ES2644459T3

ES2644459T3 - Caja autoportadora para el aislamiento térmico de un tanque de almacenamiento de un fluido

Info

Publication number: ES2644459T3
Application number: ES14809468.3T
Authority: ES
Inventors: Bruno Deletre; Sébastien DELANOE; Benoît CAPITAINE
Original assignee: Gaztransport et Technigaz SA
Current assignee: Gaztransport et Technigaz SA
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2014-11-06
Publication date: 2017-11-29
Anticipated expiration: 2034-11-06
Also published as: JP2017503121A; RU2666377C1; FR3014085B1; JP6622201B2; WO2015079135A1; AU2014356315B2; KR20160093634A; CN105874261A; CN105874261B; FR3014085A1; PH12016500892B1; PH12016500892A1; MY179125A; EP3074690A1; EP3074690B1; KR102277805B1; AU2014356315A1

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

DESCRIPCION

Caja autoportadora para el aislamiento termico de un tanque de almacenamiento de un fluido Campo tecnico

La invencion se refiere al campo de los tanques, estancos y termicamente aislantes, con membranas, para el almacenamiento y/o el transporte de fluido, tal como un fluido criogenico.

Unos tanques estancos y termicamente aislados con membranas se emplean, en concreto, para el almacenamiento de gas natural licuado (GNL), que se almacena, a presion atmosferica, a aproximadamente -162 °C. Estos tanques pueden estar instalados en tierra o sobre una obra flotante. En el caso de una obra flotante, el tanque puede estar destinado para el transporte de gas natural licuado o para recibir gas natural licuado que sirve de carburante para la propulsion de la obra flotante.

Antecedentes de la tecnica

El documento FR 2 877 638 describe un tanque estanco y termicamente aislante que comprende una pared de tanque, fijada a la estructura portadora de una obra flotante y que presenta sucesivamente, en el sentido del espesor, desde el interior hacia el exterior del tanque, una barrera estanca primaria destinada para estar en contacto con el gas natural licuado, una barrera aislante primaria, una barrera estanca secundaria y una barrera aislante secundaria, anclada a la estructura portadora.

Las barreras aislantes estan constituidas por una pluralidad de cajas calonfugas paralelepipedicas yuxtapuestas. Las cajas paralelepipedicas incluyen un panel de fondo de contrachapado, un panel de cubierta de contrachapado, una guarnicion de aislamiento termico dispuesta en forma de una capa paralela a la pared de tanque y unos elementos portadores que se elevan a traves del espesor de la guarnicion de aislamiento termico para recoger los esfuerzos de compresion entre el panel de cubierta y el panel de fondo.

En servicio, las paredes del tanque estan sometidas a numerosas solicitaciones. En particular, las paredes estan sometidas a unos esfuerzos de compresion debidos a la carga del tanque, a unas exigencias termicas durante la puesta en fno y a unos esfuerzos debidos a los choques dinamicos del fluido contenido en el tanque. Tambien, se ejercen unos esfuerzos tangencialmente a los paneles de cubierta de las cajas calonfugas y, de este modo, son susceptibles de conllevar el vuelvo de los elementos portadores de las cajas calonfugas.

Ademas, la seccion de los elementos portadores es escasa generalmente, con el fin de limitar la conduccion termica a traves de los elementos portadores. No obstante, unos elementos portadores de seccion escasa son susceptibles de estropear los paneles de cubierta y de fondo por punzonado.

Por otra parte, se ha divulgado en un documento WO2013124597 una caja aislante en la que los elementos portadores interpuestos entre los paneles de fondo y de cubierta incluyen cada uno una fila de pilares, unas plataformas, superior e inferior, dispuestas sobre la fija de pilares y que descansan respectivamente contra el panel de cubierta y el panel de fondo, unos refuerzos laterales superiores fijados a los pilares y a la plataforma superior y unos refuerzos laterales inferiores fijado a los pilares y a la plataforma inferior. Los refuerzos laterales superiores e inferiores permiten que se evite el vuelco de los pilares.

Resumen

Una idea en la base de la invencion es proponer una caja autoportadora aislante que presenta unas buenas prestaciones de aislamiento termico teniendo al mismo tiempo una buena resistencia a los esfuerzos y, en concreto, a los esfuerzos ejercidos tangencial y ortogonalmente a las paredes.

Segun un modo de realizacion, la invencion proporciona una caja aislante autoportadora destinada para el aislamiento termico de un tanque de almacenamiento de un fluido que incluye:

- un panel de fondo y un panel de cubierta espaciados segun una direccion de espesor de la caja;

- unos elementos portadores interpuestos entre dichos paneles de fondo y de cubierta y que incluyen cada uno una base inferior fijada contra el panel de fondo, una base superior fijada contra el panel de cubierta y un pilar, solidario con las bases inferior y superior y que se extiende en la direccion de espesor de la caja entre la base superior y la base inferior; y

- una guarnicion calonfuga dispuesta entre los elementos portadores; en la que las bases incluyen cada una:

- una solera de reparto de las cargas provista de una superficie de apoyo plana que descansa contra el panel de fondo o el panel de cubierta; y

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

- unas nervaduras antivuelco regularmente repartidas en la periferia de la base y dispuestas para recoger unos esfuerzos que se ejercen sobre el elemento portador transversalmente a la direccion de espesor de la caja y transmitirlos a la solera de reparto de las cargas.

De este modo, unas bases de este tipo permiten, gracias a su solera de reparto de las cargas, que se eviten los fenomenos de punzonado del panel de cubierta y del panel de fondo. Ademas, la resistencia de la caja a unas solicitaciones laterales y a unas solicitaciones de flexion esta reforzada por la presencia de las nervaduras que se oponen al fenomeno de vuelco de los elementos portadores.

Segun unos modos de realizacion, una caja aislante de este tipo puede incluir una o varias de las siguientes caractensticas:

- las bases incluyen un cuerpo que se extiende en la direccion de espesor de la caja y en la que las nervaduras

antivuelco presentan una forma de escuadra que presenta dos caras que forman un angulo recto que se

extiende respectivamente contra la solera de reparto de las cargas y contra el cuerpo de la base.

- las bases estan realizadas con un material termoplastico y estan fijadas por soldadura termoplastica sobre un

elemento termoplastico del panel de fondo o del panel de cubierta. De este modo, los elementos portadores

pueden estar ensamblados al panel de fondo y/o al panel de cubierta de manera sencilla y fiable, puesto que ningun organo de fijacion llega a degradar la integridad estructural de los elementos portadores o de los paneles de fondo y de cubierta.

- las bases estan realizadas con un material termoplastico compuesto que incluye una matriz termoplastica y unas fibras de refuerzo.

- el panel de fondo y el panel de cubierta presentan cada uno una cara interior girada hacia el interior de la caja, estando las caras interiores del panel de fondo y del panel de cubierta revestidas de pelfculas termoplasticas para la fijacion de las bases de los elementos portadores.

- las pelfculas termoplasticas estan realizadas con un material termoplastico compuesto que incluye una matriz termoplastica y unas fibras de refuerzo.

- el panel de fondo y/o el panel de cubierta incluye un cuerpo realizado con un material termoplastico compuesto que incluye una matriz termoplastica reforzada por unas fibras, formando dicho cuerpo un elemento termoplastico para la fijacion de las bases de los elementos portadores.

- el panel de fondo y/o el panel de cubierta incluye un cuerpo de madera impregnado de una matriz termoplastica para la fijacion de las bases de los elementos portadores.

- las bases de cada elemento portador estan formadas de una sola pieza con el pilar del elemento portador.

- las bases de un elemento portador incluyen cada una una funda en la que esta encajado un extremo de un pilar del elemento portador.

- las bases incluyen dos semicarcasas que definen juntas la funda en la que esta encajado un extremo de un pilar.

- las bases estan realizadas con un material termoplastico y los pilares estan realizados con un material termoplastico e incluyen dos extremos fijados por soldadura termoplastica, respectivamente al interior de la funda de la base inferior y al interior de la funda de la base superior.

- los pilares estan realizadas con un material termoplastico compuesto que incluye una matriz termoplastica y unas fibras de refuerzo.

- los pilares son de madera.

- la caja aislante presenta una forma paralelepipedica y cada base incluye al menos cuatro nervaduras antivuelco regularmente repartidas, estando cada una de dichas nervaduras antivuelco dispuesta paralelamente a dos lados opuestos de la caja aislante autoportadora.

- las soleras de reparto de las cargas presentan una escotadura entre cada nervadura antivuelco.

- las bases incluyen un collarm de refuerzo que se extiende hacia el interior de la caja a partir de la solera de reparto de las cargas.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

- la caja aislante incluye, ademas, unas estructuras de refuerzo antivuelco que incluyen cada una dos barras dispuestas diagonalmente en forma de X y que se extienden cada una entre una base inferior y una base superior de dos elementos portadores adyacentes.

- la guarnicion calonfuga esta constituida por al menos un bloque de lana de vidrio, de guata o de espuma polfmera.

- la guarnicion calonfuga es un material aislante a granel elegido de entre la perlita, la vermiculita, la lana de vidrio o los aerogeles y dicha caja aislante incluye unos tabiques perifericos que se extienden en la direccion de espesor de la caja que permiten retener la guarnicion calonfuga.

- los tabiques perifericos estan realizados con un material termoplastico y estan fijados por soldadura termoplastica sobre un elemento termoplastico del panel de fondo o del panel de cubierta.

Segun un modo de realizacion, la invencion tambien proporciona un tanque estanco y termicamente aislante de almacenamiento de un fluido que incluye una barrera de aislamiento termico que comprende una pluralidad de cajas mencionadas mas arriba yuxtapuestas y una membrana de estanquidad que descansa contra la barrera de aislamiento termico. Un tanque de este tipo puede estar realizado con una sola membrana de estanquidad o con dos membranas de estanquidad alternadas con dos barreras de aislamiento termico.

Un tanque de este tipo puede formar parte de una instalacion de almacenamiento terrestre, por ejemplo, para almacenar GNL o estar instalada en una estructura flotante, costera y en aguas profundas, en concreto, un buque metanero, una unidad flotante de almacenamiento y de regasificacion (FSRU), una unidad flotante de produccion y de almacenamiento deportado (FPSO) y otros.

Segun un modo de realizacion, un buque para el transporte de un producto lfquido fno incluye una doble carcasa y un tanque anteriormente citado dispuesto en la doble carcasa.

Segun un modo de realizacion, la invencion tambien proporciona un procedimiento de carga o descarga de un buque de este tipo, en el que se encamina un fluido a traves de unas canalizaciones aisladas desde o hacia una instalacion de almacenamiento flotante o terrestre hacia o desde el tanque del buque.

Segun un modo de realizacion, la invencion tambien proporciona un sistema de transferencia para un fluido, incluyendo el sistema el buque anteriormente citado, unas canalizaciones aisladas dispuestas de manera que unan el tanque instalado en la carcasa del buque a una instalacion de almacenamiento flotante o terrestre y una bomba para arrastrar un fluido a traves de las canalizaciones aisladas desde o hacia la instalacion de almacenamiento flotante o terrestre hacia o desde el tanque del buque.

Algunos aspectos de la invencion parten de la idea de proporcionar una caja aislante en la que los esfuerzos se transmiten de manera homogenea. Algunos aspectos de la invencion parten de la idea de proporcionar una caja aislante que sea facil de fabricar.

Breve descripcion de las figuras

La invencion se comprendera mejor, y otras finalidades, detalles, caractensticas y ventajas de esta se mostraran mas claramente en el transcurso de la siguiente descripcion de varios modos de realizacion particulares de la invencion, dados unicamente a tftulo ilustrativo y no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos.

• La figura 1 es una vista en perspectiva, desollada, de una pared de tanque segun un modo de realizacion.

• La figura 2 es una vista en corte de una caja aislante segun un modo de realizacion.

• La figura 3 es una vista en perspectiva de una base de un elemento portador segun un modo de realizacion.

• Las figuras 4 y 5 son respectivamente unas vistas desde arriba y de frente de la base de la figura 3.

• Las figuras 6 y 7 son respectivamente una vista en perspectiva y una vista de frente de un elemento portador

que incluye un pilar cuyo un extremo esta encajado en una base.

• La figura 8 es una vista en corte de una caja aislante segun un modo de realizacion que incluye unos dispositivos antivuelco constituidos por dos barras que forman una X y que se extienden entre las bases de dos elementos portadores adyacentes.

• La figura 9 es una vista esquematica en perspectiva de un elemento portador segun un modo de realizacion que incluye un pilar cuyo un extremo esta encajado en una base.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

• La figura 10 es una vista parcial, en perspectiva, de un elemento portador segun un tercer modo de realizacion.

• La figura 11 es una vista detallada de una base del elemento portador de la figura 10.

• Las figuras 11 a 14 ilustran unas bases segun otras tres variantes de realizacion.

• La figura 15 es una representacion esquematica desollada de un tanque de buque metanero y de una terminal de carga/descarga de este tanque.

Descripcion detallada de modos de realizacion

En la descripcion y las reivindicaciones, se utilizara el termino generico "termoplastico" con el fin de designar, salvo mencion contraria, a la vez unos materiales termoplasticos compuestos reforzados por unas fibras y unos materiales termoplasticos no reforzados.

En la figura 1, esta representada una pared de un tanque estanco y termicamente aislante. La estructura general de un tanque de este tipo se conoce bien y presenta una forma poliedrica. Por lo tanto, solo nos concentraremos en describir una zona de pared del tanque, entendiendose que todas las paredes del tanque pueden presentar una estructura general similar.

La pared del tanque incluye, desde el exterior hacia el interior del tanque, una estructura portadora 1, una barrera termicamente aislante secundaria 2 que esta formada por cajas aislantes 3 yuxtapuestas sobre la estructura portadora 1 y ancladas a esta por unos organos de retencion secundarios 4, una membrana de estanquidad secundaria 5 que llevan las cajas aislantes 3, una barrera termicamente aislante primaria 6 formada por cajas aislantes 7 yuxtapuestas y ancladas a la membrana de estanquidad secundaria 5 por unos organos de retencion primarios 8 y una membrana de estanquidad primaria 9, que llevan las cajas aislantes 7 y destinada para estar en contacto con el fluido criogenico contenido en el tanque.

La estructura portadora 1 puede ser, en concreto, una chapa metalica autoportadora o, mas generalmente, cualquier tipo de tabique ngido que presente unas propiedades mecanicas apropiadas. Una estructura portadora puede estar formada, en concreto, por la carcasa o la doble carcasa de un buque. La estructura portadora incluye una pluralidad de paredes que definen la forma general del tanque.

Las membranas de estanquidad primaria 9 y secundaria 5 estan constituidas, por ejemplo, por un estrato continuo de hiladas metalicas con bordes levantados, estando dichas hiladas soldadas por sus bordes levantados sobre unos soportes de soldadura paralelos mantenidos sobre las cajas aislantes 3, 7. Las hilas metalicas estan realizadas, por ejemplo, de Invar®: es decir, una aleacion de hierro y de mquel cuyo coeficiente de dilatacion esta comprendido tradicionalmente entre 1,2.10-6 y 2.10-6 K-1, o con una aleacion de hierro con fuerte contenido de manganeso cuyo coeficiente de dilatacion es tradicionalmente del orden de 7.10-6 K-1.

Las cajas aislantes 3, 7 presentan una forma general de paralelepfpedo rectangulo. Las cajas aislantes 3 de la barrera termicamente aislante secundaria 2 y las cajas aislantes 7 de la barrera termicamente aislante primaria 6 pueden presentar de manera indiferente unas estructuras identicas o diferentes y unas dimensiones iguales o diferentes.

La figura 2 ilustra la estructura de una caja aislante 3, 7. La caja aislante 3, 7 incluye un panel de fondo 10 y un panel de cubierta 11 paralelos, espaciados segun la direccion de espesor de la caja aislante 3, 7. El panel de fondo 10 y el panel de cubierta 11 son planos y definen las caras principales de la caja aislante 3, 7.

El panel de cubierta 11 presenta una superficie exterior de soporte que permite recibir la membrana de estanquidad primaria 9 o secundaria 5. El panel de cubierta 11 presenta, ademas, sobre su cara externa, unas ranuras 12 para el alojamiento de los soportes de soldadura que permiten soldar las hiladas metalicas de las membranas de estanquidad primaria 9 o secundaria 5.

Unos elementos portadores 13 se extienden en la direccion de espesor del bloque aislante 3, 7 y estan fijados, por una parte, al panel de fondo 10 y, por otra parte, al panel de cubierta 11. Los elementos portadores 13 permiten recoger los esfuerzos de compresion. Los elementos portadores 13 estan alineados segun una pluralidad de filas y repartidos al tresbolillo. La distancia entre los elementos portadores 13 esta determinada de modo que se permita un buen reparto de los esfuerzos de compresion. En un modo de realizacion, los elementos portadores 13 estan repartidos de manera equidistante.

Los elementos portadores 13 incluyen un pilar 14 que se extiende en la direccion de espesor de la caja aislante 3, 7 entre, por una parte, una base inferior 15 que descansa contra el panel de fondo 10 y fijada a este y, por otra parte, una base superior 16 que descansa contra el panel de cubierta 11 y fijada a este.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Una guarnicion calonfuga 17 se extiende en los espacios habilitados entre los elementos portadores 13. La guarnicion calonfuga 17 esta constituida, por ejemplo, por lana de vidrio, por guata o por una espuma polfmera, tal como espuma de poliuretano, espuma de polietileno o espuma de policloruro de vinilo. Una espuma polfmera de este tipo puede estar dispuesta entre los pilares 13 por una operacion de inyeccion durante la fabricacion de la caja aislante 3, 7. De manera alternativa, es posible realizar la guarnicion calonfuga 17 habilitando, en un bloque precortado de espuma polfmera, de lana de vidrio o de guata, unos orificios para recibir los elementos portadores 13.

Segun otros modos de realizacion, la guarnicion calonfuga 17 esta constituida por un material aislante a granel. Un material aislante de este tipo puede ser un material granular o pulverulento -tal como la perlita, la vermiculita o la lana de vidrio- o un material nanoporoso de tipo aerogel. En este caso, la caja aislante 3, 7 esta equipada con tabiques perifericos, no representados, que se extienden en la direccion de espesor de la caja, en la periferia de esta y que permiten retener la guarnicion calonfuga 17.

Segun una variante de realizacion, los tabiques perifericos son unas planchas de madera contrachapada que estan fijadas al panel de fondo 10 y al panel de cubierta 11. La fijacion de los tabiques puede estar realizada, en concreto, por pegado, grapado, punteo y/o atornillado. Dos tabiques laterales opuestos estan provistos de perforacion que permite hacer circular un gas de inertizacion. Para evitar las fugas de guarniciones calonfugas a traves de dichas perforaciones, se pega un tejido permeable a los gases, tal como un tejido de fibras de vidrio, sobre la superficie interior de los tabiques laterales delante de las perforaciones.

Segun otra variante de realizacion, los tabiques perifericos estan realizados con un material termoplastico y estan fijados sobre el panel de fondo 10 y el panel de cubierta 11 por soldadura termoplastica. En este caso, como se detallara a continuacion, los paneles 10, 11 estan recubiertos de una pelfcula termoplastica, estan realizados con un material termoplastico compuesto o incluye un cuerpo de madera impregnado con una matriz termoplastica, con el fin de que se permitan las operaciones de soldadura termoplastica. Los tabiques perifericos pueden estar constituidos, en concreto, por una hoja termoplastica, que presente un espesor comprendido entre 0,1 y 1 milfmetro o por una pelfcula termoplastica. En este caso, como se ha mencionado anteriormente, dos tabiques laterales estan provistos de perforaciones que estan recubiertas por un tejido permeable al gas. De manera alternativa, los tabiques perifericos estan constituidos por un tejido termoplastico permeable a los gases. De manera opcional, el material termoplastico de los tabiques perifericos incluye una matriz termoplastica reforzada por unas fibras. Un material de este tipo puede ser, en concreto, un material designado por la sigla GMT, para "glass fiber mat reinforced thermoplastics" en lengua inglesa. Un material GMT esta constituido a partir de un conjunto que incluye un manto de vidrio y una matriz en forma de un manto de polfmero termoplastico embrochalado en el manto de vidrio y que forma, de este modo, un tejido destinado para prensarse en caliente. A tftulo de ejemplo, un material de este tipo esta comercializado por la comparua Vetrotex con la denominacion Twintex®.

En relacion, con las figuras 3 a 5, se va a describir ahora la estructura de una base 15, 16 segun un modo de realizacion.

La base 15, 16 incluyen una solera de reparto de las cargas 17. La solera de reparto de las cargas esta provista de una superficie de apoyo plana que descansa contra el panel de fondo 10 o el panel de cubierta 11. La solera de reparto de las cargas 17 ofrece una superficie de apoyo superior a la seccion de un pilar 14. De este modo, las soleras de reparto de las cargas 17 impiden una concentracion de las exigencias sobre una seccion escasa y, de este modo, permiten que se limiten los fenomenos de deterioro de los paneles de fondo 10 y de cubierta 11 por punzonado.

La base 15, 16 incluye igualmente un cuerpo 18 que se extiende en la direccion de espesor de la caja 3, 7. El cuerpo 18 de la base es hueco de modo que se defina una funda 19 destinada para recibir por encaje un extremo del pilar 14. Estando la funda 19 en este caso destinada para recibir un pilar 14 cilmdrico, presenta una forma general cilmdrica.

Por otra parte, la base 15, 16 esta provista de unas nervaduras antivuelco 20 regularmente repartidas en la periferia de la base 15, 16. Las nervaduras antivuelco 20 permiten que se oponga al fenomeno de vuelco que afecta al elemento portador 13 cuando experimenta un momento de flexion. Para hacer esto, las nervaduras antivuelco 20 son adecuadas para recoger los esfuerzos que se ejercen sobre el elemento portador 13 transversalmente a su direccion longitudinal y transmitirlos a la solera de reparto de las cargas 17. Las nervaduras antivuelco 20 forman parte mtegra con la solera de reparto de las cargas 17 y el cuerpo 18 de la base 15, 16. Las nervaduras antivuelco 20 presentan una forma general de escuadra cuyas caras 20a, 20b dispuestas perpendicularmente y que forman el angulo recto se extienden respectivamente a lo largo de la solera de reparto de las cargas 17 y a lo largo del cuerpo 18 de la base 15, 16. La solera de reparto de las cargas 17 esta provista de escotaduras 21 que se extienden entre cada una de las nervaduras antivuelco 20.

En el modo de realizacion representado, cada base 15, 16 incluye cuatro nervaduras antivuelco 20. Cada nervadura antivuelco 20 se extiende, por lo tanto, en un plano perpendicular al plano de las nervaduras 20 adyacentes. Las bases 15, 16 estan dispuestas ventajosamente con respecto al panel de fondo 10 y de cubierta 11 de tal modo que cada una de dichas nervaduras 20 esta dispuesta paralelamente a dos lados opuestos de la caja aislante 3, 7.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

La base 15, 16 esta realizada por moldeo de un material termoplastico. Segun un modo de realizacion, el material termoplastico incluye una matriz termoplastica reforzada por unas fibras. La matriz termoplastica puede incluir cualquier material termoplastico apropiado, tal como el polipropileno (PP), el polietileno (PE), las poliamidas (PA), la polieterimida (PEI), el policloruro de vinilo (PVC), el politereftalato de etileno (PET), el politereftalato de butileno (PBT), el copolfmero acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), el poliuretano (PU) en su forma termoplastica, una mezcla de estos polfmeros u otros. Las fibras pueden ser unas fibras de vidrio, unas fibras de carbono o una mezcla de fibras de carbono y de fibras de vidrio. La base 15, 16 puede estar realizada, en concreto, con un material GMT, tal como se ha descrito anteriormente.

La base 15, 16, representada en las figuras 3 a 5, esta constituida por dos piezas moldeadas identicas 22a, 22b. Cada una de estas piezas 22a, 22b forma una semicarcasa que cuando las dos piezas 22a, 22b estan reunidas definen la funda 19 destinada para recibir un extremo de un pilar 14. Una estructura de base de este tipo 15, 16 constituida por dos piezas moldeadas 22a, 22b permite que se faciliten las operaciones de moldeo de las bases 15, 16 y las operaciones de colocacion de las bases 15, 16 contra los paneles de fondo 10 o de cubierta 11.

En otro modo de realizacion, la base 15, 16 esta constituida por una sola pieza moldeada monobloque. Ademas, en todavfa otro modo de realizacion, las bases 15, 16 de cada elemento portador 13 estan formadas de una sola pieza con el pilar 14. En otras palabras, el conjunto del elemento portador 13 es una pieza monobloque moldeada de una sola pieza.

Con el fin de asegurar el ensamblaje de los elementos portadores 13 a los paneles de fondo 10 y de cubierta 11, las bases 15, 16 estan fijadas por una operacion de soldadura termoplastica al panel de fondo 10 y al panel de cubierta 11.

En el modo de realizacion, ilustrado en la figura 2, los paneles de fondo 10 y de cubierta 11 presentan un cuerpo de madera contrachapada. Las caras interiores del panel de fondo 10 y de cubierta 11, giradas hacia el interior de la caja 3, 7, estan recubiertas de pelfculas termoplasticas 23. Una operacion de soldadura plastica esta realizada en las zonas de interfaz entre las pelfculas termoplasticas 23 y las soleras de reparto de las cargas 17 de las bases 15, 16.

En un modo de realizacion, antes de proceder a las operaciones de soldadura, se disponen previamente unas mascaras de proteccion sobre las caras interiores de los paneles de fondo 10 y de cubierta 11 entre las zonas de interfaz entre los elementos portadores 13 y los paneles 10, 11. Cuando se han efectuado las operaciones de soldadura, entonces pueden retirarse las mascaras de proteccion. De este modo, las pelfculas termoplasticas 23 no se deterioran durante las operaciones de soldadura. Unas mascaras de proteccion de este tipo estan realizadas, por ejemplo, de materiales metalicos, ceramicos y/o de vidrio. Unas mascaras de este tipo estan equipadas ventajosamente con un circuito de enfriamiento en el que circula un fluido, tal como agua, aire o aceite, con el fin de regular la temperatura de dichas mascaras.

Segun una variante de realizacion, no ilustrada, la cara exterior de los paneles de fondo 10 y de cubierta 11 esta recubierta igualmente de pelfculas termoplasticas. Una disposicion de este tipo permite que se equilibre la flexion de los paneles de cubierta 11 y de fondo 10, en concreto, cuando estan sometidos a importantes restricciones termicas, durante la puesta en frio del tanque.

Segun otra variante no ilustrada, las pelfculas termoplasticas solo recubren parcialmente las caras interiores de los paneles de fondo 10 y de cubierta 11. En este caso, las pelfculas termoplasticas solo estan dispuestas en las zonas de interfaz entre los paneles de fondo 10 y de cubierta 11 y las bases 15, 16.

Las pelfculas termoplasticas 23 estan realizadas, por ejemplo, con un material termoplastico compuesto que incluye una matriz termoplastica reforzada por unas fibras. Las pelfculas termoplasticas 23 pueden estar realizadas, en concreto, con un material GMT. De este modo, unas pelfculas termoplasticas de este tipo contribuyen a aumentar la resistencia mecanica de los paneles de fondo 10 y de cubierta 11, aumentando su rigidez en flexion y mejorando su consistencia al punzonado. Unas pelfculas termoplasticas de este tipo 23 presentan tradicionalmente un espesor del orden de 0,5 a 5 mm.

En un modo de realizacion, las pelfculas termoplasticas 23 estan fijadas sobre el cuerpo de los paneles de fondo 10 y de cubierta 11 por pegado. El pegamento utilizado es, por ejemplo, un pegamento acnlico, un pegamento poliuretano o un pegamento epoxido. En otro modo de realizacion, las pelfculas termoplasticas 23 estan fijadas sobre el cuerpo de los paneles 10, 11 por un procedimiento de prensado en caliente. En un caso de este tipo, se puede considerar la integracion de la fijacion de las pelfculas termoplasticas 23 directamente en el procedimiento de fabricacion del contrachapado. Para hacer esto, se superponen los pliegues de madera, previamente untados con pegamento y las pelfculas termoplasticas 23, despues se somete el apilamiento obtenido de este modo a un prensado en caliente. A tftulo de ejemplo, para un prensado en caliente de este tipo, se somete el apilamiento a una temperatura del orden de 190 a 200 °C y a una presion del orden de 0,2 MPa durante una duracion de 5 minutos.

Con el fin de que se faciliten las operaciones de soldadura, las pelfculas termoplasticas 23 incluyen una matriz termoplastica identico a la matriz termoplastica de las bases 15, 16.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

En otro modo de realizacion, es el cuerpo de los paneles de fondo 10 y de cubierta 11, como tal, el que forma el elemento termoplastico para la fijacion de las bases 15, 16. Segun una primera variante, los paneles de fondo 10 y de cubierta 11 incluyen un cuerpo realizado con un material compuesto que incluye una matriz termoplastica, identica a la de las bases, reforzada por unas fibras. Segun una segunda variante, los paneles de fondo 10 y de cubierta 11 estan fabricados con un cuerpo de madera, impregnado de una matriz termoplastica, de misma naturaleza que la de las bases 15, 16. El cuerpo puede estar fabricado por aglomeracion de fibras previamente impregnadas de una matriz termoplastica. De manera alternativa, el cuerpo puede estar realizado de madera contrachapada cuyo pliegue interior, y opcionalmente el pliegue exterior, estan fabricados con una madera lo suficientemente porosa para hacer difundir la matriz plastica en caliente y a presion en el interior de dicho pliegues.

Una madera de este tipo se elige, por ejemplo, de entre el abedul, el abeto, la haya u otros.

La operacion de soldadura esta realizada, por ejemplo, por radiacion infrarroja. No obstante, es posible utilizar cualquier otro metodo de soldadura plastica apropiado, tal como la soldadura por ultrasonido, el calentamiento por induccion, la soldadura por friccion, la soldadura por aporte de materia de fusion, la soldadura por chorro de aire caliente o el flameado. Senalemos que en el caso de una soldadura por induccion, es necesario disponer unos insertos metalicos sobre las bases 15, 16 y/o sobre los paneles de fondo 10 y/o de cubierta 11, en la interfaz entre las bases 15, 16 y los paneles de fondo 10 y de cubierta 11 de modo que se permita un calentamiento de la materia termoplastica.

Las figuras 6 y 7 representan un pilar 14 cuyo un extremo esta encajado en la funda 19 de una base 15, 16.

Segun un modo de realizacion, los pilares 14 estan realizados con un material termoplastico. El material termoplastico es ventajosamente un material termoplastico compuesto que incluye una matriz termoplastica, reforzada por unas fibras. Los ejemplos de materiales y de fibras dados mas arriba en relacion con las bases 15, 16 son aplicables igualmente a los pilares 14. Los pilares 14 estan fijados a las bases 15, 16 por una operacion de soldadura termoplastica. De este modo, con el fin de que se faciliten las operaciones de soldadura, los pilares 14 podran estar formados con un material que incluya una matriz termoplastica identica a la matriz termoplastica de las bases 15, 16. El posible asegurar la fijacion de los pilares 13 a las bases 15, 16 antes de fijar las bases 15, 16 a los paneles de fondo 10 y de cubierta 11 o, al contrario, asegurar la fijacion de las bases 15, 16 a los paneles de fondo 10 y de cubierta 11 antes de fijar los pilares 14 a las bases 15, 16. Esta ultima variante es particularmente ventajosa por que permite un preposicionamiento de las bases 15, 16 y, de este modo, facilita la fabricacion de cajas aislantes 3, 7. Segun tambien otra variante, se puede considerar la fijacion simultaneamente, por soldadura termoplastica, de una base 15, 16 a un panel 10, 11 y a un pilar 14.

Se observa que, en el modo de realizacion representado en las figuras 6 y 7, los pilares 14 presentan una seccion hueca, de forma circular. No obstante, la invencion no esta limitada a este tipo de seccion y la seccion de los pilares puede ser igualmente maciza y presentar otra forma: cuadrado, rombo o rectangular, por ejemplo. Cuando la seccion de un pilar 14 es hueca, esta esta guarnecida ventajosamente con un material aislante, con el fin de limitar las perdidas termicas a traves del pilar 14.

A tftulo de ejemplo, en el modo de realizacion representado en la figura 9, los pilares 14 presentan una seccion maciza, de forma cuadrada. Unos pilares de este tipo de seccion maciza pueden presentar igualmente una seccion de forma de rombo o rectangular.

Senalamos, por otra parte, que los pilares 17 pueden estar realizados con numerosos materiales. De este modo, ademas de los materiales termoplasticos mencionados anteriormente, los pilares 14 pueden estar realizados igualmente de madera o de plastico termoendurecible, tal como el poliuretano (PU), los Poliesteres Insaturados, los epoxidos, los acnlicos, los vinilesteres u otro. Unos materiales de plastico termoendurecible de este tipo pueden estar reforzados, en concreto, por unas fibras. En estos casos, no pudiendo los pilares 14 estar solidarizados con las bases 15, 16 por soldadura termoplastica, los pilares 14 estan solidarizados con las bases 15, 16 por cualquier otro medio. A tftulo de ejemplo, la fijacion de los pilares 14 a las bases 15, 16 puede asegurarse, en concreto, por pegado, por grapado o por medio de tornillo pasante a traves de orificios habilitados en las bases 15, 16 y en los pilares 14.

En la figura 10, el elemento portador 14 incluye un pilar de seccion maciza de forma cuadrada cuyo un extremo se recibe por encaje en una funda 19 formada en el cuerpo 18 de la base. La funda 19 presente, por lo tanto, una seccion cuadrada definida por cuatro paredes. La base 15, 16, representada de manera detallada en la figura 11, incluye cuatro nervaduras 20 que presentan una forma general de escuadra que se extienden cada una a lo largo de una de las cuatro paredes. La base 15 incluye una solera de reparto de las cargas 17 circular.

Por otra parte, la base incluye un collann de refuerzo 27, de forma anular, que sobresale hacia el interior de la caja 3, 7 a partir de la solera de reparto de las cargas 17. El collann de refuerzo 27 esta dispuesto alrededor del cuerpo 18 de la base y se extiende sustancialmente a media distancia entre el cuerpo 18 de la base y la periferia de la solera de reparto de las cargas 17. El collann de refuerzo 27 forma parte rntegra con la solera de reparto de las

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

cargas 17. En otras palabras, el collarm de refuerzo 27 esta formado de una sola pieza con la solera de reparto de las cargas 17.

La figura 12 representa una base 15, 16 segun una variante de realizacion que solo difiere de la base de la figura 11 por que no incluye collarm de refuerzo 27.

Las figuras 13 y 14 representan una bases 15, 16 respectivamente provista y desprovista de un collarm de refuerzo 27. En estos modos de realizacion, la base 15, 16 incluye dos nervaduras de refuerzo 20 que se extienden a lo largo de cada una de las cuatro paredes laterales que definen el cuerpo 18 de la base.

La figura 8 ilustra un modo de realizacion en el que la caja aislante 3, 7 incluye, ademas, unos dispositivos antivuelco. Los dispositivos antivuelco estan constituidos por dos barras 24, 25, que forman una X y que se

extienden en diagonal entre las bases 15, 16 de dos elementos portadores 13 adyacentes. Las dos barras 24, 25

pueden ser igualmente de material termoplastico reforzada por unas fibras y soldadas sobre las bases 15, 16 por unas operaciones de soldadura termoplastica. Senalemos que en el modo de realizacion representado, las barras 25, 26 estan soldadas contra las nervaduras antivuelco 20. Una estructura en X de este tipo permite obtener una firmeza al cizallado particularmente importante presentando al mismo tiempo un impacto limitado sobre las prestaciones de aislamiento termico. Segun una variante de realizacion, unos dispositivos antivuelco de este tipo solo estan dispuestos a lo largo de las caras laterales de la caja aislante 3, 7. Segun otra variante de realizacion, unos dispositivos antivuelco de este tipo pueden estar dispuestos entre todos los elementos portadores 14.

Con referencia a la figura 15, una vista desollada de un buque metanero 70 muestra un tanque estanco y aislado 71 de forma general prismatica montado en el doble carcasa 72 del buque. La pared del tanque 71 incluye una barrera estanca primaria destinada para estar en contacto con el GNL contenido en el tanque, una barrera estanca secundaria dispuesta entre la barrera estanca primaria y la doble carcasa 72 del buque y dos barreras aislante

dispuestas respectivamente entre la barrera estanca primaria y la barrera estanca secundaria y entre la barrera

estanca secundaria y la doble carcasa 72.

De manera conocida de por sf, unas canalizaciones de carga/descarga 73 dispuestas sobre el puente superior del buque pueden estar conectadas, por medio de conectores apropiados, a una terminal mantima o portuaria para transferir un cargamento de GNL desde o hacia el tanque 71.

La figura 15 representa un ejemplo de terminal mantima que incluye un puesto de carga y de descarga 75, una conduccion submarina 76 y una instalacion en tierra 77. El puesto de carga y de descarga 75 es una instalacion fija en alta mar que incluye un brazo movil 74 y una torre 78 que soporta el brazo movil 74. El brazo movil 74 lleva un haz de tubos flexibles aislados 79 que pueden conectarse a las canalizaciones de carga/descarga 73. El brazo movil 74 orientable se adapta a todos los calibres de metaneros. Una conduccion de union no representada se extiende en el interior de la torre 78. El puesto de carga y de descarga 75 permite la carga y la descarga del metanero 70 desde o hacia la instalacion en tierra 77. Esta incluye unos tanques de almacenamiento de gas licuado 80 y unas conducciones de union 81 unidas por la conduccion submarina 76 al puesto de carga o de descarga 75. La conduccion submarina 76 permite la transferencia del gas licuado entre el puesto de carga o de descarga 75 y la instalacion en tierra 77 sobre una gran distancia, por ejemplo, 5 km, lo que permite conservar el buque metanero 70 a gran distancia de la costa durante las operaciones de carga y de descarga.

Para generar la presion necesaria para la transferencia del gas licuado, se implementan unas bombas embarcadas en el buque 70 y/o unas bombas que equipan la instalacion en tierra 77 y/o unas bombas que equipan el puesto de carga y de descarga 75.

Aunque se haya descrito la invencion en relacion con varios modos de realizacion particulares, es mas que evidente que no esta limitada de ninguna manera a ello y que comprende todos los equivalentes tecnicos de los medios descritos, asf como sus combinaciones si estas entran en el marco de la invencion, tal como se define por las reivindicaciones. El uso del verbo "incluir", "comprender" o "constar de" y de sus formas conjugadas no excluye la presencia de otros elementos o de otras etapas diferentes de los enunciados en una reivindicacion. El uso del artmulo indefinido "un" o "una" para un elemento o una etapa no excluye, salvo mencion contraria, la presencia de una pluralidad de unos elementos o etapas de este tipo.

En las reivindicaciones, cualquier signo de referencia entre parentesis no ha de interpretarse como una limitacion de la reivindicacion.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

1. Caja aislante autoportadora (3, 7) destinada para el aislamiento termico de un tanque de almacenamiento de un fluido que incluye:

- un panel de fondo (10) y un panel de cubierta (11) espaciados segun una direccion de espesor de la caja;

- unos elementos portadores (13) interpuestos entre dichos paneles de fondo (10) y de cubierta (11) y que incluyen cada uno una base inferior (15) fijada contra el panel de fondo (10), una base superior (16) fijada contra el panel de cubierta (10) y un pilar (14), solidario con las bases inferior (15) y superior (16) y que se extiende en la direccion de espesor de la caja entre la base inferior (15) y la base superior (16); y

- una guarnicion calonfuga (17) dispuesta entre los elementos portadores (13);

en la que las bases (15, 16) incluyen cada una:

- una solera de reparto de las cargas (17) provista de una superficie de apoyo plana que descansa contra el panel de fondo (10) o el panel de cubierta (11);

estando dicha caja aislante autoportadora (3, 7) caracterizada por que las bases (15, 16) incluyen cada una unas nervaduras antivuelco (20) regularmente repartidas en la periferia de la base (15, 16) y dispuestas para recoger unos esfuerzos que se ejercen sobre el elemento portador (13) transversalmente a la direccion de espesor de la caja y transmitirlos a la solera de reparto de las cargas (17).
2. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun la reivindicacion 1, en la que las bases (15, 16) incluyen un cuerpo (18) que se extiende en la direccion de espesor de la caja (3, 7) y en la que las nervaduras antivuelco (20) presentan una forma de escuadra que presenta dos caras (20a, 20b) que forman un angulo recto que se extiende respectivamente contra la solera de reparto de las cargas (17) y contra el cuerpo (18) de la base (15, 16).
3. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun la reivindicacion 1 o 2, en la que las bases (15, 16) estan realizadas con un material termoplastico y estan fijadas por soldadura termoplastica sobre un elemento termoplastico (23) del panel de fondo (10) o del panel de cubierta (11).
4. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun la reivindicacion 3, en la que las bases (15, 16) estan realizadas con un material termoplastico compuesto que incluye una matriz termoplastica y unas fibras de refuerzo.
5. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun la reivindicacion 3 o 4, en la que el panel de fondo (10) y el panel de cubierta (11) presentan cada uno una cara interior girada hacia el interior de la caja (3, 7), estando las caras interiores del panel de fondo y del panel de cubierta revestidas de pelfculas termoplasticas (23) para la fijacion de las bases (15, 16) de los elementos portadores (14).
6. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun la reivindicacion 5, en la que las pelfculas termoplasticas (23) estan realizadas con un material termoplastico compuesto que incluye una matriz termoplastica y unas fibras de refuerzo.
7. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun la reivindicacion 3 o 4, en el que el panel de fondo (10) y/o el panel de cubierta (11) incluye un cuerpo realizado con un material termoplastico compuesto que incluye una matriz termoplastica reforzada por unas fibras, formando dicho cuerpo un elemento termoplastico para la fijacion de las bases (15, 16) de los elementos portadores (14).
8. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun la reivindicacion 3 o 4, en el que el panel de fondo (10) y/o el panel de cubierta (11) incluye un cuerpo de madera impregnado de una matriz termoplastica para la fijacion de las bases (15, 16) de los elementos portadores (14).
9. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que las bases (15, 16) de cada elemento portador (16) estan formadas de una sola pieza con el pilar (14) del elemento portador (13).
10. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que las bases (15, 16) de un elemento portador (13) incluyen cada una una funda (19) en la que esta encajado un extremo de un pilar

(14) del elemento portador (14).
11. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun la reivindicacion 10, en la que las bases (15, 16) incluyen dos semicarcasas (22a, 22 b) que definen juntas la funda (19) en la que esta encajado un extremo de un pilar (14).
12. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun la reivindicacion 10 u 11, en la que las bases (15, 16) estan realizadas con un material termoplastico y en la que los pilares (14) estan realizados con un material termoplastico e incluyen unos extremos fijados, por soldadura termoplastica, respectivamente al interior de la funda (19) de la base inferior

(15) y al interior de la funda (19) de la base superior (16).

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50
13. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun la reivindicacion 12, en la que los pilares (14) estan realizados con un material termoplastico compuesto que incluye una matriz termoplastica y unas fibras de refuerzo.
14. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun la reivindicacion 10 u 11, en la que los pilares son de madera.
15. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que presenta una forma paralelepipedica y en la que cada base (15, 16) incluye al menos cuatro nervaduras antivuelco (20) regularmente repartidas, estando cada una de dichas nervaduras antivuelco (20) dispuesta paralelamente a dos lados opuestos de la caja aislante autoportadora (3, 7).
16. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en la que las soleras de reparto de las cargas (17) presentan una escotadura (21) entre cada nervadura antivuelco (20).
17. Caja aislante autoportadora (13, 17) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en la que las bases (15, 16) incluyen un collann de refuerzo (27) que se extiende hacia el interior de la caja (3, 7) a partir de la solera de reparto de las cargas (17).
18. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, que incluye unas estructuras de refuerzo antivuelco que incluyen cada una dos barras (24, 25) dispuestas diagonalmente en forma de X y que se extienden cada una entre una base inferior (15) y una base superior (16) de dos elementos portadores (14) adyacentes.
19. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en la que la guarnicion calonfuga (17) esta constituida por al menos un bloque de lana de vidrio, de guata o de espuma polfmera.
20. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en la que la guarnicion calonfuga es un material aislante a granel elegido de entre la perlita, la vermiculita, la lana de vidrio o los aerogeles y en la que dicha caja aislante (3, 7) incluye unos tabiques perifericos que se extienden en la direccion de espesor de la caja (3, 7) que permiten retener la guarnicion calonfuga (17).
21. Caja aislante autoportadora (3, 7) segun la reivindicacion 20, en la que los tabiques perifericos estan realizados con un material termoplastico y estan fijados por soldadura termoplastica sobre un elemento termoplastico (23) del panel de fondo (10) o del panel de cubierta (11).
22. Tanque estanco y termicamente aislante de almacenamiento de un fluido que incluye una barrera de aislamiento termico que comprende una pluralidad de cajas (3, 7) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21 yuxtapuestas y una membrana de estanquidad que descansa contra la barrera de aislamiento termico.
23. Buque (70) para el transporte de un fluido, incluyendo el buque una doble carcasa (72) y un tanque (71) segun la reivindicacion 22 dispuesto en la doble carcasa.
24. Procedimiento de carga o descarga de un buque (70) segun la reivindicacion 23, en el que se encamina un fluido a traves de unas canalizaciones aisladas (73, 79, 76, 81) desde o hacia una instalacion de almacenamiento flotante o terrestre (77) hacia o desde el tanque del buque (71).
25. Sistema de transferencia para un fluido, incluyendo el sistema un buque (70) segun la reivindicacion 23, unas canalizaciones aisladas (73, 79, 76, 81) dispuestas de manera que unan el tanque (71) instalado en la carcasa del buque a una instalacion de almacenamiento flotante o terrestre (77) y una bomba para arrastrar un fluido a traves de las canalizaciones aisladas desde o hacia la instalacion de almacenamiento flotante o terrestre hacia o desde el tanque del buque.