RU2813392C1 - Inter-panel heat-insulating insert for membrane type tank - Google Patents
Inter-panel heat-insulating insert for membrane type tank Download PDFInfo
- Publication number
- RU2813392C1 RU2813392C1 RU2023130649A RU2023130649A RU2813392C1 RU 2813392 C1 RU2813392 C1 RU 2813392C1 RU 2023130649 A RU2023130649 A RU 2023130649A RU 2023130649 A RU2023130649 A RU 2023130649A RU 2813392 C1 RU2813392 C1 RU 2813392C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insert
- insulating
- tank
- width
- heat
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title abstract description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 claims description 11
- 229920000582 polyisocyanurate Polymers 0.000 claims description 7
- 239000011495 polyisocyanurate Substances 0.000 claims description 7
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 claims description 6
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 6
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 claims description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 28
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 9
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Natural products C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000004794 expanded polystyrene Substances 0.000 description 2
- 239000004795 extruded polystyrene foam Substances 0.000 description 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 2
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- -1 methane - CH4) Natural products 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Изобретение относится к устройствам для хранения и/или транспортирования холодной жидкотекучей среды. В частности, изобретение относится к межпанельной теплоизоляционной вставке, применяемой в герметичных теплоизоляционных резервуарах мембранного типа, которые могут быть установлены на суше или на плавучей конструкции.The invention relates to devices for storing and/or transporting cold fluid. In particular, the invention relates to an interpanel thermal insulation insert used in sealed membrane-type thermal insulation tanks, which can be installed on land or on a floating structure.
Уровень техникиState of the art
Герметичные теплоизоляционные резервуары мембранного типа (называемые также мембранными резервуарами) используются для холодной жидкотекучей среды, в частности сжиженного природного газа (СПГ или LNG от англ. Liquefied natural gas) - природного газа (преимущественно метана - CH4), искусственно сжиженного путём охлаждения до температуры конденсации −161,5°С для удобства его хранения или транспортирования.Sealed thermal insulation tanks of the membrane type (also called membrane tanks) are used for cold liquid media, in particular liquefied natural gas (LNG or LNG from the English Liquefied natural gas) - natural gas (mainly methane - CH4), artificially liquefied by cooling to the condensation temperature −161.5°C for ease of storage or transportation.
Главное преимущество СПГ состоит в том, что при его сжижении объем газа уменьшается в 600 раз. На практике это означает, что в одинаковом объеме содержится СПГ в 3 раза больше, чем компримированного природного газа при давлении 20 МПа. Сжиженный природный газ производят, хранят и транспортируют с помощью специализированного криогенного оборудования. Для хозяйственного применения СПГ преобразуют в газообразное состояние на специальных регазификационных терминалах.The main advantage of LNG is that when it is liquefied, the volume of gas decreases by 600 times. In practice, this means that the same volume contains 3 times more LNG than compressed natural gas at a pressure of 20 MPa. Liquefied natural gas is produced, stored and transported using specialized cryogenic equipment. For economic use, LNG is converted into a gaseous state at special regasification terminals.
Мембранные резервуары для холодной жидкотекучей среды, включая СПГ, содержат изоляционные панели, которые расположены рядом друг с другом, образуя теплоизоляционные барьеры. Однако между изоляционными панелями присутствуют межпанельные пространства, наличие которых приводит к снижению изоляционных характеристик теплоизоляционного барьера. Для того чтобы не допустить снижения качества теплоизоляции, обеспечиваемой указанными теплоизоляционными барьерами, предлагается заполнять межпанельные пространства при помощи изоляционных прокладок/вставок/заглушек. Membrane tanks for cold fluids, including LNG, contain insulating panels that are positioned next to each other to form thermal barriers. However, between the insulating panels there are interpanel spaces, the presence of which leads to a decrease in the insulating characteristics of the thermal insulation barrier. In order to prevent a decrease in the quality of thermal insulation provided by these thermal insulation barriers, it is proposed to fill the interpanel spaces with the help of insulating gaskets/inserts/plugs.
В публикации FR2781557 (A1), 06.11.2020, описан герметичный и теплоизолированный резервуар, встроенный в несущую конструкцию и содержащий два последовательно герметизирующих барьера, один из которых является основным барьером, контактирующим с продуктом, содержащимся в резервуаре, а другой - вторичным барьером, размещенным между основным барьером и несущей конструкцией, причем эти два герметизирующих барьера чередуются с двумя теплоизоляционными барьерами. Области соединения между первичными теплоизоляционными барьерами двух соседних панелей заполнены изоляционными плитками, каждая из которых состоит из слоя теплоизоляции, покрытого жесткой пластиной. Непрерывность вторичного герметизирующего барьера обеспечивается в местах соединения двух соседних панелей гибкими полосами, непроницаемыми для газа и жидкости, которые могут включать в себя по меньшей мере один тонкий непрерывный деформируемый металлический лист, причем каждая полоса герметично присоединена с лицевой стороны к вторичному изолирующему барьеру панели боковой краевой зоной указанной полосы, а с другой стороны - к вторичному изолирующему барьеру соседней панели противоположной боковой краевой зоной указанной полосы, так что центральная зона указанной полосы может свободно деформироваться упруго и/или удлиняться относительно изоляционных плиток и изоляционного соединения. Выполнение теплоизоляционного барьера из стекловаты, обладающей невысокими теплоизоляционными свойствами, можно отнести к недостаткам данного технического решения. Кроме того, усадка стекловаты во время эксплуатации может привести к образованию так называемых мостиков холода и к ухудшению шумозащиты и теплоизоляционных свойств резервуара.Publication FR2781557 (A1), 06.11.2020, describes a sealed and thermally insulated tank built into a supporting structure and containing two sealing barriers in series, one of which is the primary barrier in contact with the product contained in the tank, and the other is a secondary barrier placed between the main barrier and the supporting structure, these two sealing barriers alternating with two thermal insulation barriers. The junction areas between the primary thermal barriers of two adjacent panels are filled with insulating tiles, each of which consists of a layer of thermal insulation covered by a rigid plate. Continuity of the secondary sealing barrier is provided at the junction of two adjacent panels by flexible gas and liquid impervious strips, which may include at least one thin continuous deformable metal sheet, each strip being sealed at the face to the secondary sealing barrier of the side edge panel zone of the said strip, and on the other hand - to the secondary insulating barrier of the adjacent panel by the opposite side edge zone of the said strip, so that the central zone of the said strip is free to deform elastically and/or elongate relative to the insulating tiles and the insulating joint. Making a thermal insulation barrier from glass wool, which has low thermal insulation properties, can be attributed to the disadvantages of this technical solution. In addition, shrinkage of glass wool during operation can lead to the formation of so-called cold bridges and deterioration of the noise protection and thermal insulation properties of the tank.
В публикации FR2599468 (A1), 04.12.1987, предложена конструкция термически изолирующей стенки герметичного и теплоизолированного резервуара для жидкости, сформированная из смежных панелей и отделенных друг от друга газонепроницаемым межслойным распорным уплотнением, содержащим на каждой из своих сторон по меньшей мере один боковой уплотнительный валик из расширяемого гибкого теплоизоляционного материала для обеспечения непрерывности изоляционных характеристик теплоизоляционного барьера. К недостаткам вышеуказанного технического решения можно отнести сложность размещения распорного уплотнения в межпанельном пространстве, а также выполнение уплотнения из стекловаты, обладающей невысокими теплоизоляционными свойствами. Кроме того, эти уплотнения (изоляционные прокладки), изготовленные из стекловаты, не позволяют гарантировать оптимальное заполнение межпанельного пространства в ходе эксплуатации из-за их усадки, и, следовательно, надежно гарантировать непрерывную (сплошную) изоляцию в теплоизоляционных барьерах, так что в них могут быть пространства, способствующие явлению конвекции. Publication FR2599468 (A1), 12/04/1987, proposes a design for a thermally insulating wall of a sealed and thermally insulated liquid reservoir formed from adjacent panels and separated from each other by a gas-tight interlayer spacer seal containing on each of its sides at least one side sealing bead made of expandable flexible thermal insulation material to ensure continuity of the insulating performance of the thermal insulation barrier. The disadvantages of the above technical solution include the difficulty of placing a spacer seal in the interpanel space, as well as making the seal from glass wool, which has low thermal insulation properties. In addition, these seals (insulating gaskets), made of glass wool, do not guarantee optimal filling of the interpanel space during operation due to their shrinkage, and, therefore, reliably guarantee continuous (solid) insulation in thermal insulation barriers, so that they can be spaces conducive to the phenomenon of convection.
В публикациях FR3070747 (A1), 08.03.2019, FR3077764 (A1), 16.08.2019, и EP4010621 (A1), 15.06.2022, описана изоляционная заглушка, которая расположена в межпанельном пространстве с целью его заполнения и содержит внутреннюю (центральную) часть из сжимаемого материала, такого как стекловата, и покрывную часть из крафт-бумаги. Изоляционная заглушка имеет хорошую способность к сжатию и расширению, но сохраняет жесткость, обеспечивающую равномерную деформацию, и ограничивает конвекцию. Таким образом, изоляционная заглушка может легко деформироваться при сжатии для облегчения ее вставки в межпанельное пространство и при этом полностью заполняет упомянутое межпанельное пространство при отсутствии сжатия и предотвращает конвекцию в теплоизолирующем барьере. Сжатие может быть реализовано принудительно с использованием системы всасывания, например, вакуумного насоса. После вставки изоляционной заглушки покрывная часть из крафт-бумаги изоляционной заглушки прокалывается, чтобы сжимаемый материал заполнил межпанельное пространство. Однако такой способ установки изоляционных заглушек из сжимаемых материалов с использованием вакуума реализовать на практике достаточно сложно. Кроме того, необходимость выполнения изоляционных заглушек из нескольких типов материалов, образующих внутреннюю и покровную части, также усложняет изготовление данного устройства.Publications FR3070747 (A1), 03/08/2019, FR3077764 (A1), 08/16/2019, and EP4010621 (A1), 06/15/2022, describe an insulating plug, which is located in the interpanel space for the purpose of filling it and contains an internal (central) part made of compressible material such as glass wool, and a cover part made of kraft paper. The insulating plug has good ability to contract and expand, but maintains rigidity to ensure uniform deformation and limits convection. Thus, the insulation plug can easily deform under compression to facilitate its insertion into the interpanel space, while completely filling said interpanel space in the absence of compression and preventing convection in the thermal insulating barrier. Compression can be achieved by force using a suction system such as a vacuum pump. After inserting the insulating plug, the kraft paper cover portion of the insulating plug is pierced so that the compressible material fills the interpanel space. However, this method of installing insulating plugs made of compressible materials using vacuum is quite difficult to implement in practice. In addition, the need to make insulating plugs from several types of materials forming the internal and cover parts also complicates the manufacture of this device.
Таким образом, до настоящего времени существует потребность в технических решениях, обеспечивающих теплоизоляционные вставки для резервуаров мембранного типа, которые легко и удобно вставляются в межпанельные пространства резервуара и ограничивают или даже предотвращают конвекцию между двумя смежными изоляционными панелями, обеспечивая непрерывность теплоизоляционных свойств сформированного теплоизоляционного барьера. Thus, there is still a need for technical solutions that provide thermal insulation inserts for membrane-type tanks, which are easily and conveniently inserted into the interpanel spaces of the tank and limit or even prevent convection between two adjacent insulating panels, ensuring continuity of the thermal insulating properties of the formed thermal insulating barrier.
Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention
Технической задачей, на которую направлено изобретение, является обеспечение теплоизоляционной вставки, которая после установки в пространство между двумя соседними изоляционными панелями резервуара мембранного типа для холодной жидкотекучей среды, образующими теплоизоляционный барьер, надежно заполняет его, уменьшая явление конвекции в теплоизоляционном барьере. The technical problem to which the invention is directed is to provide a thermal insulation insert which, when installed in the space between two adjacent insulating panels of a cold fluid membrane-type tank forming a thermal insulation barrier, reliably fills it, reducing the phenomenon of convection in the thermal insulation barrier.
Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является упрощение конструкции теплоизоляционной вставки, а также ее установки в пространство между соседними изоляционными панелями (межпанельное пространство) резервуара с обеспечением надежной теплоизоляции. Такая межпанельная теплоизоляционная вставка выполнена из одного материала, может быть легко вставлена в межпанельное пространство, заполняя его, и свободно деформироваться при термических нагрузках, обеспечивая непрерывность изоляционных характеристик теплоизоляционного барьера в резервуаре. The technical result provided by the invention is to simplify the design of the thermal insulation insert, as well as its installation in the space between adjacent insulating panels (interpanel space) of the tank, ensuring reliable thermal insulation. Such an interpanel thermal insulation insert is made of one material, can be easily inserted into the interpanel space, filling it, and can be freely deformed under thermal loads, ensuring continuity of the insulating characteristics of the thermal insulation barrier in the tank.
Технический результат изобретения достигается заявляемой теплоизоляционной вставкой (1) из газонаполненного полимера для стенки резервуара мембранного типа для холодной жидкотекучей среды, причем указанная вставка (1) выполнена с возможностью размещения в межпанельном пространстве (2), образованном обращенными друг к другу боковыми сторонами двух соседних изоляционных панелей, и имеет форму прямоугольного параллелепипеда, в двух противоположных гранях (7,8) которого выполнено по одной прорези (9,10), параллельных друг другу и проходящих вдоль всей длины граней (7,8) вставки (1), в результате чего вставка (1) имеет поперечное сечение, по существу, N-образной формы, причем после размещения вставки (1) в межпанельном пространстве (2) две противоположные грани (7,8) расположены параллельно стенке резервуара, две противоположные грани (5,6) расположены перпендикулярно граням (7,8) и стенке резервуара, обращены к боковым сторонам (3,4) изоляционных панелей и контактируют с ними, при этом прорези (9,10) имеют высоту не менее 70 % высоты вставки (1). The technical result of the invention is achieved by the claimed heat-insulating insert (1) made of gas-filled polymer for the wall of a membrane-type tank for a cold fluid medium, wherein said insert (1) is designed to be placed in the interpanel space (2) formed by the lateral sides of two adjacent insulating panels facing each other panels, and has the shape of a rectangular parallelepiped, in two opposite faces (7,8) of which there is one slot (9,10), parallel to each other and running along the entire length of the faces (7,8) of the insert (1), as a result of which the insert (1) has a cross-section essentially N-shaped, and after placing the insert (1) in the interpanel space (2) two opposite edges (7,8) are located parallel to the tank wall, two opposite edges (5,6) located perpendicular to the edges (7,8) and the wall of the tank, facing the sides (3,4) of the insulating panels and in contact with them, while the slots (9,10) have a height of at least 70% of the height of the insert (1).
Холодной жидкотекучей средой может быть сжиженный природный газ.The cold fluid may be liquefied natural gas.
Газонаполненным полимером, из которого выполнена вставка, может быть пенополистирол и/или пенополиизоцианурат, и/или пенополиуретан.The gas-filled polymer from which the insert is made can be polystyrene foam and/or polyisocyanurate foam, and/or polyurethane foam.
Плотность газонаполненного полимера, из которого выполнена вставка, может составлять от 20 до 130 кг/м3.The density of the gas-filled polymer from which the insert is made can range from 20 to 130 kg/m 3 .
Высота прорези (9,10) вставки (1) может составлять от около 70 до около 80% высоты вставки (1).The height of the slot (9,10) of the insert (1) can be from about 70 to about 80% of the height of the insert (1).
Ширина прорезей (9,10) может быть одинаковой или разной, предпочтительно равной.The width of the slots (9,10) can be the same or different, preferably equal.
Ширина прорези (9,10) вставки (1) может составлять от 1/8 до 1/6 ширины вставки (1), а минимальное расстояние между прорезями (9,10) в направлении ширины вставки (1) может быть равным ширине прорези (9,10). The width of the slot (9,10) of the insert (1) may be from 1/8 to 1/6 of the width of the insert (1), and the minimum distance between the slots (9,10) in the direction of the width of the insert (1) may be equal to the width of the slot ( 9,10).
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
На Фиг.1а и 1б представлены общие виды теплоизоляционной вставки, имеющей зеркальное расположение прорезей (относительно друг друга).Figures 1a and 1b show general views of a heat-insulating insert having a mirror arrangement of slots (relative to each other).
На Фиг.2 показана вставка в процессе установки в межпанельное пространство, где стрелкой показано направление движения вставки при установке.Figure 2 shows the insert during installation in the interpanel space, where the arrow shows the direction of movement of the insert during installation.
На Фиг. 3 представлено поперечное сечение изоляционных панелей с установленной в межпанельное пространство вставкой: а – поперечное сечение; б – вид снизу; в – вид сверху.In FIG. Figure 3 shows a cross-section of insulating panels with an insert installed in the interpanel space: a – cross-section; b – bottom view; c – top view.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
В соответствии с настоящим изобретением для заполнения межпанельного пространства в резервуарах мембранного типа для холодной жидкотекучей среды в настоящим изобретения предложено использовать теплоизоляционную вставку (1), которая подходит для размещения в межпанельном пространстве (2), образованном обращенными друг к другу боковыми сторонами двух соседних изоляционных панелей резервуара, образующих теплоизоляционный барьер в стенке резервуара (Фиг.1а и 1б). In accordance with the present invention, to fill the interpanel space in membrane-type tanks for cold fluid, the present invention proposes to use a thermal insulation insert (1) that is suitable for placement in the interpanel space (2) formed by the facing sides of two adjacent insulating panels tank, forming a thermal insulation barrier in the wall of the tank (Fig. 1a and 1b).
В соответствии с изобретением заявляемая теплоизоляционная вставка (1) имеет форму прямоугольного параллелепипеда, имеющего шесть граней, в двух из которых выполнены прорези (Фиг.1 а и 1б). После установки вставки (1) в межпанельное пространство (2) две противоположные грани (5,6) расположены перпендикулярно стенке резервуара, обращены к боковым сторонам (3,4) изоляционных панелей и контактируют с ними, а две противоположные грани (7,8) расположены параллельно стенке резервуара и перпендикулярно боковым сторонам (3,4) панелей и граням (5,6). Оставшиеся две противоположные грани после установки вставки (1) расположены перпендикулярно как стенке резервуара, так и граням (5,6,7,8). (Фиг. 3 а). In accordance with the invention, the inventive heat-insulating insert (1) has the shape of a rectangular parallelepiped having six faces, two of which have slots (Figures 1 a and 1b). After installing the insert (1) into the interpanel space (2), two opposite edges (5,6) are located perpendicular to the tank wall, facing the sides (3,4) of the insulating panels and in contact with them, and two opposite edges (7,8) located parallel to the tank wall and perpendicular to the sides (3,4) of the panels and edges (5,6). The remaining two opposite faces after installing the insert (1) are located perpendicular to both the tank wall and the faces (5,6,7,8). (Fig. 3 a).
В соответствии с настоящим изобретением вставка (1) имеет форму прямоугольного параллелепипеда, соответствующую форме межпанельного пространства (2), для того, чтобы после установки вставки (1) в межпанельном пространстве (2) она заполнила его, т.е. заняла пространство целиком, без образования каких-либо зазоров между боковой стороной (3,4) панели и соответствующей гранью (5,6) вставки (1), при этом высота вставки (1) равна толщине теплоизоляционного барьера, обеспечиваемого панелями.In accordance with the present invention, the insert (1) has the shape of a rectangular parallelepiped, corresponding to the shape of the interpanel space (2), so that after installing the insert (1) in the interpanel space (2), it fills it, i.e. occupied the entire space, without the formation of any gaps between the side (3,4) of the panel and the corresponding edge (5,6) of the insert (1), while the height of the insert (1) is equal to the thickness of the thermal insulation barrier provided by the panels.
В соответствии с изобретением для достижения максимального антиконвекционного эффекта, обеспечиваемого применением вставки (1), ее ширина оптимально должна быть больше ширины межпанельного пространства (2), предпочтительно на 1/6 ширины межпанельного пространства (2). Таким образом, заявляемая вставка (1) имеет ширину, которая на 1/6 больше ширины межпанельного пространства (2). При этом на обеих своих гранях (7,8) заявляемая вставка (1) содержит проходящую по всей ее длине прорезь (9,10), т.е. на каждой грани по одной прорези, высотой не менее 70% от высоты вставки (1), причем прорези (9,10) имеют встречное направление, выполнены параллельно друг другу, граням (5,6) и боковым сторонам (3,4) панелей, в результате чего вставка (1) имеет поперечное сечение, по существу, N-образной формы (Фиг. 1-3). In accordance with the invention, in order to achieve the maximum anti-convection effect provided by the use of the insert (1), its width should optimally be greater than the width of the interpanel space (2), preferably by 1/6 of the width of the interpanel space (2). Thus, the inventive insert (1) has a width that is 1/6 greater than the width of the interpanel space (2). Moreover, on both of its faces (7,8) the inventive insert (1) contains a slot (9,10) running along its entire length, i.e. on each face there is one slot, with a height of at least 70% of the height of the insert (1), and the slots (9,10) are in the opposite direction, made parallel to each other, the edges (5,6) and the sides (3,4) of the panels , as a result of which the insert (1) has a cross-section that is essentially N-shaped (Fig. 1-3).
Высота прорезей (9,10) вставки (1) может варьироваться от около 70 до около 80 % высоты самой вставки (1). Ширина прорезей (9,10) вставки определяется шириной вставки (1) и может составлять от 1/8 до 1/6 ширины вставки (1). Расстояние между прорезями (9,10) будет зависеть от ширины применяемой вставки (1) и определяться в каждом конкретном случае индивидуально. Предпочтительно чтобы минимальное расстояние между прорезями (9,10) в направлении ширины вставки (1) было равным ширине прорези или больше. Например, в соответствии с изобретением во вставке шириной 30 мм на каждой из двух противоположных граней (7,8) выполняют прорезь (9,10) шириной 4 мм на расстоянии 8 мм от соответствующей боковой грани вставки (1), при этом расстояние между прорезями (9,10) составляет 6 мм.The height of the slots (9,10) of the insert (1) can vary from about 70 to about 80% of the height of the insert (1) itself. The width of the slots (9,10) of the insert is determined by the width of the insert (1) and can range from 1/8 to 1/6 of the width of the insert (1). The distance between the slots (9,10) will depend on the width of the insert used (1) and is determined individually in each specific case. It is preferable that the minimum distance between the slots (9,10) in the width direction of the insert (1) be equal to or greater than the width of the slot. For example, in accordance with the invention, in an insert 30 mm wide, on each of two opposite faces (7,8), a slot (9,10) 4 mm wide is made at a distance of 8 mm from the corresponding side edge of the insert (1), while the distance between the slots (9.10) is 6 mm.
Выбор N-образной формы обусловлен особенностями конструкции стенки резервуара, содержащей изоляционные панели, образующими теплоизоляционный барьер. Поскольку под воздействием нагрузки при криогенной температуре в резервуаре будет происходить уменьшение межпанельного зазора, а, следовательно, межпанельного пространства (2), предлагаемая N-образная форма вставки (1) будет обеспечивать сжатие изоляционной вставки (1) без ее повреждения и с последующим восстановлением N-образной формы, а, следовательно, оптимальное заполнение межпанельного пространства (2).The choice of the N-shape is due to the design features of the tank wall, which contains insulating panels that form a thermal insulation barrier. Since under the influence of load at cryogenic temperature in the tank there will be a decrease in the interpanel gap, and, consequently, the interpanel space (2), the proposed N-shaped insert (1) will ensure compression of the insulating insert (1) without damaging it and with subsequent restoration of N -shaped, and, therefore, optimal filling of the interpanel space (2).
Кроме того, следует понимать, что вставка (1) может содержать и зеркальное расположение прорезей (9,10) (относительно друг друга) и относительно граней (5,6), т.е. прорезь (9) может быть расположена ближе к грани (6), а прорезь (10) –расположена ближе к грани (5) (Фиг.1 а и Фиг.1б), поскольку это никак не влияет на функциональные свойства вставки. In addition, it should be understood that the insert (1) may contain a mirror arrangement of the slots (9,10) (relative to each other) and relative to the edges (5,6), i.e. the slot (9) can be located closer to the edge (6), and the slot (10) can be located closer to the edge (5) (Fig. 1a and Fig. 1b), since this does not affect the functional properties of the insert.
Таким образом, применение заявляемой теплоизоляционной вставки (1) N-образной формы обеспечивает заполнение межпанельного пространства (2) в любой момент эксплуатации резервуара после ее установки в указанном пространстве (2), и уменьшение явления конвекции. Это уменьшение конвекции происходит вследствие отсутствия зазоров между соседними боковыми сторонами (3,4) панелей и вставкой (1), а также беспрепятственной деформации вставки (1) в межпанельном пространстве (2) при воздействии возникающих нагрузок - термических напряжений. Thus, the use of the inventive N-shaped thermal insulation insert (1) ensures the filling of the interpanel space (2) at any time during the operation of the tank after its installation in the specified space (2), and a reduction in the phenomenon of convection. This reduction in convection occurs due to the absence of gaps between the adjacent side sides (3,4) of the panels and the insert (1), as well as the unhindered deformation of the insert (1) in the interpanel space (2) under the influence of emerging loads - thermal stresses.
Было установлено, что высота прорези (9,10) должна быть не менее 70 % высоты вставки (1) и оптимально должна составлять от 70 до 80 % высоты вставки (1). При таких соотношениях высот прорезей (9,10) и самой вставки (1) будет обеспечиваться беспрепятственная деформация вставки (1) при возникновении термических нагрузок в ходе эксплуатации, а также последующее ее восстановление и, следовательно, надлежащее заполнение межпанельного пространства (2). Если высота прорези (9,10) будет менее 70 % от высоты вставки (1), то деформационные свойства вставки (1) будут ухудшаться, а при высоте прорези (9,10) больше 80% будет увеличиваться вероятность разрушения вставки (1) при ее установке в межпанельное пространство (2) и при воздействии сильной сжимающей силы (при сильных нагрузках).It was found that the height of the slot (9.10) should be at least 70% of the height of the insert (1) and optimally should be from 70 to 80% of the height of the insert (1). With such ratios of the heights of the slots (9.10) and the insert itself (1), unhindered deformation of the insert (1) will be ensured when thermal loads occur during operation, as well as its subsequent restoration and, therefore, proper filling of the interpanel space (2). If the height of the slot (9.10) is less than 70% of the height of the insert (1), then the deformation properties of the insert (1) will deteriorate, and if the height of the slot (9.10) is more than 80%, the probability of destruction of the insert (1) will increase when its installation in the interpanel space (2) and under the influence of strong compressive force (under heavy loads).
Ширина прорезей (9,10) будет зависеть от ширины межпанельного пространства (2) и оптимально составляет 1/8 до 1/6 ширины вставки (1). Так, например, при ширине межпанельного пространства (2), равном 30 мм, ширина прорезей (9,10) составляет 4 мм. Это расстояние оптимально для выполнения вставкой (1) ее функции – обеспечения непрерывности теплоизоляционных характеристик теплоизоляционного барьера. Если ширина прорезей (9,10) будет больше 1/6 ширины вставки (1), то будет уменьшаться антиконвекционный эффект вследствие увеличения объема пустот во вставке (1). Если же ширина прорезей (9,10) будет меньше 1/8 ширины вставки (1), то, соответственно, она будет хуже деформироваться должным образом для выполнения своей функции.The width of the slots (9.10) will depend on the width of the interpanel space (2) and is optimally 1/8 to 1/6 of the width of the insert (1). So, for example, with the width of the interpanel space (2) equal to 30 mm, the width of the slots (9,10) is 4 mm. This distance is optimal for the insert (1) to perform its function - ensuring the continuity of the thermal insulation characteristics of the thermal insulation barrier. If the width of the slots (9,10) is greater than 1/6 of the width of the insert (1), then the anti-convection effect will decrease due to an increase in the volume of voids in the insert (1). If the width of the slots (9,10) is less than 1/8 of the width of the insert (1), then, accordingly, it will be less likely to deform properly to perform its function.
При этом ширина прорезей (9,10) может быть одинаковой или разной, предпочтительно равной, поскольку равная ширина прорезей (9,10) будет обеспечивать равномерную деформацию вставки (1) при термических нагрузках и, таким образом, более надежную теплоизоляционную защиту стенки резервуара, которая обеспечивается теплоизоляционным барьером. Тем не менее, при разной ширине прорезей (9,10) также возможно обеспечить достаточные деформационные свойства вставки (1) путем подбора отношений соответствующих расстояний в направлении ширины вставки (1). In this case, the width of the slots (9,10) can be the same or different, preferably equal, since an equal width of the slots (9,10) will ensure uniform deformation of the insert (1) under thermal loads and, thus, more reliable thermal insulation protection of the tank wall, which is provided by a thermal insulation barrier. However, with different widths of the slots (9,10) it is also possible to ensure sufficient deformation properties of the insert (1) by selecting the ratios of the corresponding distances in the direction of the width of the insert (1).
В соответствии с изобретением заявляемая теплоизоляционная вставка (1) выполнена из газонаполненного полимера. Выбор этого материала обусловлен его физико-механическими свойствами, необходимыми для применения в качестве теплоизоляционной вставки (1) в соответствии с настоящим изобретением, а именно:In accordance with the invention, the inventive thermal insulation insert (1) is made of gas-filled polymer. The choice of this material is due to its physical and mechanical properties necessary for use as a thermal insulation insert (1) in accordance with the present invention, namely:
- способностью выдерживать нагрузки (способностью к деформации) с последующим восстановлением формы;- ability to withstand loads (ability to deform) with subsequent restoration of shape;
- хорошими теплоизоляционными свойствами;- good thermal insulation properties;
- легкостью, с которой материал поддается механической обработке, например, приданию изделию из него сложной зигзагообразной формы.- the ease with which the material can be machined, for example, giving a product a complex zigzag shape.
Следует также отметить, что коэффициент теплового сжатия предлагаемого материала для межпанельной вставки (1) близок к коэффициенту теплового сжатия теплоизоляционных панелей, между которыми располагается вставка (1) после ее размещения в межпанельном пространстве (2), что, в свою очередь, уменьшает вероятность образования пустот при охлаждении резервуара. It should also be noted that the coefficient of thermal compression of the proposed material for the interpanel insert (1) is close to the coefficient of thermal compression of the heat-insulating panels between which the insert (1) is located after its placement in the interpanel space (2), which, in turn, reduces the likelihood of formation voids when cooling the tank.
Предпочтительно в качестве газонаполненного полимера для изготовления вставки (1) используется пенополистирол, пенополиизоцианурат, пенополиуретан или их смеси. Preferably, polystyrene foam, polyisocyanurate foam, polyurethane foam or mixtures thereof are used as a gas-filled polymer for the manufacture of the insert (1).
Авторами изобретения было определено, что для обеспечения необходимой и достаточной упругости вставки (1) могут быть использованы коммерчески доступные газонаполненные полимеры, в том числе пенополистирол, пенополиизоцианурат и пенополиуретан, при этом лучше всего подходит газонаполненный полимер плотностью от 20 кг/м3 до 130 кг/м3. При плотности менее 20 кг/м3 применяемый материал (т.е. газонаполненный полимер) не будет обладать свойством восстановления формы до первоначальной, а применение материала плотностью более 130 кг/м3 усложнит процесс установки вставки (1) в межпанельное пространство (2) из-за трудности ее сжатия. Таким образом, плотность полимера от 20 кг/м3 до 130 кг/м3 является оптимальной для предлагаемого применения вставки (1).The authors of the invention determined that to ensure the necessary and sufficient elasticity of the insert (1), commercially available gas-filled polymers can be used, including polystyrene foam, polyisocyanurate foam and polyurethane foam, with a gas-filled polymer with a density from 20 kg/m 3 to 130 kg being best suited /m 3 . With a density of less than 20 kg/ m3, the material used (i.e. gas-filled polymer) will not have the ability to restore its shape to its original one, and the use of a material with a density of more than 130 kg/ m3 will complicate the process of installing the insert (1) into the interpanel space (2) due to the difficulty of compressing it. Thus, a polymer density of 20 kg/m 3 to 130 kg/m 3 is optimal for the proposed application of the insert (1).
В качестве примеров предпочтительно используемых полимеров можно указать вспененный пенополистирол EPS, экструдированный пенополистирол XPS, пенополиизоцианурат PIR или пенополиуретан PUR, которые относятся к группе вспененных полимеров, т.е. наполненных газом, и широко используются в качестве теплоизоляционных материалов.Examples of preferably used polymers include EPS expanded polystyrene foam, XPS extruded polystyrene foam, PIR polyisocyanurate foam or PUR polyurethane foam, which belong to the group of foamed polymers, i.e. filled with gas, and are widely used as thermal insulation materials.
При размещении такой теплоизоляционной вставки (1) в межпанельном пространстве (2) можно ограничить явление конвекции в промежутках между боковыми сторонами изоляционных панелей, т.е. в межпанельном пространстве (2), в частности, в направлении толщины стенки резервуара. By placing such a heat-insulating insert (1) in the interpanel space (2), it is possible to limit the phenomenon of convection in the spaces between the sides of the insulating panels, i.e. in the interpanel space (2), in particular in the direction of the tank wall thickness.
Благодаря указанным характеристикам заявляемой теплоизоляционной межпанельной вставки (1) процесс ее установки очень прост, поскольку включает в себя лишь само размещение вставки (1) в межпанельное пространство (2), образованное боковыми сторонами соседних теплоизоляционных панелей. При помощи физического сжатия вставку (1) вводят в межпанельное пространство (2), где она благодаря своим физико-механическим свойствам расправляется, принимая свою первоначальную N-образную форму, и заполняет пространство (2). Необходимо учесть, что для достижения максимального антиконвекционного эффекта необходимо выбирать ширину вставки (1) больше ширины межпанельного пространства (2). Было определено, что ширина вставки предпочтительно на 1/6 больше ширины межпанельного пространства (2). Например, при ширине межпанельного пространства (2), равном 30 мм, ширина вставки составляет 35 мм.Thanks to the specified characteristics of the inventive thermal insulating interpanel insert (1), the process of its installation is very simple, since it only involves the placement of the insert (1) in the interpanel space (2), formed by the sides of adjacent insulating panels. Using physical compression, the insert (1) is inserted into the interpanel space (2), where, thanks to its physical and mechanical properties, it expands, taking its original N-shape, and fills the space (2). It is necessary to take into account that in order to achieve the maximum anti-convection effect, it is necessary to choose the width of the insert (1) greater than the width of the interpanel space (2). It has been determined that the width of the insert is preferably 1/6 greater than the width of the interpanel space (2). For example, with the width of the interpanel space (2) equal to 30 mm, the width of the insert is 35 mm.
В качестве примера осуществления изобретения можно привести теплоизоляционную вставку, выполненную из пенополистирола, пенополиизоцианурата, пенополиуретана или из их смесей, имеющую ширину 30 мм, высотой 210 мм, с выполненными по всей длине вставки прорезями высотой 150 мм, шириной 4 мм и расстоянием между прорезями 8 мм. As an example of the invention, we can cite a heat-insulating insert made of polystyrene foam, polyisocyanurate foam, polyurethane foam or mixtures thereof, having a width of 30 mm, a height of 210 mm, with slots made along the entire length of the insert with a height of 150 mm, a width of 4 mm and a distance between the slots of 8 mm.
В соответствии с изобретением количество вставок (1) в межпанельном пространстве (2) будет зависеть от особенностей конструкции резервуаров и в каждом конкретном случае определяться индивидуально. Между двумя соседними изоляционными панелями как по их длине, так и по ширине может быть расположена как одна вставка (1), так и несколько, при этом общая длина нескольких вставок (1), размещенных между боковыми сторонами изоляционных панелей в направлении их длины, будет равна общей длине уложенных панелей в ряду, и общая длина вставок (1), размещенных между боковыми сторонами изоляционных панелей в направлении их ширины, также будет равна общей ширине панелей, уложенных рядами. Например, при общей длине панелей 30 м и общей ширине панелей 10 м количество вставок (1) длиной 1 м в направлении длины панелей будет равняться 30 единицам, а в направлении ширины – 10 единицам. In accordance with the invention, the number of inserts (1) in the interpanel space (2) will depend on the design features of the tanks and is determined individually in each specific case. Between two adjacent insulating panels, both along their length and width, either one insert (1) or several can be located, while the total length of several inserts (1) placed between the sides of the insulating panels in the direction of their length will be equal to the total length of the panels laid in a row, and the total length of the inserts (1) placed between the sides of the insulating panels in the direction of their width will also be equal to the total width of the panels laid in rows. For example, with a total panel length of 30 m and a total panel width of 10 m, the number of inserts (1) 1 m long in the panel length direction will be 30 units, and in the width direction - 10 units.
Кроме того, следует отметить, что вставка (1) может выходить за пределы одной панели и продолжаться вдоль другой панели, при этом между всеми боковыми сторонами изоляционных панелей будут уложены вставки (1).In addition, it should be noted that the insert (1) may extend beyond one panel and extend along another panel, with inserts (1) placed between all sides of the insulating panels.
В соответствии с изобретением длина вставки (1) и способ ее расположения в местах стыков четырех изоляционных панелей подбираются в каждом конкретном случае индивидуально, поскольку никаких специальных требований к этим параметрам не предъявляется.In accordance with the invention, the length of the insert (1) and the method of its location at the joints of four insulating panels are selected individually in each specific case, since no special requirements are imposed on these parameters.
Предлагаемая теплоизоляционная вставка (1) имеет улучшенные эксплуатационные свойства: она легко, просто и надежно может быть установлена/размещена в межпанельном пространстве (2) в стенке резервуара для холодной жидкотекучей среды без применения сложных устройств или специальных установок, в том числе с применением вакуума, и ограничивает или даже предотвращает конвекцию между двумя соседними изоляционными панелями резервуара. The proposed thermal insulation insert (1) has improved performance properties: it can be easily, simply and reliably installed/placed in the interpanel space (2) in the wall of a tank for a cold fluid medium without the use of complex devices or special installations, including the use of vacuum, and limits or even prevents convection between two adjacent tank insulation panels.
Теплоизоляционная вставка (1) обеспечивает хорошую способность к сжатию и расширению благодаря пористости материала, из которого она изготовлена, а также наличию прорезей (9,10), но при этом сохраняет достаточную жесткость, позволяющую ей равномерно деформироваться без ее повреждения и с последующим восстановлением как при ее установке в межпанельное пространство (2), так и в ходе эксплуатации резервуара, и ограничивать конвекцию в межпанельном пространстве (2). Таким образом, такая изоляционная вставка (1) может легко деформироваться путем сжатия, чтобы облегчить ее установку в межпанельное пространство (2), при этом заполняя его, когда сжатие больше не поддерживается, в результате чего уменьшается или даже предотвращается конвекция в теплоизоляционном барьере.The thermal insulation insert (1) provides good ability to compress and expand due to the porosity of the material from which it is made, as well as the presence of slots (9,10), but at the same time retains sufficient rigidity, allowing it to be uniformly deformed without damage and with subsequent restoration as when installing it in the interpanel space (2), and during operation of the tank, and limit convection in the interpanel space (2). Thus, such an insulating insert (1) can be easily deformed by compression to facilitate its installation in the interpanel space (2), while filling it when the compression is no longer maintained, thereby reducing or even preventing convection in the thermal insulation barrier.
Claims (7)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2813392C1 true RU2813392C1 (en) | 2024-02-12 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2599468A1 (en) * | 1986-06-03 | 1987-12-04 | Technigaz | THERMALLY INSULATING WALL STRUCTURE OF WATERPROOF TANK |
| JPH06337096A (en) * | 1993-05-27 | 1994-12-06 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Cold insulation panel joint structure for liquefied gas tank |
| FR2781557A1 (en) * | 1998-07-24 | 2000-01-28 | Gaz Transport & Technigaz | IMPROVEMENT FOR A WATERPROOF AND THERMALLY INSULATING TANK WITH PREFABRICATED PANELS |
| RU2762035C1 (en) * | 2018-02-09 | 2021-12-14 | Газтранспорт Эт Технигаз | Method for manufacturing wall of sealed and heat-insulating tank containing inter-panel insulation plugs |
| CN115046131A (en) * | 2022-06-22 | 2022-09-13 | 上海昌海船舶技术有限公司 | Heat insulation board for heat insulation and cold insulation of liquefied gas low-temperature storage tank |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2599468A1 (en) * | 1986-06-03 | 1987-12-04 | Technigaz | THERMALLY INSULATING WALL STRUCTURE OF WATERPROOF TANK |
| JPH06337096A (en) * | 1993-05-27 | 1994-12-06 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Cold insulation panel joint structure for liquefied gas tank |
| FR2781557A1 (en) * | 1998-07-24 | 2000-01-28 | Gaz Transport & Technigaz | IMPROVEMENT FOR A WATERPROOF AND THERMALLY INSULATING TANK WITH PREFABRICATED PANELS |
| RU2762035C1 (en) * | 2018-02-09 | 2021-12-14 | Газтранспорт Эт Технигаз | Method for manufacturing wall of sealed and heat-insulating tank containing inter-panel insulation plugs |
| CN115046131A (en) * | 2022-06-22 | 2022-09-13 | 上海昌海船舶技术有限公司 | Heat insulation board for heat insulation and cold insulation of liquefied gas low-temperature storage tank |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI113464B (en) | Watertight and heat insulating tank built into the ship's bearing structure and a method of making insulating casing elements for use in such a tank | |
| RU2766510C2 (en) | Sealed and heat-insulating tank with anti-convection filler | |
| KR890000444B1 (en) | Insulating tank from shich leakage is not generated | |
| CN111279116B (en) | Sealed and thermally insulated container with a convection-proof filling element | |
| CN109477611B (en) | Insulating block and heat insulating sealed container built in polyhedral load bearing structure | |
| US20180112823A1 (en) | Tank equipped with a wall having a specific zone through which passes a through-element | |
| AU2015323629A1 (en) | Sealed and insulating vessel comprising a bridging element between the panels of the secondary insulation barrier | |
| KR102048641B1 (en) | Vessels with insulated corner blocks provided with stress relief slots | |
| US11933456B2 (en) | Thermally insulating sealed tank | |
| CN111417816B (en) | Sealed thermally insulated tank with several zones | |
| KR20170022661A (en) | Insulation structure of 90 degree corner in liquefied gas cargo tank, cargo tank having the insulation structure and method for manufacturing the cargo tank | |
| RU2813392C1 (en) | Inter-panel heat-insulating insert for membrane type tank | |
| AU2014286010B2 (en) | Lagging element suited to the creation of an insulating barrier in a sealed and insulating tank | |
| US3363796A (en) | Insulated cargo container | |
| EP1916465A1 (en) | Vacuumed heat barrier | |
| KR102559322B1 (en) | Insulation structure of lng cargo | |
| KR102020969B1 (en) | Insulation System For Liquefied Natural Gas Storage Tank | |
| KR20220092431A (en) | Sealed and thermally insulating tank comprising a bridging element | |
| KR20210061327A (en) | Sealed and insulated tanks with anti-convection insulating seals | |
| KR20220049011A (en) | sealed insulated tank | |
| KR102657770B1 (en) | Insulation System of LNG Storage Tanks where Upper and Lower Insulation Walls are Cross-placed | |
| RU2812078C1 (en) | Sealed and heat-insulating tank with anti-convection insulation seals | |
| US12038136B2 (en) | Sealed and thermally insulating tank having anti-convection insulating seals | |
| KR20230122047A (en) | Sealed and insulated tank with crease breakers | |
| KR20240065156A (en) | Methods for insulating inter-panel spaces |