用于密封且隔热罐的隔热箱和填充该箱的方法与流程

本发明涉及用于储存和/或运输流体（诸如低温流体）的具有膜的流体密封隔热罐的领域。具有膜的流体密封隔热罐特别是用于储存液化天然气（lng），该液化天然气在大气压下储存在约-162℃。这些罐可以安装在陆地漂浮或漂浮装置上。在漂浮装置的情况下，罐可以用于运输液化天然气或用于容纳用作推进漂浮装置的燃料的液化天然气。本发明特别是涉及一种用于形成这种罐的隔热屏障的隔热箱和所述箱的填充。

背景技术：

1、在现有技术中，已知用于储存液化天然气的不透水且隔热罐，该不透水且隔热罐集成到支撑结构（诸如用于运输液化天然气的船舶的双层船体）中。通常，这种罐具有多层结构，该多层结构在厚度方向上从罐的外部到内部依次具有：次级隔热屏障、次级密封膜、主隔热屏障和主密封膜，该次级隔热屏障保持在支撑结构上，该次级密封膜抵靠在次级隔热屏障上，该主隔热屏障抵靠在次级密封膜上，该主密封膜抵靠在主隔热屏障上并旨在与容纳在罐中的液化天然气接触。

2、已知这种罐可以包括隔热箱，该隔热箱包括底板、顶板、侧板和内部隔板，底板、顶板、侧板和内部隔板界定了布置隔热材料的空间。

3、在使用中，罐的壁承受许多载荷。特别地，壁由于罐的负载而受到压缩力，在所述罐被冷却时而受到热应力，以及由于容纳在罐中的流体的动态冲击而受到力。

4、在公布文本fr3149947a1中，隔热材料是隔热垫的形式，该隔热垫包括隔热块，该隔热块的吸收压缩力的功能使得能够赋予隔热箱在所述箱的厚度方向上具有施加在隔热箱上的特别有利的压缩强度特性。可压缩材料条覆盖隔热块的侧表面并且以压缩状态布置，并且能够回弹来补偿隔热块的收缩。当隔热块由于热收缩现象而收缩时，最初处于压缩状态的可压缩隔热材料回弹，从而避免产生促进热传递的空隙。

技术实现思路

1、本发明的一个基本思想是提供一种隔热箱，该隔热箱限制了隔热垫的可压缩材料条与箱的内部隔板或侧板之间的空隙。

2、本发明背后的另一个思想是提供一种快速且简单的填充方法，该填充方法改善了隔热箱的生产性能。

3、本发明背后的另一个思想是提供一种填充方法，该填充方法使得能够获得具有更好隔热性的隔热箱。

4、根据一个实施例，本发明提供了一种用于旨在容纳液化气的密封且隔热罐的隔热箱，该隔热箱包括：

5、顶板和底板、以及分隔板，顶板和底板沿隔热箱的厚度方向间隔开，分隔板连接底板和顶板，以形成细分为多个隔室的内部空间，一个隔室具有填充隔室的隔热垫，隔热垫包括结构隔热块以及至少一个可压缩材料条，该结构隔热块从底板延伸到顶板，以吸收沿厚度方向施加在顶板上的压缩力，该至少一个可压缩材料条覆盖结构隔热块的侧表面，并且以压缩状态布置在结构隔热块和分隔板之间，

6、其中，至少一个可压缩材料条在附接部分处附接到结构隔热块，该附接部分至少延伸到结构隔热块的下部区域中，结构隔热块的下部区域被定位成相比顶板更靠近底板。

7、通过将可压缩材料条附接到隔热块的下部区域，可压缩材料条被固定到结构隔热块的下部区域。当填充隔热箱时，隔热垫从其下部区域到其上部区域插入到隔室中。由于隔热垫的下部区域由一体件（即结构隔热块和附接到结构隔热块的一个或多个可压缩材料条）形成，因此便于隔热垫插入到隔室中。这避免了在隔室中、在结构隔热块和一个或多个可压缩材料条之间以及在一个或多个可压缩材料条和分隔板之间出现间隙，该间隙将是隔热垫的插入不当造成的。因此，获得了隔热性提高的隔热箱。

8、根据一些实施例，这种隔热箱可以具有以下特征中的一个或多个。

9、结构隔热块可以由不同的材料制成。在一个实施例中，结构隔热块由聚合物泡沫，优选地纤维增强的聚氨酯泡沫制成。

10、在一个实施例中，附接部分在结构隔热块的面向底板的底表面上延伸。

11、根据一个实施例，附接部分在结构隔热块的由可压缩材料条覆盖的侧表面的下部部分上延伸。

12、在一个实施例中，可压缩材料条是第一可压缩材料条，并且结构隔热块的侧表面是结构隔热块的第一侧表面，隔热块具有平行六面体形状，隔热垫具有分别覆盖结构隔热块的第二侧表面、第三侧表面和第四侧表面的第二可压缩材料条、第三可压缩材料条和第四可压缩材料条，

13、第二可压缩材料条、第三可压缩材料条和第四可压缩材料条中的每一个在附接部分处附接到结构隔热块。

14、隔室和相关联的结构隔热块可以具有不同的形状。根据实施例，隔室和相关联的结构隔热块可以是具有多边形表面的平行六面体的形式，优选地是直平行六面体的形式。

15、根据实施例，隔热垫可以包括多个可压缩材料条，多个可压缩材料条介于结构隔热块的一个和多个侧表面之间，例如，结构隔热块的侧表面的数量等于四个。

16、在一个实施例中，附接部分在结构隔热块的由至少一个可压缩材料条覆盖的该侧表面或每个侧表面的下部部分上延伸，该侧表面或每个侧表面的下部部分从侧表面的最靠近底板的端部延伸到一预定高度。

17、在一个实施例中，附接部分包括用于将可压缩材料条附接到结构隔热块的胶水层或胶带层。

18、有利地，预定高度为至少20mm，优选地不超过60mm。

19、一个或多个可压缩材料条可以由不同的材料制成。在实施例中，该可压缩材料条或每个可压缩材料条包括可压缩纤维层，该可压缩纤维层可以由以下材料之一形成：玻璃棉、岩棉和聚酯填料。优选地，可压缩纤维层的材料是玻璃棉。根据一个实施例，该可压缩材料条或每个可压缩材料条包括可压缩纤维层和覆盖片。有利地，覆盖片至少部分地覆盖可压缩纤维层的远离结构隔热块的表面。

20、有利地，两个所述可压缩材料条覆盖结构隔热块的两个相对的侧表面，并且每个可压缩材料条包括可压缩纤维层，覆盖片在两个可压缩纤维层的远离结构隔热块的表面上和在结构隔热块的面向底板的底表面上一体地延伸。

21、在一个实施例中，覆盖片附接（例如，胶合或钉合）到结构隔热块的底表面。

22、在一个实施例中，该可压缩材料条或每个可压缩材料条包括可压缩纤维层和两个覆盖片，每个覆盖片至少部分地覆盖可压缩纤维层的远离结构隔热块的表面和可压缩纤维层的覆盖结构隔热块的表面。

23、根据一个实施例，覆盖片包括从牛皮纸、塑料膜（例如pvc）和金属箔（例如铝）中选择的材料，特别是包括从牛皮纸、塑料膜和金属箔中选择的至少一层的多层材料。

24、在一个实施例中，覆盖片部分地覆盖可压缩纤维层的远离结构隔热块的表面，纤维层的表面包括覆盖区域和自由区域，该覆盖区域由覆盖片覆盖，该自由区域从覆盖片的一个端部延伸到可压缩纤维层的表面的上端部和/或下端部。

25、根据一个实施例，自由区域在隔热箱的厚度方向上的尺寸介于3mm至35mm之间，优选地介于3mm至25mm之间。根据实施例，自由区域在隔热箱的厚度方向上的尺寸大于5mm或甚至大于7mm。在一些实施例中，自由区域在隔热箱的厚度方向上的尺寸小于30mm，或小于20mm，或小于15mm。

26、在一个实施例中，分隔板包括沿底板和顶板的边缘布置的侧板和在侧板之间延伸的内部隔板。

27、根据一个实施例，本发明还提供了一种用于填充隔热箱的填充方法，该方法包括以下步骤：

28、•提供箱骨架，该箱骨架包括底板和分隔板，分隔板从底板沿隔热箱的厚度方向突出，以形成细分为多个隔室的内部空间；

29、•提供隔热垫，该隔热垫包括结构隔热块和至少一个可压缩材料条，该至少一个可压缩材料条覆盖结构隔热块的侧表面，该至少一个可压缩材料条在附接部分处附接到结构隔热块，该附接部分至少延伸到结构隔热块的下部区域中；

30、•提供插入工具，该插入工具包括刚性框架，该刚性框架具有下表面，该下表面旨在布置在围绕所述隔室的分隔板的支承表面上，支承表面是在隔热箱的厚度方向上与底板相对的表面，刚性框架的至少一侧具有倾斜侧表面，该倾斜侧表面朝向刚性框架的底表面并且朝向刚性框架的内侧延伸；

31、•将插入工具定位在箱骨架上，使得刚性框架围绕隔室；

32、•通过将隔热垫插入穿过刚性框架而将隔热垫插入到隔室中，使得结构隔热块的下部区域面向底板，隔热垫的至少一个可压缩材料条在插入期间通过在倾斜侧表面上滑动而朝向结构隔热块被压缩，进行插入直到结构隔热块抵靠在底板上。

33、与隔室和结构隔热块类似，刚性框架可以具有各种形状，包括与隔室和相关联的结构隔热块的轮廓相对应的任何多边形轮廓。因此，例如，刚性框架可以具有三角形轮廓、矩形轮廓或六边形轮廓。优选地，刚性框架、隔室和相关联的结构隔热块的轮廓形状是矩形的。

34、根据一个实施例，刚性框架的倾斜侧表面包括弯曲部分，该弯曲部分具有朝向底板增大的倾斜度，弯曲部分至少延伸至刚性框架的下表面的水平处。

35、由于弯曲部分的增大的倾斜度，可以在插入移动期间对可压缩材料条施加渐进压缩，这提高了材料的寿命并避免了冲压损坏。

36、根据一个实施例，倾斜侧表面包括平坦的上部部分，弯曲部分在平坦的上部部分下方。

37、在一个实施例中，插入工具包括定位凸缘，该定位凸缘从刚性框架的底表面朝向底板延伸。定位凸缘的表面与分隔板的侧表面接触，以将插入工具定位在箱骨架上，分隔板的侧表面面向箱骨架的内部空间的内侧或外侧。

38、根据一个实施例，定位凸缘具有两个垂直元件，并且定位凸缘的所述表面与箱骨架的两个垂直分隔板的侧表面接触。

39、由于这些特征，可以将插入工具在箱骨架的长度方向和宽度方向上定位，这确保了插入工具的精确定位。

40、根据一个实施例，定位凸缘从刚性框架的角部区域的下表面延伸，定位凸缘的所述表面在隔热箱的角部区域中与隔热箱的两个侧板的外侧表面接触。

41、在一个实施例中，插入工具包括由插入杆形成的网格，插入杆限定用于围绕相应隔室的多个刚性框架，每个插入杆包括下表面，该下表面支撑在分隔板的与底板相对的上表面上。

42、由于这些特征，插入工具的尺寸可以被确定成使得能够填充隔热箱的多个隔室或甚至所有隔室，而无需对插入工具进行重新定位。

43、根据一个实施例，所述插入杆包括两个倾斜侧表面，两个倾斜侧表面朝向插入杆的下表面并且分别朝向第一刚性框架和第二刚性框架的内部延伸，插入杆共同形成第一刚性框架的一侧和第二刚性框架的一侧，该方法包括以下步骤：

44、通过将第一隔热垫插入穿过第一刚性框架而将第一隔热垫插入到箱骨架的第一隔室中，并且通过将第二隔热垫插入穿过第二刚性框架而将第二隔热垫插入到箱骨架的第二隔室中，第一隔热垫的可压缩材料条在插入期间通过在第一倾斜侧表面上滑动而朝向第一隔热垫的结构隔热块被压缩，并且第二隔热垫的可压缩材料条在插入期间通过在第二倾斜侧表面上滑动而朝向第二隔热垫的结构隔热块被压缩。

45、根据一个实施例，本发明提供了一种旨在容纳液化气的密封且隔热罐，该罐包括罐壁，该罐壁包括：旨在固定到支撑结构的隔热屏障、以及固定在隔热屏障上的密封膜，隔热屏障包括上述隔热箱。

46、因此，当罐容纳液化气（诸如lng）时，液化气的蒸发速率（也称为“蒸发速率（boil-off rate，b.o.r.）”）降低。

47、根据一个实施例，本发明提供了一种用于运输冷液体产品的船舶，该船舶具有双层船体和上述罐，该罐被布置在双层船体中。

48、根据一个实施例，本发明提供了一种用于转移冷液体产品的系统，该系统包括上述船舶、隔热管道以及泵，该隔热管道被布置成使得隔热管道将船舶的罐连接到漂浮或岸上储存设备，该泵用于将冷液体产品的流输送通过隔热管道，以从漂浮或岸上储存设备到船舶的罐或从船舶的罐到漂浮或岸上储存设备。

49、根据一个实施例，本发明提供了一种用于使用上述船舶的方法，其中，液化气被引导通过隔热管道，以从漂浮或岸上储存设备到船舶上的罐或从船舶上的罐到漂浮或岸上储存设备，以进行船舶的装载或卸载。