装有管道的储罐壁 |
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| 申请号 | CN201280063030.6 | 申请日 | 2012-11-16 | 公开(公告)号 | CN103998852B | 公开(公告)日 | 2016-09-14 |
| 申请人 | 气体运输技术公司; | 发明人 | 盖尔·托斯; | ||||
| 摘要 | 一储罐壁具有一主密封屏障（3），一个主绝热屏障（4），一第二密封屏障（5），和一第二绝热屏障（6），一穿过储罐壁的管道（7），在管道（7）周围的储罐壁包括：一与管道（7）相连并相对于第二密封屏障（5）隔开的第一板（20），一在第二密封屏障（5）上方并包围第一连接板（21）的第一密封层（17），一第二板（22）设置在平行于所述第一板的同一 水 平 位置 上作为第一密封层（17），第一板和第二板通过连接板（21）和（26）进行连接，并用该这种方式设定了一壳体（24），一柔性第二密封层（23）固定并且横跨第一密封层以及第二板，一穿过第二板形成的开口（25），以及一延伸穿过第一板的管道。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一设置于一支撑结构(1)内的用于装载流体的密封和绝热储罐，所述储罐包含固定在所述支撑结构内的储罐壁， |
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| 说明书全文 | 装有管道的储罐壁技术领域背景技术[0002] 密封和绝热的储罐可以在各个行业中用于存储热或冷产品。例如，在能源领域，液化天然气(LNG)是一种液体，该液体可以存储在一个大气压力下、约-163℃，并且在陆地上的储罐中或是船上具有浮动结构的罐中。 [0003] 存储如此一种液体的储罐，其热力学条件在所述液体的表面产生沸腾过。该沸腾断产生一定量可以改变储罐内压力的蒸汽。为了控制这些储罐的压力，所述蒸发气体被收集并传输至一蒸发歧管，例如可以在船舶的推进机械进行再液化或烧伤。 发明内容[0005] 一储罐壁在所述储罐从内到外的厚度方向上依次具有，一主密封屏障，一个主绝热屏障，一第二密封屏障，和一第二绝热屏障， [0006] 所述储罐还包括一密封管道，其穿过储罐壁，从而设定在储罐的内部空间与设置在储罐外的蒸汽歧管之间的通道， [0007] 其中，所述在密封管道周围的储罐壁包括： [0008] 一第一板以密封的形式与管道的外围相连接并且平行于所述储罐壁进行延伸，所述第一板朝向相对于所述第二密封屏障的所述支撑结构被隔开， [0009] 一第一外围连接板以密封的形式固定在整个所述第一板外围，并且平行于密封管道进行延伸，所述第一外围连接板在储罐壁厚度方向上延伸并且形成一边缘，其朝向相对于所述第一板的第二密封屏障突出， [0011] 一第二板(22)平行于所述第一板与形成所述第二密封屏障的第一密封层(17)在同一平面上，所述第二板包括第二连接板(26)，其以密封的形式固定在位于一方向上的表面，该方向是所述第二板朝向所述第一板的，并且向着支撑结构平行于管道凸出，所述第二连接板以密封的形式固定在第一外围连接板上并围绕整个第一外围连接板，这两个相互间隔开的板设定了一壳体(24)， [0012] 一柔性第二密封层以密封的形式固定并且横跨所述第一密封层以及整个第二板周围的第二板， [0013] 形成一穿过所述第二板的开口，从而保证气体在位于两个密封屏障和壳体之间的主空间内流动，并且 [0014] 一管道穿过所述支撑结构方向上的第一板进行延伸，从而设定所述外壳和所述蒸气歧管之间的通道。 [0015] 诸如这种储罐的实施例具有一个或多个如下的技术特征： [0016] 一实施例中，所述第二板包括方形形状的支撑板，所述柔性第二密封层包括柔性密封带，每个固定在所述第二板的方形支撑板的相应边缘。 [0017] 一实施例中，所述第二板包括一支撑板和固定在所述支撑板上表面的刚性第三密封层，固定在所述第三密封层上的所述柔性第二密封层固定在所述第二板上，并且所述连接板连接板被焊接到所述支撑板上表面的反面上。 [0018] 一实施例中，两个连接板的其中一个具有适于嵌套在其它连接板中并且可以在平行于管道的方向上滑动的形状。 [0019] 一实施例中，所述第一板的外围为一位于所述密封管道中央的圆形，[0020] 第一外围连接板和第二连接板具有管状形状，这两个连接板其中之一的外径基本上等于另一连接板的内径，并且 [0021] 所述第一连接板和第二连接板通过这种方式被相互嵌套，从而以相对于管道的所述第二板作为中心。 [0022] 一实施例中，所述第一外围连接板进一步在所述支撑结构的方向上延伸至所述支撑结构上方。 [0023] 一实施例中，所述管道穿过所述支撑结构内的的一圆形开口， [0024] 并且其中，定心部件围绕设置在第一外围连接板周围，并且以这种方式安置在所述开口的边缘与所述第一外围连接板板的边缘之间，从而在圆形开口中以所述密封管道为中心。 [0025] 一实施例中，一环形第三板是由它的内径连接到支撑结构上第一板的端部并且[0026] 管道具有一绝缘层，其外支撑表面从第一板向支撑结构的方向延伸至所述支撑结构的上方，并固定在第三板上。 [0027] 一实施例中，所述壳体填充有多孔绝缘填充物。 [0029] 一实施例中，所述连接板具有管状形状，并且第二绝缘块设置在所述第一外围连接板周围，并都具有正方形形状的窗口，它具有一大于所述连接板直径的长度，所述管道以这样的方式穿过在其中心的窗口，从而形成在连接板和第二绝缘块之间的一空间，该空间中填充有多孔绝缘填充物(36)。 [0030] 一实施例中，其特征在于，所述主绝热屏障包括主绝缘块，其具有圆弧状的一侧边来配合管道的边缘，其中，所述主绝缘块包括绝缘层承载其本身承载主密封屏障的面板，所述主密封屏障包括波纹，所述面板包括一个狭槽穿过该面板并位于主密封屏障波纹的下方，并且所述绝缘层包括一狭槽是在具有圆弧形状的一侧上开口，并通过这种方式在主绝缘块上面板的狭槽上进行叠加，从而设定一用于流体在主绝缘屏障和壳体的波纹之间流动的通道。 [0031] 一实施例中，所述管道刚性连接到设置在一部分管道中的支撑结构，这部分管道从所述第二密封层并在平行与管道的方向上被隔开一段距离，从而使在该管道在该方向上的热收缩等于第二绝缘屏障在该方向上的热收缩。 [0032] 诸如这种储罐可以形成陆上存储装置的一部分，例如存储液化天然气(LNG),或者可以安装在沿海水域或者深海水域的浮动结构，特别是甲烷油轮，浮动储存装置和再气化装置(FSRU)，浮动生产、存储及卸载(FPSO)装置，等等。 [0033] 一实施例中，一种用于运输冷液体产品的船，包括一双壳以及参考上述所述双壳中储罐。 [0034] 一实施例中，本发明提供了一种用于诸如这种船装载或卸载的方法，其中，所述冷液体产品是通过绝缘管道从浮动存储装置或陆上存储装置传输至所述船的储罐或者从所述船的储罐传输至浮动存储装置或陆上存储装置。 [0035] 一实施例中，本发明提供了一种用于冷液体产品的传输装置，所述系统包括上述的船，绝缘管道以及一泵，其用于驱动冷液体产品通过绝缘管道，从浮动存储装置或陆上存储装置传输至所述船的储罐或者从所述船的储罐传输至浮动存储装置或陆上存储装置。 [0036] 按照惯例，不管储罐壁相对于地球引力场的位置在哪里，“上方”指的是位于更靠近所述储罐内部的位置，并且“下面”指的是更靠近所述支撑结构的位置。 [0037] 本发明的一个基本思想是提供一密封和绝热的储罐，其中，储罐内部和外部之间的通道以管道的形式呈现并通过该储罐壁，并且其中，储罐壁以密封的形式连接到所述管道同时确保存于储罐壁厚度之内的流体的管理。 [0038] 本发明的某些方面来源于通过密封屏障的帮助制造一密封储罐的想法，该密封屏障包括一个第二密封膜以密封的形式连接并围绕一密封的壳体，该壳体围绕所述管道并延伸至第二密封屏障的下方，从而通过这样一种方式来促进第二密封膜的隔绝。 [0039] 本发明的某些方面来源于通过柔性密封带的帮助产生管道与第二密封膜之间的密封的想法，该柔性密封带固定于与所述管道连接的表面并且每个密封带都具有一个直边，以简化其装配，有利于维修，采用数量更少的柔性密封带，并产生一个可靠的接合。 [0041] 本发明的某些方面来源于生产对热机械应力具有高抵抗性的储罐的想法。为此，本发明的某些方面来源于所述管道限制振动的想法，该管道固定于储罐壁的元件从而保护所述元件的接合。本发明的某些方面来源于以此固定管道的想法，来抵消其相对于储罐壁的热收缩，从而限制针对所述接合的热机械应力。 附图说明[0043] 图1是本发明一实施例中包含有流体歧管装置的储罐壁的截面图； [0044] 图2是来自图1中放大区域II的截面图； [0045] 图3是图2中储罐壁的局部分解透视图； [0046] 图4是图2中包含有在所述流体歧管装置周围终止第二密封膜的储罐壁局部透视图； [0047] 图5是穿过所述储罐壁的流体歧管装置的分解透视图； [0048] 图6是图2中意在被定位于流体歧管装置附近的主绝缘块的分解透视图； [0049] 图7是甲烷油轮储罐和用于装载/卸载该储罐的终端的剖视示意图。 具体实施方式[0050] 按照惯例，不管储罐壁相对于地球引力场的位置在哪里，“上方”指的是位于更靠近所述储罐内部的位置，并且“下面”指的是更靠近所述支撑结构的位置。 [0051] 图1显示了穿过储罐顶壁的流体歧管装置2。 [0052] 这样的储罐壁包括从该储罐内部到支撑结构1依次包括：与存于储罐的产品相接触的主密封屏障3，一主绝热屏障4，第二密封屏障5和第二热绝缘屏障6，主绝热屏障，第二密封屏障和第二绝热屏障基本上是通过搁在乳香珠9上的预制板的装配来构成，并固定在支撑结构1上。 [0054] 支撑结构1包括一外围焊接有管道10的圆形开口8，该管道在所述支撑结构1的外部延伸。一金属蒸汽歧管(7)固定在管道10的内部，并且意在提取由在储罐中流体蒸发从产生的蒸汽。为此，岐管7通入储罐中，穿过储罐壁中圆形开口8、密封屏障3和5和绝缘屏障4和6的中心，该歧管7连接到储罐之外的蒸气歧管，其提取该蒸汽并传送它，例如，传送于船舶的推进机械，用于驱动船舶的推进或是传送给一液化装置，之后，流体被重新引入到储罐中。密封屏障3以密封的方式与歧管(7)相连接，同样地，密封屏障5以密封的方式与歧管(7)相连接，而只有一个通道使得存在于两个密封屏障之间的流体流向次管道13和14，在这种方式中，在第二密封屏障5和主密封屏障3之间的区域，形成与两个次管道13和14相连的主密封区域。 [0055] 此外，管道10以密封的方式与支撑结构1和岐管7相连接，该歧管包括绝缘层11均匀分布在它的外支撑表面，其直径小于圆形开口8，在这种方式中，绝缘层11和圆形开口8之间的区域确保流体在第二绝缘屏障与在管道10和绝缘层11之间的中间区域之间流动。从而中间区域和支撑结构和第二绝缘屏障6之间的区域形成第二密封区域。 [0056] 两个次管道13和14平行于绝缘层11内歧管管道7中延伸，歧管管道7从管道10的外部直至延伸到主密封区域。第一次管道13确保在主密封区域和一个抽气装置(图中未显示)之间形成一通道，该抽气装置能够监测存在于主区域的流体。第二次管道14能够在主区域和压力测量单元(图中未显示)之间形成一通道，这两个次管道13和14主要能够用氮气净化主密封区域。 [0057] 在图中未显示的其他两个管道被焊接于管道10上并且引入第二密封区域内的管道10中，也能够监测流体以及在第二密封区域内压力的测量。连接到第二密封区域的管道也能够通过氮气净化第二密封区域。 [0058] 将参考图2在下文进行更详细的描述储罐壁中的区域II穿过岐管7的情况。 [0059] 设置在岐管管道7附近的预制板12，其包括由乳香珠9支撑的刚性低面板15。该低板15承载一聚氨酯泡沫绝热层16并且以其构成二次绝热屏障6。一柔性或刚性三重层17粘附在第二绝热屏障元件6中基本所有的绝热层16，所述层17形成第二密封隔离元件5。聚氨酯泡沫绝热的第二层18部分覆盖层17并粘附其上。一刚性上面板19覆盖聚氨酯泡沫绝热的第二层18并通过它的主绝热屏障4构成。 [0060] 正如上文所述参考图1，岐管管道7穿过圆形开口8，密封屏障3和5以及绝热屏障4和6。第二绝热屏障和歧管管道7之间的密封是通过第一板20在该管道周围的延伸以及阻隔管21的方式形成，该管21以密封的形式被第二板所越过。在这种方式中，两个板20和22形成一壳体。柔性带23固定在层17和第二板22之间，从而产生第二密封屏障5阻隔的密封。 [0061] 圆形金属板20被焊接在支撑结构1和第二密封屏障5之间的歧管管道7周围。圆板20的整个外围焊接到金属管21的内支撑表面，金属管的直径小于所述支撑结构1的开口8并且在圆板14的上方延伸直至靠近第二密封屏障5的区域。 [0062] 第二板22被焊接到管21的上端，第二板22具有一方形形状，并且包括一个穿过管道7的圆形通道25。这个圆形通道25的直径大于歧管管道7从而留下第二板22和岐管管道7之间留下一区域。由于这个区域，流体能够在位于所述密封屏障3和5朝向壳体24之间的主区域进行流通。 [0063] 一管状零件26被焊接到第二板22的下表面上,并集中于第二板22的通道25的中心。管状零件26的内支撑表面的直径基本上等于管18的外径，在这种方式中，如果他们不进行焊接，管21和第二板22的管状零件26之间可嵌套和可配合滑动，。因此，在管状零件26与管21的焊接过程中，第二板22和支撑结构1之间的间隙可以调整，用来放置第二板22大致在第二密封屏障5的水平线上，而且，管21和管状零件26的嵌套使开口25定位于相对于所述管道以及第二板22的方向的中心。第一板20、管21以及第二板22之间的焊缝形成于它们全周长周围，用这种方式从而产生这些元件之间的密封。 [0064] 管21还延伸到圆形板20下方到支撑结构1上方的区域，一个金属环27具有内轮廓，用以焊接位于支撑结构上方区域的管21。该环27具有一平行于储罐壁的表面，以该歧管管道7的绝缘层11被固定在该表面上。圆形板20还包括两个孔28，用以分别焊接两个从管道13和14(未在图2中示出)。 [0066] 块29跨越在预制板12和第二板22上，从而形成在歧管管道7和预制板12之间的绝缘屏障的元件。类似预制板12，该块29包括支撑在第二密封屏障5的绝缘层31，该绝缘层31是通过一个上面板30穿过。 [0067] 预制板12与块29的上面板通过薄片金属板的形式支撑包括波纹32的主密封屏障3，这些波纹32形成弹性区域，用于吸收热收缩和静以及动态的压力。这种波纹或压花金属片密封屏障已特别在FR-A-1379651,FR-A-1376525,FR-A-2781557 and FR-A-2861060中进行了描述。主密封屏障3以密封的形式通过的L形截面的凸缘33来连接歧管管道7。该凸缘33焊接到薄板和岐管管道7上。 [0068] 参照图3，能够更详细地看出在图2所示的元件结构：在歧管管道7和管21穿过支撑结构1开口8的中心，管21通过四个分布在周围的定心垫片34定位在开口8的中心，并以平衡的方式支撑管21。这些定心垫片34用螺栓固定在支撑结构1上并且由高密度聚乙烯制成。定心垫片34能防止管21和歧管管道7的振动，从而使防止在第二屏障5内接合的恶化。 [0069] 一玻璃棉填充物35被引入壳体24中，第二板22被定位在管21从而使第二板22处于与第二密封屏障大致相同的水平位置。第二板的管状零件26焊接到管21，为了防止玻璃棉填充物35被点燃，热保护器(图中未显示)，被预先放置在填充物35和管21和管状零件26之间。这种填充物是多孔的，以使流体在位于主密封区域和次管道13和14之间的壳体中自由流动。 [0070] 管21周围设置了玻璃棉填充物的两个零件36，其均具有比所述第二板22更大的正方形外部轮廓，两个零件36中每个均具有半圆形状的内轮廓，从而在管21外支撑表面和管状零件26上进行支撑。 [0071] 第二绝缘屏障6，第二密封屏障5和主绝缘屏障4均通过预制板12进行制备。歧管管道7周围的每个面板12具有一个台阶式U形的整体形状，并带有一U形下绝缘块构成第二绝缘屏障，密封层17完全覆盖在绝缘块的上表面，一更小的U形上绝缘块38构成所述主绝缘屏障4的元件，从而留下位于下绝缘块37整个边缘区域的未覆盖的密封涂层32。该面板为了绝缘屏障可由粘合在一起的聚氨酯泡沫和胶合板预制。因此，下绝缘块37包括下面板15和绝缘泡沫层16和包括绝缘层18和上面板19的上绝缘块，两个U形预制板并列放置从而围绕璃棉填充物36的两个零件。每个预制面板12还包括烟筒42能够在装配期间来固定预制板12，使预制面板12用事先焊接在支撑结构1的螺栓固定。 [0072] 四个柔性带23中每个都固定并跨越第二板22的一侧，以及U形预制板12中未覆盖区域的密封层17。柔性带具有聚氨酯胶的帮助。图4更详细的显示了柔性带23的粘贴。两个第一柔性带23a固定并跨越在U形预制面板12的内部零件上，这两个柔性带23b固定并跨越在两个预制面板12以及被固定及跨越在两个柔性带23a的第一端部的第二板22因此，本发明的粘贴方法可靠，在装配过程中易于实现，简化了任何维修，由于一窄的粘粘贴区域促进了分离。此外，通过终止第二膜5可通过这种方式粘贴可自动完成。 [0073] 回到图3，可以看出四个块29位于柔性带上，从而完成主密封屏障。块29具有一圆弧形状以配合歧管管道7。该圆弧的直径大于岐管管道的直径，如图2中所示。这能够在管7和块29之间遗留一区域为了玻璃棉填充物(图中未显示)。 [0074] 然后，密封屏障的金属薄板固定到主绝缘屏障上。他们被定位从而使得波纹32交叉在主绝缘屏障的区域内，并且该歧管管道通过主绝缘屏障。在这种方式中，岐管管道7穿过的该地区基本上是平面，并能够进行布置并且能够与法兰盘33焊接。 [0075] 图5更精确的显示了图2和图3中的第二板22。刚性层带43固定在第二板22正方形零件的两侧和环形通道25之间。柔性密封层带23固定在刚性层上。以这样的方式，柔性层带23只能固定在刚性密封层上。 [0076] 图6显示了能使流体在波纹32和壳体24之间的流动的块29的结构。上面板包括一个直角狭槽44通过其上表面和下表面之间的面板。主密封屏障设置的过程中，两个相互垂直的波纹32叠加在该狭槽44上从而使位于波纹的流体朝向绝缘层18流动。该绝缘层还包括一连接狭槽46，对应于上面板的狭槽44，其中的三个平行的狭槽46在块的圆弧零件方向进行延伸并且在其上方打开。块29中的绝缘层18的狭槽45和46填充密度为22 kg/m3的玻璃棉。在这种方式中穿过上面板的气态流体可以流出主绝缘块在主绝缘块和岐管7之间的区域内流动。 [0077] 主绝缘块29的这种特定结构，圆形通道25、歧管管道和所述壳体24之间的间隔包括一多孔填充物35能够创建一电路用于促进其在主密封区域的流动，特别是从波纹32到次管道13和14，反之亦然。 [0078] 类似地，圆形开口8和管21之间的区域能够在第二区域和管10之间设置一流体电路，这些电路特别是使用氮气对储罐壁中的惰性气体进行处理。 [0079] 为了减少施加在歧管管道周围的接合上的压力，管道7通过管道7中的零件48来固定，并在相对于支撑结构1院里储罐的内部的方向隔离，以这种方式，歧管管道7在经历低温时的收缩等于第二绝缘屏障的收缩，第二绝缘屏障在该区域的水平位置上固定在第二板22上。之后储罐接合处的压力减小。这个锚包括焊接在密封管道7上的圆锥形金属元件49，圆锥形金属元件49停留在管10的支撑面上。 [0080] 虽然该实施例描述了上述穿过储罐顶壁的岐管管道，在另一实施例中，管道可以穿过储罐侧壁顶部的储罐壁。 [0081] 上述储罐可用于不同类型的装置，例如安装在陆地上或在一个浮动结构，例如甲烷油轮等等。 [0082] 参照图7，一个甲烷油轮70的剖视图显示了安装在船舶双壳体72内棱柱形状的密封和绝缘储罐71。储罐壁71包括主密封屏障意在与储罐中的液化天然气相接触，第二绝缘屏障设置在主密封屏障和船的双壳体内，以及两个绝缘屏障分别布置在主密封屏障和二级密封屏障以及第二密封屏障和双壳体72之间。 [0083] 在一种自身的方式，设置在船的上甲板管道的加载/卸载管道可以通过适当的连接方式连接到海上或岸上终端，从而将LNG货物从储罐71中转移或转移至储罐71。 [0084] 图7表示一个海上终端，其包括装载/卸载站75，一个海底管道76和一个陆地装置77。装载/卸载站75是一个固定的离岸装置，其包括移动臂74和用于支持移动臂74的塔78，移动臂74承载于装载/卸载管道73相连接的一捆绝缘柔性管道79，定向移动臂74适应于所有的甲烷油轮的船载荷计。一连接管道(图中未显示)，延伸至塔78的内部。装载和卸载站75能使甲烷油轮70卸载至陆上装置77或者从陆上装置77装载甲烷油轮70，后者装置包括液化气储罐80和由海底管道76连接到装载或卸载站75的连接管81。海底管道76使液化气在装载或卸载站75和陆上装置77之间很大的距离内转换传输，例如有5公里，这使甲烷油轮70保持在装载和卸载操作过程中离海岸有很大的距离。 [0085] 为了产生转换液化气体的所需的压力，可以使用在船70的船载泵和/或安装在陆上装置77的泵和/或装备于装载和卸载站75的泵。 [0086] 虽然本发明已结合特定实施例进行了描述，很明显，这决不限于此，并且它包含的本发明的范围之内其描述的方法和组合的所有技术等同物。 [0087] 使用的动词“包含”，“包括”和“包含”以及它们的结合形式并不排除那些权利要求中所述之外的其他存在元件或步骤。使用不定冠词“a”的一个元件或步骤，除非另有所述，不能排除多个这样的元件或步骤存在。 [0088] 在权利要求中，任何括号内的参考符号不应解释为对权利要求的限制。 [0089] 以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。 |
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