液体稳定设备制造技术

提供一种用于稳定容纳在罐（1）中的液体的设备，该设备包括布置成在所述液体的自由表面上漂浮的挡板（10）以及约束部（20，30），该约束部（20，30）用于联接所述挡板（10）和所述罐（1），以便抑制所述挡板（10）来抵抗相对于所述罐（1）的倾斜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于稳定容纳在罐中的液体的设备，更具体而言但不限于，液化天然气(LNG)罐，以便抑制罐中液体的晃动。
技术介绍
作为最清洁矿物燃料，天然气的使用已快速增长为全球重要能源。在其近似为-162°C的液态，液化天然气(LNG)比在其气态时更易于运输和存储。为了满足渐增的需求，已建造了许多LNG船和终端设备。例如，新加坡正在建造成本约为15亿美元的LNG终端设备。有替代自支撑存储系统而使用薄膜罐的趋势，这主要是由于薄膜罐更为有效地利用壳形这一事实。令空间应用最大化是海船的重要设计考虑因素。通常，棱柱形的薄膜型罐比诸如球形的其他形状与船体的形状更兼容。建造薄膜 型LNG船的成本高达16(Γ200百万美元。更低成本的海运和再气化工厂已有助于推进制造具有更大LNG罐的更大LNG运输设备。需要良好的热绝缘以使LNG通过蒸发的损失最小化。罐的绝缘壁典型地由两层薄膜和两层绝缘材料组成，其中最内层为薄膜层。考虑到LNG罐的大尺寸，在风大浪急的海面运动期间，部分填充的罐中的晃动会较剧烈，并会对薄膜层造成损坏。特别地，自由表面的强烈晃动和压力波动会增加疲劳，并对薄膜罐不利。如果没有检查，则晃动还会引起船在剧烈海况时的不稳定。由于对更大LNG罐和操作中更大柔性的渐增要求，LNG晃动的问题，特别是在部分填充的罐中的晃动问题必须进行解决，以在对罐壁的损坏以及不利影响船稳定性方面减少所起作用。有若干专利申请被提出来解决晃动问题，示例为W0/2009/072681和JP2009018608。在由Jin (2009)提交的专利申请W0/2009/072681中，通过将LNG罐的整个空间分离成若干小隔间来减少晃动。该思想为每个小隔间中的晃动不及在大罐中剧烈。该设计需要在NLG罐内建造隔断壁并增加舱壁和支座部。每个舱壁将LNG罐的空间分隔成左空间和右空间来减少晃动。支座部用于将舱壁紧固到LNG罐的第一绝缘层。因而，该设计需要明显更改罐的结构和布局。而且，与支撑船体接触的隔断壁将造成明显的热泄漏问题(即从外到内的热传递)。由Shinkichi (2009)提交的专利申请JP2009018608旨在通过使棱柱罐保持在完全装载条件来缓解LNG晃动。也就是，薄膜型LNG罐的填充水平总是保持为大于罐高度的95%。当填充水平下降时，存储在专用罐中的LNG将被转移到薄膜型罐，以重新获得大于罐高度的95%的水平。球形的专用罐因而在克服晃动方面比棱柱形罐更好。然而，该设计需要增加球形罐以及实质性更改船的结构或布局。另外，需要额外的管道系统将LNG从每一个矩形罐转移到专用球形罐。本专利技术提出一种用于稳定容纳在罐中的液体的解决方案，同时减轻上述问题中的至少一个。
技术实现思路
一般来说，本专利技术提供一种液体稳定设备和约束部，该液体稳定设备通过将液体自由表面限制在漂浮挡板下方来抑制晃动，约束部防止挡板不受控制地移动。在第一方面，本专利技术提供一种用于稳定罐中的液体的设备，该设备包括布置成在所述液体的自由表面上漂浮的挡板以及约束部，该约束部用于联接所述挡板和所述罐，以便约束所述挡板来抵抗相对于所述罐的倾斜。当在所述液体的自由表面上漂浮时，所述挡板可部分地或完全浸没在所述液体中。利用所述约束部，所述挡板被防止或阻止在容器中不受控制地移动。特别地，所述 挡板的倾斜运动被限制，从而通过挡板抑制液体的横向冲击。进一步，还可限制所述挡板的横向漂移运动，并且可防止所述挡板冲击所述罐的侧壁。在第一实施例中，所述约束部可包括连接构件，所述连接构件具有第一端和第二端，第一端连接到所述挡板，同时防止所述挡板相对于所述第一端旋转，第二端连接到锚固部，所述锚固点可位于所述罐的底部或罐壁或所述罐的其他内端面处，或者位于其他这种方便加固的位置处，以便防止对锚固点的损坏或失效。在第二实施例中，所述连接构件可包括多个缆索，该多个缆索具有连接到所述挡板上的多个点的第一端，以便将所述挡板约束在基本水平面中。所述约束部可进一步包括高度调节装置，用于调节所述缆索的长度，以便使所述挡板适应于不同的液位。所述高度调节装置例如可包括允许从锚固点调节所述缆索的第二端的设备。这种设备可包括滑轮组、转动该滑轮的接绳器或缆索张紧轮。锚固点可包括滑轮，该滑轮引导所述缆索的第二端向上通过所述挡板中的孔口至所述罐的顶部，并且所述高度调节装置包括用于从所述罐的所述顶部拉伸所述缆索的所述第二端的设备。在第三实施例中，所述约束部可进一步包括辅助缆索，该辅助缆索锚固在所述罐的顶部或其他罐壁处，以便将所述挡板固定就位，由此限制或防止所述挡板碰撞所述罐的内表面。在第四实施例中，所述连接构件可包括两组固定长度的缆索，每一组缆索的第一端连接到一个挡板上的多个点。第一组缆索的另一端连接到所述罐的底部上的锚固点，而第二组缆索的另一端连接到罐的顶部上的锚固点。在此实施例中，挡板在罐中固定就位，并且可不需要调节缆索长度。如果在极端条件下运动较大，两组缆索还防止挡板碰撞内表面。在这种固定长度缆索的替代方案中，如果必要可在同一罐中使用两个或更多的挡板。在此情况下，挡板能够平行放置，并且利用缆索而连接，从而在彼此之间提供预定空隙。所述挡板可为平坦构件的形式，其可具有覆盖所述罐的水平横截面面积的大部分的尺寸。更具体地，所述挡板可覆盖所述液体的近似50%的自由表面。所述平坦构件可包括金属框架。框架中的间隙空间可填充有一材料，该材料具有的密度小于所述液体的密度。可替代地，所述平坦构件可为加外框的网，该网具有一系列孔口，液体可流动通过该孔口并因此消耗能量，或者所述平坦构件可为具有金属框架的聚苯乙烯板。进一步的变型可包括不同于单个挡板的若干挡板。有效地，罐面积被分成若干子面积，每个子面积将具有用于稳定液体的挡板。则会将减少缆索拉力及其尺寸。该实施例在罐非常大时可极为有用，因而避免构造类似较大挡板的需要。附图说明关于例示本专利技术的可能布置的附图，将便于进一步描述本专利技术。本专利技术的其他布置也是可以的，因此，附图的特殊性不应理解成取代本专利技术前述描述的概括性。图I为典型的LNG罐和根据本专利技术第一实施例的液体稳定设备的透视图。图2A为图I所示的设备和罐的俯视图。图2B为设备和罐沿图2A的A_A’线的剖视图。图3显示挡板的构造的示例。·图4A显示根据本专利技术第二实施例的高度调节装置的布置。图4B显示根据本专利技术第三实施例的辅助缆索以及高度调节装置的布置。图4C显示根据本专利技术第四实施例的具有固定长度缆索的挡板布置的示例。在该图中，为了例示显示出两个挡板。图5例示液体在图I所示的液体稳定设备的作用下的流动。图6A至6F为在各个实验条件下被激发的液体的瞬态图。图7A和7B为在各个实验条件下罐的底部上的压力的波形。具体实施例方式根据本专利技术一个实施例的约束漂浮挡板(CFB)被例示在图I中。该漂浮挡板位于棱柱形的典型LNG罐I内。棱柱形LNG罐I包括均由绝缘壁形成的底板2、侧壁4和顶部6。LNG罐的宽度和高度可大约为30m。绝缘壁可由初级膜、初级绝缘层、次级膜和次级绝缘层形成。每个膜由厚度为Imm或更小的因瓦钢板制成。绝缘箱典型地由胶合板制成并填充有珍珠岩。作为示例，总厚度可近似为O. 5m。液体稳定设备可包括挡板10和约束部，约束部在此情况下为将挡板10连接锚定点30的多个缆索本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：高灿吉，高咪咪，罗超，
申请(专利权)人：新加坡国立大学，
类型：
国别省市：