膜4在泵7的下方是平面的。因此,间距的增益等于波纹部节点的高度、例如约为69mm。
图4至图6根据底部壁1的各种实施方式更具体地示出了底部壁1的密封膜4在支撑足部5和泵7附近的布置方式。
图4示出了根据第一实施方式的底部壁1,该底部壁1包括配备有两个泵7的支撑足部5。图5示出了根据第二实施方式的底部壁1,该底部壁1包括支撑足部5和贮槽27,该支撑足部5配备有两个泵7,该贮槽27在第一方向上与支撑足部5对准。图6示出了根据第三实施方式的底部壁1,该底部壁1包括支撑足部5和两个贮槽27,该支撑足部5配备有两个泵7,所述两个贮槽27在第一方向上位于支撑足部5的两侧。
密封膜4包括彼此并置且彼此焊接的多个膜部分17、18。每个膜部分17、18包括彼此焊接的一个或更多个金属片材10。每个膜部分17、18在此是由矩形外周缘限界的并且包括锚固部19,该锚固部19沿着矩形外周缘的四个侧部将金属片材10锚固至热隔绝屏障3。将膜部分17、18锚固至热隔绝屏障3的锚固部19例如是通过将金属片材10和由隔绝块支承的锚固板彼此焊接获得的。这些锚固部19在图4至图6中是用较粗的线体现的并且在所示的实施方式中是沿着每个膜部分17或18的矩形外周缘的四个侧部连续布置的。在所示的实施方式中,这些锚固部19形成在金属片材10之间的交叠部11的区域处。
在图4至图6中,第一波纹部12和第二波纹部13是用虚线表示的,这些线的相交部表示波纹部节点15。与密封膜4成直线的每个泵7的位置是用圆表示的。
更具体地,图4中密封膜4包括规则膜部分17和三个异型膜部分18。异型膜部分18为处于罐内部的元件被定位成靠近于密封膜4并且第一波纹部12被部分地消除或中断的膜部分,如所示的。因此,规则膜部分17彼此组装并且与三个异型膜部分18组装,以形成密封膜4。
因此,规则膜部分17具有:相互间隔开第一波纹部间距20的第一波纹部12;相互间隔开第二波纹部间距21的第二波纹部13;以及在这些波纹部之间的规则平面部分14,该规则平面部分14在第二方向上具有与第一波纹部间距20相比更小的尺寸,并且该规则平面部分14在第一方向上具有与第二波纹部间距21相比更小的尺寸。第一波纹部间距20和第二波纹部间距21是从顶部至顶部测量的。第一波纹部间距20和第二波纹部间距21可以是相等的,如所示的。
如图4至图6中可见的,异型膜部分18也具有第二波纹部13和形成第一异型系列波纹部的第一波纹部12,然而,在与每个卸载泵7成直线处,第一波纹部12——在此存在有两个第一波纹部——被中断,以形成没有第一波纹部12的区域,并且在该区域中,第二波纹部13限界出异型平面部分24,该异型平面部分24在第二方向上具有包括在第一波纹部间距20的两倍与三倍之间的尺寸。
如特别是在图4中所示的,每个异型膜部分18的第一异型系列波纹部因此包括在第二方向上分别位于异型平面部分24两侧上的两个组件。每个组件是由相互间隔开第一波纹部间距20的多个第一波纹部12限定的,即:
-在部分18A和18C的情况下:四个第一波纹部12在右侧组件中并且三个第一波纹部12在左侧组件中;
-在部分18B的情况下:两个波纹部12在右侧组件中并且三个波纹部12在左侧组件中。
在所示的三个实施方式中,为了有利地获得对第二方向上的热膨胀/热收缩的柔性,注意确保分别位于异型平面部分24两侧的每个组件都包括大于或等于在异型平面部分24中被中断的第一波纹部12的数量的多个第一波纹部,在该示例中,两个第一波纹部12被中断。在该实施方式中,第二波纹部13没有在与每个卸载泵7成直线处被中断,这意味着的是,对于每个泵7存在有多个异型平面部分24,在图4中存在有四个异型平面部分24。
紧邻异型平面部分24之前被中断的第一波纹部12是用波纹部盖26封闭的,该波纹部盖26被焊接至金属片材10,以对中断的第一波纹部12进行密封封闭。
为了允许支撑足部5通过并且将支撑足部5连接至支承结构,形成密封膜的波纹状金属片材10被切割成在支撑足部5周围限界出八边形开口25。为了确保密封膜4在开口25处的连续性,在支撑足部5与相邻的金属片材10之间形成有连接件的密封组件。
以与为波纹部在异型平面部分24处的中断所采用的方式相同的方式,第一波纹部12和第二波纹部13在开口25的边缘处被中断并且使用波纹部盖26以密封的方式进行封闭。
由于支撑足部5与泵7之间的接近,开口25是在异型膜部分18B中形成的。因此,开口25的边缘形成了异型膜部分18B的内周缘。内周缘具有八边形形状,该内周缘的侧部中的每个侧部都具有锚固部19,该锚固部19将金属片材10固定至支撑足部5。这些锚固部19在图4至图6中是用较粗的线体现的并且在所示的实施方式中是沿八边形内周缘的八个侧部连续布置的。
就包括开口25的异型膜部分18B而言,开口25的任何边缘与异型膜部分18B的外周缘的与该边缘最接近的侧部之间的在第一方向和第二方向上测量的距离小于或等于三个波纹部间距20、21。换言之,在外周缘的侧部与内周缘的和外周缘的该侧部平行且最接近的侧部之间最多总计有三个波纹部12或13。以图4作为示例,包含开口25的异型膜部分18B在支撑足部5的左侧包括两个第一波纹部12,在支撑足部的右侧包括三个第一波纹部12,在支撑足部5的上方包括三个第二波纹部,并且在支撑足部5的下方包括三个第二波纹部13。因此,通过在一个方向上对每个异型膜部分18的波纹部12、13的数量进行限制,可以通过对与热隔绝屏障3或支撑足部5的锚固部19之间的最大距离设置上限确保膜部分将足以能够承受该膜部分在使用中所经受的应力、特别是过压。
以与用于没有开口25的异型膜部分18A和18C的方式相同的方式,通过确保异型膜部分18所包括的第一波纹部12的总数量和异型膜部分18所包括的第二波纹部13的总数量中的至少一者小于或等于三,对锚固部19之间的最大距离施加了上限。
最后,并且仍然出于相同的原因,这次就规则膜部分17而言,在规则膜部分17所包括的第一波纹部12的总数量和规则膜部分17所包括的第二波纹部13的总数量中的至少一者小于或等于三。
另外,在图4中所示的示例中,异型膜部分18A至18C和规则膜部分17有利地包括与热隔绝屏障3的锚固部19,该锚固部19是沿整个外周缘连续布置的。另外,异型膜部分18B有利地包括与支撑足部5的锚固部19,该锚固部19是沿整个内周缘连续布置的。
在图4中,仅示出了三个异型膜部分18A至18C的锚固部19和一个规则膜部分17的锚固部19。因此,如该图中可见的,示出了其锚固部19的三个异型膜部分18A至18C和规则膜部分17彼此相邻,使得三个异型膜部分18A至18C和规则膜部分17一起形成了矩形部,该矩形部包含支撑足部5并且被定位成与泵7的两个坐置部成直线。在该实施方式中,异型膜部分18B的长度部和规则膜部分17的长度部沿第一方向延伸并且是相邻的,使得异型膜部分18B的长度部和规则膜部分17的长度部可以被焊接在一起。另外,如所示的,每个泵7位于两个异型膜部分18A至18C之间的接合部处。因此,泵中的一个泵跨置于异型膜部分18A和18B上,而另一个泵跨置于异型膜部分18B和18C上。
然而,在另一实施方式中,图4的异型膜部分18A至18C和规则膜部分17可以包括与热隔绝屏障3的锚固部19,该锚固部19不是沿整个外周缘连续布置的。优选地,每个侧部存在有至少一个锚固部。
图5涉及第二实施方式,该第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于存在有贮槽27。与图4的元件相同或类似的元件具有相同的附图标记并且不再进行描述。
为了使罐可以被利用的程度最大化,理想的是对可以被加载到罐71中且可以从罐71中卸载的货物的有用体积进行优化。使用将液体朝向罐的顶部向上抽吸的泵意味着的是,需要在罐的底部中保持一定的液体压头(liquid head),否则泵的抽吸构件将与气相连通,从而导致泵失去动力以及/或者损坏。这就是为什么已知的做法是在罐的底部壁1中形成贮槽27,该贮槽27将密封膜4局部中断,从而也形成了另一开口25。贮槽27包括下沉穿过罐71的底部壁1的容器,使得容器中的液体处于罐的最低水平处。
因此,密封膜4在贮槽27的周围以与密封膜4在支撑足部5周围被中断的方式相同的方式被中断。在图5的实施方式中,贮槽27被布置成在第一方向上与支撑足部5对准,使得贮槽27与支撑足部一起位于泵7中的一个泵的两侧,泵7中相对于支撑足部5和贮槽在第二方向上侧向偏移。
因此,也限界出三个异型膜部分18A、18B、18C。部分18C包含对贮槽27进行容纳的开口25。部分18B仍然包含对支撑足部5进行容纳的开口25。正如图4的实施方式中一样,泵7中的一个泵被布置成和异型膜部分18A与异型膜部分18B之间的接合部成直线,以被定位在异型平面部分24上方,该异型平面部分24为第一波纹部12被中断的区域。类似地,泵7中的另一个泵被布置成和异型膜部分18B与异型膜部分18C之间的接合部成直线。
这些异型膜部分18A至18C在图4至图6中被表示为以虚线示出的矩形部。
图6涉及第三实施方式,该第三实施方式与第二实施方式的不同之处在于存在有第二贮槽27,该第二贮槽27是与第一贮槽相对于支撑足部5对称布置的,使得泵27在第一方向上被布置在支撑足部5的两侧。与图5的元件相同或类似的元件具有相同的附图标记并且不再进行描述。因此,也限界出三个异型膜部分18A、18B、18C。部分18A和18C各自包含对贮槽27进行容纳的开口25,并且部分18B仍然包含对支撑足部5进行容纳的开口25。正如图5的实施方式中一样,泵7中的一个泵被布置成和异型膜部分18A与异型膜部分18B之间的接合部成直线,以被定位在异型平面部分24上方。类似地,泵7中的另一个泵被布置成和异型膜部分18B与异型膜部分18C之间的接合部成直线。
在图5和图6中,仅示出了三个异型膜部分18A、18B、18C的锚固部19。另外,在这些实施方式中,异型膜部分18A至18C包括与热隔绝屏障3的锚固部19,该锚固部19不是围绕整个外周缘连续布置的。优选地,每个侧部存在有至少一个锚固部。除了外周缘上和开口25的内周缘上的锚固部19之外,三个异型膜部分18A、18B、18C还包括布置在内周缘与外周缘之间的锚固部19。因此,例如如图5或图6中所示的,不连续的锚固部可以从外周缘延伸,无论这是在两个异型膜部分18之间的接合部处还是在异型膜部分18中的一个异型膜部分中。不连续的锚固部还可以平行于外周缘的侧部中的一个侧部延伸并且与外周缘的侧部和内周缘的侧部相距某一距离。
在图3的实施方式中,其中,第一波纹部12高于第二波纹部13,选择仅保留较低的波纹部、即存在于泵7下方的第二波纹部13。在本发明的未示出的另一实施方式中,第一波纹部12可以低于第二波纹部13。在这种情况下,较高的波纹部被保持在泵7下方。
通过在每个异型膜部分中将卸载泵7下方的第一波纹部12消除,无论所涉及的波纹部的高度如何,本发明都满足了本发明所需的目的,这是因为由于将卸载泵7下方的波纹部节点15消除而产生了间隔23的增益。因此,即使较高的波纹部仍然保持存在于泵7的下方,但与现有技术相比,卸载泵7与密封膜4之间的间距还是被增加。该间距仍然是在第二波纹部13的顶部处测量的。因此,间距的增益等于波纹部节点15与第二波纹部13之间在高度上的差异,例如,在第一波纹部的高度为约37mm并且第二波纹部的高度为约55mm以及节点15的高度约为70mm的情况下,该间距的增益约为15mm。
已经结合卸载泵7对本发明进行了描述。然而,本发明当然还可以应用于处于罐71的内部且被定位成靠近于密封膜4的任何元件。
膜的波纹部可以以不同的方式形成,例如KR-A-20050050170中所描述的。因此,波纹部节点15和波纹部12、13可以具有与特别是在图3中所示的形状不同的形状。
参照图7,甲烷运输船70的剖面图示出了安装在船的双船体72中的整体上为棱柱形形状的密封且热隔绝的罐71。罐71的壁包括:初级密封屏膜,该初级密封膜用于与容纳在罐中的LNG接触;次级密封膜,该次级密封膜被布置在初级密封膜与船的双船体72之间;以及两个热隔绝屏障,所述两个热隔绝屏障分别被布置在初级密封膜与次级密封膜之间以及次级密封膜与双船体72之间。
以本身已知的方式,布置在船的上部甲板上的装载/卸载管道73可以借助于适当的连接件而联接至海运或港口码头,以从罐71传输LNG货物或者将LNG货物传输至罐71。
图7示出了海运码头的示例,该海运码头包括装载及卸载站75、水下管线76和陆地设施77。装载及卸载站75是固定的海上设备,该装载及卸载站75包括可移动臂74和对该可移动臂74进行支撑的柱状件78。可移动臂74对可以与装载/卸载管道73连接的一束柔性隔绝管道79进行支撑。可定向的可移动臂74适于所有尺寸的甲烷液货轮。在柱状件78内部延伸有未示出的连接管到(未示出)。装载及卸载站75允许从陆地设施77对甲烷运输船70进行装载或者将甲烷运输船70卸载至陆地设施77。该陆地设施77包括液化气体储存罐80和连接管道81,该连接管道81通过水下管道76连接至装载或卸载站75。水下管道76允许在较大距离、例如5km上于装载或卸载站75与陆地设施77之间传输液化气体,从而能够使甲烷运输船70在装载和卸载操作期间处于距海岸较远处。
为了产生对液化气体进行传输所需的压力,使用了船70上携带的泵和/或陆地设施77配备的泵和/或装载及卸载站75配备的泵。
尽管已经结合多个特定实施方式对本发明进行了描述,但非常明显的是,本发明绝不限于此,并且如果所描述的装置的技术等同物及其任何组合落在本发明的范围内,则本发明包括所有的所描述的装置的技术等同物和及其任何组合。
使用动词“包括”、“具有”或“包含”及其变形形式并不排除权利要求中所列出的元素或步骤之外的其他元素或其他步骤的存在。
在权利要求中,括号之间的任何附图标记都不能被解释为对权利要求的限制。
Claims (18)
1.一种密封且热隔绝的罐(71),所述罐(71)被结合到支承结构(2)中,所述支承结构(2)包括支承壁,所述罐包括罐壁(1),所述罐壁(1)被固定至所述支承结构(2)的所述支承壁,其中,所述罐壁(1)在所述罐的从外部朝向内部的厚度方向上包括至少一个热隔绝屏障(3)和至少一个密封膜(4),所述密封膜(4)由所述热隔绝屏障(3)进行支撑并且用于与容纳在所述罐中的流体接触,
其中,所述密封膜(4)包括多个膜部分,所述多个膜部分被彼此并置且彼此焊接,每个膜部分是由多边形外周缘来限界的,
其中,所述多个膜部分包括至少一个规则膜部分(17),所述规则膜部分(17)包括第一规则系列波纹部,所述第一规则系列波纹部包括平行的第一波纹部(12),所述第一波纹部(12)沿第一方向延伸并且在与所述第一方向垂直的第二方向上相互间隔开第一波纹部间距(20),
所述规则膜部分(17)包括规则平面部分(14),所述规则平面部分(14)位于所述第一规则系列波纹部的所述第一波纹部(12)之间,并且所述规则平面部分(14)搁置在所述热隔绝屏障(3)上,所述规则平面部分在所述第二方向上具有与所述第一波纹部间距(20)相比更小的尺寸,
其中,所述多个膜部分包括至少一个异型膜部分(18),所述异型膜部分(18)包括第一异型系列波纹部,所述第一异型系列波纹部包括沿所述第一方向延伸的平行的第一波纹部(12),所述异型膜部分(18)包括异型平面部分(24),所述异型平面部分(24)在所述第二方向上具有与所述第一波纹部间距(20)的N倍相比严格更大的尺寸,N是非零的自然整数,优选地,所述自然整数N大于或等于2,所述规则膜部分(17)在所述第二方向上与所述异型膜部分(18)相邻,
其中,所述第一异型系列波纹部包括至少两个第一波纹部,至少两个所述第一波纹部在所述第二方向上分别位于所述异型平面部分(24)的两侧上,
以及其中,所述罐包括由所述密封膜(4)限界的内部空间,所述罐包括内部元件(7),所述内部元件(7)位于所述罐的所述内部空间中,
所述异型膜部分(18)的所述异型平面部分(24)在所述罐壁(1)的所述厚度方向上被定位成与所述内部元件(7)成直线并且与所述内部元件(7)相距某一距离。
2.根据权利要求1所述的密封且热隔绝的罐(71),其中,所述第一异型系列波纹部包括两个组件,所述两个组件在所述第二方向上分别位于所述异型平面部分(24)的两侧上,每个组件包括在所述第二方向上相互间隔开所述第一波纹部间距(20)的至少N个第一波纹部(12),优选地,N是大于或等于2的所述自然整数,所述异型膜部分(18)包括位于同一组件的所述第一波纹部(12)之间的规则平面部分(14)。
3.根据权利要求1或2所述的密封且热隔绝的罐(71),其中,所述规则膜部分(17)在所述第二方向上与所述异型膜部分(18)相邻,使得:所述规则膜部分(17)的与所述外周缘相邻的一个所述第一波纹部与所述异型膜部分(18)的一个所述第一波纹部在所述第二方向上相距和所述第一波纹部间距(20)的尺寸相等的尺寸。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的密封且热隔绝的罐(71),其中,所述内部元件(7)在所述罐壁(1)的所述厚度方向上被定位成与所述异型平面部分(24)相距预定的距离,所述预定的距离小于200mm,所述距离是在所述罐为空的时测量的。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的密封且热隔绝的罐(71),其中,所述密封膜(4)包括第二系列波纹部,所述第二系列波纹部包括沿所述第二方向延伸的平行的第二波纹部(13),所述规则平面部分和所述异型平面部分位于所述第二波纹部(13)之间,所述异型膜部分(18)包括位于一个所述第二波纹部的两侧上的至少两个异型平面部分(24)。
6.根据权利要求5所述的密封且热隔绝的罐(71),其中,所述第二系列波纹部中的所述第二波纹部(13)在所述第一方向上相互间隔开第二波纹部间距,优选地,所述第二波纹部间距在所述规则平面部分与所述异型平面部分之间是相同的。
7.根据权利要求5或6所述的密封且热隔绝的罐(71),其中,所述第二波纹部(13)在所述罐壁(1)的所述厚度方向上具有比所述第一波纹部(12)在所述罐壁(1)的所述厚度方向上的高度小的高度。
8.根据权利要求5至7中的一项所述的密封且热隔绝的罐(71),其中,所述密封膜(14)包括波纹部节点,每个波纹部节点形成在一个所述第一波纹部与一个所述第二波纹部之间的相交部处,并且每个波纹部节点在所述罐壁(1)的所述厚度方向上具有比所述第一波纹部(12)的高度大的高度。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的密封且热隔绝的罐(71),其中,所述异型膜部分(18)包括开口(25),所述开口(25)是由多边形内周缘限界的,其中,所述罐包括支撑足部(5),所述支撑足部(5)被固定至所述支承结构(2),并且所述支撑足部(5)延伸穿过所述罐壁(1)和所述开口(25),所述异型膜部分(18)在所述多边形内周缘的至少一个侧部上包括锚固至所述支撑足部(5)的至少一个锚固部(19),优选地,锚固至所述支撑足部(5)的所述锚固部(19)位于所述多边形内周缘的每个侧部上。
10.根据权利要求9所述的密封且热隔绝的罐(71),其中,所述内部元件(7)连接至支撑足部(5)。
11.根据权利要求9或10所述且与权利要求5至8中的一项结合的密封且热隔绝的罐(71),其中,在所述异型膜部分(18)的所述内周缘的任一侧部与所述外周缘的任一侧部之间,所述异型膜部分(18)所包括的第一波纹部(12)的数量和第二波纹部(13)的数量中的至少一者小于或等于三。
12.根据权利要求5至8中的一项所述的密封且热隔绝的罐(71),其中,所述异型膜部分(18)所包括的第一波纹部(12)的总数量和所述异型膜部分(18)所包括的第二波纹部(13)的总数量中的至少一者小于或等于三。
13.根据权利要求1至12中的一项所述的密封且热隔绝的罐(71),其中,所述热隔绝屏障(3)包括彼此并置的多个矩形的平行六面体隔绝块,每个隔绝块包括隔热材料和覆盖板,所述覆盖板面向所述罐的内部,所述覆盖板的与所述隔热材料相反的上部面对金属锚固板进行支承,所述覆盖板的上部面的集合形成了用于所述密封膜(4)的支撑表面。
14.根据权利要求1至13中的一项所述的密封且热隔绝的罐(71),其中,所述密封膜(4)包括彼此焊接的多个矩形形状的波纹状金属片材,每个波纹状金属片材包括与所述第一方向平行的两个边缘、以及与所述第二方向平行的两个边缘,每个规则膜部分或每个异型膜部分都包括所述波纹状金属片材中的一个或更多个波纹状金属片材。
15.根据权利要求1至14中的一项所述的密封且热隔绝的罐(71),其中,每个异型膜部分和/或每个规则膜部分在所述多边形外周缘的每个侧部上都包括锚固至所述热隔绝屏障(3)的至少一个锚固部(19),优选地,锚固至所述热隔绝屏障(3)的每个锚固部是沿整个的所述多边形外周缘连续布置的。
16.一种用于对冷液态产品进行运输的船(70),所述船包括双船体(72)、以及被布置在所述双船体中的根据权利要求1至15中的一项所述的罐。
17.一种用于对冷液态产品进行传输的传输系统,所述系统包括:根据权利要求16所述的船;隔绝管道(73、79、76、81),所述隔绝管道(73、79、76、81)被布置成使得将安装在所述船的所述船体中的所述罐(71)连接至浮式或陆地储存设施(77);以及泵,所述泵用于将冷液态产品流通过所述隔绝管道从所述浮式或陆地储存设施驱送至所述船的所述罐,或者用于将冷液态产品流通过所述隔绝管道从所述船的所述罐驱送至所述浮式或陆地储存设施。
18.一种用于对根据权利要求16所述的船进行装载或卸载的方法,其中,将冷液态产品通过隔绝管道(73、79、76、81)从浮式或陆地储存设施(77)输送至所述船的所述罐(71),或者将冷液态产品通过隔绝管道(73、79、76、81)从所述船的所述罐(71)输送至浮式或陆地储存设施。
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