适合制造密封罐中的隔热壁的隔热单元制造技术

一种平行六面体隔热单元(207)包括：矩形底板(315)、平行于所述底板并且在所述隔热单元的厚度方向上与所述底板间隔开的矩形顶板(316)，布置在所述底板与所述顶板之间的多个承载柱(317)，所述承载柱在所述厚度方向上纵向延伸，并且具有相对于所述隔热单元的长度和宽度小尺寸的横截面，以及布置在所述底板与所述顶板之间以及所述承载柱之间的绝热填充物，在所述底板的角部区域与所述顶板的对应的角部区域之间在所述厚度方向上延伸的四个角柱(240)包括第一腹板和垂直于所述第一腹板的第二腹板。第一腹板的外部边缘具有肩部表面(49)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】适合制造密封罐中的隔热壁的隔热单元
本专利技术涉及用于储存和/或运输诸如低温流体的流体的密封且隔热的膜式罐的领域。密封且隔热的膜式罐尤其用于储存在大气压下在-162℃左右储存的液化天然气(LNG)。这些罐可以安装在陆地上或浮式结构上。
技术介绍
在低温液化气的储存罐中，罐壁的一个基本功能是使货物隔热，以限制会引起货物蒸发的热通量，以及在轮船的罐的情况下，保护船壳免受低温温度的影响。然而，罐壁还需要承受货物的流体动力学载荷，这因此意味着抗压强度。实现这些功能的一种可能选择是用一层均质材料来制作罐壁，该均质材料既隔热又在结构上耐压。这样的罐的示例可以在文献中获得，例如从出版物US-A-4116150和WO-A-2013124573中获得。然而，这些示例中使用的隔热材料，即增强聚氨酯泡沫，成本高。另外，难以找到在机械强度和绝热性上均优化的结构隔热材料。另一种可能的选择是使用包括机械强度承载部和布置在承载部之间的隔热材料的异质隔热单元来制作罐壁。因为在这样的情况下隔热材料至少部分地减轻了流体动力学载荷，所以隔热材料的可能选择更广。这样的罐的示例可以在文献中获得，例如从出版物FR-A-2867831、FR-A-2989291和WO-A-2013182776中获得。在FR-A-2867831中，隔热单元是具有平行的内部隔板的盒子，所述内部隔板界定填充有膨胀珍珠岩或气凝胶的隔室。在FR-A-2989291中，隔热单元是填充有纤维材料的类似的盒子。在一个实施方式中，使用小横截面的柱代替平行隔板。在WO-A-2013182776中，提出在承载柱之间浇注隔热泡沫。在每一种情况下，由这样的隔热单元所传递的总的热通量是由承载部所传递的通量和由中间的隔热材料所传递的通量二者的结果。FR-A-3004512描述了一种用于形成罐壁的隔热层的平行六面体绝热沉箱，在这种沉箱中，柱的横截面可以是十字形。
技术实现思路
本专利技术的一个想法是提供一种隔热单元，该隔热单元的至少某些承载部由具有良好的机械强度的薄材料制成，以便使非结构隔热材料所占的体积最大化。为此，本专利技术提供了一种平行六面体隔热单元，该平行六面体隔热单元适合在冷液体的储存罐中形成隔热壁，隔热单元包括：矩形底板，平行于底板并且在隔热单元的厚度方向上与底板间隔开的矩形顶板，布置在底板与顶板之间的多个承载柱，承载柱在厚度方向上纵向延伸，并且具有相对于隔热单元的长度和宽度小尺寸的横截面，以及布置在底板与顶板之间以及承载柱之间的绝热填充物。根据实施方式，这样的隔热单元可以具有以下特征中的一个或多个。呈现合适的强度的各种材料可以用于顶板，例如不同类型的胶合板或复合材料。优选地，顶板由致密的胶合板制成。致密的胶合板可以用浸渍有大量热固性树脂的木质层获得，例如使用榉木、松木或桦木。优选地，致密的胶合板的密度大于或等于0.9。相比之下，普通胶合板的典型密度为约0.7。这样的致密的胶合板在成本价格、机械强度和隔热性方面提供了令人满意的性能。例如，顶板的厚度可以是约5mm。相似的考虑可以应用于底板。为了使通过传导的热通量最小化，优选地限制承载柱的横截面。然而，考虑到承载柱旨在承受流体静力学载荷和流体动力学载荷并将其从顶板传递到承载壁，如果存在过度集中的压缩应力，则可能存在顶板和/或底板被刺穿的风险。另外，承载柱易于在顶板和/或底板中形成弯曲应力。为了减小应力和刺穿的风险，可以在承载柱与顶板和/或底板之间的连接处使用各种载荷分散元件。根据一个实施方式，隔热单元进一步包括布置在承载柱与顶板或底板之间的喇叭形的载荷分散部件，在每种情况下，载荷分散部件包括面向承载柱的较小横截面的表面和面向顶板或底板的较大横截面的表面。根据一个实施方式，承载柱布置成在隔热单元的长度方向上延伸的多排，隔热单元进一步包括布置在承载柱与顶板之间的载荷分散梁，载荷分散梁在隔热单元的长度方向上取向，并且在每种情况下搁置在一排承载柱上。根据一个实施方式，在每种情况下，载荷分散梁具有面向承载柱的较小横截面的表面和面向顶板的较大横截面的表面。梁可以类似地在底板处使用。此外，可以在隔热单元的角部处设置各种结构。根据一个实施方式，隔热单元包括在底板与顶板之间在厚度方向上延伸的四个角柱，在每种情况下，角柱布置在底板的角部区域与顶板的对应的角部区域之间，并且包括从角部沿着底板和顶板的纵向边缘在隔热单元的长度的一部分上延伸的纵向腹板以及从角部沿着底板和顶板的横向边缘在隔热单元的宽度的一部分上延伸的横向腹板。这样的角柱在隔热单元的长度方向和宽度方向上具有相对高的惯性矩，这有利于抗拒平行于顶板和底板的隔热单元的潜在剪切应力。可替代地，在每种情况下布置在底板的角部区域与顶板的对应的角部区域之间的角柱包括从角部沿着底板和顶板的角部的平分线延伸直至处于隔热单元内侧的内部端的平分腹板和垂直于平分腹板的反向平分腹板，反向平分腹板固定至平分腹板的内部端并且在顶板和底板的横向边缘与纵向边缘之间倾斜地延伸。凭借这些特征，角柱具有出色的抗弯曲性。有利地，在这种情况下，每个平分腹板沿着隔热单元的厚度方向依次包括与底板接触的较宽的下部和与顶板接触的较窄的上部，使得面向底板的角部的平分腹板的外边缘具有肩部表面，该肩部表面处于较宽的下部和较窄的上部之间并且垂直于或者倾斜于隔热单元的厚度方向。在这种情况下优选地，顶板的角部区域包括切口，该切口处于与平分腹板的肩部表面竖直对齐，以便形成允许接近肩部表面的接近窗口。由此，可以接近与肩部表面协作的保持构件，以将隔热单元固定在罐壁中。根据一个优选实施方式，每个平分腹板包括垂直于隔热单元的厚度方向的上表面，并且顶板的角部区域包括切口，该切口处于与平分腹板的上表面竖直对齐，以便形成处于与平分腹板的上表面对齐的锪孔面，而平分腹板的上表面抵靠顶板固定。根据另一个实施方式，每个平分腹板包括垂直于隔热单元的厚度方向的上表面，并且顶板的角部区域包括切口，该切口处于与平分腹板的上表面的外部竖直对齐，以便形成允许接近平分腹板的上表面的外部的接近窗口，而平分腹板的上表面的内部抵靠顶板固定。由此，可以在平分腹板的上表面的外部接近与其协作的保持构件，以将隔热单元固定到罐壁中。在这种情况下，优选地，每个平分腹板具有梯形形状，该梯形形状具有在顶板的角部的平分线的方向上较宽的上端和在底板的角部的平分线的方向上较窄的下端。凭借平分腹板的这种逐渐变窄，可以减少对应的热桥。如果梯形形状不延伸到平分腹板的端部，也可以获得热桥的这种减少。根据一个实施方式，次级隔热单元的每个平分腹板具有梯形形状，该梯形形状具有在顶板的方向上较宽的部分和在次级隔热单元的底板的方向上较窄的部分。对于隔热单元的绝热填充物，可以使用不同的材料，尤其包括玻璃棉、岩棉、丝棉、纤维材料、珍珠岩、膨胀珍珠岩、低密度聚合物泡沫、气凝胶等。根据一个实施方式，使用粒状或粉末状隔热材料。为此，设置侧壁，以封闭隔热单元的四个侧面。这些侧壁可以由薄而轻质的材料制成，诸如织物或非常薄的胶合板。可替代地，如果它们同时也必须执行承受载荷的功能，则这些侧壁可以由较厚的材料制成。根据一个实施方式，隔热单元的底板被分成多个矩形底部，底部沿着隔热单元的宽度方向并置，在每种情况下，在沿着隔热单元的整个长度并置的两个底部之间形成间隙，隔热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平行六面体隔热单元(203、207)，适合在冷液体的储存罐中形成隔热壁，所述隔热单元包括：矩形底板(215、315)，平行于所述底板并且在所述隔热单元的厚度方向上与所述底板间隔开的矩形顶板(316、416)，布置在所述底板与所述顶板之间的多个承载柱(217、317)，所述承载柱在所述厚度方向上纵向延伸，并且具有相对于所述隔热单元的长度和宽度小尺寸的横截面，以及布置在所述底板与所述顶板之间以及所述承载柱之间的绝热填充物，所述隔热单元进一步包括在所述底板(215、315)与所述顶板(316、416)之间在所述厚度方向上延伸的四个角柱(240)，在每种情况下，角柱布置在所述底板的角部区域与所述顶板的对应的角部区域之间并且包括第一腹板和垂直于所述第一腹板的第二腹板，其特征在于，每个第一腹板沿着所述隔热单元(203、207)的厚度方向依次包括：较宽的下部(47、346)和较窄的上部(48、348)，使得所述第一腹板的外边缘具有肩部表面(49、349)，所述肩部表面(49、349)处于所述较宽的下部与所述较窄的上部之间并且垂直于或者倾斜于所述隔热单元的厚度方向，其中所述第一腹板是平分腹板(241、341)，所述平分腹板(241、341)从角部沿着所述底板和所述顶板的角部的平分线延伸直至处于所述隔热单元内侧的内部端，所述平分腹板的具有所述肩部表面的外边缘面向所述底板的角部，所述第二腹板是垂直于所述平分腹板的反向平分腹板(42、242)，所述反向平分腹板固定至所述平分腹板的内部端(45)并且在所述顶板和所述底板的横向边缘和纵向边缘之间倾斜地延伸，并且其中所述顶板(316、416)的角部区域包括切口(53、353)，所述切口(53、353)处于与所述平分腹板的所述肩部表面(49、349)竖直对齐，以便形成允许从所述顶板沿所述厚度方向接近所述肩部表面的接近窗口。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.15 FR PCT/FR2015/0535071.一种平行六面体隔热单元(203、207)，适合在冷液体的储存罐中形成隔热壁，所述隔热单元包括：矩形底板(215、315)，平行于所述底板并且在所述隔热单元的厚度方向上与所述底板间隔开的矩形顶板(316、416)，布置在所述底板与所述顶板之间的多个承载柱(217、317)，所述承载柱在所述厚度方向上纵向延伸，并且具有相对于所述隔热单元的长度和宽度小尺寸的横截面，以及布置在所述底板与所述顶板之间以及所述承载柱之间的绝热填充物，所述隔热单元进一步包括在所述底板(215、315)与所述顶板(316、416)之间在所述厚度方向上延伸的四个角柱(240)，在每种情况下，角柱布置在所述底板的角部区域与所述顶板的对应的角部区域之间并且包括第一腹板和垂直于所述第一腹板的第二腹板，其特征在于，每个第一腹板沿着所述隔热单元(203、207)的厚度方向依次包括：较宽的下部(47、346)和较窄的上部(48、348)，使得所述第一腹板的外边缘具有肩部表面(49、349)，所述肩部表面(49、349)处于所述较宽的下部与所述较窄的上部之间并且垂直于或者倾斜于所述隔热单元的厚度方向，其中所述第一腹板是平分腹板(241、341)，所述平分腹板(241、341)从角部沿着所述底板和所述顶板的角部的平分线延伸直至处于所述隔热单元内侧的内部端，所述平分腹板的具有所述肩部表面的外边缘面向所述底板的角部，所述第二腹板是垂直于所述平分腹板的反向平分腹板(42、242)，所述反向平分腹板固定至所述平分腹板的内部端(45)并且在所述顶板和所述底板的横向边缘和纵向边缘之间倾斜地延伸，并且其中所述顶板(316、416)的角部区域包括切口(53、353)，所述切口(53、353)处于与所述平分腹板的所述肩部表面(49、349)竖直对齐，以便形成允许从所述顶板沿所述厚度方向接近所述肩部表面的接近窗口。2.一种密封并且隔热的罐，包括保持在支承结构(1)上的罐壁，所述罐壁在厚度方向上从所述罐的外侧朝向内侧包括保持在所述支承结构上的次级隔热层(2)、保持在所述次级隔热层上的次级密封膜(5)、保持在所述次级密封膜上的初级隔热层(6)以及保持在所述初级隔热层上的初级密封膜(9)，其特征在于，所述次级隔热层基本上由多个如权利要求1所述制造的并且按照重复图案并置的次级隔热单元(203)组成，并且所述初级隔热层基本上由按照重复图案并置的多个初级隔热单元组成，所述初级隔热单元在所述罐壁的厚度方向上与所述次级隔热单元对齐，所述罐壁进一步包括在所述次级隔热单元的角部处附接至所述支承结构的保持构件(4、8、204、208)，在每种情况下，保持构件(4、8；204、208)与四个相邻的次级隔热单元(203)协作以将相邻的次级隔热单元保持在支承结构上，并且与同所述相邻的次级隔热单元层叠的四个初级隔热单元协作以将所述初级隔热单元保持在所述次级密封膜上。3.根据权利要求2所述的罐，其中，在每种情况下，所述保持构件(204)包括次级支承元件(51)，所述次级支承元件(51)保持支承抵靠四个次级隔热单元(203)中的每一个的平分腹板的肩部表面(349)。4.根据权利要求2或3所述的罐，其中，所述初级隔热单元(207)如权利要求1所述地制造，并且其中在每种情况下，所述保持构件(208)包括初级支承元件(52)，所述初级支承元件(52)保持支承抵靠四个初级隔热单元(207)中的每一个的平分腹板的肩部表面(49)。5.一种密封并且隔热的罐，包括保持在支承结构(1)上的罐壁，所述罐壁在厚度方向上从所述罐的外侧朝向内侧包括保持在所述支承结构上的次级隔热层(2)、保持在所述次级隔热层上的次级密封膜(5)、保持在所述次级密封膜上的初级隔热层(6)以及保持在所述初级隔热层上的初级密封膜(9)，其特征在于，所述次级隔热层基本上由按照重复图案...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·克里米埃尔，
申请(专利权)人：气体运输技术公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR