LNG薄膜罐的绝热屏蔽结构的制作方法

本发明涉及低温液化气体储运，尤其是指一种lng薄膜罐的绝热屏蔽结构。

背景技术：

1、lng薄膜罐在约-162℃的超低温条件下储存和运输液化天然气，罐体采用多层复合结构，由外至内依次包括次绝热模块、次屏蔽层、主绝热模块和主屏蔽层。为适应低温工况下的热胀冷缩以及船体变形，主屏蔽层和次屏蔽层采用带有波纹的金属薄膜板结构，利用波纹吸收因温度变化引起的收缩变形以及船体梁在波浪中的弯曲变形，从而避免屏蔽层因过度拉伸或压缩而破坏。

2、lng薄膜罐的现有设计中，主绝热模块通常采用聚氨酯泡沫板或胶合板等材料制成，由于次屏蔽层上设有朝向主绝热模块方向凸起的波纹，主绝热模块上需要开设相应的避让槽，以容纳次屏蔽层的凸起波纹。避让槽为空槽结构，整体载荷在避让槽处失去有效支撑；在lng罐体承受液体重量、船体变形及温度交变等载荷时，载荷会集中作用于避让槽的槽内侧壁，尤其是侧壁与顶壁的连接处，该连接处因几何突变而产生应力集中，成为结构的薄弱环节。长期运行后，避让槽的槽壁容易发生疲劳破坏，进而导致位于该区域的次屏蔽层受损，次屏蔽层为金属薄膜板，一旦破坏会直接影响罐体的密封功能，严重时甚至危及整个罐体结构的安全。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种lng薄膜罐的绝热屏蔽结构，通过加强块分散和传递载荷，利用间隙补偿垂直方向的热膨胀差异，并通过滑动自由度释放水平方向的热应力，从而保护绝热模块和屏蔽薄膜，维持罐体的密封功能。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种lng薄膜罐的绝热屏蔽结构，包括层叠设置的绝热模块和屏蔽薄膜，所述屏蔽薄膜上形成有朝向所述绝热模块凸出的波纹部，所述绝热模块朝向所述屏蔽薄膜一侧设有避让槽，还包括加强块，所述加强块装配于所述避让槽内；

3、所述加强块的支撑强度大于所述绝热模块的支撑强度；

4、所述加强块具有近端和远端，所述近端靠近所述屏蔽薄膜；所述近端设有适配槽，所述波纹部收容于所述适配槽内；

5、所述加强块装配至所述避让槽内时，所述近端与所述绝热模块固定、所述远端与所述避让槽的槽底之间具有间隙；

6、所述加强块装配至所述避让槽内时，所述加强块的侧壁与所述避让槽的侧槽壁贴合设置，且所述侧壁与所述侧槽壁之间设有允许所述加强块相对于所述绝热模块滑动的自由度。

7、优选地，所述间隙的宽度与所述加强块和所述绝热模块两者的热膨胀系数相关、且所述间隙宽度不小于所述加强块与所述绝热模块在极端低温工况下的收缩量之差。

8、优选地，所述间隙宽度按照以下方式确定：

9、；

10、；

11、；

12、、和分别为间隙宽度、宽度最小值和宽度最大值；和分别为绝热模块和加强块的热膨胀系数，且；为从常温到极端低温工况的温差绝对值；h为避让槽的深度；δ为装配公差和制造公差之和。

13、优选地，所述绝热模块采用聚氨酯制成；所述加强块为胶合板或采用高密度聚氨酯制成。

14、优选地，所述绝热模块朝向屏蔽薄膜一侧设有加强层，所述加强层与所述绝热模块固定，所述加强块的近端固定至所述加强层。

15、优选地，所述加强层的支撑强度大于所述绝热模块的支撑强度。

16、优选地，所述加强块的近端通过粘接、螺接或卡扣连接的方式固定至所述加强层。

17、优选地，所述加强块整体构造成利用拱桥原理分散载荷的拱桥形结构。

18、优选地，所述适配槽的侧槽壁为自所述近端至所述远端向槽内倾斜的斜面。

19、优选地，所述适配槽的横截面为梯形、圆弧形或椭圆弧形。

20、本发明所述的lng薄膜罐的绝热屏蔽结构，通过设置加强块保护绝热模块和屏蔽薄膜，相比现有技术具有以下有益效果：

21、其一，在原避让槽的空槽结构内设置加强块，由于加强块的支撑强度大于绝热模块，当整体载荷作用到避让槽区域时，载荷不再由空槽的槽壁单独承受，而是通过加强块进行支撑和传递。加强块作为主要受力构件，将载荷通过其近端的固定连接传递至绝热模块，同时通过侧壁与侧槽壁的贴合将侧向载荷分散传递至避让槽的周围结构，从而避免载荷集中作用于避让槽的槽内侧壁，尤其是避免侧壁与顶壁连接处的应力集中，这一力学路径的改变从根本上消除避让槽槽壁优先破坏的隐患，进而保护位于该区域的屏蔽薄膜，维持罐体的密封功能。

22、其二，通过在加强块远端与避让槽的槽底之间预留间隙，使得降温过程中避让槽的槽底与加强块远端之间的间隙逐渐减小但不会消失，从而避免因热膨胀系数差异导致的干涉和压应力破坏。

23、其三，加强块侧壁与避让槽侧槽壁之间贴合设置且具有允许相对滑动的自由度，贴合设置保证侧向载荷能够通过接触面有效传递，使加强块在承受侧向力时能够将载荷分散至避让槽的侧槽壁，维持结构的整体稳定性。而允许相对滑动的自由度则使得加强块与绝热模块在水平方向上能够自由地发生热胀冷缩，避免因两者水平方向收缩量不一致而在界面处产生剪切应力。如果侧壁与侧槽壁之间采用刚性连接，降温过程中两者收缩量的差异会在连接界面处产生剪切力，导致界面撕裂或材料破坏。通过保留滑动自由度，界面处的热应力得以释放，结构在极端温度交变工况下的可靠性显著提高。

1.lng薄膜罐的绝热屏蔽结构，包括层叠设置的绝热模块和屏蔽薄膜，所述屏蔽薄膜上形成有朝向所述绝热模块凸出的波纹部，所述绝热模块朝向所述屏蔽薄膜一侧设有避让槽，其特征在于，还包括加强块，所述加强块装配于所述避让槽内；

2.根据权利要求1所述的lng薄膜罐的绝热屏蔽结构，其特征在于,所述间隙的宽度与所述加强块和所述绝热模块两者的热膨胀系数相关、且所述间隙宽度不小于所述加强块与所述绝热模块在极端低温工况下的收缩量之差。

3.根据权利要求2所述的lng薄膜罐的绝热屏蔽结构，其特征在于,所述间隙宽度按照以下方式确定：

4.根据权利要求2或3所述的lng薄膜罐的绝热屏蔽结构，其特征在于,所述绝热模块采用聚氨酯制成；所述加强块为胶合板或采用高密度聚氨酯制成。

5.根据权利要求1所述的lng薄膜罐的绝热屏蔽结构，其特征在于,所述绝热模块朝向屏蔽薄膜一侧设有加强层，所述加强层与所述绝热模块固定，所述加强块的近端固定至所述加强层。

6.根据权利要求5所述的lng薄膜罐的绝热屏蔽结构，其特征在于,所述加强层的支撑强度大于所述绝热模块的支撑强度。

7.根据权利要求5或6所述的lng薄膜罐的绝热屏蔽结构，其特征在于,所述加强块的近端通过粘接、螺接或卡扣连接的方式固定至所述加强层。

8.根据权利要求1所述的lng薄膜罐的绝热屏蔽结构，其特征在于：所述加强块整体构造成利用拱桥原理分散载荷的拱桥形结构。

9.根据权利要求8所述的lng薄膜罐的绝热屏蔽结构，其特征在于,所述适配槽的侧槽壁为自所述近端至所述远端向槽内倾斜的斜面。

10.根据权利要求9所述的lng薄膜罐的绝热屏蔽结构，其特征在于,所述适配槽的横截面为梯形、圆弧形或椭圆弧形。