RU2783569C2

RU2783569C2 - Installation for storage and transportation of cryogenic fluid on vessel

Info

Publication number: RU2783569C2
Application number: RU2020126271A
Authority: RU
Inventors: Себастьен КОРО; Себастьен ДЕЛАНО
Original assignee: Газтранспорт Эт Технигаз
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2019-02-12
Publication date: 2022-11-14

Abstract

FIELD: transportation.

SUBSTANCE: group of inventions relates to an installation for storage and transportation of cryogenic fluid on a vessel. The installation contains sealed and heat-insulating tank (2). Tank (2) has an upper wall containing, in a direction of a wall thickness from an outer side to an inner side of tank (2), main heat-insulating barrier (11) and main sealing membrane (10) intended for a contact with cryogenic fluid. The tank has sealed pipe (14) passing through the upper wall of tank (2). Pipe (14) contains lower section (15), the first end of which is located inside relatively to the upper wall of tank (2), and the second end is located outside relatively to the upper wall of tank (2) in the direction of thickness of the upper wall, and upper section (16) attached to the second end of lower section (15). Lower section (15), being in contact with the mentioned cryogenic fluid, is made of an alloy with a low thermal expansion coefficient, whereas upper section (16) contains stainless steel. The alloy with the low thermal expansion coefficient has a thermal expansion coefficient smaller than a thermal expansion coefficient of the mentioned stainless steel. Main sealing membrane (10) is tightly attached to lower section (15) of pipe (14) along a perimeter of pipe (14).

EFFECT: creation of a tank, in which risks of the formation of isolated pockets with gas in a steam phase are reduced.

17 cl, 8 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

Настоящее изобретение относится к области установок для хранения и транспортировки криогенной текучей среды на судах, содержащих один или более герметичных и теплоизоляционных мембранных резервуаров.The present invention relates to the field of installations for the storage and transport of cryogenic fluid on ships containing one or more sealed and heat-insulating membrane tanks.

Резервуар или резервуары могут быть предназначены для транспортировки криогенной текучей среды или приема криогенной текучей среды, используемой в качестве топлива для приведения в движение судна.The reservoir or reservoirs may be designed to transport cryogenic fluid or receive cryogenic fluid used as fuel to propel the vessel.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Суда для транспортировки сжиженного природного газа имеют множество резервуаров для хранения груза. Сжиженный природный газ хранится в резервуарах при атмосферном давлении и температуре приблизительно -162°C и, следовательно, в состоянии двухфазного равновесия жидкость-пар, так что тепловой поток, проходящий через стенки резервуаров, вызывает испарение сжиженного природного газа.Liquefied natural gas carriers have multiple storage tanks. The liquefied natural gas is stored in tanks at atmospheric pressure and at a temperature of approximately -162°C and therefore in a two-phase liquid-vapor equilibrium, so that heat flow through the walls of the tanks causes the liquefied natural gas to evaporate.

Для предотвращения создания избыточного давления в резервуарах каждый резервуар соединен с герметичной трубой для отвода паров, образующихся при испарении сжиженного природного газа. Например, герметичная труба для отвода паров, в частности, описана в заявке WO2013093261. Эта труба проходит через стенку резервуара и выходит в верхней части внутреннего пространства резервуара и, таким образом, образует канал для паров между внутренним пространством резервуара и паросборником, расположенным снаружи резервуара. Затем пары, собранные таким образом, могут быть переданы в установку для повторного сжижения для дальнейшей повторной подачи текучей среды в резервуар, в установку для выработки энергии или в газоотводящую мачту, установленную на палубе судна.To prevent overpressurization of the tanks, each tank is connected to a pressurized evacuation pipe for evaporating the liquefied natural gas. For example, a sealed vapor vent is specifically described in WO2013093261. This pipe passes through the wall of the tank and exits at the top of the inside of the tank and thus forms a vapor channel between the inside of the tank and the steam collector located outside the tank. The vapor thus collected can then be transferred to a reliquefaction plant for further re-supply of the fluid to a reservoir, a power generation plant, or an exhaust mast installed on the deck of the ship.

В определенных условиях посадки на мель, когда уровень заполнения резервуара является максимальным, и судно село на мель, так что оно имеет значительный угол крена и/или дифферента, существует риск того, что труба для отвода паров погрузится в жидкую фазу, и, следовательно, больше не будет контактировать с паровой фазой, хранящейся в резервуаре. В таких обстоятельствах в резервуарах могут образовываться изолированные карманы с газом в паровой фазе. Такие газовые карманы могут создавать избыточное давление, которое может повредить резервуары и/или вызвать вытеснение жидкой фазы из резервуара через вышеупомянутую трубу для отвода паров.Under certain grounding conditions, when the tank fill level is at its maximum and the ship is stranded so that it has a significant heel and/or trim angle, there is a risk that the vapor recovery pipe will submerge in the liquid phase and, therefore, will no longer come into contact with the vapor phase stored in the tank. Under such circumstances, isolated pockets of gas in the vapor phase can form in tanks. Such gas pockets can create overpressure which can damage the tanks and/or cause the liquid phase to be forced out of the tank through the aforementioned vapor pipe.

Однако герметичные трубы для отвода газа известного уровня техники имеют большие размеры, являются достаточно сложными и не подходят в случае значительных изменений температуры.However, prior art hermetic vent pipes are large, complex, and not suitable in case of significant temperature changes.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Одна идея, лежащая в основе изобретения, заключается в предложении решения для прохождения герметичной трубы через стенку мембранного резервуара, которое является относительно простым, и которое выдерживает изменения температуры между температурой окружающей среды и температурой хранения криогенной текучей среды.One idea behind the invention is to provide a solution for passing a sealed tube through the wall of a membrane tank that is relatively simple and that can withstand temperature changes between ambient temperature and storage temperature of the cryogenic fluid.

Другая идея, лежащая в основе изобретения, заключается в предложении решения, которое позволяет выдерживать деформации судна при транспортировке по морю, в частности, изгиб судовой балки.Another idea underlying the invention is to propose a solution that allows to withstand the deformations of the ship during transportation by sea, in particular the bending of the ship's beam.

Другая идея, лежащая в основе изобретения, заключается в предложении решения, которое легко адаптируется к уже существующим конструкциям резервуаров для хранения.Another idea behind the invention is to provide a solution that is easily adaptable to existing storage tank designs.

Другая идея, лежащая в основе изобретения, заключается в предложении установки для хранения и транспортировки криогенной текучей среды на судне, которая позволяет снизить риски образования изолированных карманов с газом в паровой фазе в резервуаре, которые не могут быть устранены.Another idea underlying the invention is to provide an installation for storing and transporting cryogenic fluid on a ship, which reduces the risks of isolated pockets of gas in the vapor phase in the tank, which cannot be eliminated.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение обеспечивает установку для хранения и транспортировки криогенной текучей среды на судне, причем установка содержит:In accordance with one embodiment, the invention provides a facility for storing and transporting cryogenic fluid on a ship, the facility comprising:

герметичный и теплоизоляционный резервуар, предназначенный для хранения криогенной текучей среды в состоянии двухфазного равновесия жидкость-пар, причем резервуар имеет верхнюю стенку, содержащую в направлении толщины стенки от наружно стороны к внутренней стороне резервуара основной теплоизолирующий барьер и основную уплотнительную мембрану, предназначенную для контакта с криогенной текучей средой;a sealed and heat-insulating tank designed to store a cryogenic fluid in a state of two-phase liquid-vapor equilibrium, and the tank has a top wall containing in the direction of the wall thickness from the outside to the inside of the tank the main heat-insulating barrier and the main sealing membrane intended for contact with the cryogenic fluid medium;

герметичную трубу, проходящую через верхнюю стенку резервуара для образования канала для отвода паровой фазы криогенной текучей среды изнутри наружу резервуара, причем труба содержит нижний участок, первый конец которого расположен внутри относительно верхней стенки резервуара, а второй конец расположен снаружи относительно верхней стенки резервуара в направлении толщины верхней стенки, и верхний участок, прикрепленный ко второму концу нижнего участка;a sealed pipe passing through the upper wall of the tank to form a channel for removing the vapor phase of the cryogenic fluid from the inside to the outside of the tank, and the pipe contains a lower section, the first end of which is located inside relative to the upper wall of the tank, and the second end is located outside relative to the upper wall of the tank in the thickness direction an upper wall, and an upper portion attached to the second end of the lower portion;

в которой нижний участок выполнен из сплава с низким коэффициентом теплового расширения,in which the lower section is made of an alloy with a low coefficient of thermal expansion,

и в которой основная уплотнительная мембрана герметично прикреплена к нижнему участку трубы по периметру трубы.and in which the main sealing membrane is sealed to the lower section of the pipe along the perimeter of the pipe.

Благодаря этим признакам, герметичная труба, проходящая через стенку, позволяет снизить риски образования изолированных карманов с газом в паровой фазе в резервуаре за счет обеспечения отводного канала. Кроме того, нижний участок трубы, который находится в контакте с криогенной текучей средой, выполнен из материала с низким коэффициентом теплового расширения, что позволяет гарантировать устойчивость трубы к изменениям температуры между температурой окружающей среды и температурой хранения криогенной текучей среды, предотвращая ее деформацию.Due to these features, a sealed tube passing through the wall reduces the risks of isolated pockets of gas in the vapor phase in the tank by providing a bleed channel. In addition, the lower section of the pipe that is in contact with the cryogenic fluid is made of a material with a low coefficient of thermal expansion, which makes it possible to ensure that the pipe is resistant to temperature changes between the ambient temperature and the storage temperature of the cryogenic fluid, preventing its deformation.

В соответствии с другими предпочтительными вариантами осуществления установка может иметь один или более следующих признаков.In accordance with other preferred embodiments, the installation may have one or more of the following features.

В соответствии с одним вариантом осуществления труба проходит через верхнюю стенку на конце верхней стенки.In accordance with one embodiment, the pipe passes through the top wall at the end of the top wall.

В соответствии с одним вариантом осуществления труба представляет собой первую трубу, и установка для хранения содержит вторую трубу, аналогичную первой трубе, причем вторая труба проходит через верхнюю стенку на конце, противоположном концу, через который проходит первая труба.In accordance with one embodiment, the pipe is a first pipe and the storage unit comprises a second pipe similar to the first pipe, the second pipe extending through the top wall at an end opposite the end through which the first pipe passes.

В соответствии с одним вариантом осуществления установка для хранения содержит газовый купол, расположенный в центре верхней стенки.In accordance with one embodiment, the storage installation includes a gas dome located in the center of the top wall.

В соответствии с одним вариантом осуществления первый конец нижнего участка трубы представляет собой собирающий конец, выходящий внутри резервуара для сбора паровой фазы сжиженного газа. Труба для сбора паровой фазы в резервуаре может иметь относительно небольшой диаметр, например, менее 100 мм.In accordance with one embodiment, the first end of the lower section of the pipe is a collection end that exits inside the tank for collecting the vapor phase of the liquefied gas. The vapor collection pipe in the vessel may have a relatively small diameter, for example less than 100 mm.

В соответствии с одним вариантом осуществления второй конец верхнего участка герметичной трубы соединен с газовым куполом резервуара и/или с главным паросборником и/или с клапанами сброса давления в резервуаре.In accordance with one embodiment, the second end of the top section of the sealed tube is connected to the gas dome of the tank and/or to the main steam tank and/or to the pressure relief valves in the tank.

В соответствии с одним вариантом осуществления нижний участок трубы и основная уплотнительная мембрана выполнены из сплава железа и никеля, коэффициент теплового расширения которого составляет от 1,2 до 2,0×10^-6 K^-1, или из сплава железа с высоким содержанием марганца, коэффициент теплового расширения которого, как правило, составляет порядка 7×10^-6 K^-1.In accordance with one embodiment, the lower section of the pipe and the main sealing membrane are made of an alloy of iron and Nickel, the coefficient of thermal expansion of which is from 1.2 to 2.0×10 ^-6 K ^-1 or iron alloy with a high content of manganese, the coefficient of thermal expansion of which, as a rule, is of the order of 7×10 ^-6 K ^-1 .

В соответствии с одним вариантом осуществления нижний участок выполнен из сплава железа и никеля с содержанием Ni 36% по массе.In accordance with one embodiment, the bottom section is made of an iron-nickel alloy with a Ni content of 36% by weight.

В соответствии с одним вариантом осуществления верхний участок выполнен из нержавеющей стали.In accordance with one embodiment, the top section is made of stainless steel.

В соответствии с одним вариантом осуществления верхний участок имеет большую толщину, чем нижний участок.According to one embodiment, the upper portion is thicker than the lower portion.

В соответствии с одним вариантом осуществления нижний участок герметично приварен к основной уплотнительной мембране с помощью кольца с фланцем.In accordance with one embodiment, the lower section is hermetically welded to the main sealing membrane using a flanged ring.

Таким образом, кольцо с фланцем обеспечивает герметичное соединение между нижним участком трубы и основной уплотнительной мембраной.Thus, the flanged ring provides a leak-tight connection between the lower section of the pipe and the main sealing membrane.

В соответствии с одним вариантом осуществления верхняя стенка резервуара также содержит в направлении толщины стенки снаружи основного теплоизолирующего барьера вспомогательный теплоизолирующий барьер и вспомогательную уплотнительную мембрану.In accordance with one embodiment, the top wall of the tank also comprises, in the wall thickness direction outside the main thermal barrier, an auxiliary thermal barrier and an auxiliary sealing membrane.

Благодаря этим признакам, теплоизоляция и герметичность резервуара для хранения обеспечивается двумя слоями уплотнительных мембран, основной и вспомогательной, и двумя слоями теплоизолирующих барьеров, основного и вспомогательного.Due to these features, the thermal insulation and tightness of the storage tank is provided by two layers of sealing membranes, main and auxiliary, and two layers of thermal barriers, main and auxiliary.

В соответствии с одним вариантом осуществления основная и вспомогательная мембраны выполнены из сплава железа и никеля с содержанием Ni 36% по массе, коэффициент теплового расширения которого составляет от 1,2 до 2,0×10^-6 K^-1, или из сплава железа с высоким содержанием марганца, коэффициент расширения которого, как правило, составляет порядка 7×10^-6 K^-1.In accordance with one embodiment, the main and auxiliary membranes are made of an iron-nickel alloy with a Ni content of 36% by weight, the coefficient of thermal expansion of which is from 1.2 to 2.0×10 ^-6 K ^-1 , or an iron alloy with high content of manganese, the expansion coefficient of which, as a rule, is of the order of 7×10 ^-6 K ^-1 .

В соответствии с одним вариантом осуществления каждый из основного теплоизолирующего барьера и вспомогательного теплоизолирующего барьера состоит из множества коробчатых секций, причем труба проходит прямо через одну из коробчатых секций множества коробчатых секций каждого из основного и вспомогательного теплоизоляционных барьеров.In accordance with one embodiment, each of the main thermal barrier and the secondary thermal barrier consists of a plurality of box sections, with the pipe passing directly through one of the box sections of the plurality of box sections of each of the primary and secondary thermal barriers.

В соответствии с одним вариантом осуществления труба проходит через коробчатую секцию в центральной области коробчатой секции.In accordance with one embodiment, the pipe passes through the box section in the central region of the box section.

В соответствии с одним вариантом осуществления коробчатая секция из множества коробчатых секций выполнена из листов фанеры, образующих решетку, причем коробчатая секция внутри решетки заполнена вспученным перлитом, стекловатой или другим изоляционным материалом.In accordance with one embodiment, a box section of a plurality of box sections is made of plywood sheets forming a grid, the box section inside the grid being filled with expanded perlite, glass wool, or other insulating material.

В соответствии с одним вариантом осуществления основная уплотнительная мембрана и/или вспомогательная уплотнительная мембрана содержат множество удлиненных планок с выступающими краями, приваренными встык в продольном направлении планки, причем каждая планка содержит плоскую область между двумя продольными выступающими краями, при этом труба проходит через основную уплотнительную мембрану и/или вспомогательную уплотнительную мембрану через плоскую область удлиненной планки.According to one embodiment, the main seal membrane and/or the secondary seal membrane comprise a plurality of elongated ribs with raised edges butt-welded in the longitudinal direction of the batten, each batten comprising a flat area between two longitudinal raised edges, with the pipe extending through the main sealing membrane and/or an auxiliary sealing membrane through the flat area of the elongated bar.

В соответствии с одним вариантом осуществления планка основной уплотнительной мембраны и/или вспомогательной уплотнительной мембраны, через которую проходит труба, содержит усиленный участок, причем усиленный участок имеет большую толщину, чем остальная часть планки, и содержит плоскую область между двумя продольными выступающими краями, при этом труба проходит через усиленный участок.In accordance with one embodiment, the lath of the main sealing membrane and/or the auxiliary sealing membrane through which the pipe passes, contains a reinforced section, and the reinforced section has a greater thickness than the rest of the strip, and contains a flat area between two longitudinal protruding edges, while the pipe passes through the reinforced section.

Таким образом, усиленный участок позволяет придать жесткость и усилить соединение между основной или вспомогательной уплотнительной мембраной и герметичной трубой или кожухом соответственно.Thus, the reinforced portion makes it possible to stiffen and strengthen the connection between the primary or secondary sealing membrane and the sealed pipe or casing, respectively.

Например, в случае, когда планка имеет толщину менее 1 мм, например, 0,7 мм, усиленный участок имеет толщину, большую или равную 1 мм, например, 1,5 мм.For example, in the case where the plank has a thickness of less than 1 mm, such as 0.7 mm, the reinforced portion has a thickness greater than or equal to 1 mm, such as 1.5 mm.

В соответствии с одним вариантом осуществления герметичная труба проходит через усиленный участок основной уплотнительной мембраны и/или вспомогательной уплотнительной мембраны через плоскую область усиленного участка.In accordance with one embodiment, the sealed pipe passes through the reinforced portion of the primary seal membrane and/or the secondary seal membrane through a flat area of the reinforced portion.

Благодаря этим признакам, труба проходит через усиленный участок в области, где легче обеспечить герметичное соединение между трубой и планкой. Кроме того, это также исключает пересечение выступающих краев планок герметичной трубой.Due to these features, the pipe passes through the reinforced section in an area where it is easier to ensure a tight connection between the pipe and the lath. In addition, it also prevents the protruding edges of the slats from being crossed by a sealed pipe.

В соответствии с одним вариантом осуществления установка содержит кожух, окружающий трубу с зазором в радиальном направлении и прикрепленный к верхнему участку трубы, причем кожух протяжен от верхнего участка, по меньшей мере, до вспомогательной уплотнительной мембраны, и вспомогательная уплотнительная мембрана герметично прикреплена к кожуху по всему периметру кожуха.In accordance with one embodiment, the installation includes a casing surrounding the pipe with a gap in the radial direction and attached to the upper section of the pipe, and the casing extends from the upper section, at least to the auxiliary sealing membrane, and the auxiliary sealing membrane is tightly attached to the casing around casing perimeter.

Таким образом, крепление вспомогательной уплотнительной мембраны выполнено на кожухе, окружающем трубу, причем сам кожух прикреплен к верхнему участку, что позволяет образовать двойную стенку вдоль всего нижнего участка трубы, что предотвращает утечку криогенной текучей среды из резервуара для хранения в случае разрыва трубы. Следовательно, кожух служит для обеспечения непрерывности вспомогательной уплотнительной мембраны. Кроме того, крепление кожуха к верхнему участку трубы позволяет упростить операции по техническому обслуживанию. Наконец, радиальный зазор между кожухом и трубой позволяет учесть большую деформацию кожуха из-за его гибкости, которая также больше по сравнению с трубой.Thus, the auxiliary sealing membrane is attached to the casing surrounding the pipe, the casing itself being attached to the upper section, which allows the formation of a double wall along the entire lower section of the pipe, which prevents leakage of cryogenic fluid from the storage tank in the event of a pipe rupture. Therefore, the casing serves to ensure the continuity of the auxiliary sealing membrane. In addition, attaching the shroud to the top of the pipe makes maintenance easier. Finally, the radial clearance between the shell and the pipe allows for a large deformation of the shell due to its flexibility, which is also greater compared to the pipe.

В соответствии с одним вариантом осуществления кожух протяжен от верхнего участка, по меньшей мере, до вспомогательной уплотнительной мембраны и за ее пределы.In accordance with one embodiment, the casing extends from the top section, at least to the auxiliary sealing membrane and beyond.

В соответствии с одним вариантом осуществления вспомогательная уплотнительная мембрана герметично приварена к кожуху по всему периметру кожуха.According to one embodiment, the secondary sealing membrane is hermetically welded to the housing around the entire perimeter of the housing.

В соответствии с одним вариантом осуществления между кожухом и герметичной трубой расположен наполнитель из изоляционного материала.In accordance with one embodiment, a filler of insulating material is located between the casing and the sealed pipe.

В соответствии с одним вариантом осуществления кожух приварен к вспомогательной уплотнительной мембране с помощью кольца с фланцем.According to one embodiment, the casing is welded to the secondary sealing membrane with a flange ring.

Таким образом, кольцо с фланцем обеспечивает герметичное соединение между нижним участком трубы и вспомогательной уплотнительной мембраной.Thus, the flanged ring provides a leak-tight connection between the lower section of the pipe and the auxiliary sealing membrane.

В соответствии с одним вариантом осуществления кольцо с фланцем или кольца с фланцами имеют толщину больше, чем планки. Например, в случае, когда планка имеет толщину менее 1 мм, например, 0,7 мм, кольцо с фланцем имеет толщину от 1 до 2 мм, предпочтительно 1,5 мм.According to one embodiment, the flanged ring or flanged rings are thicker than the planks. For example, in the case where the bar has a thickness of less than 1 mm, for example, 0.7 mm, the flange ring has a thickness of 1 to 2 mm, preferably 1.5 mm.

Таким образом, кольцо с фланцем позволяет придать жесткость и усилить соединение между основной или вспомогательной уплотнительной мембраной и трубой или кожухом соответственно.The flanged ring thus makes it possible to stiffen and reinforce the connection between the primary or secondary sealing membrane and the pipe or casing, respectively.

В соответствии с одним вариантом осуществления кольцо с фланцем состоит из основания, предпочтительно кольцевой плоской формы, и фланца, выступающего от основания. Основание может иметь толщину больше, чем планки, предпочтительно толщину от 1 до 2 мм, предпочтительно 1,5 мм. Фланец может иметь толщину больше, чем планки, предпочтительно толщину от 1 до 2 мм, предпочтительно 1,5 мм.According to one embodiment, the flange ring consists of a base, preferably an annular flat shape, and a flange protruding from the base. The base may be thicker than the planks, preferably 1 to 2 mm thick, preferably 1.5 mm thick. The flange may be thicker than the strips, preferably 1 to 2 mm thick, preferably 1.5 mm thick.

В соответствии с одним вариантом осуществления кожух выполнен из сплава железа и никеля с содержанием Ni 36% по массе, коэффициент теплового расширения которого составляет от 1,2 до 2,0×10^-6K^-1, или из сплава железа с высоким содержанием марганца, коэффициент теплового расширения которого, как правило, составляет порядка 7×10^-6 K^-1.According to one embodiment, the casing is made of an iron-nickel alloy with a Ni content of 36% by weight, with a thermal expansion coefficient of 1.2 to 2.0×10 ^-6 K ^-1 , or an iron alloy with a high manganese content , the coefficient of thermal expansion of which, as a rule, is of the order of 7×10 ^-6 K ^-1 .

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение предлагает судно, содержащее установку в соответствии с изобретением, причем верхняя стенка прикреплена к нижней поверхности промежуточной палубы судна.In accordance with one embodiment, the invention provides a ship containing the installation in accordance with the invention, and the top wall is attached to the lower surface of the intermediate deck of the ship.

В соответствии с одним вариантом осуществления труба содержит сильфонный компенсатор на конце верхнего участка, удаленном от нижнего участка, причем компенсатор выполнен с возможностью обеспечения крепления трубы к верхней поверхности верхней палубы судна, при этом компенсатор имеет гофры, выполненные с возможностью обеспечения теплового сжатия трубы.In accordance with one embodiment, the pipe comprises a bellows expansion joint at an end of the upper section remote from the lower section, and the expansion joint is configured to secure the pipe to the upper surface of the upper deck of the vessel, while the expansion joint has corrugations configured to provide thermal compression of the pipe.

Благодаря этим признакам, сильфонный компенсатор позволяет трубе, в частности, верхнему участку, иметь на уровне его крепления соединительный зазор, обеспечивающий возможность теплового сжатия/расширения без риска разрыва трубы или соединения.Due to these features, the bellows expansion joint allows the pipe, in particular the upper section, to have a connection gap at the level of its fastening, allowing thermal contraction/expansion without the risk of rupture of the pipe or connection.

В соответствии с одним вариантом осуществления сильфонный компенсатор выполнен из нержавеющей стали.According to one embodiment, the bellows expansion joint is made of stainless steel.

В соответствии с одним вариантом осуществления труба содержит изоляционную муфту, окружающую часть верхнего участка трубы и расположенную между промежуточной палубой судна и верхней палубой судна.In accordance with one embodiment, the pipe includes an insulating sleeve surrounding a portion of the upper section of the pipe and located between the intermediate deck of the vessel and the upper deck of the vessel.

Таким образом, изоляционная муфта позволяет термически изолировать часть верхнего участка, чтобы низкие температуры криогенной текучей среды не распространялись в межпалубное пространство, вызывая риск повреждения оборудования, расположенного в нем.Thus, the insulating sleeve makes it possible to thermally insulate a portion of the upper section so that the low temperatures of the cryogenic fluid do not propagate into the deck space, causing the risk of damage to the equipment located therein.

В соответствии с одним вариантом осуществления промежуточная палуба и верхняя палуба содержат отверстие, причем отверстие имеет диаметр больше, чем наружный диаметр верхнего участка трубы, при этом труба проходит через промежуточную и верхнюю палубы через отверстие в промежуточной палубе и отверстие в верхней палубе соответственно.In accordance with one embodiment, the intermediate deck and the upper deck comprise an opening, the opening having a diameter greater than the outside diameter of the top section of the pipe, with the pipe passing through the intermediate and upper decks through the opening in the intermediate deck and the opening in the upper deck, respectively.

Благодаря этим признакам, между трубой и отверстием в верхней палубе и отверстием в промежуточной палубе имеется зазор, что позволяет обеспечить монтажный зазор между трубой и двумя палубами. Монтажный зазор, в частности, позволяет упростить установку и воспринимать деформации палуб без повреждения трубы.Due to these features, there is a gap between the pipe and the hole in the upper deck and the hole in the intermediate deck, which allows for a mounting gap between the pipe and the two decks. Mounting clearance, in particular, makes it easier to install and accommodate deck deformations without damaging the pipe.

В соответствии с одним вариантом осуществления промежуточная палуба содержит комингс на верхней поверхности промежуточной палубы, причем комингс окружает отверстие в промежуточной палубе, и через него проходит труба, и труба прикреплена к комингсу.According to one embodiment, the intermediate deck comprises a coaming on the upper surface of the intermediate deck, wherein the coaming surrounds an opening in the intermediate deck and a pipe passes through it and the pipe is attached to the coaming.

Таким образом, комингс позволяет сместить крепление трубы к промежуточной палубе, что обеспечивает гибкость крепления. Смещение крепления позволяет трубе лучше противостоять деформациям промежуточной палубы для предотвращения повреждения трубы.Thus, the coaming allows the pipe fastening to be offset to the intermediate deck, which provides fastening flexibility. Anchor offset allows the pipe to better resist the deformation of the intermediate deck to prevent damage to the pipe.

В соответствии с одним вариантом осуществления труба герметично приварена по всему периметру комингса.In accordance with one embodiment, the pipe is hermetically welded around the entire perimeter of the coaming.

В соответствии с одним вариантом осуществления комингс содержит верхнюю часть и боковую часть, соединяющую верхнюю часть с промежуточной палубой, причем крепление трубы выполнено в верхней части комингса.According to one embodiment, the coaming comprises a top part and a side part connecting the top part to the intermediate deck, the pipe attachment being made in the top part of the coaming.

В соответствии с одним вариантом осуществления комингс выполнен из металла, в частности, из нержавеющей стали.According to one embodiment, the coaming is made of metal, in particular stainless steel.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение предлагает способ загрузки или разгрузки судна в соответствии с изобретением, в котором криогенную текучую среду подают по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар судна или из резервуара судна в плавучее или береговое хранилище.In accordance with one embodiment, the invention provides a method for loading or unloading a ship according to the invention, in which cryogenic fluid is supplied through insulated pipelines from a floating or shore storage to a ship's tank or from a ship's tank to a floating or shore storage.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретение предлагает систему передачи криогенной текучей среды, причем система содержит судно в соответствии с изобретением, изолированные трубопроводы, расположенные так, чтобы соединять резервуар, установленный в двойном корпусе судна, с плавучим или береговым хранилищем, и насос для подачи потока криогенной текучей среды по изолированным трубопроводам из плавучего или берегового хранилища в резервуар судна или из резервуара судна в плавучее или береговое хранилище.In accordance with one embodiment, the invention provides a cryogenic fluid transfer system, the system comprising a ship according to the invention, insulated conduits arranged to connect a vessel-mounted double-hull tank to floating or shore storage, and a pump for supplying flow cryogenic fluid through insulated pipelines from floating or shore storage to a ship's tank or from a ship's tank to floating or shore storage.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Настоящее изобретение станет более понятным, и другие задачи, детали, признаки и преимущества станут более очевидными из следующего далее описания нескольких конкретных вариантов осуществления изобретения, приведенных исключительно в качестве примера, а не ограничения, со ссылкой на приложенные чертежи.The present invention will become better understood and other objects, details, features and advantages will become more apparent from the following description of several specific embodiments of the invention, given by way of example only and not limitation, with reference to the accompanying drawings.

Фиг.1 представляет схематическое изображение с вырезом судна, содержащего резервуар для хранения криогенной текучей среды.1 is a schematic cutaway view of a vessel containing a cryogenic fluid storage tank.

Фиг.2 представляет местное схематическое изображение установки для хранения и транспортировки криогенной текучей среды на судне.2 is a local schematic representation of a cryogenic fluid storage and transport facility on a ship.

Фиг.3 представляет увеличенный вид области III установки для хранения, показанной на фиг.2.Fig. 3 is an enlarged view of area III of the storage apparatus shown in Fig. 2.

Фиг.4 представляет увеличенный вид области IV установки для хранения, показанной на фиг.2.Fig. 4 is an enlarged view of the region IV of the storage apparatus shown in Fig. 2.

Фиг.5 представляет разобранный вид стенки резервуара, в частности, вспомогательного теплоизолирующего барьера и вспомогательной уплотнительной мембраны.Fig. 5 is an exploded view of the tank wall, in particular the auxiliary thermal barrier and the auxiliary sealing membrane.

Фиг.6 представляет разобранный вид стенки резервуара, в частности, основного теплоизолирующего барьера и основной уплотнительной мембраны.6 is an exploded view of the tank wall, in particular the main thermal barrier and the main sealing membrane.

Фиг.7 представляет схематический вид в разрезе наклоненного резервуара для хранения криогенной текучей среды.7 is a schematic sectional view of an inclined cryogenic fluid storage tank.

Фиг.8 представляет схематическое изображение с вырезом судна, содержащего резервуар для хранения криогенной текучей среды, и терминала для загрузки/разгрузки этого резервуара.8 is a schematic cutaway view of a vessel containing a cryogenic fluid storage tank and a terminal for loading/unloading this tank.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

Условно выражения «верхний», «нижний», «выше» и «ниже» используются для определения относительного положения элемента или части элемента относительно другого элемента в направлении от резервуара 2 к верхней палубе 9 судна 1.Conventionally, the expressions "upper", "lower", "above" and "below" are used to determine the relative position of an element or part of an element relative to another element in the direction from the tank 2 to the upper deck 9 of the vessel 1.

Фиг.1 иллюстрирует судно 1, оснащенное установкой для хранения и транспортировки криогенной текучей среды, в частности, сжиженного природного газа, которая содержит множество герметичных и теплоизоляционных резервуаров 2. Каждый резервуар 2 соединен с газоотводящей мачтой 4, которая установлена на верхней палубе 9 судна 1 и обеспечивает отвод газа в паровой фазе при возникновении избыточного давления в соответствующем резервуаре 2.Figure 1 illustrates a ship 1 equipped with a plant for storing and transporting a cryogenic fluid, in particular liquefied natural gas, which contains a plurality of sealed and heat-insulating tanks 2. Each tank 2 is connected to a gas outlet mast 4, which is installed on the upper deck 9 of the ship 1 and ensures the removal of gas in the vapor phase in the event of excess pressure in the corresponding tank 2.

На кормовом конце судна 1 находится машинное отделение 3, которое, как правило, содержит гибридную паровую турбину, выполненную с возможностью работы либо за счет сжигания дизельного топлива, либо за счет сжигания испаряющегося газа, поступающего из резервуаров 2.At the aft end of the ship 1 is the engine room 3, which typically contains a hybrid steam turbine, configured to work either by burning diesel fuel or by burning evaporative gas coming from tanks 2.

Резервуары 2 имеют продольный размер вдоль продольного направления судна 1. Каждый резервуар 2 ограничен на каждом из его продольных концов парой поперечных перегородок 5, образующих герметичное промежуточное пространство, известное как «коффердам» 6.The tanks 2 have a longitudinal dimension along the longitudinal direction of the vessel 1. Each tank 2 is bounded at each of its longitudinal ends by a pair of transverse baffles 5 forming a sealed intermediate space known as a "cofferdam" 6.

Таким образом, резервуары отделены друг от друга поперечным коффердамом 6. Таким образом, видно, что каждый из резервуаров 2 образован внутри несущей конструкцией, которая образована, с одной стороны, двойным корпусом 7 судна 1, а, с другой стороны, одной из поперечных перегородок 5 каждого из коффердамов 6, ограничивающих резервуар 2.Thus, the tanks are separated from each other by a transverse rubber dam 6. Thus, it can be seen that each of the tanks 2 is formed inside by a supporting structure, which is formed, on the one hand, by the double hull 7 of the ship 1, and, on the other hand, by one of the transverse partitions 5 of each of the rubber dams 6, limiting the reservoir 2.

Фиг.2 схематически иллюстрирует трубу 14, позволяющую образовать канал для отвода паровой фазы криогенной текучей среды изнутри наружу резервуара 2, причем труба 14 последовательно проходит через резервуар 2, промежуточную палубу 8 судна 1 и верхнюю палубу 9 судна 1.Fig. 2 schematically illustrates a pipe 14 allowing the formation of a channel for the removal of the vapor phase of the cryogenic fluid from the inside to the outside of the tank 2, and the pipe 14 successively passes through the tank 2, the intermediate deck 8 of the ship 1 and the upper deck 9 of the ship 1.

Герметичный и теплоизоляционный резервуар 2 имеет верхнюю стенку, прикрепленную к промежуточной палубе 8, причем стенка содержит в направлении толщины стенки снаружи внутрь резервуара 2: вспомогательный теплоизолирующий барьер 13, вспомогательную уплотнительную мембрану 12, основной теплоизолирующий барьер 11 и основную уплотнительную мембрану 10.The sealed and heat-insulating tank 2 has an upper wall attached to the intermediate deck 8, and the wall contains in the direction of wall thickness from the outside to the inside of the tank 2: an auxiliary heat-insulating barrier 13, an auxiliary sealing membrane 12, a main heat-insulating barrier 11 and a main sealing membrane 10.

Труба 14 состоит из нижнего участка 15 и верхнего участка 16. Нижний участок 15 образован из сплава железа и никеля, коэффициент расширения которого, как правило, составляет от 1,2×10^-6 до 2×10^-6 K-1, или из сплава железа с высоким содержанием марганца, коэффициент расширения которого, как правило, составляет порядка 7×10^-6 K^-1, т.е. имеет низкий коэффициент теплового расширения. Нижний участок 15 имеет первый конец, расположенный внутри резервуара 2, и второй конец, расположенный снаружи резервуара 2.The pipe 14 is composed of a lower section 15 and an upper section 16. The lower section 15 is formed from an iron-nickel alloy, the expansion coefficient of which is generally from 1.2×10 ^-6 to 2×10 ^-6 K-1, or from an iron alloy with a high manganese content, the expansion coefficient of which, as a rule, is on the order of 7×10 ^-6 K ^-1 , i.e. has a low coefficient of thermal expansion. The lower section 15 has a first end located inside the tank 2 and a second end located outside the tank 2.

Верхний участок 16 выполнен из нержавеющей стали и приварен первым концом ко второму концу нижнего участка 15 для обеспечения непрерывности трубы 14. Второй конец верхнего участка 16 соединен с трубопроводом судна 1. Верхний участок 16 имеет большую толщину стенки, чем нижний участок 15.The upper section 16 is made of stainless steel and welded at its first end to the second end of the lower section 15 to ensure the continuity of the pipe 14. The second end of the upper section 16 is connected to the pipeline of the ship 1. The upper section 16 has a greater wall thickness than the lower section 15.

Нижний участок 15 трубы 14 сначала проходит через основную уплотнительную мембрану 10 и основной теплоизолирующий барьер 11. Основная уплотнительная мембрана 10 герметично приварена по всему периметру нижнего участка 15 для обеспечения сплошности герметичности основной уплотнительной мембраны 10.The lower section 15 of the pipe 14 first passes through the main sealing membrane 10 and the main thermal barrier 11. The main sealing membrane 10 is hermetically welded around the entire perimeter of the lower section 15 to ensure the integrity of the main sealing membrane 10.

Кожух 21 окружает трубу 14 с зазором в радиальном направлении и прикреплен к верхнему участку 16 трубы 14. Кожух протяжен от верхнего участка 16, по меньшей мере, до вспомогательной уплотнительной мембраны 12. Вспомогательная уплотнительная мембрана 12 герметично приварена по всему периметру кожуха 21 для обеспечения сплошности герметичности вспомогательной уплотнительной мембраны 12. Следовательно, труба 14 проходит через вспомогательную уплотнительную мембрану 12 и вспомогательный теплоизолирующий барьер 13 в кожухе 21.The casing 21 surrounds the pipe 14 with a gap in the radial direction and is attached to the upper section 16 of the pipe 14. The casing extends from the upper section 16 to at least the auxiliary sealing membrane 12. The auxiliary sealing membrane 12 is sealed welded around the entire perimeter of the casing 21 to ensure continuity tightness of the auxiliary sealing membrane 12. Therefore, the pipe 14 passes through the auxiliary sealing membrane 12 and the auxiliary thermal barrier 13 in the casing 21.

Следовательно, нижний участок 15 приварен к верхнему участку 16 в кожухе 21, так что кожух 21 обеспечивает герметичность и непроницаемость вспомогательной мембраны в случае разрыва нижнего участка 15, например, на сварном шве.Therefore, the lower section 15 is welded to the upper section 16 in the casing 21, so that the casing 21 ensures that the auxiliary membrane is sealed and impermeable in the event of a rupture of the lower section 15, for example, at a weld.

Следовательно, нижний участок 15 служит в качестве части основной уплотнительной мембраны 10, тогда как кожух 21 служит в качестве части вспомогательной уплотнительной мембраны 12. Таким образом, всегда имеется два мембранных слоя даже на уровне трубы 14.Therefore, the lower section 15 serves as part of the main sealing membrane 10, while the casing 21 serves as part of the secondary sealing membrane 12. Thus, there are always two membrane layers even at the level of the pipe 14.

Затем труба 14 проходит через промежуточную палубу 8 судна 1 через отверстие 27 в промежуточной палубе. Диаметр отверстия 27 в промежуточной палубе превышает наружный диаметр кожуха 21, так что имеется соединительный зазор, обеспечивающий возможность деформации промежуточной палубы 8 без деформации кожуха 21 и трубы 14.Then the pipe 14 passes through the intermediate deck 8 of the ship 1 through the hole 27 in the intermediate deck. The diameter of the hole 27 in the intermediate deck exceeds the outer diameter of the casing 21, so that there is a connecting gap that allows the deformation of the intermediate deck 8 without deforming the casing 21 and pipe 14.

Промежуточная палуба 8 содержит на своей верхней поверхности комингс 22. Комингс 22 содержит верхнюю часть 23 и боковую часть 24, соединяющую верхнюю часть 23 с промежуточной палубой 8. Верхний участок 16 трубы 14 проходит через верхнюю часть 23 комингса 22. Верхний участок 16 трубы 14 герметично приварен по всему периметру верхней части 23 комингса 22.The intermediate deck 8 contains on its upper surface a coaming 22. The coaming 22 includes a top part 23 and a side part 24 connecting the top part 23 to the intermediate deck 8. The upper section 16 of the pipe 14 passes through the upper part 23 of the coaming 22. The upper section 16 of the pipe 14 is sealed welded around the entire perimeter of the upper part 23 of the coaming 22.

Затем труба 14 проходит через пространство, расположенное между промежуточной палубой 8 и верхней палубой 9, называемое межпалубным пространством, в котором труба покрыта изоляционной муфтой 26, так что низкие температуры криогенного газа, содержащегося в трубе 14, не приводят к значительной утечке тепла в межпалубное пространство.The pipe 14 then passes through a space located between the intermediate deck 8 and the upper deck 9, called the deck space, in which the pipe is covered with an insulating sleeve 26, so that the low temperatures of the cryogenic gas contained in the pipe 14 do not lead to significant heat leakage into the deck space. .

Наконец, труба 14 проходит через верхнюю палубу 9 судна 1 через отверстие 28 в верхней палубе. Диаметр отверстия 28 в верхней палубе превышает наружный диаметр трубы 14, так что имеется соединительный зазор, обеспечивающий возможность деформации верхней палубы 9 без деформации трубы 14.Finally, the pipe 14 passes through the upper deck 9 of the vessel 1 through an opening 28 in the upper deck. The diameter of the hole 28 in the top deck is larger than the outer diameter of the pipe 14 so that there is a joint gap allowing the top deck 9 to deform without deforming the pipe 14.

Труба 14 содержит сильфонный компенсатор 25 на втором конце верхнего участка 16, удаленном от нижнего участка 15. Компенсатор обеспечивает крепление трубы 14 к верхней поверхности верхней палубы 9 судна 1. Сильфонный компенсатор 25 имеет гофры, выполненные с возможностью обеспечения теплового сжатия трубы 14, в частности, верхнего участка 16, который выполнен из нержавеющей стали, материал которого имеет высокий коэффициент расширения по сравнению со сплавом нижнего участка 15.The pipe 14 contains a bellows expansion joint 25 at the second end of the upper section 16, remote from the lower section 15. The expansion joint provides fastening of the pipe 14 to the upper surface of the upper deck 9 of the vessel 1. The bellows expansion joint 25 has corrugations made with the possibility of providing thermal compression of the pipe 14, in particular , the upper section 16, which is made of stainless steel, the material of which has a high coefficient of expansion compared to the alloy of the lower section 15.

Фиг. 3 и 4 представляют увеличенные области III и IV, показанные на фиг.2.Fig. 3 and 4 are enlarged areas III and IV shown in FIG. 2.

Фиг.3 позволяет увидеть крепление основной уплотнительной мембраны 10 к трубе 14 и крепление вспомогательной уплотнительной мембраны 12 к кожуху 21. Фактически, крепление основной уплотнительной мембраны 10 к трубе 14 выполнено с использованием кольца 17 с фланцем, снабженного основанием и фланцем. Фланец кольца 17 приварен к трубе 14, а основание кольца 17 приварено к основной уплотнительной мембране 10, что обеспечивает герметичное крепление.3 shows the attachment of the main sealing membrane 10 to the pipe 14 and the attachment of the secondary sealing membrane 12 to the casing 21. In fact, the attachment of the main sealing membrane 10 to the pipe 14 is made using a flanged ring 17 provided with a base and a flange. The ring flange 17 is welded to the pipe 14, and the base of the ring 17 is welded to the main sealing membrane 10, which ensures a tight fit.

Подобным образом крепление вспомогательной уплотнительной мембраны 12 к кожуху 21 выполнено с использованием кольца 17 с фланцем, снабженного основанием и фланцем. Фланец кольца 17 приварен к кожуху 21, а основание кольца 17 приварено к вспомогательной уплотнительной мембране 12, что обеспечивает герметичное крепление.Similarly, the attachment of the auxiliary sealing membrane 12 to the housing 21 is made using a flanged ring 17 provided with a base and a flange. The ring flange 17 is welded to the casing 21, and the base of the ring 17 is welded to the auxiliary sealing membrane 12, which ensures a tight fit.

Основание кольца 17 с фланцем, в частности, может иметь плоскую кольцевую форму, имеющую внутренний диаметр и наружный диаметр. Фланец кольца 17 с фланцем выступает от внутреннего диаметра основания кольца 17 с фланцем. Основание и фланец кольца с фланцем имеют толщину 1,5 мм, превышающую толщину основной и вспомогательной уплотнительных мембран 10, 12, составляющую 0,7 мм.The base of the flanged ring 17 may in particular have a flat annular shape having an inner diameter and an outer diameter. The flange of the ring 17 with the flange protrudes from the inner diameter of the base of the ring 17 with the flange. The base and flange of the ring with the flange have a thickness of 1.5 mm, exceeding the thickness of the main and auxiliary sealing membranes 10, 12, which is 0.7 mm.

Фиг.4 позволяет увидеть стык между нижним участком 15 и верхним участком 16 трубы 14 и крепление кожуха 21 к верхнему участку 16. Фактически, сварку второго конца нижнего участка 15 и первого конца верхнего участка 16 трубы 14 выполняют при одинаковой толщине двух участков 15, 16 трубы 14. Для этого толщина первого конца верхнего участка 16 уменьшается, например, линейно, от толщины верхнего участка 16 до толщины нижнего участка 15 для облегчения сварки этих участков 15, 16 и повышения прочности крепления.Figure 4 allows you to see the joint between the lower section 15 and the upper section 16 of the pipe 14 and the fastening of the casing 21 to the upper section 16. In fact, welding of the second end of the lower section 15 and the first end of the upper section 16 of the pipe 14 is performed with the same thickness of the two sections 15, 16 pipe 14. To do this, the thickness of the first end of the upper section 16 decreases, for example, linearly, from the thickness of the upper section 16 to the thickness of the lower section 15 to facilitate welding of these sections 15, 16 and increase the strength of the fastening.

Крепление кожуха 21 к верхнему участку 16 выполнено путем сварки по всему периметру верхнего участка 16 сразу после первого конца верхнего участка 16, так что кожух 21 прикреплен к верхнему участку 16 в месте, где его толщина является максимальной, а также вблизи первого конца верхнего участка 16 для минимизации длины кожуха 21 там, где нет необходимости, чтобы он служил в качестве вспомогательной уплотнительной мембраны 12.The fastening of the casing 21 to the top section 16 is made by welding around the entire perimeter of the top section 16 just after the first end of the top section 16, so that the casing 21 is attached to the top section 16 at the place where its thickness is maximum, and also near the first end of the top section 16 to minimize the length of the casing 21 where it is not necessary to serve as an auxiliary sealing membrane 12.

Фиг. 5 и 6 иллюстрируют схематические виды основной 10 и вспомогательной 12 уплотнительных мембран и основного 11 и вспомогательного 13 теплоизоляционных барьеров. Уплотнительные мембраны 10, 12 и теплоизолирующие барьеры 11, 13 изготовлены в соответствии с технологией NO96, в частности, описанной в документе WO2012072906 A1.Fig. 5 and 6 illustrate schematic views of the main 10 and auxiliary 12 sealing membranes and the main 11 and auxiliary 13 thermal barriers. The sealing membranes 10, 12 and the thermal barriers 11, 13 are made according to the NO96 technology, in particular as described in WO2012072906 A1.

Таким образом, теплоизолирующие барьеры 11, 13, например, образованы изоляционными коробчатыми секциями 18, содержащими нижнюю панель и покрывную панель, которые параллельны друг другу и расположены на расстоянии друг от друга в направлении толщины изоляционной коробчатой секцией 18, несущими элементами 19, проходящими вдоль направления толщины, дополнительно предусмотренными периферийными перегородками и теплоизоляционным наполнителем, размещенным внутри изоляционных коробчатых секций. Нижняя и покрывная панели, периферийные перегородки и несущие элементы 19, например, выполнены из дерева, например, из фанеры, или из композитного термопластичного материала. Теплоизоляционный наполнитель может состоять из стекловаты, ваты или вспененного полимерного материала, например, полиуретанового вспененного материала, полиэтиленового вспененного материала или поливинилхлоридного вспененного материала, или из гранулированного или порошкообразного материала, например, перлита, вермикулита или стекловаты, или из нанопористого материала типа аэрогеля. Также основная 10 и вспомогательная 12 уплотнительные мембраны содержат непрерывный лист металлических планок 20 с выступающими краями, причем упомянутые планки 20 приварены своими выступающими краями к параллельным сварочным опорам, закрепленным на изоляционных коробчатых секциях 18. Металлические планки 20, например, выполнены из сплава Инвар®: то есть из сплава железа и никеля, коэффициент расширения которого, как правило, составляет от 1,2×10^-6 до 2×10^-6 K^-1, или из сплава железа с высоким содержанием марганца, коэффициент расширения которого, как правило, составляет порядка 7×10^-6 K^-1.Thus, the heat insulating barriers 11, 13 are, for example, formed by insulating box sections 18 comprising a bottom panel and a cover panel that are parallel to each other and spaced apart in the thickness direction by the insulating box section 18, bearing members 19 extending along the thickness direction. thickness, additionally provided by peripheral partitions and heat-insulating filler placed inside the insulating box sections. The bottom and cover panels, peripheral partitions and load-bearing elements 19, for example, are made of wood, such as plywood, or composite thermoplastic material. The thermal insulating core may consist of glass wool, wadding, or a foamed polymeric material, such as polyurethane foam, polyethylene foam, or PVC foam, or a granular or powdered material, such as perlite, vermiculite, or glass wool, or an airgel-type nanoporous material. Also, the main 10 and auxiliary 12 sealing membranes contain a continuous sheet of metal strips 20 with protruding edges, and the mentioned strips 20 are welded with their protruding edges to parallel welding supports fixed on insulating box-shaped sections 18. The metal strips 20, for example, are made of Invar® alloy: that is, an iron-nickel alloy whose expansion coefficient is typically 1.2×10 ^-6 to 2×10 ^-6 K ^-1 , or an iron alloy with a high manganese content, whose expansion coefficient is typically is about 7×10 ^-6 K ^-1 .

Фигуры 5 и 6 позволяют увидеть место, где труба 14 проходит через уплотнительные мембраны 10, 12 и теплоизолирующие барьеры 11, 13. Фактически, для предотвращения ослабления конструкции коробчатой секции 18 предпочтительно исключить прохождение трубы 14 через коробчатую секцию на концах коробчатой секции 18. Предпочтительно труба 14 проходит через основной теплоизолирующий барьер 11 и вспомогательный теплоизолирующий барьер 13 в центральной области коробчатой секции 18 между множеством несущих элементов 19.Figures 5 and 6 show where the pipe 14 passes through the sealing membranes 10, 12 and thermal barriers 11, 13. In fact, in order to prevent weakening of the box section 18, it is preferable to exclude the passage of the pipe 14 through the box section at the ends of the box section 18. Preferably, a pipe 14 passes through the main thermal barrier 11 and the secondary thermal barrier 13 in the central region of the box section 18 between the plurality of bearing members 19.

Для облегчения герметичного крепления основной уплотнительной мембраны 10 и трубы 14 и герметичного крепления вспомогательной уплотнительной мембраны 12 и кожуха 21 предпочтительно исключить прохождение трубы 14 через уплотнительные мембраны на уровне выступающих краев планок 20. Фактически, область выступающих краев имеет геометрически сложную форму и уже подверглась сварке для соединения двух смежных планок и опорной перегородки. Поэтому труба 14 проходит через уплотнительные мембраны 10, 12 в плоской области планки 20 между двумя выступающими краями.In order to facilitate the sealing of the main sealing membrane 10 and the pipe 14 and the sealing of the secondary sealing membrane 12 and the casing 21, it is preferable to exclude the passage of the pipe 14 through the sealing membranes at the level of the raised edges of the strips 20. In fact, the region of the raised edges has a geometrically complex shape and has already been welded for connection of two adjacent planks and a supporting partition. Therefore, the pipe 14 passes through the sealing membranes 10, 12 in the flat area of the bar 20 between the two projecting edges.

Планки 20 основной уплотнительной мембраны 10 и вспомогательной уплотнительной мембраны 12, через которые проходит труба 14, содержат усиленный участок 32 для сохранения непрерывности основной и вспомогательной уплотнительных мембран. Фактически, усиленный участок 32 представляет собой участок планки 20, через которую проходит труба 14.The strips 20 of the primary seal membrane 10 and the secondary seal membrane 12 through which the pipe 14 passes include a reinforced portion 32 to maintain continuity between the primary and secondary seal membranes. In fact, the reinforced section 32 is a section of the strip 20 through which the pipe 14 passes.

Усиленный участок 32 имеет толщину больше, чем остальная часть планки 20, например, толщину 1,5 мм по сравнению с толщиной планки, составляющей 0,7 мм. Усиленный участок 32 содержит плоскую область между двумя продольными выступающими краями. Труба 14 проходит через усиленный участок 32 основной уплотнительной мембраны 10 и усиленный участок 32 вспомогательной уплотнительной мембраны 12 через плоскую область. Кожух 21 проходит через усиленный участок 32 вспомогательной уплотнительной мембраны 12 также через плоскую область.The reinforced portion 32 is thicker than the remainder of the plank 20, for example 1.5 mm thick compared to the plank thickness of 0.7 mm. Reinforced section 32 includes a flat area between two longitudinal raised edges. The pipe 14 passes through the reinforced section 32 of the main sealing membrane 10 and the reinforced section 32 of the secondary sealing membrane 12 through a flat area. The casing 21 passes through the reinforced section 32 of the auxiliary sealing membrane 12 also through the flat area.

Фиг.7 представляет герметичный и теплоизоляционный резервуар 2, заполненный сжиженным газом и транспортируемый на судне 1, причем судно имеет угол крена пятнадцать градусов, например, вследствие посадки на мель.7 shows a sealed and insulated tank 2 filled with liquefied gas and transported on a vessel 1, the vessel having a heel angle of fifteen degrees, for example due to a grounding.

В случае нормальной эксплуатации, когда судно имеет нулевой угол крена, резервуар 2 выпускает испаряющийся сжиженный газ для предотвращения создания избыточного давления внутри резервуара 2 через газовый купол 29, проходящий через верхнюю стенку резервуара 2 по центру.In the case of normal operation, when the ship has a zero angle of heel, the tank 2 releases evaporating liquefied gas to prevent the creation of excess pressure inside the tank 2 through the gas dome 29 passing through the upper wall of the tank 2 in the center.

В случае вышеупомянутой посадки на мель, когда судно имеет угол крена пятнадцать градусов, газовый купол 29 полностью погружается в сжиженный газ и больше не может выполнять функцию отвода испаряющегося сжиженного газа. Для предотвращения повреждения резервуара 2 вследствие избыточного давления в резервуаре 2 предусмотрены две трубы 14, расположенные на концах верхней стенки по обе стороны от газового купола 29, проходящие через верхнюю стенку. Трубы 14 соединены с главным паросборником 30 судна 1, который подает газ в машинное отделение 3 и/или в установку для повторного сжижения. Трубы 14 также соединены с клапанами 31 сброса давления, которые открываются, если давление становится слишком высоким, таким образом, перенаправляя часть газа в отводные колонны 4.In the case of the aforementioned grounding, when the ship has a heeling angle of fifteen degrees, the gas dome 29 is completely submerged in the liquefied gas and can no longer perform the function of evacuating the evaporating liquefied gas. To prevent damage to the tank 2 due to overpressure in the tank 2, two pipes 14 are provided at the ends of the top wall on either side of the gas dome 29, passing through the top wall. The pipes 14 are connected to the main steam tank 30 of the vessel 1 which supplies gas to the engine room 3 and/or to the reliquefaction plant. Pipes 14 are also connected to pressure relief valves 31, which open if the pressure gets too high, thus redirecting some of the gas to draw columns 4.

Предпочтительно трубы 14 соединены с главным паросборником 30 и клапанами 31 сброса давления через газовый купол 29 снаружи двойного корпуса 7.Preferably pipes 14 are connected to the main steam tank 30 and pressure relief valves 31 through a gas dome 29 outside the double casing 7.

Другую информацию, касающуюся количества и положения труб для отвода газа, можно найти в публикации WO2016120540 A1.Further information regarding the number and position of the gas outlet pipes can be found in the publication WO2016120540 A1.

Обратимся к фиг.8, вид с вырезом танкера-метановоза 1 иллюстрирует герметичный и теплоизоляционный резервуар 2, в общем, призматической формы, установленный в двойном корпусе 7 судна 1.Referring to FIG. 8, a cutaway view of a methane tanker 1 illustrates a sealed and insulated tank 2, generally prismatic in shape, installed in a double hull 7 of the ship 1.

Как известно, трубопроводы 40 загрузки/разгрузки, расположенные на верхней палубе 9 судна 1, могут быть соединены с помощью соответствующих соединителей с морским или портовым терминалом для передачи сжиженного газа в резервуар 2 или из него.As is known, the loading/unloading pipelines 40 located on the upper deck 9 of the ship 1 can be connected by appropriate connectors to a sea or port terminal for transferring liquefied gas to or from the tank 2.

Фиг.8 представляет пример морского терминала, содержащего станцию 42 загрузки и разгрузки, подводный трубопровод 43 и береговое сооружение 44. Станция 42 загрузки и разгрузки представляет собой прибрежное стационарное сооружение, содержащее подвижную стрелу 41 и вертикальную трубу 45, которая поддерживает подвижную стрелу 41. Подвижная стрела 41 поддерживает связку изолированных гибких труб 46, которые могут быть соединены с трубопроводами 40 загрузки/разгрузки. Регулируемая подвижная стрела 41 может быть адаптирован к танкерам-метановозам всех размеров. Внутри вертикальной трубы 45 проходит соединительный трубопровод (не показан). Станция 42 загрузки и разгрузки позволяет выполнять загрузку и разгрузку танкера-метановоза 1 из берегового сооружения 44 и на него. Последнее содержит резервуары 47 для хранения сжиженного газа и соединительные трубопроводы 48, соединенные подводным трубопроводом 43 со станцией 42 загрузки или разгрузки. Подводный трубопровод 43 позволяет передавать сжиженный газ между станцией 42 загрузки или разгрузки и береговым сооружением 44 на большое расстояние, например, 5 км, что позволяет останавливать танкер-метановоз 1 на большом расстоянии от берега во время операций загрузки и разгрузки.8 is an example of a marine terminal including a loading and unloading station 42, an offshore pipeline 43, and an onshore facility 44. The loading and unloading station 42 is an offshore fixed structure comprising a movable boom 41 and a riser 45 that supports the movable boom 41. The movable the boom 41 supports a bundle of insulated flexible pipes 46 that can be connected to the loading/unloading conduits 40. The adjustable mobile boom 41 can be adapted to methane tankers of all sizes. A connecting conduit (not shown) extends inside the vertical pipe 45. Station 42 loading and unloading allows loading and unloading of the methane tanker 1 from the onshore facilities 44 and on it. The latter contains tanks 47 for storing liquefied gas and connecting pipelines 48 connected by an underwater pipeline 43 to the loading or unloading station 42. The subsea pipeline 43 allows the transfer of liquefied gas between the loading or unloading station 42 and the onshore facility 44 over a long distance, for example 5 km, which allows the methane tanker 1 to be stopped far from the coast during loading and unloading operations.

Для создания давления, необходимого для передачи сжиженного газа, используются насосы, установленные на борту судна 1, и/или насосы, установленные в береговом сооружении 44, и/или насосы, установленные на станции 42 загрузки и разгрузки.To create the pressure necessary for the transfer of liquefied gas, pumps installed on board the vessel 1 and/or pumps installed in the shore facility 44 and/or pumps installed at the loading and unloading station 42 are used.

Хотя изобретение описано со ссылкой на несколько конкретных вариантов осуществления, очевидно, что оно никоим образом не ограничивается ими, и что оно включает в себя все технические эквиваленты описанных средств и их сочетания при условии, что последние находятся в пределах объема изобретения.Although the invention has been described with reference to several specific embodiments, it is clear that it is not limited to them in any way, and that it includes all technical equivalents of the described means and combinations thereof, provided that the latter are within the scope of the invention.

Использование глагола «содержать» или «включать в себя» и производных форм не исключает наличия элементов или этапов, отличных от указанных в формуле изобретения.The use of the verb "comprise" or "include" and derivative forms does not exclude the presence of elements or steps other than those specified in the claims.

В формуле изобретения любая ссылочная позиция в скобках не должна интерпретироваться как ограничение формулы изобретения.In the claims, any parenthesized reference is not to be interpreted as limiting the claims.

Claims

1. Installation for storage and transportation of cryogenic fluid on a ship (1), containing

a sealed and heat-insulating tank (2) designed to store a cryogenic fluid in a state of two-phase liquid-vapor equilibrium, and the tank (2) has an upper wall containing in the direction of wall thickness from the outside to the inside of the tank (2) the main heat-insulating barrier ( 11), and the main sealing membrane (10) intended for contact with the cryogenic fluid,

a sealed pipe (14) passing through the upper wall of the tank (2) to form a channel for removing the vapor phase of the cryogenic fluid from the inside to the outside of the tank (2), and the pipe (14) contains a lower section (15), the first end of which is located inside relative to the upper walls of the tank (2), and the second end is located outside relative to the upper wall of the tank (2) in the direction of the thickness of the upper wall, and the upper section (16), attached to the second end of the lower section (15),

in which the lower section (15), which is in contact with said cryogenic fluid, is made of an alloy with a low coefficient of thermal expansion, while the upper section (16) contains stainless steel, and the alloy with a low coefficient of thermal expansion has a coefficient of thermal expansion less, than the coefficient of thermal expansion of said stainless steel,

and in which the main sealing membrane (10) is hermetically attached to the lower section (15) of the pipe (14) along the perimeter of the pipe (14).

2. Installation according to claim. 1, in which the lower section (15) of the pipe (14) and the main sealing membrane (10) are made of an iron-nickel alloy, the thermal expansion coefficient of which is from 1.2 to 2.0×10 ^-6 K ^-1 .

3. Installation according to claim 1 or 2, in which the lower section (15) is hermetically welded to the main sealing membrane (10) using a ring (17) with a flange.

4. Installation according to any one of the preceding claims, wherein the top wall of the tank (2) also comprises, in the wall thickness direction outside the main thermal barrier (11), an auxiliary thermal barrier (13) and an auxiliary sealing membrane (12).

5. Installation according to claim 4, in which each of the main thermal barrier (11) and the auxiliary thermal barrier (13) consists of a plurality of insulating box sections (18), and the pipe (14) passes directly through one of the box sections (18) a plurality of box-shaped sections (18) of each of the main and auxiliary heat-insulating barriers.

6. The installation according to claim 4 or 5, in which the main sealing membrane (10) and/or the auxiliary sealing membrane (12) contain a plurality of elongated strips (20) with protruding edges butt-welded in the longitudinal direction of the strip, and each strip (20 ) contains a flat area between two longitudinal protruding edges, while the pipe (14) passes through the main sealing membrane and/or the auxiliary sealing membrane (12) through the flat area of the elongated bar (20).

7. Installation according to claim 6, in which the bar (20) of the main (10) and / or auxiliary (12) sealing membranes contains a reinforced section (32), and the reinforced section (32) has a greater thickness than the rest of the bar (20) , and contains a flat area between two longitudinal protruding edges, while the pipe (14) passes through the flat area of the reinforced section (32).

8. Installation according to any one of paragraphs. 4-7 contains a casing (21) surrounding the pipe (14) with a gap in the radial direction and attached to the upper section (16) of the pipe (14), and the casing (21) is extended from the upper section (16) at least to the auxiliary sealing membrane (12), and the auxiliary sealing membrane (12) is hermetically attached to the casing (21) around the entire perimeter of the casing (21).

9. Installation according to claim 8, in which the casing (21) is welded to the auxiliary sealing membrane (12) using a ring (17) with a flange.

10. Installation according to claim 6 or 9, in which the ring or rings (17) with the flange are thicker than the strips (20).

11. Vessel (1), containing the installation according to any one of paragraphs. 1-10, in which the upper wall is attached to the lower surface of the intermediate deck (8) of the vessel (1).

12. Vessel (1) according to claim 11, in which the pipe (14) contains a bellows expansion joint (25) at the end of the upper section (16), remote from the lower section (15), and the compensator (25) is made with the possibility of securing the pipe (14) to the upper surface of the upper deck (9) of the vessel (1), while the compensator (25) has corrugations made with the possibility of providing thermal compression of the pipe (14).

13. The ship (1) according to claim 11 or 12, in which the pipe (14) contains an insulating sleeve (26) surrounding the upper section (16) of the pipe (14) and located between the intermediate deck (8) of the ship (1) and the upper deck (9) of the vessel (1).

14. Vessel (1) according to claim 13, in which the intermediate deck (8) and the upper deck (9) contain an opening (27, 28), in which the opening (27, 28) has a diameter greater than the outer diameter of the upper section ( 16) pipes (14), and the pipe (14) passes through the intermediate deck (8) and the upper deck (9) through the hole (27) in the intermediate deck and the hole (28) in the upper deck, respectively.

15. Vessel (1) according to claim 14, in which the intermediate deck (8) contains a coaming (22) on the upper surface of the intermediate deck (8), and the coaming (22) surrounds the opening (27) in the intermediate deck, and passes through it pipe (14), and in which the pipe (14) is attached to the coaming (22).

16. Method of loading or unloading the vessel (1) according to any one of paragraphs. 11-15, in which the cryogenic fluid is supplied through insulated pipelines (40, 43, 46, 48) from the floating or shore storage (44) to the tank (2) of the ship (1) or from the ship's tank to the floating or shore storage.

17. The transmission system of the cryogenic fluid containing the vessel (1) according to any one of paragraphs. 11-15, insulated pipelines (40, 43, 46, 48) positioned to connect the tank (2) installed in the double hull (7) of the vessel (1) with floating or shore storage (44) and a pump for supplying a flow of cryogenic fluid through insulated pipelines from the floating or shore storage to the tank (2) of the ship (1) or from the ship's tank to the floating or shore storage.