底部结构中具有中心毂的液化气体罐制造技术

本发明专利技术包括用于液化气的罐或者所谓的低温罐（１），该罐具有罐底结构（１０）和围绕所述罐底结构（１０）的周缘布置的罐壁结构（１１），所述罐底结构（１０）设置有罐底毂（２），该罐底毂（２）适于由罐支撑结构基底（２３）上的底毂保持件（２０）保持。该罐易于安装，生产成本低廉，并且以改进的方式来处理作用在其上的力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】底部结构中具有中心毂的液化气体罐导言世界范围的能源需求要求将大量燃料从其被发现的地方运输给消费者。当今在实 践中使用的其中一种最清洁最丰富的能源形式为天然气。主要的气田所在地通常与主要的 消费市场相距较远，从而需要将气体从气田运输至消费者。管道运输是可以考虑的运输方 式之一，然而管道系统非常昂贵并且难以用于长距离运输。因此船舶运输仍然是气体运输 (尤其是液化气体运输)应用中的实用解决方案。本专利技术通常涉及液化气体罐，例如LNG罐或LPG罐，但是在本说明书中通常采用术 语“低温罐(cryogenic tank)”。LNG通常以大气压下约_163°C的沸点保存在罐中，不断地 蒸发甲烷。为了减少蒸发，可以通过围绕罐壁设置绝热层来减少经过罐壁的热流。罐壁在 结构上必须得到支撑并且稳定，但是所有这些结构支撑部件都可以将热量导入罐中，从而 导致不希望的蒸发。因此为了降低热流，需要减少结构支撑部件穿过绝热层的总横截面积。 LNG罐和其它低温罐的通常问题在于在初始冷却和罐填充时发生的热收缩，以及如果LNG 因蒸发或排空而从罐中移除而可能发生的罐的热膨胀。LNG罐通常装设到预先建造好的船舶或油轮上，但是也可以直接安装到安装装置 上,例如浮式生产储油装置(FPSO，floating production and storage unit)和浮式储油 再气化单元(FSRU, floating storage and regasification unit)。对于这些应用，安装 简单作为甲板空间的可用性对于成本的降低是关键的。此外在工业应用中还有多种低温罐 的在岸应用。各种应用中存在不同的待解决问题，其中一些主要问题是气体的温度、挥发性 和毒性。针对这些应用提出了多种罐设计，所有这些设计都具有优点和缺点。进行低温填充过程时，当罐从环境温度冷却时，罐的底板结构和罐壁结构会在收 缩。在向罐填充液化天然气时，底板结构和罐壁结构的周缘下部会首先收缩，然后通过导热 性和通过引导液体和蒸发气体与罐壁的接触，罐壁会冷却并收缩。尤其对于LNG船舶罐(当 然对于一些陆地罐也一样)，需要防止罐在冷却过程中相对于基板侧向移动。对于船舶罐， 该侧向稳定性在航行过程中非常重要。低温内罐需要设计成能够容忍罐相对于支撑件的热 收缩。该热收缩是由于低温流体的低温而发生的，该低温流体会自然地降低罐本身和该罐 所固定于的支撑件的温度。除了在向罐填充低温流体时发生的罐收缩之外，在对罐进行清 空时罐也会相应地发生膨胀。热收缩的差异会导致在罐壁衬垫(liner plate)和罐壁桁梁式结构(girder structure)中以及在支撑舱结构中产生应变。LNG罐衬垫中的应变可能会导致裂缝的产 生，裂缝可能会导致LNG泄漏，而由于导致火灾、爆炸的风险和由于甲烷的毒性，LNG泄漏是 非常危险的。罐破裂及其导致的船中低温气体的泄漏可能还会导致船的灾难性损失，这是 因为这种船的结构钢并非设计用于暴露于这种低温中。对于海船和其它船，具有与因船的波浪作用或因船本身的运动而产生的LNG晃动 有关的主要问题。晃动可能导致罐的故障，因此罐应当设计为能够承受晃动作用。本专利技术 描述了应对上述一些挑战的使用方案。
技术介绍
US2905352显示了形成设置用于布置在船体中的稳定的罐系统的较早尝试，其中 该罐系统在船中静止的同时还允许罐根据稳定变化而收缩和膨胀。在罐下方布置有位于船 地板中的引导件，该引导件包括纵向布置的槽，该槽在船中沿长度方向延伸，而罐具有固定 在其底板上的相应的键，该罐布置为放置在船地板上，罐的键安装到槽中。US3612333在上述US2905352所示原理的基础上提供了进一步的改进，其中键、键 槽和支架位于容器的底部，并且其中键位于主要与罐的纵向中心线和横向中心线相应的线 上。授予Stafford、标题为“Support for LNG ship tanks”的美国专利 4013030 描述 了围绕罐的圆形水平部分布置的罐支撑系统。该支撑系统包括围绕罐的圆形水平部分间隔 设置的多个相同的支撑单元。每个支撑单元与罐连接，并且也与基部连接。每个支撑单元 具有底毂(bottom hub)，用于放置在相应的圆柱形轴套上。该轴套布置在船的基础上，并允 许相对于罐进行径向移动但不允许侧向移动。这允许罐进行收缩和膨胀，同时防止罐整体 侧向移动。授予Abe等人、标题为"Support structure for self-standing storage tank in liquefied gas carrier ship”的美国专利5531178描述了一种用于液化气棱柱罐，其中所 述罐布置在罐舱(tank compartment)中，并且罐的下方具有底部支撑件，允许罐在侧向进 行膨胀和收缩。该支撑结构设置有纵向移动限制件和侧向移动限制件，所述纵向移动限制 件沿横线布置，防止整个罐沿船的前后方向移动，所述侧向移动限制件沿船的中心线布置， 防止罐沿右舷-左舷方向移动。布置有多个用于承载罐的支撑点，该设计使得罐的安装相 当复杂。该支撑件会增加设计的重量，此外该支撑件看起来还以非对称的方式布置。缺乏 对称性会导致在冷却过程中应力分布不均勻。该设计还会将力矩荷载(moment load)传递 到船结构。US6971537描述了用于半膜罐壁的支撑布置，其中支撑组件为罐壁提供垂直支 撑，同时允许在水平方向的相对运动。该设计会导致在整个罐壁上出现实质上的集中载荷 (point load)，这是不必要的。该设计复杂且昂贵，从而增加了安装时间和成本，并增加了 将旧船只转化为LNG油轮的困难。德国专利1506761描述了一种运输LNG的方法，其中多个罐作为单个单元布置在 船体内，并且其中所述单元由多个柱座支撑，其中一些柱座围绕罐的周缘布置，并且其中具 有至少一个中心柱座。该设计使得横跨船只的舱壁必须能够处理罐顶上的滚动载荷(roll load)。这会增加重量、成本，并使得罐的建造复杂化。标题为“Tankschiff zum Transport von Fliissiggasen”的德国专利 1781041 描 述了用于棱柱罐的类似的支撑结构，其中在罐中心的下方布置有纵向移动限制件，在罐的 前后中心部分的下方布置有侧向移动限制件。限制件的支撑结构部分与限制件的罐底结构 之间的空间适于容纳锁止垫，当在向罐填充液化气时的冷却过程中罐收缩时，该锁止垫锁 定在适当位置。沿着罐舱的右舷侧和左舷侧布置有侧向移动限制件，该侧向移动限制件也 设置有锁止垫，用于在冷却时使罐与支撑结构结合。这是极其复杂的设计，并且需要非常精 细的加工来实现所要求的公差。从而该罐将非常昂贵。此外，该设计会将载荷从罐传递至 船结构，该载荷是不可控制的，并且在某些程度上是不可预测的。如果锁止垫被加热到高于罐的欲冷却操作温度以上的温度，则锁止垫将脱离结合，罐可能会以不可控制的方式在罐 舱内滚动。
技术实现思路
本专利技术旨在解决至少一些上述技术问题，本专利技术包括用于液化气的罐，该罐具有 支撑罐壁结构的罐底结构，所述罐壁结构围绕所述罐底结构的周缘布置，其中所述罐底结 构设置有中心罐底毂，该中心罐底毂适于被罐支撑结构基底上的底毂保持件保持，其中所 述中心罐底本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于液化气的罐（１），该罐（１）具有支撑罐壁结构（１１）的罐底结构（１０），其特征在于，所述罐底结构（１０）中具有中心毂（２），该中心毂（２）适于被罐支撑结构基底（２３）上的相应的毂保持件（２０）保持，所述毂保持件（２０）大致为所述罐底结构（１０）的平面中的所述中心毂（２）提供径向的保持力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：CS尼古拉森，HH诺尔，
申请(专利权)人：NLI创新公司，
类型：发明
国别省市：NO[挪威]