TW202405336A - 密封且熱絕緣槽之壁 - Google Patents

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康巴里奧 古勞梅 德
雷葛恩 古勞梅 索蒙
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Abstract

本發明係關於一種用於儲存一液化氣體之一密封且熱絕緣儲存槽之壁(11)， 該壁(11)在一厚度方向上自該槽之該外部朝向該內部相繼包括一外部密封障壁(13)、一熱絕緣障壁(14)及一內部密封障壁(15)，該熱絕緣障壁(14)在低於1 Pa之一絕對壓力下具有一氣相且包括： - 一輻射多層絕緣覆蓋物(47)，其垂直於該厚度方向延伸，該輻射多層絕緣覆蓋物(47)包括由金屬或塗覆有一金屬之聚合物材料製成之複數個片材之一堆疊且由一織物層彼此分離；及 - 絕緣元件(51)，其具有一開孔多孔結構且定位於該輻射多層絕緣覆蓋物(47)與該外部密封障壁(13)之間。

Description

密封且熱絕緣槽之壁
本發明係關於密封且熱絕緣槽領域。特定言之，本發明係關於用於儲存及/或運輸一液化氣體(諸如液態氫)之密封且熱絕緣槽之領域，該液化氣體在大氣壓下處於大約-253℃。
先前技術中已知用於儲存液態氫之槽，液化氣體具有一液化溫度甚至低於液化天然氣之特殊特徵。因此，為了限制液態氫蒸發之程度，此等槽需要比用於儲存液化天然氣之槽具有更佳熱絕緣效能。
文獻CN113739061A揭示一種用於儲存液態氫之槽。槽包括一外儲存器、一內儲存器及抵靠在內儲存器上之一多層結構，該多層結構自外部朝向內部包括抵靠在內儲存器上之一次熱絕緣障壁、抵靠在次熱絕緣障壁上之一次密封膜、抵靠在次密封膜上之一主熱絕緣障壁及抵靠在主熱絕緣障壁上之一主密封膜。
為了進一步提高槽之熱絕緣效能，外儲存器與內儲存器之間的空間減壓，例如大約10 -3Pa之一絕對壓力。此外，主要包括複數個鋁片之一複合反射遮光板靠著內儲存器之外表面放置，因此使得可減少藉由熱輻射自槽之外部至內部之熱傳遞。
此一液氫儲槽並不完全令人滿意。明確言之，在內或外儲存器之一者之一密封失效之情況下，其可損害在此等兩個儲存器之間形成之空間中之減壓位準，存在液氫儲槽之熱絕緣效能將嚴重降低之一風險。
此外，複合反射遮光板定位於仍受顯著溫度影響之一空間中，且因此具有顯著輻射通量，藉此限制其有效性。
最後，上述儲槽具有一複雜結構，因為除包括兩個熱絕緣障壁及兩個密封膜之多層結構之外，其亦包含內儲存器與外儲存器之間的一減壓空間。
本發明之一個想法係提出一種用於一密封且熱絕緣槽之壁，即使在劣化條件下，諸如密封障壁之一者失去密封，該壁亦提供改良熱絕緣性質。
根據一個實施例，本發明提供一種用於儲存一液化氣體之一密封且熱絕緣槽之壁，該壁在一厚度方向上自該槽之該外部朝向該內部相繼包括一外部密封障壁、一熱絕緣障壁及一內部密封障壁，該熱絕緣障壁在低於1 Pa之一絕對壓力下具有一氣相且包括： - 一輻射多層絕緣覆蓋物，其垂直於該厚度方向延伸，該輻射多層絕緣覆蓋物包括由金屬或塗覆有一金屬之聚合物材料製成之複數個片材之一堆疊且由一織物層彼此分離；及 - 絕緣元件，其具有一開孔多孔結構且定位於該輻射多層絕緣覆蓋物與該外部密封障壁之間。
因此，前述熱絕緣障壁之結構賦予其優異熱絕緣性質，即使在降低之真空條件下。事實上，該等絕緣元件限制透過該熱絕緣障壁之熱流，特別係當該障壁內部之壓力高於規定壓力值時。此外，該等絕緣元件進一步降低該輻射多層絕緣覆蓋物定位於其中之該熱絕緣障壁區域之溫度，其提高其效率。此外，該等絕緣元件亦藉由對流限制透過該熱絕緣障壁之熱流。最後，該減壓係直接在該熱絕緣障壁之氣相中產生，而非在覆蓋有一流體密封包裝材料之一絕緣元件之一空間內部產生，藉此可省去容易構成導熱橋之此一流體密封包裝材料。
「具有一開孔多孔結構之絕緣元件」意謂具有空腔之一熱絕緣材料或組件，亦稱為孔，該等空腔彼此互連並與外部互連。
根據該等實施例，此一壁可具有以下特徵之一或多者。
根據一個實施例，該輻射多層絕緣覆蓋物由MLI型之一材料製成，MLI代表多層絕緣。
根據一個實施例，該熱絕緣障壁具有低於10 -1Pa，較佳低於10 -2Pa且例如約為10 -3Pa之一絕對壓力之一氣相。此使得可進一步提高該熱絕緣障壁之熱絕緣效能。
根據一個實施例，該內部密封障壁用於與容納在該槽中之該液化氣體接觸。此使得優化該輻射多層絕緣覆蓋物之有效性成為可能，因為後者因此暴露於最冷溫度。換言之，因為該多層絕緣覆蓋物定位於該溫度梯度之最冷側，所以其層之各者之散熱度降低。
根據一個實施例，該絕緣元件之該等孔之累積體積佔據該絕緣元件之體積之至少85%，較佳大於90%，且更較佳大於95%。
根據一個實施例，當該絕緣元件放置於相對於20℃時1巴絕對參考壓力之負空氣壓力下時，該絕緣元件之導熱率低於或等於10 mW.m -1.K -1，較佳低於或等於6 mW.m -1.K -1。
根據一個實施例，該絕緣元件之該等孔或空腔之平均大小小於或等於3 mm，且較佳小於或等於1 mm。
根據一個實施例，該等絕緣元件選自玻璃棉、石棉、聚酯填料及開孔聚合物海綿，諸如開孔聚氨酯海綿及三聚氰胺海綿。
根據一個實施例，該輻射多層絕緣覆蓋物定位於比該外部密封障壁更靠近該內部密封障壁之一平面中。此使得能夠進一步優化該輻射多層絕緣覆蓋物之有效性，因為該輻射多層絕緣覆蓋物之此一定位使得能夠確保暴露於比該內部密封障壁之溫度高之溫度下之大多數元件不將輻射通量直接發射至該內部密封障壁上。
根據一個實施例，該主熱絕緣障壁包括各垂直於該厚度方向延伸之若干輻射多層絕緣覆蓋物，各該輻射多層絕緣覆蓋物包括由金屬或塗覆有一金屬之聚合物材料製成之複數個片材之一堆疊且由一織物層彼此分離。
根據一個實施例，該熱絕緣障壁包括較佳間隔開30 mm與160 mm之間的一距離之兩個輻射多層絕緣覆蓋物。
根據一個實施例，該輻射多層絕緣覆蓋物之該織物層使用選自聚合物纖維(諸如聚酯纖維)及玻璃纖維之纖維生產。
根據一個實施例，由金屬或塗覆有一金屬之聚合物材料製成之該等片材由選自鋁、銀、塗覆有鋁之聚合物材料及塗覆有銀之聚合物材料之一材料製成。
根據一個實施例，塗覆有鋁或銀之該聚合物材料選自聚醯亞胺或聚對苯二甲酸乙二醇酯。
根據一個實施例，當該主熱絕緣障壁在室溫下包裝時，該主熱絕緣障壁中之該氣相包括超過50體積%，且有利地超過75%體積之一惰性氣體，該惰性氣體具有高於用於儲存於該槽中之該液化氣體之該液化溫度之一凝華溫度。此使得低溫泵可用來降低該主熱絕緣障壁內部之壓力，特別係當儲存於該槽中之該液化氣體係液態氫時。
根據一個實施例，該惰性氣體為二氧化碳。
根據一個實施例，該熱絕緣障壁包括負載承載元件，該等負載承載元件在該外部密封障壁與該內部密封障壁之間在該厚度方向上向上延伸，該輻射多層絕緣覆蓋物具有該等負載承載元件穿過其之開口。
根據一個實施例，該熱絕緣障壁進一步包括固定至該等負載承載元件以限制該等絕緣元件在該內部密封障壁之該方向上之移動之至少一個保持部件。
根據一個實施例，該至少一個保持部件包括緊固至該等負載承載部件且定位於該等絕緣元件與該輻射多層絕緣覆蓋物之間的一織物保持層。
根據一個實施例，該輻射多層絕緣覆蓋物緊固至該織物保持層，藉此允許該輻射多層絕緣覆蓋物在該熱絕緣障壁中之可靠定位。
根據一個實施例，該織物保持層使用選自聚合物纖維(諸如聚酯纖維)及玻璃纖維之纖維生產。
根據一個實施例，該等絕緣元件具有小於該外部密封障壁與該輻射多層絕緣覆蓋物之間在該厚度方向上之距離之一厚度。
根據一個實施例，該內部密封障壁係用於與容納在該槽中之該液化氣體接觸之一主密封膜，該熱絕緣障壁係一主熱絕緣障壁且該外部密封障壁係一次密封膜，該壁進一步包括抵靠一負載承載結構且該次密封膜抵靠其之一次熱絕緣障壁。
在其中該熱絕緣障壁包括若干輻射多層絕緣覆蓋物之一實施例中，具有一多孔結構之該等絕緣元件有利地定位於最外面輻射多層絕緣覆蓋物與該次密封膜之間。
根據一個實施例，該主密封膜包括具有彼此平行之第一波紋之第一系列波紋及具有彼此平行且垂直於該等第一波紋之第二波紋之第二系列波紋，該主密封膜包括各界定於兩個相鄰第一波紋之間及兩個相鄰第二波紋之間的複數個平坦區域， 該主熱絕緣障壁包括至少一第一列負載承載部件，該第一列負載承載部件在平行於該等第一波紋之一方向上相繼包括至少第一、第二及第三負載承載部件，該等第一、第二及第三負載承載部件緊固至該次熱絕緣障壁且在該厚度方向上延伸，該等第一、第二及第三負載承載部件分別緊固至第一、第二及第三內板上，該複數個平坦區域在平行於該等第一波紋之一方向上相繼包括，分別焊接在該等第一、第二及第三內板之第一、第二及第三平坦區域。由於這些特徵，該等三個上述負載承載部件形成三個離散的支撐結構，該等支撐結構彼此未剛性連接且各支撐主密封膜之一平坦區域。這實現了在主密封膜之波紋之間且更具體而言在前述第一、第二及第三平坦區域之兩側上的波紋之間的良好應力分佈。
副詞「相繼」意謂「一個在另一個之後，一個接另一個」。因此，「一第一列負載承載部件在平行於該等第一波紋之一方向上相繼包括至少第一、第二及第三負載承載部件」意謂該第一列中沒有其他負載承載部件插置於該第一負載承載部件與該第二負載承載部件之間，或該第二負載承載部件與該第三負載承載部件之間。類似地，「複數個平坦區域在平行於該等第一波紋之一方向上相繼包括第一、第二及第三平坦區域」意謂沒有其他平坦區域插置於該第一平坦區域與該第二平坦區域之間，或該第二平坦區域與該第三平坦區域之間。
根據一個實施例，該第一平坦區域及該第二平坦區域由一第二波紋彼此分離，該第二波紋在該厚度方向上配置成與分離該第一及第二內板之一自由空間相對，該第二及第三平坦區域由一第二波紋分離，該第二波紋在該厚度方向上配置成與分離該第二及第三外板之一自由空間相對。
根據一個實施例，該第一、第二及第三內板分別與該第一、第二及第三平坦區域之70%以上之表面積接觸，且有利地在90%與100%之間。此使得由該液化氣體施加在該主密封膜上之流體靜壓力及動態壓力引起之應力能夠分佈在一更大支撐表面上，藉此改良應力分佈。
根據一個實施例，該主密封膜包括複數個波紋金屬片，各波紋金屬片具有邊緣，各搭接焊接至一相鄰波紋金屬片之一邊緣，該第一、第二及第三平坦區域由兩個相鄰波紋金屬片之兩個邊緣形成。換言之，該第一、第二及第三內板支撐並錨固兩個相鄰波紋金屬片之該等兩個相鄰邊緣。
根據一個實施例，該第一、第二及第三平坦區域分別點焊至該第一、第二及第三內板。
根據一個實施例，該主熱絕緣障壁包括至少一第二列負載承載部件，其包括第四、第五及第六負載承載部件，該第四、第五及第六負載承載部件緊固至該次熱絕緣障壁且在該壁之該厚度方向上延伸，該第四、第五及第六負載承載部件在平行於該等第一波紋之一方向上對準且分別緊固至第四、第五及第六內板，該第四、第五及第六負載承載部件分別在平行於該等第二波紋之一方向上與該第一、第二及第三負載承載部件對準，該複數個平坦區域包括分別抵靠該第四、第五及第六內板之第四、第五及第六平坦區域。因此，該主熱絕緣障壁具有平行於該主密封膜之該等第一波紋對準之負載承載部件及平行於該主密封膜之該等第二波紋對準之負載承載部件兩者。
根據一個實施例，該第四、第五及第六平坦區域分別焊接至該第四、第五及第六內板。
根據一個實施例，該第四、第五及第六平坦區域各由至少一個第一波紋及一個第二波紋與該等邊緣所屬之該等波紋金屬片之邊緣之一者分離。換言之，該等主密封膜之該等平坦區域亦經焊接至該等波紋金屬片之該等邊緣外側之該等內板，其進一步改良該主密封膜之該等波紋上之應力分佈。
根據一個實施例，該第四、第五及第六平坦區域分別與該第四、第五及第六內板點焊在一起。
根據一個實施例，該主密封膜之各平坦區域抵靠一各自內板支撐，該等內板之各者緊固至一各自負載承載部件，該負載承載部件緊固至該次熱絕緣障壁且在該厚度方向上延伸。此確保該整個主密封膜之該等波紋上之一均勻應力分佈。
根據一個實施例，該第一、第二及第三負載承載部件之各者分別緊固至第一、第二及第三外板，該第一、第二及第三外板之各者分別緊固至該次熱絕緣障壁且將該次密封膜壓在該次熱絕緣障壁上。因此，該等外板具有一雙重功能。該等外板首先將該等負載承載部件錨固至該次熱絕緣障壁，且其次防止該次密封膜被撕裂，特別係當該次熱絕緣障壁內部之壓力高於該主熱絕緣障壁內部之壓力時。
根據一個實施例，該次密封膜包括具有彼此平行之第一波紋之第一系列波紋及具有彼此平行並垂直於該等第一波紋之第二波紋之第二系列波紋，該次密封膜具有複數個平坦區域，各平坦區域界定於該次密封膜之兩個相鄰第一波紋之間及兩個相鄰第二波紋之間，該第一、第二及第三外板之各者壓在該次密封膜之該等平坦區域之一者上。
根據一個實施例，該第一、第二及第三外板分別與該次密封膜之該對應平坦區域之該表面積之70%以上接觸，且有利地在90%與100%之間。此將由該等負載承載部件傳遞之應力分佈在該次密封膜之一更大表面積上，藉此改良應力分佈。
根據一個實施例，該次密封膜之該第一系列波紋及該第二系列波紋在該厚度方向上分別與該主密封膜之該第一系列波紋及該第二系列波紋相對。
根據一個實施例，該第一、第二及第三外板分別藉由鉚接緊固至該第一、第二及第三負載承載部件。
根據一個實施例，該第一、第二及第三外板之各者由一主錨固裝置緊固至該次熱絕緣障壁，該主錨固裝置包括緊固至該次熱絕緣障壁之絕緣板且穿過該次密封膜中之一孔及該第一、第二及第三外板之一者上之一孔的一銷，該銷具有一徑向延伸之凸緣，其在該次密封膜中之該孔周圍焊接至該次密封膜，該主錨固裝置進一步包括一螺母，該螺母擰至該銷上且將該第一、第二或第三外板保持在該次密封膜上。
根據一個實施例，上文所提及之負載承載元件，特別係上文所提及之該第一、第二及第三負載承載部件，各包括一外基底、一內基底及一柱，該外基底及該內基底各具有一套筒，藉由與該柱之該等端之一者配合及自該套筒之一端徑向延伸之一支撐凸緣。
根據一個實施例，該等柱之各端裝配至套筒之一者中。根據另一變型，各套筒裝配至該等柱之一者之該等端之一者中。
根據另一實施例，該柱、該外基底及該內基底彼此為一體。
根據一個實施例，該內基底之該支撐凸緣支撐並緊固至該等內板之一者。
根據一個實施例，該外基底之該支撐凸緣支撐並緊固至該等外板之一者。
根據一個實施例，各柱(例如)藉由接合緊固至該內基底及該外基底。
根據一個實施例，各柱由包括纖維及一基質之一複合材料製成，其為一有限傳導區段提供令人滿意之壓縮強度。
根據一個實施例，該等纖維可為玻璃纖維、碳纖維、芳族聚醯胺纖維、亞麻纖維、玄武岩纖維或其混合物。
根據一個實施例，該基質可為聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚醯胺、聚甲醛、聚醚醯亞胺、聚丙烯酸酯、其共聚物、聚酯、乙烯基酯、環氧樹脂或聚氨酯。
在一較佳實施例中，該等柱由一玻璃纖維增強環氧樹脂製成。
根據一個實施例，各柱具有一管狀截面。
根據一個實施例，該柱至少部分襯有包圍該柱之一輻射絕緣塗層。
根據一個實施例，該輻射絕緣塗層至少自該柱之一內端延伸至垂直於該壁之該厚度方向延伸之一輻射多層絕緣覆蓋物。
根據一個實施例，該輻射絕緣塗層係以下之一者：指稱單層絕緣(SLI)之材料，其(例如)包括一片聚合物材料，諸如聚醯亞胺或聚乙烯；塗覆有一金屬，諸如鋁，該等材料使用縮寫MLI且先前所描述；及包括一黏合劑及鋁顆粒之一預沈積層。
根據一個實施例，各柱具有通向該柱之一內部空間之一或多個通孔。
根據一個實施例，各柱具有填充有一開孔多孔材料之一絕緣填料之一內部空間，例如開孔絕緣聚合物海綿，諸如開孔聚氨酯海綿、玻璃棉、礦棉、聚酯填料、聚合物氣凝膠，如聚氨酯基氣凝膠，特別係以商標名Slentite®銷售及二氧化矽氣凝膠。
根據一替代或補充實施例，各柱具有襯有由一多層絕緣(MLI)材料製成之一輻射多層絕緣覆蓋物之一內部空間。
根據一個實施例，該主密封膜包括兩層彼此堆疊之波紋金屬片，該等兩層之間插置有間隔元件。
根據一個實施例，該主密封膜在該主密封膜之該等兩層之間插置有一額外空間。
根據一個實施例，該額外空間經減壓。
根據另一實施例，該額外空間連接至一惰化裝置，該惰化裝置包括一惰性氣體槽，較佳容納有氦氣。
根據一個實施例，該次熱絕緣障壁包括錨固至該負載承載結構之絕緣板。
根據一個實施例，各絕緣板包括夾置於一內板與一外板之間的一絕緣聚合物海綿層，例如由膠合板或諸如玻璃纖維之纖維增強之一聚合物基質製成。
根據一個實施例，該等絕緣板之該內板裝配有金屬板，用於將該次密封膜之該等波紋金屬片之該等邊緣錨固至該等絕緣板。
根據一個實施例，該次密封膜包括具有第一平行波紋之第一系列波紋及具有第二平行波紋之第二系列波紋。
根據一個實施例，該次密封膜之該第一及第二波紋朝向該負載承載結構向外突出，該次熱絕緣障壁之該等絕緣板具有設有兩系列彼此垂直之狹槽之一內表面，該等狹槽用於分別接收該次密封膜之該第一及第二波紋。
根據另一實施例，該次密封膜之該第一及第二波紋遠離該負載承載結構向內突出。
根據一個實施例，該次熱絕緣障壁之該等絕緣板具有通向該等絕緣板之一內面之應力釋放狹槽，各應力釋放狹槽與該次密封膜之該第一或第二波紋之一者相對配置。
根據另一實施例，該外部密封障壁及該內部密封障壁係由間隔結構彼此連接之自支撐障壁。
根據一個實施例，本發明亦係關於一種包括複數個上述壁之密封且熱絕緣槽。
在一個實施例中，該液化氣體為液態氫。
可使用不同技術製造槽，特別係呈一體式膜槽之形式。
此一槽可為一岸上儲存設施之部分或安裝於一沿海或深水浮動結構上，特別係一液氫運輸船、一浮動儲存及再氣化單元(FSRU)、一浮動生產、儲存及卸載(FPSO)單元，等等。此一槽亦可用作任何類型之船之一燃料槽。
根據一個實施例，用於運輸一液化氣體之一船具有一雙層船殼且前述槽配置於該雙層船殼中。
根據一個實施例，本發明亦提供一種用於一液化氣體之輸送系統，該系統包括上述船及經配置以將安裝於該船之船殼中之槽連接至一岸上或浮動儲存設施之絕緣管。
根據一個實施例，該輸送系統包括用於驅動一液化氣體通過該等絕緣管流入或流出該岸上或浮動儲存設施、流入或流出該船之槽之一泵。
根據一個實施例，本發明亦提供一種自此一船裝載或卸載之方法，其中一液化氣體透過絕緣管輸送至一岸上或浮動儲存設施或自該船上之槽輸送。
按照慣例，術語「外部」及「內部」用於判定一個元件相對於另一個元件之相對位置，參考槽之內部及外部。
儲存於槽中之液化氣體尤其可為液氫，其特點係在大氣壓下儲存在約-253℃下。
圖1展示用於一液化氣體之一密封且熱絕緣槽用於抵靠其緊固之一負載承載結構1。
負載承載結構1可由自支撐金屬片製成，或更一般言之，由具有適當機械性質之任何類型之剛性隔板製成。負載承載結構1 (例如)由一船之雙層船殼形成。在圖1中，負載承載結構1具有一整體多面體形狀。負載承載結構具有兩個前負載承載壁及後負載承載壁2，在此情況下其等係八角形，其中僅展示後負載承載壁2。前壁及後壁2 (例如)係船之圍堰壁且橫向於船之縱向方向延伸。負載承載結構1亦具有一上負載承載壁3、一下負載承載壁4及橫向負載承載壁5、6、7、8、9、10。
下文參考圖2至圖9及圖12描述根據一第一實施例之一密封且熱絕緣槽之一壁11。壁11具有一多層結構，在壁11之厚度方向上，自外至內包括一次熱絕緣障壁12、一次密封膜13、一主熱絕緣障壁14及用於與容納在槽中之液化氣體接觸之一主密封膜15。
次熱絕緣障壁12展示於圖3中。此障壁包括錨固至負載承載結構1之複數個絕緣板16。絕緣板16之各者具有夾置於一內板18與一外板19之間的一絕緣聚合物海綿層17。內板及外板18、19 (例如)係結合至該絕緣聚合物海綿層17之膠合板。根據一個變型，內板18及外板19由用纖維(諸如玻璃纖維)增強之一聚合物基質製成。絕緣聚合物海綿尤其可為一聚氨酯基海綿。使用纖維，例如玻璃纖維，有利地增強聚合物海綿，藉此有助於降低其熱收縮。
絕緣板16由次錨固裝置(未展示)錨固至負載承載結構1。例如，各絕緣板16至少緊固於其四個角之各者處。各次錨固裝置具有焊接至負載承載結構1之一銷及緊固至銷且抵靠絕緣板16之一支承區域之一負載承載部件。根據一個實施例，絕緣板16之外板19至少在絕緣板16之拐角處突出超過絕緣聚合物海綿層17，以形成絕緣板16之支承區域，該支承區域與次錨固裝置之支承部件配合。諸如貝氏墊圈之彈性部件有利地螺紋連接至銷上，位於安裝於銷上之一螺母與支承部件之間，藉此確保絕緣板16彈性錨固在負載承載結構1上。
有利的是，膠黏部分20插置於絕緣板16之外板19與負載承載結構1之間。因此，膠黏部分20有助於補償負載承載結構1中之表面不規則性。根據一有利變型實施例，膠黏部分20黏附至絕緣板16之外板19及負載承載結構1。因此，膠黏部分20有助於將絕緣板16錨固至負載承載結構1。在此一變型實施例中，次錨固裝置係可選的。
絕緣板16具有一大致矩形平行六面體形狀且並列成平行列，由提供組裝間隙之空隙21彼此間隔開。空隙21填充有一耐熱填充物(未展示)，例如玻璃棉、礦棉或開孔軟聚合物海綿。例如，如申請案WO2019155157或WO2021028624中所描述，空隙亦可用絕緣塞填充。
在所繪示之實施例中，絕緣板16之內面具有兩個系列彼此垂直之狹槽22，其用於接收朝向槽之外部突出之波紋24，該等波紋形成於次密封膜13之波紋金屬片25中。各系列槽22平行於絕緣板16之兩個相對側。在所展示之實施例中，狹槽22延伸穿過內板10之整個厚度且穿過絕緣聚合物海綿層17之一內部部分。有利的是，狹槽22經成形以與次密封膜13之波紋24匹配。
此外，絕緣板16之內板18裝配有金屬板26，用於將次密封膜13之波紋金屬片25之邊緣錨固至絕緣板16。金屬板26在兩個垂直方向上延伸，各方向平行於絕緣板16之兩個相對側。金屬板26使用(例如)螺釘、鉚釘或釘子緊固至絕緣板16之內板18。金屬板26定位於內板18中形成之凹部中，使得金屬板26之內表面與內板18之內表面齊平。
此外，絕緣板16具有應力釋放狹槽27，其降低其剛度，使得次熱絕緣障壁12儘可能均勻地變形。此確保次密封膜13中之波紋24之變形儘可能均勻。有利的是，絕緣板16具有應力釋放狹槽27，其至少與次密封膜13之波紋24之各者相對。因此，例如如圖3中所繪示，一應力釋放狹槽27自狹槽22之各者之底部朝向絕緣板16之外板19延伸。根據一可選變型，絕緣塊16亦具有通向絕緣面板16之外表面上之應力釋放狹槽。此等應力釋放狹槽並不與次密封膜13之一波紋24相對配置，而在兩個平行波紋24之間的中途。
此外，如圖4中所展示，次密封膜13具有複數個波紋金屬片25，其各者實質上為矩形。波紋金屬片25 (例如)由Invar®製成，即一膨脹係數通常在1.2⋅10 -6與2⋅10 -6K -1之間的一鐵鎳合金，或由一膨脹係數通常在大約7⋅10 -6K -1之一高錳含量之一鐵合金製成。替代地，波紋金屬片25亦可由不銹鋼或鋁製成。
波紋金屬片25沿其邊緣搭接焊接以密封次密封膜13。此外，波紋金屬片25相對於次熱絕緣障壁12之絕緣板16偏移，使得該等波紋金屬片25之各者在若干相鄰絕緣板16上共同延伸。為了將次密封膜13錨固至次熱絕緣障壁12，波紋金屬片25之邊緣焊接至金屬板26，例如藉由點焊。
次密封膜13具有波紋24，且更明確言之，第一系列波紋24a平行於一第一方向延伸且第二系列波紋24b平行於一第二方向延伸。一系列波紋24a、24b之方向彼此垂直。一系列波紋24a、24b之各者平行於波紋金屬片25之兩個相對邊緣。在此情況下，波紋24朝向槽之外部突出，即朝向負載承載結構1。次密封膜13在波紋24之間具有複數個平坦區域28。
如圖4及圖5中所展示，波紋金屬片25中之波紋24位於絕緣板16之內表面中形成之狹槽22中及相鄰絕緣板16之間形成之空隙21中。
此外，次密封膜13之平坦區域28之各者由一主錨固裝置29橫越，主錨固裝置29在圖5中詳細繪示且用於將主熱絕緣障壁14之負載承載部件30錨固至次熱絕緣障壁12之絕緣板16。各主錨固裝置29具有穿過次密封膜13之一銷31。銷31具有緊固至絕緣板16之一者之一外端。為此，在所展示之實施例中，各銷31之外端帶有螺紋且擰入至一螺紋襯套32中，該螺紋襯套32緊固於絕緣板16之一者之內板18之一孔中。此外，銷31包含相對於銷31之軸線徑向延伸之一凸緣33。
凸緣33在該次密封膜13之孔周圍密封焊接至次密封膜13，銷31穿過該孔以保持次密封膜13之密封。
此外，亦如圖5中所展示之一外板34具有一孔，銷31穿過該孔。主錨固裝置29包含螺母35，該螺母35擰至銷31之一螺紋內端上，藉此將外板34保持在面向次密封膜13之平坦區域28上。外板34具有一雙重功能。首先，該外板允許次密封膜13壓靠次熱絕緣障壁12之絕緣板16，以防止該膜由於次熱絕緣障壁12中相對於主熱絕緣障壁14之過壓而扯掉。其次，該外板能夠緊固主熱絕緣障壁14之負載承載部件30，其將在下文詳細描述。
有利的是，外板34與對應平坦區域28之接觸面積超過該平坦區域28之表面積之70%且有利的是該表面積之90%與100%之間。
例如，外板34由金屬製成，諸如不銹鋼，但亦可由一複合材料製成，諸如(例如)一玻璃纖維填充環氧樹脂。
如圖7中所展示，主熱絕緣障壁14包括複數個負載承載部件30，其在壁11之厚度方向上延伸。負載承載部件30支撐主密封膜15且因此吸收由容納在槽內之液化氣體施加在主密封膜15上之流體靜壓力及動態壓力引起之應力。負載承載部件30對準平行於第一系列波紋24a之波紋方向之列及平行於第二系列波紋24b之波紋方向之列。
各負載承載部件30具有一外基底36、一內基底37及在外基底36與內基底37之間延伸之一柱38。外基底36及內基底37各具有柱38之一端裝配在其中之一套筒39及自套筒39之一端徑向延伸之一支撐凸緣40。在一變型實施例中，外基底36及內基底37之套筒39裝配至柱38中。
外基底36及內基底37可由金屬(諸如不銹鋼)或一複合材料(諸如一玻璃纖維填充之環氧樹脂)製成。外基底36及內基底37可藉由任何方式緊固至柱38，特別係接合。
根據另一變型實施例，柱38、外基底36及內基底37 (例如)藉由模塑彼此製成一體。
柱38為管狀，且較佳具有一圓形區段。根據一有利實施例，柱38由包括纖維及一基質之一複合材料製成。此等柱38為一有限傳導區段提供一令人滿意之壓縮強度，其限制透過柱38自槽之外部至內部之熱傳導。纖維可為(例如)玻璃纖維、碳纖維、芳族聚醯胺纖維、亞麻纖維、玄武岩纖維或其混合物。基質可為(例如)聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚醯胺、聚甲醛、聚醚醯亞胺、聚丙烯酸酯、聚芳醚酮、聚醚醚酮、其共聚物、聚酯、乙烯基酯、環氧樹脂或聚氨酯。根據一個具體實施例，柱38由一玻璃纖維增強環氧樹脂製成。
有利的是，柱38設有通孔(未展示)，當主熱絕緣障壁14減壓時，其有助於其內部空間減壓，如下文所描述。此外，柱38中之內部空間有利地填充有透氣絕緣填料，特別係由一開孔多孔材料製成。絕緣填料(例如)係一開孔絕緣聚合物海綿，諸如開孔聚氨酯海綿、玻璃棉、礦棉、三聚氰胺海綿、聚酯填料、聚合物氣凝膠，諸如聚氨酯基氣凝膠，特別係以商標名Slentite®銷售，或二氧化矽氣凝膠。
替代地或另外，內部空間亦可包括由一多層絕緣(MLI)材料製成之一輻射多層絕緣覆蓋物，其如下文所描述，其用於減少熱輻射造成之熱損失。
外基底36之支撐凸緣40之各者緊固至外板34之一者。如圖6中所展示，外基底36之各支撐凸緣40 (例如)藉由圍繞負載承載部件30之軸線分佈之鉚釘41緊固至外板34。
此外，如圖9中所繪示，內基底37之支撐凸緣40之各者支承並緊固至一內板42。內板42 (例如)由諸如不銹鋼之一金屬製成。內基底37之支撐凸緣40 (例如)由圍繞負載承載部件30之軸線分佈之鉚釘43緊固至內板42。
因此，負載承載部件30形成彼此不剛性連接之離散支撐結構且各支撐結構支撐主密封膜15之一平坦區域46，其確保主密封膜15之波紋45之間的應力分佈令人滿意。
參考圖2，主密封膜15亦係由複數個波紋金屬片44組裝而成。各波紋金屬片44實質上係矩形的。波紋金屬片44 (例如)由Invar®製成，即一膨脹係數通常在1.2⋅10 -6與2⋅10 -6K -1之間的一鐵鎳合金，或由一膨脹係數通常在大約7⋅10 -6K -1之一高錳含量之一鐵合金製成。替代地，波紋金屬片44亦可由不銹鋼或鋁製成。
波紋金屬片44沿其邊緣搭接焊接以密封主密封膜15。主密封膜15具有波紋45。更明確言之，該密封膜具有平行於一第一方向延伸之第一系列波紋45a及平行於一第二方向延伸之第二系列波紋45b。一系列波紋45a、45b之方向係垂直的，且平行或垂直於負載承載部件30之列。一系列波紋45a、45b之各者平行於波紋金屬片44之兩個相對邊緣。波紋45朝向槽之內部突出，即遠離負載承載結構1。各波紋金屬片44在波紋45之間具有複數個平坦區域46。
次密封膜13之波紋24之節距等於主密封膜15之波紋45之節距，或其之一整數倍。此外，次密封膜13之波紋24之各者在壁11之厚度方向上與主密封膜15之波紋45相對配置。因此，主密封膜15之各平坦區域46在壁11之厚度方向上面向次密封膜13之一平坦區域28。因此，各負載承載部件30之軸線穿過主密封膜15之一平坦區域46之中心及次密封膜13之平坦區域28之中心。
有利的是，各內板42與主密封膜15之對應平坦區域46接觸之面積超過該平坦區域46之表面積之70%，有利的是該表面積之90%與100%之間。
主密封膜15之波紋金屬片44至少藉由焊接沿其邊緣錨固至內板42。為此目的，波紋金屬片44之邊緣焊接至內板42，例如藉由點焊。根據一有利實施例，波紋金屬片44亦在其邊緣區域之外錨固至內板42。為此目的，波紋金屬片44可尤其藉由熔焊方式焊接至內板42。根據一有利實施例，波紋金屬片44焊接至支撐該等片之內板42之各者。此一實施例特別有利，因為其允許應力在主密封膜15之波紋45之間更均勻地分佈。
此外，主熱絕緣障壁14具有處於負壓下之一氣相，即具有低於大氣壓之一絕對壓力，以便為主熱絕緣障壁14提供期望熱絕緣性質。主熱絕緣障壁14中之氣相有利地達到小於1 Pa之一絕對壓力，有利地小於10 -1Pa，較佳小於10 -2Pa且例如大約10 -3Pa。為此目的，主熱絕緣障壁14有利地連接至一真空泵。根據一有利實施例，使用低溫抽吸作為前述真空泵之一替代或補充，以達成主熱絕緣障壁14中之目標減壓。此外，在減壓之前，主熱絕緣障壁14充填有一惰性氣體，該惰性氣體具有高於儲存於槽中之液化氣體之液化溫度之一凝華溫度。例如，當儲存於槽中之液化氣體係液態氫時，惰性氣體可為二氧化碳。因此，考慮到液態氫之溫度，容納在主熱絕緣障壁14中之二氧化碳在主熱絕緣障壁14中經歷凝華，其有助於降低其中之壓力。
除減壓之外，主熱絕緣障壁14亦包含絕緣材料，其可進一步增強其絕緣性質。此外，如圖8中所展示，主熱絕緣障壁14包括一輻射多層絕緣覆蓋物47，其有助於減少熱輻射傳熱。輻射多層絕緣覆蓋物47通常由一多層絕緣(MLI)材料製成。因此，輻射多層絕緣覆蓋物47具有由金屬(諸如例如鋁或銀)或一塗覆金屬之聚合物材料製成之複數個片材之一堆疊，該等片材由由聚合物纖維(諸如聚酯纖維或玻璃纖維)製成之一織造或非織造織物層彼此分離。由聚合物材料製成之片材(例如)由聚醯亞胺製成，特別係以Kapton®之商標名稱銷售，或由聚對苯二甲酸乙二醇酯製成，特別係以Mylar®之商標名稱銷售。此等薄片材之兩面塗覆有一金屬，諸如鋁或銀。
如圖8中所展示，輻射多層絕緣覆蓋物47具有負載承載部件30之柱38穿過其之開口。有利的是，輻射多層絕緣覆蓋物47定位於主熱絕緣障壁14之最冷部分。換言之，輻射多層絕緣覆蓋物47定位於平行於次密封膜13及主密封膜15之一平面中，但比次密封膜13更靠近主密封膜15。此增加輻射多層絕緣覆蓋物47之效率，因為其定位於主熱絕緣障壁14之最冷區域中，其降低其各層之散熱度。
在此情況下，輻射多層絕緣覆蓋物47緊固至負載承載部件30之柱38，例如藉由接合或成對黏扣帶，其中一個條與輻射多層絕緣覆蓋物47相關聯，例如藉由縫合或接合，且另一條黏合至柱38之一者。
如圖12中所展示，主熱絕緣障壁14進一步包括具有一開孔多孔結構之絕緣元件51。絕緣元件51配置於輻射多層絕緣覆蓋物47與次密封膜13之間。
此等絕緣元件51具有若干功能。首先，該等絕緣元件進一步降低主熱絕緣障壁14之區域中之溫度，輻射多層絕緣覆蓋物47定位於該區域中，其進一步提高其效率。其次，當主熱絕緣障壁14內之壓力大於單獨使用輻射多層絕緣覆蓋物47之規定壓力值時，絕緣元件51亦有助於限制熱絕緣效能之下降。事實上，前述輻射多層絕緣覆蓋物47在低壓下提供優異熱絕緣效能，典型等於或小於10 -3Pa，但當壓力超過前述臨限值時，效能下降。此等壓力條件很可能發生，特別係在主密封膜15或次密封膜13中之密封之一喪失，藉此降低主熱絕緣障壁14內之負壓之情況下，或當槽經冷卻且容納在主熱絕緣障壁14中之惰性氣體沒有完全經歷凝華時，或當槽之填充率低時，例如在一船之一返航期間當槽僅含有一液化氣體時。絕緣元件51亦降低主熱絕緣障壁14內對流之啟動能力。第三，熱絕緣元件51構成用於接收由容納在主熱絕緣障壁14中之惰性氣體之凝華產生之固體之表面，其使得可限制可施加於壁11之其他元件上之機械應力，且特別係施加於負載承載部件30、輻射多層絕緣覆蓋物47及次及主密封膜13及15上之機械應力。
絕緣元件51可(例如)由玻璃棉、礦棉、聚酯填料、開孔聚合物海綿(諸如開孔聚氨酯海綿)或三聚氰胺海綿製成。有利的是，絕緣元件51由玻璃棉製成。絕緣元件51有利地包裝成具有允許容易處理之一結構強度之板之形式。
在圖12中所展示之實施例中，絕緣元件51填充輻射多層絕緣覆蓋物47與次密封膜13之間的整個空間。次熱絕緣障壁亦包含一或多個保持部件以限制絕緣元件51朝向主密封膜15之位移，藉此防止該等絕緣元件壓縮輻射多層絕緣覆蓋物47並因此降低其效能。
在此情況下，保持部件為一織物保持層52，例如由聚合物纖維製成，諸如聚酯纖維或玻璃纖維。織物保持層52緊固至負載承載部件30。此織物保持層52可藉由任何方式緊固至負載承載部件，且特別係藉由黏合。在圖12中，織物保持層52藉由凸緣53緊固至負載承載部件30，凸緣53首先緊固至負載承載部件30且其次緊固至織物保持層52。
在此一實施例中，輻射多層絕緣覆蓋物47可藉由均勻分佈之黏合區域、接縫或釘子緊固至織物保持層52。此消除將輻射多層絕緣覆蓋物47直接緊固至負載承載部件30之需要，藉此減少傳導產生之熱橋。此亦確保輻射多層絕緣覆蓋物47之正確定位，限制其中之折疊並確保其保持，特別係當主熱絕緣障壁14中之壓力位準不均勻時及當輻射多層絕緣覆蓋物47與次密封膜13之間存在過壓時。
根據圖13中所展示之一變型實施例，保持部件由緊固至負載承載部件30之凸緣54形成且絕緣元件51之內面靠在凸緣54上。
在圖13中所展示之變型實施例中，絕緣元件51之厚度小於次密封膜13與輻射多層絕緣覆蓋物47之間在壁11厚度方向上之距離。換言之，在絕緣元件51與輻射多層絕緣覆蓋物47之間存在一空空間。此減少所使用之絕緣元件51之數量，藉此有助於降低槽之成本，而不會太顯著地降低主熱絕緣障壁14之熱絕緣效能，特別係當主熱絕緣障壁14內部之壓力高於規定壓力值時。
圖10展示根據一第二實施例之一密封且熱絕緣槽之一壁，未展示絕緣元件51。此實施例與上文參考圖2至圖9及圖12描述之實施例之不同之處在於，次密封膜13之波紋24沒有向外突出，即朝向負載承載結構1，而為向內突出，即遠離負載承載結構1。
圖11展示根據一第三實施例之一密封且熱絕緣槽之一壁，未展示絕緣元件51。此實施例與上文參考圖2至圖9及圖12描述之實施例之不同之處在於，主密封膜15具有兩層48、49彼此堆疊之波紋金屬片44。此提供密封功能之冗餘且因此提高主密封膜15之可靠性。
波紋金屬片44之兩層48、49具有類似於上文參考圖2之主密封膜15之結構之一結構。兩層48、49之波紋45以相同節距配置，且在壁11之厚度方向上彼此相對配置。
此外，一預定厚度之間隔元件(未展示)插置於兩層48、49之間，使其間之距離保持實質上恒定。此等間隔元件(例如)定位於波紋金屬片44之平坦區域46中。各間隔元件(例如)由穿過層48之一錨固裝置(未展示)緊固至內板42。此外，層49之波紋金屬片44之邊緣(例如)藉由焊接錨固至緊固至間隔元件或由間隔元件形成之錨固板(未展示)。根據一個實施例，間隔元件由導熱材料製成，諸如金屬且特別係不銹鋼。此限制主密封膜15之兩層48、49之間的溫度差且因此限制此雙層對主熱絕緣障壁14內部之低溫泵送動力學之影響。
根據一個實施例，插置於主密封膜15之兩層48、49之間的額外空間50中之氣相減壓，即減壓至低於大氣壓之一壓力。額外空間50中之氣相有利地達到小於10 -1Pa之一絕對壓力，較佳小於10 -2Pa，例如大約10 -3Pa。為此目的，額外空間50連接至一真空泵。
根據另一實施例，額外空間50用一惰性氣體沖洗。惰性氣體(例如)係氦氣，其具有低於氫氣之一液化溫度，因此防止惰性氣體在額外空間50中冷凝。為此目的，此安裝包括與一惰性化迴路相關聯之一惰性氣體槽，該惰性化迴路連接至額外空間50及一氣體分析器，該氣體分析器經組態以偵測在額外空間50中流動之惰性氣體中儲存在槽中之氣體(例如氫氣)之存在。因此，用惰性氣體沖洗可偵測主密封膜15之層49中之洩漏。
根據另一未描繪之實施例，密封且熱絕緣槽並非係一膜槽，而係在壓力下儲存液化氣體之一槽。此等槽係自支撐的。因此，在一船上裝載一槽之情況下，槽不像上文所描述之膜槽般採用船之雙層船殼作為一負載承載結構。在此一航海環境中，此等槽指稱C型槽。在一岸上環境中，此等槽指稱如CODAP壓力容器規範中界定之「壓力容器」。槽包括兩個自支撐密封障壁，其等(例如)係圓柱形的，且一個位於另一個內部。兩個密封障壁由間隔結構彼此固定並彼此保持一定距離。形成於兩個障壁之間的熱絕緣障壁展現類似於上文所描述之主熱絕緣障壁14之特性之特性。特定言之，熱絕緣障壁經減壓，包括一輻射多層絕緣覆蓋物47及絕緣元件51，絕緣元件51定位於輻射多層絕緣覆蓋物47與外部密封障壁之間。輻射多層絕緣覆蓋物47與絕緣元件51之相對配置與上文結合圖12及圖13所描述相同，即，自槽之外部朝向內部，壁包括一外部密封障壁、絕緣元件51、輻射多層絕緣覆蓋物47及外部密封障壁，該外部密封障壁用於與儲存在槽中之液化氣體接觸。
在上文所提及之類型之一槽中，輻射多層絕緣覆蓋物47可特別地(例如)藉由接合固定至內部密封障壁。替代地，輻射多層絕緣覆蓋物47亦可藉由任何合適方式固定至絕緣元件51，且特別係藉由接合、縫合、釘合或其類似者。絕緣元件51藉由任何合適方式錨固至外部密封障壁，且特別係藉由接合或藉由使用機械錨固裝置。
此外，在其中輻射多層絕緣覆蓋物47未固定至絕緣元件51使得輻射多層絕緣覆蓋物47與絕緣元件51之間的壁之厚度方向上存在一空空間之一變型實施例中，一額外層可固定至絕緣元件51之內表面。此額外層可由一編織物或非編織織物、一金屬膜或由塗覆有一金屬之一聚合物材料製成之一膜組成。因此，前述額外層可有助於以下兩個功能之一者及/或另一者：增加氣流之壓頭損失，以便減少對流運動，特別係在降低之真空條件下，及減少絕緣元件51之內表面之散熱度。
圖15展示另一可行替代實施例。此實施例與上文參考圖10描述之實施例之不同之處在於，其包括若干輻射多層絕緣覆蓋物47、55。在所展示之變型實施例中，主熱絕緣障壁14包括兩個輻射多層絕緣覆蓋物47、55，其等在壁之厚度方向上彼此間隔開。根據一實例實施例，兩個輻射多層絕緣覆蓋物47、55在壁之厚度方向上間隔開30 mm與160 mm之間的一距離。若干輻射多層絕緣覆蓋物47、55之存在進一步減少藉由熱輻射之熱傳遞。
在此實施例中，各輻射多層絕緣覆蓋物47、55包括複數個部分，該等部分由緊固裝置56 (諸如黏扣帶)彼此緊固。此外，有利的是，兩個輻射多層絕緣覆蓋物47、55之緊固帶彼此偏移，即不定位於相同兩列負載承載部件30之間，以便限制熱橋。
圖16展示另一實施例。如圖15中之實施例中，主熱絕緣障壁14包括兩個輻射多層絕緣覆蓋物47、55，其等在壁之厚度方向上彼此間隔開。然而，主熱絕緣障壁14進一步包括具有一開孔多孔結構之絕緣元件57，絕緣元件57配置於最末端輻射多層絕緣覆蓋物55與次密封膜13之間。此等絕緣元件57具有與上文參考圖12及圖13所描述之絕緣元件51相同之功能。
絕緣元件57可(例如)由玻璃棉、礦棉、聚酯填料、開孔聚合物海綿(諸如開孔聚氨酯海綿)或三聚氰胺海綿製成。有利的是，絕緣元件57由玻璃棉製成。絕緣元件57有利地包裝成具有允許容易處理之一結構強度之板之形式。
圖17展示另一實施例。此實施例與上文參考圖10所描述之實施例之不同之處在於，負載承載部件30之柱38之各者至少部分塗覆有包圍該柱38之一輻射絕緣塗層58。此一輻射絕緣塗層58限制柱對自輻射多層絕緣覆蓋物47反射之輻射之吸收。
輻射絕緣塗層58至少自柱38之內端延伸至輻射多層絕緣覆蓋物47。有利的是，輻射絕緣塗層58延伸至柱38之外端。輻射絕緣塗層58可結合至柱或直接黏附至其上。替代地，該輻射絕緣塗層亦可緊固於內基底37與外基底36之間。在未展示之實施例中，輻射絕緣塗層58抵靠及/或緊固至一織物保持層52，如圖12中所展示，或緊固至凸緣54，如圖13中所展示。輻射絕緣塗層58係以下之一者：指稱單層絕緣(SLI)之材料，其(例如)包括聚合材料(諸如聚醯亞胺或聚乙烯)片；塗覆有一金屬(諸如鋁)，該材料使用縮寫MLI來指代且在上文中描述；及預先沈積在柱37上之包括一黏合劑及鋁顆粒之一層。
參考圖14，一船70之一橫截面圖展示安裝在船之雙層船殼72中具有一整體稜柱形之一密封且熱絕緣槽71。槽71之壁具有經設計以與容納在槽中之液化氣體(較佳為液態氫)接觸之一主密封膜、配置於主密封膜與船之雙層船殼72之間的一次密封膜及分別配置於主密封膜與次密封膜之間以及次密封膜與雙層船殼72之間的兩個熱絕緣障壁。
在一已知方式下，可使用適當連接器將配置於船之上甲板上之負載/卸載管73連接至一海運或港口碼頭，以將一液化氣體貨物轉移至槽71或自槽71轉移。
圖14亦展示包括一負載/卸載點75、一海底管76及一岸上設施77之一實例海運碼頭。負載/卸載點75係一靜態海上設施，包括一可移動臂74及保持可移動臂74之一立柱78。可移動臂74攜帶一束絕緣軟管79，其可連接至負載/卸載管73。可定向之可移動臂74可適用於所有大小之氫載體。一連接管(未展示)在立柱78內部延伸。負載/卸載點75使得氫載體70向岸上設施77之負載及自岸上設施77之卸載成為可能。此設施具有液化氣儲槽80及經由海底管76連接至負載/卸載點75之連接管81。海底管76使得液化氣體能夠在負載/卸載點75與岸上設施77之間一長距離(例如5 km)輸送，其使得在負載及卸載操作期間使氫運輸船70遠離海岸成為可能。
為了產生輸送液化氣體需要之壓力，可使用船70上攜載之泵及/或安裝在岸上設施77處之泵及/或安裝在負載/卸載點75處之泵，或可授權藉由槽中儲存之液化氣體之蒸發來增加槽之內部空間之一壓力。
儘管本發明已針對若干特定實施例進行描述，但顯然並不限於此，其包含所描述方式之所有技術等同物及其組合，其中此等落於本發明之範疇內。
動詞「包括」或「包含」之使用，包含詞性變化時，不排除除一請求項中提及之彼等之外之其他元件或其他步驟之存在。
在申請專利範圍中，括弧之間的參考標記不應理解為構成對申請專利範圍之一限制。
熟習此項技術者將更一般明白，考慮到上文揭示內容，可對上文所描述之實施例進行各種修改。在下文之申請專利範圍中，所使用之術語不應被解釋為將申請專利範圍限制於本說明書中闡述之實施例，而係包含申請專利範圍之措辭意欲涵蓋之所有等同物，且該等等同物在熟習此項技術者之常識範疇內。
1:負載承載結構 2:前壁及後壁 3:上負載承載壁 4:下負載承載壁 5:橫向負載承載壁 6:橫向負載承載壁 7:橫向負載承載壁 8:橫向負載承載壁 9:橫向負載承載壁 10:橫向負載承載壁 11:壁 12:次熱絕緣障壁 13:次密封膜 14:主熱絕緣障壁 15:主密封膜 16:絕緣板 17:絕緣聚合物海綿層 18:內板 19:外板 20:膠黏部分 21:空隙 22:狹槽 24:波紋 24a:第一系列波紋 24b:第二系列波紋 25:波紋金屬片 26:金屬板 27:應力釋放狹槽 28:平坦區域 29:主錨固裝置 30:負載承載部件 31:銷 32:螺紋襯套 33:凸緣 34:外板 35:螺母 36:外基底 37:內基底 38:柱 39:套筒 40:支撐凸緣 41:鉚釘 42:內板 43:鉚釘 44:波紋金屬片 45:波紋 45a:第一系列波紋 45b:第二系列波紋 46:平坦區域 47:輻射多層絕緣覆蓋物 48:層 49:層 50:額外空間 51:絕緣元件 52:織物保持層 53:凸緣 54:凸緣 55:輻射多層絕緣覆蓋物 56:緊固裝置 57:絕緣元件 58:輻射絕緣塗層 70:船 71:密封且熱絕緣槽 72:雙層船殼 73:負載/卸載管 74:可移動臂 75:負載/卸載點 76:海底管 77:岸上設施 78:立柱 79:絕緣軟管 80:液化氣儲槽 81:連接管
在下文對本發明之若干具體實施例之詳細描述中，可更佳理解本發明，且更清楚地闡述其額外目的、細節、特徵及優點，該等實施例僅作為非限制性實例給出，且參考附圖。
[圖1]圖1係用於承載一液化氣體之一密封且熱絕緣儲存槽之一負載承載結構之一示意性透視橫截面圖。
[圖2]圖2係根據一第一實施例之一密封且熱絕緣槽之一壁之一部分透視圖。
[圖3]圖3係展示圖2中壁之次熱絕緣障壁之一透視圖。
[圖4]圖4係展示圖2中壁之次熱絕緣障壁及次密封膜之一透視圖。
[圖5]圖5係圖2中壁之次熱絕緣障壁之一部分橫截面圖，部分繪示用於將主熱絕緣障壁之一負載承載部件牢固至次熱絕緣障壁之一錨固裝置。
[圖6]圖6係展示圖2中壁之次熱絕緣障壁、次密封膜及主熱絕緣障壁之負載承載部件之一橫截面圖。
[圖7]圖7係展示次熱絕緣障壁、次密封膜及主熱絕緣障壁之負載承載部件之圖2中壁之一部分透視圖。
[圖8]圖8係展示次熱絕緣障壁、次密封膜、主熱絕緣障壁之負載承載部件及輻射多層絕緣覆蓋物之圖2中壁之一部分透視圖。
[圖9]圖9係類似於圖8之一部分透視圖，其中亦展示用於承載主密封膜之內板。
[圖10]圖10係根據一第二實施例之一密封且熱絕緣槽之一壁之一橫截面圖。
[圖11]圖11係根據一第三實施例之一密封且熱絕緣槽之一壁之一橫截面圖。
[圖12]圖12係圖2中之壁之一部分橫截面圖，繪示定位於輻射多層絕緣覆蓋物與次密封膜之間的絕緣元件。
[圖13]圖13係根據另一變型實施例之一密封且熱絕緣槽之一壁之一部分橫截面圖。
[圖14]圖14係一船上之一槽及此槽之一負載/卸載終端之一橫截面示意圖。
[圖15]圖15係根據另一變型實施例之一密封且熱絕緣槽之一壁之一部分橫截面圖。
[圖16]圖16係根據另一變型實施例之一密封且熱絕緣槽之一壁之一部分橫截面圖。
[圖17]圖17係根據另一變型實施例之一密封且熱絕緣槽之一壁之一部分橫截面圖。
1:負載承載結構
12:次熱絕緣障壁
13:次密封膜
14:主熱絕緣障壁
15:主密封膜
16:絕緣板
17:絕緣聚合物海綿層
18:內板
19:外板
20:膠黏部分
22:狹槽
24:波紋
27:應力釋放狹槽
30:負載承載部件
34:外板
36:外基底
37:內基底
38:柱
42:內板
45:波紋
47:輻射多層絕緣覆蓋物
51:絕緣元件
52:織物保持層
53:凸緣

Claims (25)

  1. 一種用於儲存一液化氣體之一密封且熱絕緣槽之壁，該壁(11)在一厚度方向上自該槽之該外部朝向該內部相繼包括一外部密封障壁(13)、一熱絕緣障壁(14)及一內部密封障壁(15)，該熱絕緣障壁(14)在低於1 Pa之一絕對壓力下具有一氣相且包括： 一輻射多層絕緣覆蓋物(47)，其垂直於該厚度方向延伸，該輻射多層絕緣覆蓋物(47)包括由金屬或塗覆有一金屬之聚合物材料製成之複數個片材之一堆疊且由一織物層彼此分離；及 絕緣元件(51)，其具有一開孔多孔結構且定位於該輻射多層絕緣覆蓋物(47)與該外部密封障壁(13)之間。
  2. 如請求項1之壁(11)，其中該內部密封障壁(15)用於與容納在該槽中之該液化氣體接觸。
  3. 如請求項1或2之壁(11)，其中該等絕緣元件(51)選自玻璃棉、石棉、聚酯填料及開孔聚合物海綿。
  4. 如請求項1至3中任一項之壁(11)，其中該輻射多層絕緣覆蓋物(47)定位於比該外部密封障壁(13)更靠近該內部密封障壁(15)之一平面中。
  5. 如請求項1至4中任一項之壁(11)，其中該輻射多層絕緣覆蓋物(47)之該織物層使用選自聚合物纖維及玻璃纖維之纖維生產。
  6. 如請求項1至5中任一項之壁(11)，其中由金屬或塗覆有一金屬之聚合物材料製成之該等片材由選自鋁、銀、塗覆有鋁之聚合物材料及塗覆有銀之聚合物材料之一材料製成。
  7. 如請求項1至6中任一項之壁(11)，其中當該熱絕緣障壁在室溫下包裝時，該熱絕緣障壁(14)之該氣相包括超過50體積%之一惰性氣體，該惰性氣體具有高於用於儲存於該槽中之該液化氣體之該液化溫度之一凝華溫度。
  8. 如請求項7之壁(11)，其中該惰性氣體係二氧化碳。
  9. 如請求項1至8中任一項之壁(11)，其中該熱絕緣障壁(14)包括負載承載元件(30)，該等負載承載元件在該外部密封障壁(13)與該內部密封障壁(15)之間在該厚度方向上向上延伸，該輻射多層絕緣覆蓋物(47)具有使該等負載承載元件穿過其之開口。
  10. 如請求項9之壁(11)，其中該等負載承載元件(30)各包括一外基底(36)、一內基底(37)及一柱(38)，該外基底(36)及該內基底(37)之各者具有該柱(38)之該等端之一者裝配至其中之一套筒(39)及自該套筒(39)之一個端徑向延伸之一支撐凸緣(40)。
  11. 如請求項10之壁(11)，其中該柱(38)至少部分塗覆有包圍該柱(38)之一輻射絕緣塗層(58)。
  12. 如請求項9至11中任一項之壁(11)，其中該熱絕緣障壁(14)進一步包括至少一個保持部件(52、54)，該保持部件固定至該等負載承載元件(30)以限制該等絕緣元件(51)在該內部密封障壁(15)之該方向上之移動。
  13. 如請求項12之壁(11)，其中該至少一個保持部件包括一織物保持層(52)，該織物保持層緊固至該等負載承載部件(30)且定位於該等絕緣元件(51)與該輻射多層絕緣覆蓋物(47)之間。
  14. 如請求項13之壁(11)，其中該輻射多層絕緣覆蓋物(47)緊固至該織物保持層(52)。
  15. 如請求項13或14之壁(11)，其中該織物保持層(52)使用選自聚合物纖維及玻璃纖維之纖維生產。
  16. 如請求項12至15中任一項之壁(11)，其中該熱絕緣障壁(14)包括若干保持部件，其各由緊固至該等負載承載部件(30)之一者之一凸緣(54)形成且該等絕緣元件(51)之一者之一內面抵靠其支撐。
  17. 如請求項1至16中任一項之壁(11)，其中該熱絕緣障壁(14)包括若干輻射多層絕緣覆蓋物(47、55)，該等輻射多層絕緣覆蓋物(47、55)之各者垂直於該厚度方向延伸，各該輻射多層絕緣覆蓋物(47、55)包括由金屬或塗覆有一金屬之聚合物材料製成之複數個片材之一堆疊且由一織物層彼此分離。
  18. 如請求項17之壁(11)，其中該熱絕緣障壁(14)包括較佳間隔開30 mm與160 mm之間的一距離之兩個輻射多層絕緣覆蓋物(47、55)。
  19. 如請求項1至18中任一項之壁(11)，其中該內部密封障壁係用於與容納在該槽中之該液化氣體接觸之一主密封膜(15)，該熱絕緣障壁係一主熱絕緣障壁(14)且該外部密封障壁係一次密封膜(13)，該壁(11)進一步包括抵靠一負載承載結構(1)且該次密封膜(13)倚靠其之一次熱絕緣障壁(12)。
  20. 如請求項19之壁(11)，其中該主密封膜(15)包括具有彼此平行之第一波紋之第一系列波紋(45a)及具有彼此平行且垂直於該等第一波紋之第二波紋之第二系列波紋(45b)，該主密封膜(15)包括各界定於兩個相鄰第一波紋之間及兩個相鄰第二波紋之間的複數個平坦區域(46)，該主熱絕緣障壁(14)包括至少一第一列負載承載部件，該第一列負載承載部件在平行於該等第一波紋之一方向上相繼包括至少第一、第二及第三負載承載部件(30)，該等第一、第二及第三負載承載部件緊固至該次熱絕緣障壁(12)且在該厚度方向上延伸，該等第一、第二及第三負載承載部件(30)分別緊固至第一、第二及第三內板(42)上，該複數個平坦區域(46)在平行於該等第一波紋之一方向上相繼包括，分別焊接在該等第一、第二及第三內板(42)之第一、第二及第三平坦區域。
  21. 如請求項1至20中任一項之壁(11)，其中該外部密封障壁及該內部密封障壁係由間隔結構彼此連接之自支撐障壁。
  22. 一種密封且熱絕緣槽，其包括如請求項1至21中任一項之複數個壁(11)。
  23. 一種用於運輸一液化氣體之船(70)，該船具有一雙層船殼(72)及放置於該雙層船殼內部之如請求項22之一槽(71)。
  24. 一種用於一液化氣體之輸送系統，該系統包括如請求項23之一船(70)及經配置以將安裝於該船之該船殼中之該槽(71)連接至一岸上或浮動儲存設施(77)之絕緣管(73、79、76、81)。
  25. 一種用於負載或卸載如請求項23之一船(70)之方法，其中一液化氣體透過絕緣管(73、79、76、81)輸送至一岸上或浮動儲存設施(77)或自一岸上或浮動儲存設施(77)輸送至該船(70)上之該槽(71)或自該船(70)上之該槽(71)輸送。
TW112113916A 2022-04-15 2023-04-13 密封且熱絕緣槽之壁 TW202405336A (zh)

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