RU2522691C2 - Membrane cargo capacity for liquefied natural gas transportation and storage - Google Patents
Membrane cargo capacity for liquefied natural gas transportation and storage Download PDFInfo
- Publication number
- RU2522691C2 RU2522691C2 RU2012122343/11A RU2012122343A RU2522691C2 RU 2522691 C2 RU2522691 C2 RU 2522691C2 RU 2012122343/11 A RU2012122343/11 A RU 2012122343/11A RU 2012122343 A RU2012122343 A RU 2012122343A RU 2522691 C2 RU2522691 C2 RU 2522691C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- storage
- corrugations
- natural gas
- liquefied natural
- tank
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области транспортного судостроения, средствам морской транспортировки и хранения сжиженного природного газа (СПГ) и касается вопроса создания мембранной грузовой емкости для его транспортировки и хранения.The invention relates to the field of transport shipbuilding, means of sea transportation and storage of liquefied natural gas (LNG) and relates to the creation of a membrane cargo tank for its transportation and storage.
Известна мембранная грузовая емкость для транспортировки и хранения СПГ, состоящая из составной оболочки, образующей герметичный и термоизолированный резервуар, встроенный в несущую конструкцию судна (европейские патенты №248721 и №573327). Резервуар содержит два герметичных барьера, причем первичный барьер находится в контакте с веществом, содержащимся в резервуаре, а вторичный барьер расположен между первичным барьером и несущей конструкцией; вышеупомянутые герметичные барьеры чередуются с двумя термоизолирующими барьерами (первичным и вторичным).Known membrane cargo tank for transportation and storage of LNG, consisting of a composite shell forming a sealed and thermally insulated tank, built into the supporting structure of the vessel (European patents No. 248721 and No. 573327). The tank contains two airtight barriers, the primary barrier being in contact with the substance contained in the tank, and the secondary barrier is located between the primary barrier and the supporting structure; the aforementioned airtight barriers alternate with two thermally insulating barriers (primary and secondary).
Патенты Франции №1376525 и №1379651, а также патент Российской Федерации 2282101, опубл. 20.08.2006, бюллетень №23 (прототип) описывают конструкцию мембранной грузовой емкости, содержащую в качестве первичного герметичного барьера контактирующие с СПГ металлические пластины с волнистыми гофрами, на поверхности которых сформированы две серии волн, между которыми расположены плоские поверхности. Первая серия расположена перпендикулярно к волнам второй серии. Волны одной серии имеют высоту, меньшую, по сравнению с волнами второй серии, так, что волны первой серии прерываются при их пересечении с волнами второй серии.French patents No. 1376525 and No. 1379651, as well as the patent of the Russian Federation 2282101, publ. 08/20/2006, Bulletin No. 23 (prototype) describe the design of a membrane cargo tank containing metal plates with wavy corrugations in contact with the LNG as a primary airtight barrier, on the surface of which two series of waves are formed, between which flat surfaces are located. The first series is perpendicular to the waves of the second series. The waves of one series have a height lower than the waves of the second series, so that the waves of the first series are interrupted when they intersect with the waves of the second series.
Недостатками такого конструктивного решения является низкая прочность и надежность первичного герметичного барьера при внешних силовых воздействиях и перепадах температуры при заливании и опорожнении грузовой емкости. Эти недостатки обусловлены следующими причинами:The disadvantages of this design solution is the low strength and reliability of the primary airtight barrier with external forces and temperature drops during filling and emptying of the cargo tank. These shortcomings are due to the following reasons:
- глубоким пластическим деформированием листов первичного барьера при его изготовлении, связанным с необходимостью (для достижения требуемой формы изделия) образования в нем больших остаточных деформаций и напряжений, вызванных локальным растяжением и сжатием, которые весьма негативно сказываются в дальнейшем на статической и усталостной прочности барьера;- deep plastic deformation of the sheets of the primary barrier during its manufacture, associated with the need (to achieve the desired shape of the product) the formation of large residual deformations and stresses caused by local tension and compression, which very negatively affect the static and fatigue strength of the barrier in the future;
- появлением значительных локальных напряжений в зонах глубокого пластического деформирования при статических и динамических внешних воздействиях со стороны перевозимой (хранимой) жидкости, а также при температурных воздействиях, связанных с заполнением (опорожнением) грузовой емкости жидкостью.- the appearance of significant local stresses in areas of deep plastic deformation under static and dynamic external influences from the side of the transported (stored) liquid, as well as during thermal effects associated with filling (emptying) of the cargo tank with liquid.
Наличие такого недостатка особенно негативно сказывается при создании больших грузовых емкостей, а также при эксплуатации частично заполненных емкостей, сопряженной с появлением слошинга (биения СПГ о боковые стенки резервуара во время транспортировки), и выражается в потере герметичности конструкции, в пластическом деформировании волнистых гофров в зоне их пересечения и в увеличении вероятности появлений в ней усталостных трещин. Увеличение толщины пластин не ведет к ликвидации недостатков конструкции, поскольку увеличивает материалоемкость конструкции, снижает гибкость герметичного барьера, которая необходима (особенно в районе пересечения волнистых гофров) для обеспечения возможности термического сжатия и растяжения пластин без риска нарушения герметичности.The presence of such a drawback is especially negative for the creation of large cargo tanks, as well as for the operation of partially filled tanks, associated with the appearance of sloshing (beating of LNG on the side walls of the tank during transportation), and is expressed in the loss of tightness of the structure, in the plastic deformation of corrugated corrugations in the zone their intersection and in increasing the likelihood of fatigue cracks appearing in it. An increase in the thickness of the plates does not lead to the elimination of design flaws, as it increases the material consumption of the structure, reduces the flexibility of the airtight barrier, which is necessary (especially in the area of intersection of corrugated corrugations) to enable thermal compression and stretching of the plates without the risk of leakage.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение прочности и надежности мембранной грузовой емкости для транспортировки и хранения сжиженного газа, уменьшение вероятности нарушения ее герметичности.The objective of the invention is to increase the strength and reliability of the membrane cargo tank for transporting and storing liquefied gas, reducing the likelihood of a violation of its tightness.
Для достижения указанного технического результата предлагаются следующие решения. По изобретению первичный герметичный барьер грузовой емкости выполнен в виде гофрированной однослойной или двухслойной пластины, причем гофры имеют волнообразную форму, а вершины и впадины волн образуют форму зигзага. При однослойном исполнении пластина выполняется из нержавеющей стали или алюминиевого сплава, при двухслойном исполнении металлическая пластина с внутренней стороны емкости имеет стеклопластиковый слой, представляющий собой обформовку металлической пластины. Отдельные гофрированные пластины, образующие первичный герметичный барьер, соединены между собой, причем металлические листы соединены с помощью сварки (преимущественно внахлест). С внутренней стороны пластина соприкасается с сжиженным природным газом. С внешней стороны волнообразные лунки пластины заполнены пористым синтетическим материалом. В качестве заполнителя может использоваться композиция на основе полиуретана или поливинилхлорида, сферопластик, пенопласт, либо паста на основе рубленного стекловолокна и связующего.To achieve the specified technical result, the following solutions are proposed. According to the invention, the primary airtight barrier of the cargo tank is made in the form of a corrugated single-layer or two-layer plate, the corrugations having a wave-like shape, and the tops and troughs of the waves form a zigzag shape. With a single-layer design, the plate is made of stainless steel or aluminum alloy, with a two-layer design, the metal plate on the inside of the container has a fiberglass layer, which is the shape of the metal plate. The individual corrugated plates forming the primary airtight barrier are interconnected, and the metal sheets are connected by welding (mainly overlap). On the inside, the plate is in contact with liquefied natural gas. On the outside, the wavy holes of the plate are filled with porous synthetic material. As a filler, a composition based on polyurethane or polyvinyl chloride, spheroplastics, polystyrene, or a paste based on chopped glass fiber and a binder can be used.
Выполнение герметичного первичного барьера в виде пластины с волнистыми зигзагообразными гофрами обеспечивает его высокую податливость при перепадах температуры, связанных с заливанием газа в грузовую емкость или с ее опорожнением, а также низкий уровень температурных напряжений в конструкции барьера. Наличие заполнителя в лунках с внешней стороны первичного барьера обеспечивает низкий уровень напряжений в конструкции барьера, обусловленных статическими и динамическими силовыми воздействиями жидкости. Отсутствие зон пересечения гофров (их непрерывность) обеспечивает при одинаковой материалоемкости более высокий уровень прочности предлагаемой конструкции по сравнению с прототипом. Наличие с внутренней строны емкости обформовки металлического листа герметичного первичного барьера стеклотканью (преимущественно биаксиальной, либо квадроакспальной) второго стеклопластикового слоя дает возможность применения при изготовлении герметичного первичного барьера малой толщины металлической пластины (фольги) и существенно повышает теплоизоляционные свойства этого барьера.The implementation of a sealed primary barrier in the form of a plate with wavy zigzag corrugations ensures its high compliance with temperature differences associated with pouring gas into the cargo tank or with its emptying, as well as low temperature stresses in the barrier structure. The presence of filler in the wells on the outside of the primary barrier provides a low level of stresses in the barrier structure due to static and dynamic force effects of the liquid. The absence of zones of intersection of the corrugations (their continuity) provides, with the same material consumption, a higher level of strength of the proposed design compared to the prototype. The presence of a second fiberglass layer from the inner side of the container for forming the metal sheet of the sealed primary barrier with fiberglass fabric (mainly biaxial or quadruple) makes it possible to use a small thickness of the metal plate (foil) in the manufacture of the sealed primary barrier and significantly increases the thermal insulation properties of this barrier.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где показаны:The invention is illustrated by drawings, which show:
- фрагмент емкости для транспортировки и хранения сжиженного газа, являющейся прототипом предлагаемого изобретения (фиг.1);- a fragment of the tank for transporting and storing liquefied gas, which is the prototype of the invention (figure 1);
- внутренняя поверхность герметичного первичного барьера грузовой емкости-прототипа (фиг.2);- the inner surface of the sealed primary barrier of the cargo capacity of the prototype (figure 2);
- фрагмент предлагаемой емкости для транспортировки и хранения сжиженного газа (фиг.3);- a fragment of the proposed capacity for transportation and storage of liquefied gas (figure 3);
- внутренняя поверхность первичного герметичного барьера предлагаемой грузовой емкости (фиг.4);- the inner surface of the primary airtight barrier of the proposed cargo tank (figure 4);
- вид в плане первичного герметичного барьера предлагаемой емкости (фиг.5);- plan view of the primary airtight barrier of the proposed tank (figure 5);
- сечение первичного герметичного барьера по А-А, расположение которого указано на фиг.5, при однослойном исполнении гофрированной пластины (фиг.6);- cross section of the primary airtight barrier along AA, the location of which is indicated in figure 5, with a single-layer execution of the corrugated plate (Fig.6);
- сечение первичного герметичного барьера по Л-А, расположение которого указано на фиг.5, при двухслойном исполнении гофрированной пластины (фиг.7);- the cross section of the primary airtight barrier along LA, the location of which is indicated in figure 5, with a two-layer execution of the corrugated plate (Fig.7);
- сечение первичного герметичного барьера по Б-Б, расположение которого указано на фиг.5, при однослойном исполнении гофрированной пластины (фиг.8);- the cross section of the primary tight barrier according to BB, the location of which is indicated in figure 5, with a single-layer execution of the corrugated plate (Fig. 8);
- сечение первичного герметичного барьера по Б-Б, расположение которого указано на фиг.5, при двухслойном исполнении гофрированной пластины (фиг.9);- the cross section of the primary tight barrier according to BB, the location of which is indicated in figure 5, with a two-layer execution of the corrugated plate (figure 9);
- рациональный способ расположения гофрированных пластин, соединенных между собой при сварке герметичного первичного барьера грузовой емкости (фиг.10).- a rational way of arranging corrugated plates interconnected when welding a sealed primary barrier of a cargo tank (figure 10).
Перечни конструктивных элементов 1-5 для прототипа и предлагаемой конструкции аналогичны (фиг.1, 3). Емкость для транспортировки и хранения сжиженного газа содержит первичный герметичный барьер 1, вторичный герметичный барьер 2, первичный теплоизоляционный барьер 3, вторичный теплоизоляционный барьер 4. Емкость закреплена на силовой конструкции 5 корпуса судна. Первичный герметичный барьер включает гофрированную металлическую пластину 6 и заполнитель лунок с внешней стороны барьера 7.The lists of structural elements 1-5 for the prototype and the proposed design are similar (figure 1, 3). The tank for transporting and storing liquefied gas contains a primary sealed
Достижение технического результата с помощью предлагаемого исполнения емкости для транспортировки и хранения сжиженного газа осуществляется следующим образом. При перепадах температур, связанных с заливанием газа в грузовую емкость или с ее опорожнением, температурное расширение или сужение элементов металлических пластин герметичного первичного барьера сопровождается их изгибом в районах вершин и впадин волновых поверхностей гофров и пренебрежимо малым растяжением или сжатием серединных поверхностей пластин. В результате цепные температурные напряжения в пластине крайне малы, а изгибные температурные напряжения не могут достигать значительных величин вследствие малости толщины пластины. Высокая податливость заполнителя лунок, обусловленная значительно более низкими значениями упругих характеристик полимерных материалов по сравнению с металлическими, обеспечивает низкий уровень температурных напряжений в заполнителе. Вместе с тем, он эффективно передает давление жидкости на первичный теплоизоляционный барьер, исключая появление больших напряжений в металлической пластине, вызванных этим давлением.The achievement of the technical result using the proposed design of the tank for transporting and storing liquefied gas is as follows. With temperature differences associated with pouring gas into the cargo tank or with its emptying, the temperature expansion or narrowing of the metal plate elements of the sealed primary barrier is accompanied by their bending in the areas of the peaks and troughs of the wave surfaces of the corrugations and negligibly small stretching or compression of the middle surfaces of the plates. As a result, the chain temperature stresses in the plate are extremely small, and the bending temperature stresses cannot reach significant values due to the small thickness of the plate. The high flexibility of the filler holes, due to significantly lower values of the elastic characteristics of polymeric materials compared to metal, provides a low level of temperature stresses in the filler. At the same time, it effectively transfers liquid pressure to the primary heat-insulating barrier, eliminating the appearance of large stresses in the metal plate caused by this pressure.
Рекомендуется соединение отдельных пластин герметичного барьера по боковым кромкам с помощью сварки таким образом, чтобы соседние пластины имели взаимно перпендикулярные направления ориентации гофров (при этом пластины с различной ориентацией гофров располагаются в шахматном порядке), что способствует дальнейшему снижению температурных напряжений.It is recommended that the individual plates of the airtight barrier be joined along the lateral edges by welding so that adjacent plates have mutually perpendicular orientations of the corrugations (in this case, plates with different corrugation orientations are staggered), which further reduces temperature stresses.
Таким образом, предлагаемая конструкция корпуса судна позволяет снизить уровень напряженности элементов первичного герметичного барьера, обеспечить повышение надежности и прочности мембранной грузовой емкости для транспортировки и хранения сжиженного газа и уменьшить вероятность нарушения ее герметичности, что выгодно отличает ее от прототипа.Thus, the proposed design of the hull allows you to reduce the level of tension of the elements of the primary airtight barrier, to increase the reliability and strength of the membrane cargo tank for transporting and storing liquefied gas and to reduce the likelihood of violation of its tightness, which distinguishes it from the prototype.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012122343/11A RU2522691C2 (en) | 2012-05-31 | 2012-05-31 | Membrane cargo capacity for liquefied natural gas transportation and storage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012122343/11A RU2522691C2 (en) | 2012-05-31 | 2012-05-31 | Membrane cargo capacity for liquefied natural gas transportation and storage |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012122343A RU2012122343A (en) | 2013-12-10 |
RU2522691C2 true RU2522691C2 (en) | 2014-07-20 |
Family
ID=49682626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012122343/11A RU2522691C2 (en) | 2012-05-31 | 2012-05-31 | Membrane cargo capacity for liquefied natural gas transportation and storage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2522691C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2697015C2 (en) * | 2015-04-20 | 2019-08-08 | Газтранспорт Эт Технигаз | Sealed and heat-insulated tank equipped with through element |
RU2697074C2 (en) * | 2015-04-15 | 2019-08-12 | Газтранспорт Эт Технигаз | Reservoir equipped with wall having separate area through which through element passes |
RU2788778C2 (en) * | 2018-08-24 | 2023-01-24 | Газтранспорт Эт Технигаз | Wall of a heat-insulating and hermetic tank |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1379651A (en) * | 1963-06-27 | 1964-11-27 | Technigaz | Device forming flexible wall element or the like and various applications of said device, in particular in the construction of tanks or the like |
GB1073713A (en) * | 1963-06-11 | 1967-06-28 | Technigaz | Improvements in or relating to fluid-tight enclosed spaces for storing and/or transporting fluids |
RU2282101C2 (en) * | 2003-10-16 | 2006-08-20 | Газ Транспор Э Текнигаз | Design of sealed wall and reservoir with such wall |
RU82685U1 (en) * | 2008-10-08 | 2009-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Ресурсосберегающие технологии" (ООО НПФ "РСТ") | CONTROLLED AIR CAMERA |
RU116479U1 (en) * | 2011-12-01 | 2012-05-27 | Открытое акционерное общество "Сибнефтепровод" | PONTON FROM ALUMINUM ALLOYS FOR RESERVOIRS |
-
2012
- 2012-05-31 RU RU2012122343/11A patent/RU2522691C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1073713A (en) * | 1963-06-11 | 1967-06-28 | Technigaz | Improvements in or relating to fluid-tight enclosed spaces for storing and/or transporting fluids |
FR1379651A (en) * | 1963-06-27 | 1964-11-27 | Technigaz | Device forming flexible wall element or the like and various applications of said device, in particular in the construction of tanks or the like |
RU2282101C2 (en) * | 2003-10-16 | 2006-08-20 | Газ Транспор Э Текнигаз | Design of sealed wall and reservoir with such wall |
RU82685U1 (en) * | 2008-10-08 | 2009-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Ресурсосберегающие технологии" (ООО НПФ "РСТ") | CONTROLLED AIR CAMERA |
RU116479U1 (en) * | 2011-12-01 | 2012-05-27 | Открытое акционерное общество "Сибнефтепровод" | PONTON FROM ALUMINUM ALLOYS FOR RESERVOIRS |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2697074C2 (en) * | 2015-04-15 | 2019-08-12 | Газтранспорт Эт Технигаз | Reservoir equipped with wall having separate area through which through element passes |
RU2697015C2 (en) * | 2015-04-20 | 2019-08-08 | Газтранспорт Эт Технигаз | Sealed and heat-insulated tank equipped with through element |
RU2788778C2 (en) * | 2018-08-24 | 2023-01-24 | Газтранспорт Эт Технигаз | Wall of a heat-insulating and hermetic tank |
RU2791228C2 (en) * | 2018-09-18 | 2023-03-06 | Газтранспорт Эт Технигаз | Liquefied gas storage |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012122343A (en) | 2013-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9365266B2 (en) | Independent corrugated LNG tank | |
JP6134712B2 (en) | Insulating block for manufacturing tank walls | |
KR102258028B1 (en) | Fluidtight and thermally insulated tank comprising a metal membrane that is corrugated in orthogonal folds | |
CN111051762B (en) | Heat-insulating sealed container | |
RU2758743C1 (en) | Heat-insulating sealed tank | |
AU2014220575A1 (en) | Tank wall comprising a through-element | |
EP3411623B1 (en) | Improved liquid natural gas storage tank design | |
CN111051761B (en) | Heat-insulated sealed container with curved supporting strip | |
KR102012351B1 (en) | Sealed and thermally insulating tank wall comprising spaced-apart support elements | |
KR20140015474A (en) | Insulating block for producing a tight wall of a tank | |
KR102614343B1 (en) | Closed and insulated tank with multiple zones | |
RU2749087C2 (en) | Sealed thermal insulation tank containing reinforcing insulation insert | |
RU2522691C2 (en) | Membrane cargo capacity for liquefied natural gas transportation and storage | |
AU2014255598B2 (en) | Tight and thermally insulating vessel | |
KR102185820B1 (en) | Insulation System of Liquefied Gas Hold | |
CN112368506B (en) | Liquid-tight container provided with corrugated engagement elements | |
RU2817458C2 (en) | Sealing membrane for sealed fluid storage tank | |
KR102428907B1 (en) | Sealed and insulated tanks with anti-convective filling elements | |
RU2817739C1 (en) | Cargo tank of gas carrier | |
AU2012228180B9 (en) | Insulating block for producing a tight wall of a tank | |
KR20240096446A (en) | Sealed and insulated tank with penetrating elements | |
AU2022373805A1 (en) | Sealed and insulating tank for storing and/or transporting a liquefied gas | |
KR20200091991A (en) | Insulation Structure of Liquefied Natural Gas storage Tank | |
WO2015169997A1 (en) | Tank for cryogenic gases |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150601 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180523 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200724 |