RU2727768C1 - Ship for transportation of liquefied natural gas and method of its construction - Google Patents

Ship for transportation of liquefied natural gas and method of its construction Download PDF

Info

Publication number
RU2727768C1
RU2727768C1 RU2019143027A RU2019143027A RU2727768C1 RU 2727768 C1 RU2727768 C1 RU 2727768C1 RU 2019143027 A RU2019143027 A RU 2019143027A RU 2019143027 A RU2019143027 A RU 2019143027A RU 2727768 C1 RU2727768 C1 RU 2727768C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vessel
transportation
natural gas
liquefied natural
hull
Prior art date
Application number
RU2019143027A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Владимирович Александров
Геннадий Брониславович Крыжевич
Валерий Михайлович Шапошников
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр"
Priority to RU2019143027A priority Critical patent/RU2727768C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2727768C1 publication Critical patent/RU2727768C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/16Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed heat-insulated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B73/00Building or assembling vessels or marine structures, e.g. hulls or offshore platforms
    • B63B73/10Building or assembling vessels from prefabricated hull blocks, i.e. complete hull cross-sections

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

FIELD: shipbuilding.SUBSTANCE: invention relates to the field of transport shipbuilding, means of marine transportation and storage of liquefied natural gas (LNG) and concerns creation of a gas carrier vessel and cargo container for transportation and storage of LNG. Disclosed is a vessel for LNG transportation, comprising LNG storage and transportation containers installed on housing by means of pliable supports, comprising heat insulated shells consisting of several layers, at least two of which are metal and sealed, wherein one of them is in contact with liquefied gas and is supported by the set and bulkheads, wherein the metal sealed layers are made of hollow aluminum panels welded together to form a multilayer shell, wherein the multilayer shell together with the set and bulkheads connected to it form a strong container structure, and between ship hull and strong vessel structure is multilayer heat insulation from easily deformed elements with hollow areas. Also disclosed is a method of constructing a gas carrier vessel with cargo tanks for LNG.EFFECT: technical result consists in improvement of strength and operational reliability of cargo container for transportation and storage of LNG, reduced probability of its leakage, reduced duration of construction of vessel and cost of gas carrier.6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного судостроения, средствам морской транспортировки и хранения сжиженного природного газа (СПГ) и касается вопроса создания судна-газовоза и грузовой емкости для транспортировки и хранения СПГ.The invention relates to the field of transport shipbuilding, means of sea transportation and storage of liquefied natural gas (LNG) and concerns the issue of creating a gas carrier and a cargo capacity for transporting and storing LNG.

При морской транспортировке СПГ на судах-газовозах используются вкладные самоподдерживающиеся емкости (танки) типа SPB, разработанные японской фирмой IHI (SPB судно для перевозки сжиженного газа «Полярный орел» LNG. // Рекламный проспект фирмы «IHI MARINE UNITED INC» Япония, 2006), представляющие собой прочную конструкцию с внутренним набором и наружной изоляцией, соответствующую по форме внутреннему пространству судового отсека. У емкости нет прямого контакта с внутренним дном и внутренним бортом судна. Между танком и корпусом судна имеется зазор (пространство доступа), что способствует легкости осмотра. Опорные конструкции танка устанавливаются между дном судна и дном емкости. Они содержат упругие элементы (деревянные клетки типа доковых), которые снижают передаваемые на танк SPB деформации от общего изгиба корпуса и изгиба днищевого перекрытия. Имеются также податливые упоры против смещений танка при качке. Отсутствие жестких соединений между корпусом судна и танком SPB обеспечивает отсутствие температурных напряжений.During the sea transportation of LNG on LNG carriers, self-supporting containers (tanks) of the SPB type are used, developed by the Japanese company IHI (SPB ship for the transportation of liquefied gas "Polar Eagle" LNG. // Advertising brochure of the company "IHI MARINE UNITED INC" Japan, 2006) , which are a robust structure with an inner set and outer insulation, corresponding in shape to the inner space of the ship's compartment. The container does not have direct contact with the inner bottom and inner side of the vessel. There is a gap (access space) between the tank and the ship's hull for ease of inspection. Tank support structures are installed between the bottom of the vessel and the bottom of the tank. They contain elastic elements (dock-type wooden cages), which reduce the deformations transmitted to the SPB tank from the general bending of the hull and bending of the bottom floor. There are also flexible stops against displacement of the tank when rolling. The absence of rigid connections between the ship's hull and the SPB tank ensures that there are no thermal stresses.

Вкладные емкости типа SPB чаще изготавливаются из нержавеющей стали (или из высоколегированной никелем стали - 9% Ni), либо из алюминия.Storage tanks of the SPB type are usually made of stainless steel (or high-nickel-alloyed steel - 9% Ni) or aluminum.

В большинстве случаев конструкция SPB выполняется по продольной системе набора. В пределах танка устанавливается обычно одна отбойная поперечная переборка, в диаметральной плоскости также может быть установлена прочная или отбойная переборка, если ее нет, устанавливается мощная рамная балка. Для поддержания рамных шпангоутов устанавливается два или более горизонтальных шельфа.In most cases, the SPB design is performed along the longitudinal set system. Within the tank, usually one baffle transverse bulkhead is installed; in the center plane, a strong or baffle bulkhead can also be installed, if it is not there, a powerful frame beam is installed. To support the frame frames, two or more horizontal shelves are installed.

Изоляция устанавливается на гладкую наружную поверхность танка SPB. Вторичный барьер устанавливается на нижней части поверхности танка, обеспечивая стекание просочившихся капель СПГ в поддон.The insulation is installed on the smooth outer surface of the SPB tank. A secondary barrier is installed on the bottom of the tank surface to allow leaked LNG droplets to drain into the sump.

Недостатком вкладных самоподдерживающихся емкостей типа SPB является большой вес и обусловленная наличием пространства доступа малая (по сравнению с мембранными грузовыми емкостями) утилизация объема судна, снижающая его экономическую эффективность, низкая эффективность вторичного барьера, служащего не для предотвращения протекания СПГ из герметичной емкости, а всего лишь для его сбора.The disadvantage of self-supporting self-supporting containers of the SPB type is their large weight and, due to the presence of an access space, the small (in comparison with membrane cargo containers) utilization of the ship's volume, which reduces its economic efficiency, the low efficiency of the secondary barrier, which does not serve to prevent the leakage of LNG from the sealed container, but only to collect it.

Известна также 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).Also known is a 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 ship (European patents No. 248721 and No. 573327). The reservoir contains two sealed barriers, and the primary barrier is in contact with the substance contained in the reservoir, and the secondary barrier is located between the primary barrier and the supporting structure; the aforementioned sealed barriers alternate with two thermal 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 patent of the Russian Federation No. 2282101, publ. 08/20/2006, Bulletin No. 23 (prototype) describe the design of a membrane cargo tank containing, as a primary hermetic barrier, metal plates with corrugated corrugations in contact with LNG, on the surface of which two series of waves are formed, between which flat surfaces are located. The first series is located perpendicular to the waves of the second series. Waves of one series have a lower height than 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.

Мембранные емкости по прототипу представляют собой мембраны с изоляцией, опирающиеся на внутренний борт, внутреннее дно и соприкасающиеся с палубой. Их достоинством является высокая степень утилизации объема судна и невысокая стоимость транспортировки СПГ. К недостаткам таких емкостей принято относить малую прочность и надежность, связанную с наличием прямого контакта с корпусом.The prototype membrane tanks are membranes with insulation, resting on the inner side, the inner bottom and in contact with the deck. Their advantage is the high degree of utilization of the ship's volume and the low cost of LNG transportation. The disadvantages of such containers are usually low strength and reliability associated with the presence of direct contact with the body.

К недостаткам способа строительства судов-газовозов с такими емкостями относится высокая стоимость работ, обусловленная большим объемом монтажа мембранных емкостей, и большая продолжительность строительства, связанная с необходимостью завершения на первой стадии строительства основных работ по созданию корпуса, а затем, на второй стадии, монтажа на нем мембранных емкостей, причем продолжительности этих стадий сопоставимы.The disadvantages of the method for the construction of gas carriers with such tanks include the high cost of work due to the large volume of installation of membrane tanks, and the long construction time associated with the need to complete the main work on the creation of the hull at the first stage of construction, and then, at the second stage, installation on membrane capacities, and the duration of these stages are comparable.

Недостатками такого конструктивного решения емкости является низкая прочность и надежность первичного и вторичного герметичных барьеров при внешних силовых воздействиях (при явлении слошинга в резервуарах, т.е. биения СПГ о боковые стенки резервуара во время транспортировки, при волновых и ледовых воздействиях на судно, при аварийных столкновениях газовоза с другими судами или навигационными препятствиями), а также при перепадах температуры в процессе заливания или опорожнения грузовой емкости. Эти недостатки обусловлены следующими причинами:The disadvantages of such a constructive solution of the tank are the low strength and reliability of the primary and secondary hermetic barriers under external force influences (with the phenomenon of slashing in tanks, i.e., beating of LNG against the side walls of the tank during transportation, during wave and ice impacts on the vessel, in case of emergency collisions of the LNG carrier with other vessels or navigational obstacles), as well as temperature drops during filling or emptying of the cargo tank. These disadvantages are due to the following reasons:

- наличием интенсивного гидродинамического воздействия сжиженного газа на боковые и потолочные поверхности резервуара при слошинге;- the presence of an intense hydrodynamic effect of liquefied gas on the side and ceiling surfaces of the tank during slashing;

- 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 required shape of the product) the formation in it of large residual deformations and stresses caused by local stretching and compression, which have a very negative effect in the future on the static and fatigue strength of the barrier;

- 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 the zones of deep plastic deformation under static and dynamic external influences from the transported (stored) liquid, as well as under temperature influences associated with filling (emptying) the cargo tank with liquid;

- наличием относительно жестких конструкций теплоизоляции в виде ящиков с заполнителем, смещаемых друг относительно друга при аварийном повреждении корпуса и не препятствующих развитию такого повреждения. Подобное смещение способно при повреждении корпуса привести к нарушению герметичности как первичного, так и вторичного барьеров.- the presence of relatively rigid structures of thermal insulation in the form of boxes with filler, displaced relative to each other in case of emergency damage to the body and do not prevent the development of such damage. Such displacement can, if the case is damaged, lead to a breach of the tightness of both the primary and secondary barriers.

Наличие таких недостатков особенно негативно сказывается при создании больших грузовых емкостей, а также при эксплуатации частично заполненных емкостей, сопряженной с появлением в условиях волнения слошинга и выражается в потере герметичности конструкции, в пластическом деформировании материала первичного и вторичного барьеров и в увеличении вероятности появления в них усталостных трещин. Увеличение толщины пластин герметичных барьеров не ведет к ликвидации недостатков конструкции, поскольку увеличивает материалоемкость конструкции, снижает податливость (гибкость) барьеров, которая необходима (особенно в районе пересечения волнистых гофров изоляции типа mark) для обеспечения возможности термического сжатия и растяжения пластин без риска нарушения герметичности.The presence of such disadvantages has a particularly negative effect on the creation of large cargo tanks, as well as during the operation of partially filled tanks, associated with the appearance of slashing under wave conditions and is expressed in the loss of the structure tightness, in the plastic deformation of the material of the primary and secondary barriers and in the increase in the likelihood of fatigue cracks. An increase in the thickness of the plates of hermetic barriers does not lead to the elimination of design flaws, since it increases the material consumption of the structure, reduces the flexibility (flexibility) of the barriers, which is necessary (especially in the area of intersection of corrugated corrugations of mark type insulation) to ensure the possibility of thermal compression and expansion of the plates without the risk of breaking the tightness.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение прочности и надежности грузовой емкости для транспортировки и хранения сжиженного газа, уменьшение вероятности нарушения ее герметичности, сокращение затрат на строительстве и его продолжительности.The objective of the present invention is to increase the strength and reliability of a cargo tank for transportation and storage of liquefied gas, to reduce the likelihood of breaking its tightness, to reduce construction costs and its duration.

Указанная задача решается благодаря тому, что судно для транспортировки сжиженного природного газа, включающее установленные на корпусе с помощью податливых опор емкости для хранения и транспортировки сжиженного природного газа, содержащие термоизолированные оболочки, состоящие из нескольких слоев, по меньшей мере, два из которых являются металлическими и герметичными, причем один из них находится в контакте со сжиженным газом и подкреплен набором и переборками, имеет следующие отличия: металлические герметичные слои выполнены из соединенных сваркой полых алюминиевых панелей с образованием многослойной оболочки, при этом многослойная оболочка образует совместно с соединенными с ней набором и переборками прочную конструкцию емкости, а между корпусом судна и прочной конструкцией емкости расположена многослойная теплоизоляция из легкодеформируемых элементов с полыми областями.This problem is solved due to the fact that a vessel for the transportation of liquefied natural gas, including installed on the hull with the help of flexible supports for storage and transportation of liquefied natural gas, containing thermally insulated shells consisting of several layers, at least two of which are metal and sealed, and one of them is in contact with liquefied gas and is supported by a set and bulkheads, has the following differences: metal sealed layers are made of hollow aluminum panels connected by welding to form a multilayer shell, while the multilayer shell forms, together with the set and bulkheads connected to it robust structure of the tank, and between the hull of the vessel and the robust structure of the tank there is a multilayer thermal insulation made of easily deformable elements with hollow areas.

А также, многослойная теплоизоляция емкости из легкодеформируемых элементов содержит полости и выполнена в виде соединенных между собой многослойных полых податливых панелей из полимерного композиционного материала, причем панели содержат две наружные обшивки и амортизирующие (податливые) элементы в виде, по крайней мере, одной пластины, расположенной внутри панели между обшивками, а также соединяющие их диафрагмы, которые смещены друг относительно друга.And also, the multilayer thermal insulation of a container made of easily deformable elements contains cavities and is made in the form of interconnected multilayer hollow pliable panels made of polymer composite material, and the panels contain two outer skins and shock-absorbing (pliable) elements in the form of at least one plate located inside the panel between the skins, as well as the diaphragms connecting them, which are offset relative to each other.

А также, многослойная теплоизоляция емкости из легкодеформируемых элементов с полыми областями выполнена из стеклопластика, при этом полые области заполнены волокнистой минеральной ватой.And also, the multilayer thermal insulation of the container made of easily deformable elements with hollow areas is made of fiberglass, while the hollow areas are filled with fibrous mineral wool.

А также, многослойная теплоизоляция емкости из легкодеформируемых элементов с полостями выполнена в виде крупногабаритных блоков, крепящихся на корпусе судна.And also, the multilayer thermal insulation of the container made of easily deformable elements with cavities is made in the form of large-sized blocks mounted on the ship's hull.

Кроме того, указанная задача решается благодаря тому, что способ строительства судна для транспортировки сжиженного природного газа с установленными на его корпусе помощью податливых опор емкостями для хранения сжиженного газа, содержащие термоизолированные оболочки, состоящие из нескольких слоев, по меньшей мере, два из которых являются металлическими и герметичными, причем один из них находится в контакте с СПГ и подкреплен набором и переборками, состоящий из последовательного изготовления корпуса судна, изготовления и монтажа на корпусе отдельных элементов с образованием многослойной теплоизоляции, изготовления и монтажа на корпусе герметичной оболочки, образующей совместно с приваренными к ней набором и переборками прочную конструкцию емкости сжиженного природного газа, имеет следующие отличия: изготовление корпуса судна, прочных конструкций емкостей СПГ и крупногабаритных блоков теплоизоляции ведется одновременно и раздельно, затем производится монтаж на корпусе судна крупногабаритных блоков теплоизоляции в отсеках судна, после чего производится монтаж прочных конструкций емкостей СПГ как готовых модулей.In addition, this problem is solved due to the fact that the method of building a vessel for transporting liquefied natural gas with flexible supports installed on its hull for storage of liquefied gas containing thermally insulated shells consisting of several layers, at least two of which are metal and sealed, and one of them is in contact with LNG and is supported by a set and bulkheads, consisting of the sequential fabrication of the ship's hull, manufacturing and mounting on the hull of individual elements with the formation of multilayer thermal insulation, manufacturing and mounting on the hull of a sealed shell, which forms, together with welded to with a set and bulkheads, a solid structure of a liquefied natural gas tank, has the following differences: the manufacture of a ship's hull, durable structures of LNG tanks and large-sized thermal insulation blocks is carried out simultaneously and separately, then installation on the hull of a large-size ship is carried out thermal insulation blocks in the ship's compartments, after which solid structures of LNG tanks are installed as ready-made modules.

А также, установка прочных конструкций емкостей выполнена с деформированием элементов теплоизоляции, расположенных на бортах и поперечных переборках судна, и с образованием натяга в соединении этих конструкций с теплоизоляцией.And also, the installation of strong structures of tanks is performed with deformation of the elements of thermal insulation located on the sides and transverse bulkheads of the vessel, and with the formation of interference in the connection of these structures with thermal insulation.

По изобретению первичный и вторичный герметичные барьеры грузовой емкости выполнены в виде экструзионных или прессованных полых панелей из алюминиевого сплава, содержащих внутренний и наружный слои, соединенные наклонными элементами. Полости панелей выполняют в виде герметичных объемов, заполненных инертным газом и снабженных анализаторами природного газа, сигнализирующими об обнаружении его утечки.According to the invention, the primary and secondary hermetic cargo tank barriers are made in the form of extruded or extruded hollow aluminum alloy panels containing inner and outer layers connected by inclined elements. The cavities of the panels are made in the form of sealed volumes filled with an inert gas and equipped with natural gas analyzers that signal the detection of a leak.

Панели образуют трехслойную оболочку, соответствующую форме внутреннего пространства отсека газовоза. С внутренней стороны оболочка соединена с набором и одной или несколькими переборками (поперечной и продольной). Оболочка, набор и переборки образуют прочную конструкцию емкости. С наружной стороны оболочки (между ней и корпусом) располагается тепловая изоляция, также соответствующая форме внутреннего пространства отсека.The panels form a three-layer shell, corresponding to the shape of the internal space of the compartment of the gas carrier. From the inside, the shell is connected to a set and one or more bulkheads (transverse and longitudinal). The shell, set and bulkheads form a robust container structure. On the outer side of the shell (between it and the body) there is thermal insulation, which also corresponds to the shape of the inner space of the compartment.

Между прочной конструкцией емкости и корпусом газовоза могут также располагаться дополнительные (по отношению к теплоизоляции) упругие опоры (упоры). Опоры между дном судна и дном емкости могут быть выполнены в виде упругих деревянных клеток (типа доковых), либо из блоков, изготовленных из пенопласта высокой плотности. Блоки могут иметь стеклопластиковые обкладки и армирование. Возможно использование панелей с наружными обшивками из стеклопластика. Обшивки соединены между собой на клею внутренним стеклопластиковым слоем, имеющем в поперечном сечении трапециевидную форму. Внутренние полостей панелей заполнены пенопластом высокой плотности.Additional (in relation to thermal insulation) elastic supports (stops) can also be located between the solid structure of the tank and the body of the gas carrier. The supports between the bottom of the vessel and the bottom of the tank can be made in the form of elastic wooden cages (dock type), or from blocks made of high density foam. Blocks can have fiberglass linings and reinforcement. It is possible to use panels with external cladding made of fiberglass. The skins are glued together with an inner fiberglass layer, which has a trapezoidal cross-section. The internal cavities of the panels are filled with high density foam.

В верхней и нижней частях емкости могут быть установлены податливые упоры, препятствующие ее смещениям при качке. Упоры могут иметь такое же исполнение как и опоры.In the upper and lower parts of the container, flexible stops can be installed to prevent its displacement during rolling. The stops can have the same design as the supports.

В первом варианте исполнения тепловая изоляция может быть выполнена из панелей, крепящихся к поверхности грузовых танков при помощи фиксаторов или клея и состоящих из минеральной ваты волокнистого исполнения (заключенной в оболочку из стеклопластика), вспененного эбонита или пенопласта малой плотности.In the first embodiment, the thermal insulation can be made of panels attached to the surface of the cargo tanks with clamps or glue and consisting of fibrous mineral wool (encased in a fiberglass sheath), foamed ebonite or low density foam.

Тепловая изоляция может быть выполнена во втором варианте исполнения в виде многослойной полой податливой панели из стеклопластика, содержащей две наружные обшивки и амортизирующие элементы в виде, по меньшей мере, одной пластины, расположенной внутри панели между наружными обшивками, а также соединяющие их диафрагмы, причем последние с верхней и нижней сторон амортизирующих элементов, смещены относительно друг друга в поперечном сечении панели. Внутренние полости панели могут быть заполнены податливым заполнителем (минеральной ватой волокнистого исполнения). Диафрагмы могут быть расположены вертикально, причем их ширина переменна по высоте отсека. Она уменьшается с увеличением расстояния от второго дна судна таким образом, что при опускании грузовой емкости в процессе ее монтажа происходит под действием сил веса деформирование амортизирующих элементов и посадка емкости на свое место в отсеке газовоза с образованием горизонтальных сил натяга, увеличивающегося по мере опускания емкости.Thermal insulation can be made in the second embodiment in the form of a multilayer hollow flexible fiberglass panel containing two outer skins and damping elements in the form of at least one plate located inside the panel between the outer skins, as well as diaphragms connecting them, the latter from the upper and lower sides of the shock-absorbing elements are offset relative to each other in the cross-section of the panel. The internal cavities of the panel can be filled with a flexible filler (mineral wool of fibrous design). The diaphragms can be arranged vertically, and their width is variable along the height of the compartment. It decreases with an increase in the distance from the second bottom of the vessel in such a way that when the cargo tank is lowered during its installation, the shock-absorbing elements are deformed under the influence of weight forces and the tank is seated in its place in the compartment of the gas carrier with the formation of horizontal interference forces, which increases as the tank is lowered.

Выполнение первичного и вторичного герметичных барьеров в виде оболочки, сваренной из полых алюминиевых панелей, снижает трудоемкость изготовления герметичных барьеров, повышает их прочность и снижает массу прочной конструкции емкости по сравнению с аналогичной конструкцией емкости типа SPB. Заполнение полостей панели инертным газом и сигнализаторами его утечки повышает безопасность перевозки СПГ.The implementation of the primary and secondary sealed barriers in the form of a shell welded from hollow aluminum panels reduces the labor intensity of manufacturing sealed barriers, increases their strength and reduces the weight of a robust container structure in comparison with a similar structure of an SPB container. Filling the panel cavities with inert gas and its leakage detectors increases the safety of LNG transportation.

Наличие внутреннего набора прочной конструкции и переборок обеспечивает многократное снижение нагрузок на конструкции и их массу.The presence of an internal set of robust structures and bulkheads provides a multiple reduction in the loads on the structures and their weight.

Выполнение теплоизоляции в виде деформируемых элементов с высокой податливостью обеспечивает защиту прочной конструкции емкости от повреждения при аварийных ситуациях (столкновениях с судами и крупными ледовыми образованиями, посадках на мель).The implementation of thermal insulation in the form of deformable elements with high flexibility provides protection of the robust structure of the tank from damage in emergency situations (collisions with ships and large ice formations, grounding).

Посадка прочного корпуса емкости на место в отсеке судна с натягом создает противодействие давлению СПГ в емкости и повышает ее прочность и надежность.Fitting a robust vessel hull into place in the ship's compartment with interference creates resistance to the LNG pressure in the vessel and increases its strength and reliability.

Отсутствие прямой передачи усилий от корпуса газовоза на герметичные барьеры через теплоизолирующие коробки из фанеры (как это принято на прототипе) позволяют повысить эксплуатационную надежность теплозащиты, ее теплоизолирующие свойства и безопасность емкости в целом. Сущность изобретения поясняется рисунками, где показаны:The absence of a direct transfer of forces from the body of the gas carrier to hermetic barriers through heat-insulating boxes made of plywood (as is customary on the prototype) makes it possible to increase the operational reliability of the thermal protection, its heat-insulating properties and the safety of the container as a whole. The essence of the invention is illustrated by drawings, which show:

схема поперечного сечения газовоза с предлагаемой грузовой емкостью (фиг. 1);a diagram of a cross-section of a gas carrier with the proposed cargo capacity (Fig. 1);

один из вариантов поперечного сечения полой алюминиевой панели для изготовления оболочки прочной конструкции предлагаемой грузовой емкости для транспортировки и хранения СПГ (фиг. 2);one of the options for the cross-section of a hollow aluminum panel for the manufacture of a shell of a durable structure of the proposed cargo tank for transportation and storage of LNG (Fig. 2);

элемент предлагаемой теплоизоляции в виде многослойной податливой панели из стеклопластика (фиг. 3).an element of the proposed thermal insulation in the form of a multilayer pliable fiberglass panel (Fig. 3).

Известная грузовая емкость типа SPB содержит прочный корпус, защищенный теплоизоляционным слоем и установленный в отсеке корпуса газовоза с помощью опор, таким образом, что между емкостью и корпусом газовоза находится пространство доступа, используемое для осмотра прочного корпуса.The known cargo container of the SPB type contains a robust casing, protected by a heat-insulating layer and installed in the compartment of the LNG carrier with the help of supports, so that between the container and the LNG carrier there is an access space used for inspecting the durable housing.

Мембранная грузовая емкость типа Mark III имеет структурированную оболочку, закрепленную на корпусе газовоза, состоящую из гофрированного первичного и вторичного герметичных металлических барьеров, разделенных между собой слоями теплоизоляции.Membrane cargo tank type Mark III has a structured shell, fixed to the body of the gas carrier, consisting of corrugated primary and secondary sealed metal barriers, separated by layers of thermal insulation.

Предлагаемая грузовая емкость для перевозки и хранения СПГ (фиг. 1) содержит прочный алюминиевый корпус емкости, включающий полую алюминиевую панель 1 (фиг. 2), набор борта 2, набор днища 3, набор верхней платформы 4, переборку с обшивкой 5 и набором с шельфами 6. Прочный алюминиевый корпус емкости установлен на корпусе 7 газовоза с помощью опор 8, таким образом, что между емкостью и корпусом газовоза расположена податливая теплоизоляция 9, которая во втором варианте исполнения может иметь вид панели (многослойной полой или заполненной теплоизоляционным материалом), содержащей две обшивки 10 и 11 и податливые элементы в виде, по крайней мере, одной пластины 12, расположенной внутри панели, а также соединяющие их диафрагмы 13, места, закрепления которых на податливом элементе смещены друг относительно друга.The proposed cargo tank for transportation and storage of LNG (Fig. 1) contains a robust aluminum tank body, including a hollow aluminum panel 1 (Fig. 2), a set of sides 2, a set of bottom 3, a set of an upper platform 4, a bulkhead with skin 5 and a set with shelves 6. The durable aluminum body of the tank is mounted on the body 7 of the gas carrier with the help of supports 8, so that flexible thermal insulation 9 is located between the tank and the body of the gas carrier, which in the second version can have the form of a panel (multilayer hollow or filled with thermal insulation material) containing two skins 10 and 11 and yielding elements in the form of at least one plate 12 located inside the panel, as well as diaphragms 13 connecting them, the places whose fixings on the yielding element are offset relative to each other.

При деформировании прочного корпуса емкости в результате резкого изменения его температуры, а также при аварийном упругопластическом деформировании корпуса газовоза, происходит деформирование податливого теплоизоляционного слоя, сопровождающееся большими относительными перемещениями его обкладок (обшивок). Такое деформирование предотвращает повреждение и разрушение прочного корпуса емкости и утечку СПГ.When the strong body of the tank is deformed as a result of a sharp change in its temperature, as well as in the event of an emergency elastoplastic deformation of the body of the gas carrier, deformation of the pliable heat-insulating layer occurs, accompanied by large relative displacements of its plates (skins). This deformation prevents damage and destruction of the robust container body and LNG leakage.

Во втором варианте исполнения, в случае использования в теплоизоляционном слое податливых многослойных панелей, происходит значительный изгиб амортизирующих элементов (пластин) внутри панели, способствующий упругому смещению обшивок панелей друг относительно друга и приданию панелям пониженной жесткости.In the second embodiment, when flexible multi-layer panels are used in the heat-insulating layer, there is a significant bending of the shock-absorbing elements (plates) inside the panel, which contributes to the elastic displacement of the panel skins relative to each other and imparts reduced rigidity to the panels.

Достижение технического результата с помощью предлагаемого исполнения емкости для транспортировки и хранения СПГ осуществляется следующим образом.Achievement of the technical result using the proposed version of the tank for transportation and storage of LNG is carried out as follows.

При перепадах температур, связанных с заливанием газа в грузовую емкость или с ее опорожнением, температурное расширение или сужение прочной конструкции емкости не приводит к появлению температурных напряжений, деформаций и перемещений, поскольку последние легко компенсируются деформированием податливой конструкции теплоизоляции.In the event of temperature differences associated with the filling of gas into the cargo tank or with its emptying, the thermal expansion or contraction of the solid structure of the tank does not lead to the appearance of temperature stresses, deformations and displacements, since the latter are easily compensated by deformation of the flexible structure of the thermal insulation.

Наличие двух герметичных барьеров в виде прочной и надежной многослойной оболочки исключает необходимость создания пространства доступа, дает возможность контроля утечки газа и достижения оптимальной толщины теплоизоляционного слоя, исключающей высокую интенсивность испарения СПГ при перевозке и хранении.The presence of two hermetic barriers in the form of a strong and reliable multilayer shell eliminates the need to create an access space, makes it possible to control gas leakage and achieve an optimal thickness of the heat-insulating layer, which excludes the high rate of evaporation of LNG during transportation and storage.

Предлагаемый способ строительства судна-газовоза отличается тем, что изготовление корпуса судна, прочных конструкций грузовых емкостей и крупногабаритных блоков теплоизоляции ведется одновременно (параллельно), а не последовательно (как это принято при создании судов-газовозов с мембранными грузовыми емкостями для транспортировки и хранения СПГ), затем производится монтаж на корпусе блоков теплоизоляции в отсеках судна, после чего производится монтаж прочных конструкций емкостей для перевозки и хранения СПГ.The proposed method of building a gas carrier is distinguished by the fact that the manufacture of the ship's hull, strong structures of cargo tanks and large-sized blocks of thermal insulation is carried out simultaneously (in parallel), and not sequentially (as is customary when creating gas carriers with membrane cargo tanks for transporting and storing LNG) , then the installation of thermal insulation blocks in the compartments of the ship is carried out on the hull, after which the installation of durable structures of tanks for the transportation and storage of LNG is carried out.

Таким образом, предлагаемые конструкции емкости для транспортировки и хранения СПГ и оформление ее сопряжения с корпусом газовоза, позволяют снизить нагрузки при слошинге, повысить прочность и надежность грузовой емкости и уменьшить вероятность нарушения ее герметичности, уменьшить объем и стоимость монтажа элементов герметичных барьеров и теплоизоляции, что выгодно отличает эти емкости от прототипа. Предлагаемый способ строительства судна-газовоза позволяет вести одновременное (параллельное) изготовление корпуса судна, прочных конструкций грузовых емкостей и конструкций теплоизоляции, что сокращает продолжительность и стоимость строительства газовоза.Thus, the proposed designs of the tank for the transportation and storage of LNG and the design of its interface with the hull of the gas carrier allow to reduce the loads during slashing, increase the strength and reliability of the cargo tank and reduce the likelihood of breaking its tightness, reduce the volume and cost of installing elements of hermetic barriers and thermal insulation, which distinguishes these containers from the prototype. The proposed method of building a gas carrier vessel allows for the simultaneous (parallel) manufacture of the ship's hull, strong structures of cargo tanks and thermal insulation structures, which reduces the duration and cost of building a gas carrier.

Claims (6)

1. Судно для транспортировки сжиженного природного газа, включающее установленные на корпусе с помощью податливых опор емкости для хранения и транспортировки сжиженного природного газа, содержащие термоизолированные оболочки, состоящие из нескольких слоев, по меньшей мере два из которых являются металлическими и герметичными, причем один из них находится в контакте со сжиженным газом и подкреплен набором и переборками, отличающееся тем, что металлические герметичные слои выполнены из соединенных сваркой полых алюминиевых панелей с образованием многослойной оболочки, при этом многослойная оболочка образует совместно с соединенными с ней набором и переборками прочную конструкцию емкости, а между корпусом судна и прочной конструкцией емкости расположена многослойная теплоизоляция из легкодеформируемых элементов с полыми областями.1. A vessel for the transportation of liquefied natural gas, including tanks mounted on the hull with the help of flexible supports for storing and transporting liquefied natural gas, containing thermally insulated shells consisting of several layers, at least two of which are metal and sealed, one of them is in contact with liquefied gas and is supported by a set and bulkheads, characterized in that the metal hermetic layers are made of hollow aluminum panels connected by welding to form a multilayer shell, while the multilayer shell, together with the set and bulkheads connected to it, forms a solid structure of the container, and between the vessel's hull and robust construction of the tank contains a multilayer thermal insulation made of easily deformable elements with hollow areas. 2. Судно для транспортировки сжиженного природного газа по п. 1, отличающееся тем, что многослойная теплоизоляция емкости из легкодеформируемых элементов содержит полости и выполнена в виде соединенных между собой многослойных полых податливых панелей из полимерного композиционного материала, причем панели содержат две наружные обшивки и амортизирующие (податливые) элементы в виде по крайней мере одной пластины, расположенной внутри панели между обшивками, а также соединяющие их диафрагмы, которые смещены друг относительно друга.2. The vessel for transportation of liquefied natural gas according to claim 1, characterized in that the multilayer thermal insulation of the container from easily deformable elements contains cavities and is made in the form of interconnected multilayer hollow pliable panels made of polymer composite material, and the panels contain two outer skins and shock-absorbing ( compliant) elements in the form of at least one plate located inside the panel between the skins, as well as diaphragms connecting them, which are displaced relative to each other. 3. Судно для транспортировки сжиженного природного газа по п. 1, отличающееся тем, что многослойная теплоизоляция емкости из легкодеформируемых элементов с полыми областями выполнена из стеклопластика, при этом полые области заполнены волокнистой минеральной ватой.3. The vessel for transportation of liquefied natural gas according to claim 1, characterized in that the multilayer thermal insulation of the container of easily deformable elements with hollow regions is made of fiberglass, while the hollow regions are filled with fibrous mineral wool. 4. Судно для транспортировки сжиженного природного газа по п. 1, отличающееся тем, что многослойная теплоизоляция емкости из легкодеформируемых элементов с полостями выполнена в виде крупногабаритных блоков, крепящихся на корпусе судна.4. The vessel for transportation of liquefied natural gas according to claim 1, characterized in that the multilayer thermal insulation of the container from easily deformable elements with cavities is made in the form of large-sized blocks attached to the ship's hull. 5. Способ строительства судна для транспортировки сжиженного природного газа с установленными на его корпусе с помощью податливых опор емкостями для хранения сжиженного газа, содержащими термоизолированные оболочки, состоящие из нескольких слоев, по меньшей мере два из которых являются металлическими и герметичными, причем один из них находится в контакте со сжиженным природным газом и подкреплен набором и переборками, состоящий из последовательного изготовления корпуса судна, изготовления и монтажа на корпусе отдельных элементов с образованием многослойной теплоизоляции, изготовления и монтажа на корпусе герметичной оболочки, образующей совместно с приваренными к ней набором и переборками прочную конструкцию емкости сжиженного природного газа, отличающийся тем, что изготовление корпуса судна, прочных конструкций емкостей сжиженного природного газа и крупногабаритных блоков теплоизоляции ведется одновременно и раздельно, затем производится монтаж на корпусе судна крупногабаритных блоков теплоизоляции в отсеках судна, после чего производится монтаж прочных конструкций емкостей сжиженного природного газа как готовых модулей.5. A method of building a vessel for the transportation of liquefied natural gas with tanks for storing liquefied gas installed on its hull with yielding supports, containing thermally insulated shells consisting of several layers, at least two of which are metal and sealed, and one of them is located in contact with liquefied natural gas and reinforced with a set and bulkheads, consisting of the sequential manufacture of the ship's hull, manufacturing and mounting on the hull of individual elements with the formation of multilayer thermal insulation, manufacturing and mounting on the hull of a sealed shell, which together with the set and bulkheads welded to it forms a solid structure liquefied natural gas tanks, characterized in that the manufacture of the ship's hull, durable structures of liquefied natural gas tanks and large-sized thermal insulation blocks is carried out simultaneously and separately, then large-sized blocks are installed on the ship's hull in thermal insulation in the ship's compartments, after which solid structures of liquefied natural gas tanks are installed as ready-made modules. 6. Способ строительства судна для транспортировки сжиженного природного газа по п. 5, отличающийся тем, что установка прочных конструкций емкостей выполнена с деформированием элементов теплоизоляции, расположенных на бортах и поперечных переборках судна, и с образованием натяга в соединении этих конструкций с теплоизоляцией.6. The method of building a vessel for transporting liquefied natural gas according to claim 5, characterized in that the installation of strong structures of containers is made with deformation of the thermal insulation elements located on the sides and transverse bulkheads of the vessel, and with the formation of interference in the connection of these structures with thermal insulation.
RU2019143027A 2019-12-18 2019-12-18 Ship for transportation of liquefied natural gas and method of its construction RU2727768C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019143027A RU2727768C1 (en) 2019-12-18 2019-12-18 Ship for transportation of liquefied natural gas and method of its construction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019143027A RU2727768C1 (en) 2019-12-18 2019-12-18 Ship for transportation of liquefied natural gas and method of its construction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2727768C1 true RU2727768C1 (en) 2020-07-23

Family

ID=71741352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019143027A RU2727768C1 (en) 2019-12-18 2019-12-18 Ship for transportation of liquefied natural gas and method of its construction

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2727768C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2817739C1 (en) * 2023-06-27 2024-04-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского" Cargo tank of gas carrier

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3612333A (en) * 1970-02-27 1971-10-12 Exxon Research Engineering Co Securement system using loose keys for independent storage tanks
SU950585A1 (en) * 1979-02-08 1982-08-15 Николаевский Ордена Трудового Красного Знамени Кораблестроительный Институт Им.Адмирала С.О.Макарова Ship for carrying liquefied gases under atmospheric pressure
KR100305513B1 (en) * 1993-04-09 2001-11-22 타케이 토시후미 Free standing liquefied gas storage tank and liquefied gas carrier
RU2282101C2 (en) * 2003-10-16 2006-08-20 Газ Транспор Э Текнигаз Design of sealed wall and reservoir with such wall
US20070246473A1 (en) * 2006-04-20 2007-10-25 Korea Gas Corporation Lng tank and vehicle with the same
KR20130009302A (en) * 2011-07-15 2013-01-23 삼성중공업 주식회사 Self-supporting liquefied gas storage tank and building method for extending storage space
WO2013122475A1 (en) * 2012-02-17 2013-08-22 Lng New Technologies As Arrangement for containment of liquid natural gas (lng)
RU2012135717A (en) * 2012-08-20 2014-02-27 Общество с ограниченной ответственностью проектно-конструкторское бюро "БАЛТМАРИН" LNG MEMBRANE TANK
RU2513152C2 (en) * 2012-08-20 2014-04-20 Общество с ограниченной ответственностью проектно-конструкторское бюро "БАЛТМАРИН" Heat insulation of tank for transportation of liquefied natural gas
KR20170001499U (en) * 2015-10-20 2017-04-28 현대중공업 주식회사 A liquefied gas tank and a ship having the same

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3612333A (en) * 1970-02-27 1971-10-12 Exxon Research Engineering Co Securement system using loose keys for independent storage tanks
SU950585A1 (en) * 1979-02-08 1982-08-15 Николаевский Ордена Трудового Красного Знамени Кораблестроительный Институт Им.Адмирала С.О.Макарова Ship for carrying liquefied gases under atmospheric pressure
KR100305513B1 (en) * 1993-04-09 2001-11-22 타케이 토시후미 Free standing liquefied gas storage tank and liquefied gas carrier
RU2282101C2 (en) * 2003-10-16 2006-08-20 Газ Транспор Э Текнигаз Design of sealed wall and reservoir with such wall
US20070246473A1 (en) * 2006-04-20 2007-10-25 Korea Gas Corporation Lng tank and vehicle with the same
KR20130009302A (en) * 2011-07-15 2013-01-23 삼성중공업 주식회사 Self-supporting liquefied gas storage tank and building method for extending storage space
WO2013122475A1 (en) * 2012-02-17 2013-08-22 Lng New Technologies As Arrangement for containment of liquid natural gas (lng)
RU2012135717A (en) * 2012-08-20 2014-02-27 Общество с ограниченной ответственностью проектно-конструкторское бюро "БАЛТМАРИН" LNG MEMBRANE TANK
RU2513152C2 (en) * 2012-08-20 2014-04-20 Общество с ограниченной ответственностью проектно-конструкторское бюро "БАЛТМАРИН" Heat insulation of tank for transportation of liquefied natural gas
KR20170001499U (en) * 2015-10-20 2017-04-28 현대중공업 주식회사 A liquefied gas tank and a ship having the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2817739C1 (en) * 2023-06-27 2024-04-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского" Cargo tank of gas carrier

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5229833B2 (en) Stand-alone waveform LNG tank
US8671863B2 (en) Hull conversion of existing vessels for tank integration
KR102209265B1 (en) Sealed, thermally insulating vessel comprising a corner part
JP6134712B2 (en) Insulating block for manufacturing tank walls
RU2758743C1 (en) Heat-insulating sealed tank
KR102047992B1 (en) Insulating elements for sealed and thermally insulated tank
WO2013015296A4 (en) Lng tank loaded on board lng ship, and method for producing same
CN104508347A (en) Sealed and thermally insulating tank wall comprising spaced-apart support elements
RU2755830C2 (en) Sealed and heat-insulated tank
US3922987A (en) Liquefied gas tanker construction using stiffener members
RU2727768C1 (en) Ship for transportation of liquefied natural gas and method of its construction
KR20220157393A (en) airtight insulated tank
KR102051355B1 (en) Lagging element for a fluidtight and thermally insulated tank comprising a reinforced lid panel
US20230324006A1 (en) Bottom wall of a liquefied gas storage tank
RU2812589C1 (en) Sealed and heat-insulated tank
RU2802560C1 (en) Lower wall of liquefied gas storage tank
NO178554B (en) Thermally insulated tank and wall module element for use in building the tank
RU2817739C1 (en) Cargo tank of gas carrier
RU2803104C1 (en) Self-supporting frame suitable for supporting and thermal insulation of the sealed membrane
RU2818122C2 (en) Sealed and heat-insulating tank for floating structure
RU2799152C1 (en) Liquefied gas storage, a ship including a storage, a cold liquid product transfer system on a ship, and a method for loading or unloading a ship
RU2812076C1 (en) Sealed and heat-insulating tank
NO742571L (en)
AU2012228180B9 (en) Insulating block for producing a tight wall of a tank
AU2012228180B2 (en) Insulating block for producing a tight wall of a tank