專利名稱：液化天然氣儲罐及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種安裝在如船舶、地下儲罐和車輛內的液化天然氣(liquefied natural gas(LNG))儲罐以及其構造方法。特別是涉及一種液化天然氣(LNG)儲罐以及其構造方法，其中，通過簡化存儲符合低溫液體的液化天然氣的液化天然氣儲罐的結構來縮短其制造過程，并且在穩固保持液體密封的同時能夠容易地降低由于機械變形造成的應力。
背景技術：
通常，液化天然氣(LNG)由一種化石燃料，天然氣，液化而制得。一種液化天然氣儲罐根據安裝位置分為安裝或埋在地下的一地下儲罐，以及安裝在交通裝置上，如汽車和輪船，的一移動儲罐。
上述液化天然氣(LNG)在低溫下存儲，并且受震動時可能爆炸。因此，該液化天然氣(LNG)儲罐應該構造的穩定保持抗沖擊性和液體密封性。安裝在一移動汽車或輪船上的液化天然氣(LNG)儲罐與幾乎不移動的地下儲罐在結構上稍有不同，因為移動液化天然氣(LNG)儲罐需要提供一種克服由移動造成的機械應力的方法。然而，安裝在一移動汽車或輪船上且配置克服由移動造成的機械應力的方法的液化天然氣(LNG)儲罐，同樣可以用于地下儲罐。因此，在此以安裝在一輪船上的液化天然氣儲罐為例描述其結構。
首先，安裝在液化天然氣運輸工具上的液化天然氣儲罐可以分為一種獨立罐類型(Independent Type)和一種膜類型(membrane type)，這種分類是根據貨物負載是否直接加在絕緣材料上相對應的，下面將討論其細節。
如表1中所示，由于Gaz Trans port(GT)和Technigaz(TGZ)在1995年合并并更名為Gaz Transport & Technigaz(GTT)，Gaz Transport生產的GT類型和Technigaz生產的TGZ類型被分別更名為GTT NO 96-2和GTTMark III。
在美國第6,035795號專利(U.S.Patent No.6,035,795)，美國第6,378,722號專利(U.S.Patent No.6,378,722)，美國第5,586,513號專利(U.S.Patent No.5,586,513)，美國公開第2003-0000949號專利(U.S.Patent Laid-Open Publication No.2003-0000949)，韓國公開第2000-0011346號專利(Korean Patent Laid-Open Publication No.2000-0011346)等對上述GT類型和TGZ類型罐的結構有描述。
表1液化天然氣儲罐分類
該膜類型GTT液化天然氣運輸工具設置成貨物負載直接加在一絕緣材料上或輪船船體上，并且在相鄰貨罐之間安裝一圍堰以防止由于機械/熱特性帶來的危險。進而，圍堰內的空氣溫度應保持在+5℃或更高以防止圍堰一側的內板發生低溫脆性。最后，通常安裝一利用一熱源(如水蒸氣或熱水)的加熱裝置，如一加熱線圈。為了建造該絕緣材料，首先在輪船船體搭建一腳手架，并且腳手架材料，絕緣箱和膜在地上制造，以及運輸并安裝其它材料。一舊罐下水前的工作小時較長，而一膜類型罐下水后的工作小時較長。
如圖1和圖2所示，GTT類型運輸工具中的一GTT NO 96-2類型運輸工具由厚度為0.5-0.7mm，含36％Ni的不脹鋼(Invar steel)制造，并且第一和第二密封屏障10和15具有幾乎一致的液體密封性和強度。因此，貨物可以僅使用第二密封屏障15在一相當長的時間內安全地運輸，即使當第一密封屏障10泄露的時候。進而，由于GTT NO 96-2的密封屏障10和15的膜是直的，該膜的焊接比GTT Mark III類型波狀膜的焊接的更方便。因此，GTT NO 96-2類型的自動化率比GTT Mark III類型的高。其中GTTNO 96-2類型焊接的總體長度比GTT Mark III類型的長。
此外，當前服役的GTT NO 96-2類型與傳統的GT類型最不相同，因為該型號使用了多個雙連接17來支持該絕緣箱11和16(絕緣屏障)，而不是采用U形拴(U-shaped bars)。液化天然氣運輸工具的GTT NO 96-2型儲罐的熱絕緣部分的主要部件的功能如表2所示。
表2 GTT NO 96-2型儲罐熱絕緣部分的主要部件
另一方面，如圖3和圖4所示，一GTT Mark III類型由1.2mm厚的波形不銹鋼膜制造，并附加一第一密封屏障20。在此情況下，由于波形可以吸收低溫引起的收縮，在膜中很難產生大的應力。進而，絕緣屏障21和26由玻璃絲(glass wool)、Triple等制造。構造Mark III型時，第一和第二絕緣屏障21和26在地面上制造并集成。因此，Mark III型的構造相對GTT NO 96-2型簡單，在GTT NO 96-2型中，第一和第二絕緣箱21和26要分別安裝。
液化天然氣運輸工具的GTT Mark III型儲罐的熱絕緣部分的主要部件的功能如表3所示。
表3 GTT Mark III型儲罐熱絕緣部分的主要部件
如此配置的GTT NO 96-2型和GTT Mark III型儲罐的重要部件是一角部分(corner part)。
這里，液化天然氣儲罐的該角部分(邊部件)是由于儲罐的各自密封屏障(膜)(sealing barriers(membranes)的熱應力產生的負載不均衡的區域。該角部分應該構造地通過分散該不均衡負載以消除產生自儲罐的應力。
近來的一項關于液化天然氣儲罐的角部分技術包括韓國智慧財產局韓國專利申請案第2000-0011347號公開文獻中披露的“在一輪船支撐結構上建造的具有一提高的角結構的水密封及熱絕緣罐”。
如圖5所示，韓國第2000-0011347號專利(Korean PatentPublication No.2000-0011347)揭露的角結構采用在輪船船體的一交叉隔壁2和一內表面1聯結在一起的一直角區域固定一預制合成梁30。該合成梁30包括一熱絕緣材料40，其包括在一實體W形金屬體31上以一定間隔形成的一加強網39(以虛線顯示)。
這種類型的預制合成梁30配置成將與輪船船體的一交叉隔壁2和一內表面1接觸面內的部分通過聚合樹脂34固定，并且用緊固裝置32和33將其對面分支平面機械緊固在輪船船體的支承結構上，該緊固裝置32和33分別位于船體的交叉隔壁2和內表面1上。
此外，該預制合成梁30的底面具有一斜面42，從而在交叉隔壁2和內表面1相聯結的直角區域形成一泄水區41。
用上述預制合成梁30制造液化天然氣儲罐的角部分的技術有一些優點，因為其結構簡單所以安裝成本低，以及可以提高密封屏障的抗機械沖擊性，而無需消弱該雙層艙壁的著色部分。然而，該儲罐角部分的制造工藝不容易，因為作為該儲罐角部分的基本部件的該預制合成梁30包括實體金屬體31，用機械固定裝置32和33(例如螺栓和螺母)該實體金屬體31依次要人工固定到船體的交叉隔壁2和內表面1上。
在上述膜類型液化天然氣儲罐的角結構中，例如，作為上述膜儲罐的角部件的基本元件的預制合成梁30被穩固固定在輪船船體的交叉隔壁2和內表面1上。因此，搖動或船體的移動會產生部分應力，因此，在角部分可能會應力集中。因此，幾十年來都在努力降低應力集中，而且將來還需要繼續這方面的努力。
此外，將來還需繼續的努力以降低氣泡(boil of gasBOG)，例如，由于低溫液化天然氣氣化造成的損失，以及簡化液化天然氣儲罐的結構和制造過程。
發明內容
幾十年來一直在改進上述膜結構液化天然氣儲罐以降低氣泡(BOG)，例如，由于低溫液化天然氣氣化造成的損失，簡化復雜的絕緣屏障和密封屏障的結構，由于簡單的制造過程從而降低罐的制造周期，降低罐的角部件和密封屏障的應力等。然而，仍需要繼續改進。
因此，本發明提出一種與傳統的膜類型液化天然氣儲罐結構不同的新的膜類型液化天然氣儲罐以解決上述的幾個問題。
更進一步地，安裝在儲罐底面上的一熱絕緣系統包括多個平面結構，其每一個均由一鉚接結構固定。此外，由于搖動或船移動使貨物晃動，輪船船體的絕緣屏障會變形，從而會產生機械應力。因此，技術一直在發展以去除該機械應力。
因此，本方面的一個目標是提供一種新的液化天然氣儲罐及其建造方法，其中，本發明提出的一種與傳統的膜類型液化天然氣儲罐結構不同的新的膜類型液化天然氣儲罐，可以有效地消除由于向儲罐加載/卸載液化天然氣而產生的熱/機械應力，并且罐的制造周期也可由于制造結構及制造流程的簡化而降低。
根據本發明可以實現上述目標的一個方面，提供的一液化天然氣儲罐包括兩個連續的密封屏障和兩個絕緣屏障，其中的一第一密封屏障與儲罐中的液化天然氣接觸，并且一第一絕緣屏障，一第二密封屏障以及一第二絕緣屏障依次位于第一密封屏障的下表面，其中該第一密封屏障由一錨結構支承機械固定在罐的底面上，以及該絕緣屏障安裝得可以在第一密封屏障和罐體底面之間滑動。然而，盡管在罐中加載貨物等于在將負載加在錨結構和絕緣屏障上，但絕緣屏障可以相對于第一密封屏障少許滑動，因為第一密封屏障僅焊接到錨結構并由其支承。在安裝該儲罐的輪船結構是雙層船體的情況下，很明顯罐體的底面(“bottom floor of the tank”)或內表面(“inner surface”)是指包括在船體側面的和底面上的內屏障，船體的上屏障(頂)，以及一交叉隔壁。
這里，船體的絕緣系統包括第一和第二絕緣屏障，該絕緣系統與船體的內屏障接觸。因此，如果一輪船，波形或類似形狀產生變形且因此在船體內彎曲，絕緣系統同樣會有彎曲應力。因此，盡管有彎曲應力，絕緣屏障單元能夠沿橫向少許滑動，而且不會破壞絕緣系統。
更佳地，用粘合劑將第一和第二絕緣屏障分別與第二密封屏障的上表面和下表面聯結。當制造儲罐時，將該絕緣屏障和密封屏障集成到一預制組合部件。在本發明中，安裝在罐體角上的一角結構以及安裝在罐體底面上的一平面結構可以預制組合部件來制造。第二絕緣屏障可以包括聚氨酯泡沫制成的絕緣材料以及一多合板制成的并連接到該絕緣體下表面的平面。此外，第一絕緣屏障可以包括聚氨酯泡沫絕緣材料以及一多合板制成的并連接到該絕緣體下表面的平面。更進一步，該第二密封屏障可以由鋁板或軟薄板(flexible sheet(triplex，more preferably，rigid triplex)制成。
而且，第二密封屏障從第一和第二絕緣屏障的一側突出，從而當制造該預制組合部件時，該第二屏障和相鄰的一預制組合部件(平面結構)的第二密封屏障或相鄰的錨結構的一第二密封屏障連接在一起。這里，第一絕緣屏障的材料的形狀沒有特別限制。如本申請案或TGZ擁有的專利中描述的，第一密封屏障可以由不銹鋼制成或包括一波形部分。
此外，第二絕緣屏障間的側隙可以用聚氨酯泡沫絕緣材料來填滿。另一方面，第一絕緣屏障間的側隙可以用玻璃絲絕緣材料來填滿。
更進一步，第二密封屏障延伸到絕緣屏障的空間內(例如，絕緣屏障的兩側之間)，用上面和下面固定板將第二密封屏障的一端連接到該空間內，并且上下固定板的連接表面包括一凹進部分，第二密封屏障的端部可以插入該凹進部分。這里，該凹進部分可以是彎曲的，并且該下面和上面固定板的組合體可以沿縱向輕微彎曲到具有一額外長度，從而可以吸收該密封屏障遇冷時產生的應力。
根據本發明的另一實施例，第二密封屏障最好在其上下表面涂一樹脂材料，該第二密封屏障延伸到相鄰絕緣屏障形成的側面空隙。進一步得，該空隙內包括與第二密封屏障的端部接觸的上下連接組件，上下連接組件的連接表面形成得具有凸出和凹進部分，從而涂在第二密封屏障上下表面的樹脂可以壓縮并粘結。這樣的連接方法可以進一步提高第二密封屏障的密封性。
根據本發明關于第二密封屏障連接的一實施例，包括緊固在罐體邊緣部分的角結構，滑動位于罐體內平面上的平面結構，以及緊固在罐體使平面結構附加在罐體的內表面上的錨結構。
這里，該平面結構的較佳制造方式是，其一側由角邊緣突出部分固定，角結構固定到該角邊緣突出部分，且包括一安裝在與角結構的第二絕緣屏障同樣高度上的第二絕緣屏障，一形成在第二絕緣屏障上表面上的第二密封屏障，以及一在第二絕緣屏障的上表面上形成的第一絕緣屏障。
該錨結構可以包括一固定在一錨下平板上的錨支持桿，該錨下平板機械緊固到與平面結構聯結在一起的地方；由該錨支持桿穿透其中心的一第二絕緣屏障，安裝在與平面結構的一第二絕緣屏障同樣的高度上；由該錨支持桿穿透其中心的一第二密封屏障，固定在第二絕緣屏障的上表面并且緊固到平面結構的一相鄰第二密封屏障；由該錨支持桿穿透其中心的一第一絕緣屏障，固定在第二密封屏障的上表面；以及一固定在該錨支持桿上端的上帽。
在此配置中，錨下平板使得相鄰預制組合部件的一單元結構的第二絕緣屏障的下平板固定在船體的內表面上。進一步，該錨結構的第二密封屏障可以包括在其外圓周部分形成的一波形部分。這里，錨結構的第二密封屏障從該錨結構的第一絕緣屏障的一側突出與相鄰預制組合部件的第二密封屏障連接。此外，錨結構的第一和第二絕緣屏障分別用粘合劑與錨結構的第二密封屏障的上表面和下表面聯結在一起。
此外，錨結構的第二絕緣屏障可以包括聚氨酯泡沫制成的絕緣材料以及一多合板制成的并連接到該絕緣體的上表面。錨結構的第一絕緣屏障可以包括聚氨酯泡沫絕緣材料以及一多合板制成的并連接到該絕緣體上下表面的平面。連接到預制組合部件的第二絕緣屏障低端的多合板從第二絕緣屏障的側面突出，并利用錨結構的錨下板固定在底面上。因此，該絕緣屏障不能向上移動，但可以在水平方向少量移動，盡管它們固定在同一方向。
構造到一預制組合部件的角結構包括一L形第二絕緣屏障，與罐體的內表面相聯結的地方接觸；一第二密封屏障，形成在第二絕緣屏障的上表面；一第一絕緣屏障，形成在第二密封屏障的上表面；以及一L形角支撐板，形成在第一絕緣屏障的上表面以支撐負載，預制部件由罐體內表面上的角邊緣突出部分固定。
該角支撐板可以滑動安裝到角結構的第一絕緣屏障，從而該支撐板可以收縮并伸長。進一步，用粘合劑將角結構的第一和第二絕緣屏障聯結到角結構的第二密封屏障的上表面和下表面。此外，第一絕緣屏障，第二密封屏障，第二絕緣屏障和角支撐板均制造組裝進該預制組合部件中。
而且，該預制組合部件(該角結構)利用罐體內表面上的角邊緣突出部分而固定。此外，第二密封屏障從第一和第二絕緣屏障的一側突出。而且，板形成在第一和第二絕緣屏障的下表面，從而其側端進一步從絕緣屏障的側面突出，并且，這些板利用固定支點被固定在船體的底面上。進而，最好用粘合劑將第二絕緣屏障的下表面粘合到船體的底面上。
此外，第一和第二絕緣屏障可以相互機械連接，它們利用連接加強條使下支撐桿的上端連接并固定，該下支撐桿穿透第二絕緣屏障并從中突出，而且該上部支撐桿的下端穿透第一絕緣屏障。下部支撐桿適合并緊固到固定在第二絕緣屏障低表面上的一桿支撐帽，該下支撐桿穿透第二絕緣屏障并固定到連接加強條上。進而，上部支撐桿適合并緊固到固定在第一絕緣屏障低表面上的一桿支撐帽和連接加強條上，穿透第一絕緣屏障并支撐該角支撐板。至此，上支撐桿最好焊接到角支撐板上。第一密封屏障位于角支撐板的上表面上，并且焊接在一起。如此設置，角結構的第一密封屏障由連接在船體底面的下支撐桿穩定支撐，上支撐桿與下支撐桿連接，且角支撐板與上支撐桿連接。此外，由于角支撐板由較厚板制成，可以更穩定地支撐角結構的第一密封屏障產生的不對稱應力。同樣，由于該角支撐板與角結構的第一絕緣屏障直接連接不牢固，該角支撐板可以相對于第一絕緣屏障少量滑動。因此，由于溫度的變化，第一絕緣屏障和角支撐板或第一密封屏障之間收縮的不同造成的機械應力同樣可以被降低或消除。
根據本發明的一更進一步的實施例，該錨結構可以包括一固定在一錨下平板上的錨支持桿，該錨下平板機械緊固到與平面結構聯結在一起的地方；由該錨支持桿穿透其中心的一第二絕緣屏障，安裝在與平面結構的一第二絕緣屏障同樣的高度上；由該錨支持桿穿透其中心的一第二密封屏障，固定在第二絕緣屏障的上表面并且緊固到平面結構的一相鄰第二密封屏障；由該錨支持桿穿透其中心的一第一絕緣屏障，固定在第二密封屏障的上表面；以及一固定在該錨支持桿上端的上帽。
該錨下部平板用來將一相鄰單元結構的第二絕緣屏障的一下部平板固定在船體的內表面上。錨結構的第二密封屏障最好包括形成于在其外邊緣部分的一波形部分。此外，用粘合劑將該錨結構的第一和第二絕緣屏障分別與該錨結構的第二密封屏障的上表面和下表面連接。
仍根據本發明的一進一步實施例，該錨結構包括一錨下部平板，用來將一錨基板固定到那里的一桿支持帽上。上述錨基板在固定的間隔中安裝在罐體的底面與內部空間的一隔板上，且配置有一緊固孔；垂直固定到一桿支持帽的一錨支撐桿；由該錨支持桿穿透其中心的一第二絕緣屏障；由該錨支持桿穿透其中心的一第二密封屏障，固定在錨結構的第二絕緣屏障的上表面；由該錨支持桿穿透其中心的一第一絕緣屏障，固定在錨結構的第二密封屏障的上表面；一固定在該錨支持桿上端的上帽，用來固定該錨結構的第一絕緣屏障；以及一連接絕緣屏障，位于臨近第一絕緣屏障的一側和第二密封屏障的上表面，與錨結構的第一絕緣屏障隔開一預定距離，并且固定到相鄰平面結構和錨結構的第二密封屏障的上表面。
該連接絕緣屏障最好位于相鄰平面結構的各自第一絕緣屏障的一側的附近，并臨近固定在該平面結構的第二絕緣屏障上的平面結構的第二密封屏障的上表面，而且該連接絕緣屏障也與該平面和錨結構的第二密封屏障聯結在一起。連接密封屏障和錨結構的第一絕緣屏障之間的間隙填滿絕緣材料。
根據本發明的另一個方面，本發明提出了一液化天然氣儲罐的制造方法，其中該液化天然氣儲罐包括兩個連續的密封屏障和兩個絕緣屏障，其中的一第一密封屏障與儲罐中的液化天然氣接觸，并且一第一絕緣屏障，一第二密封屏障以及一第二絕緣屏障依次位于第一密封屏障的下表面。本發明提出的該液化天然氣儲罐的制造方法包括如下步驟靠近儲罐的內角形成邊緣凸出，并在罐體的內平面上以一定間隔固定安裝錨基座平面；在形成的邊緣凸出之間固定附加預制的角結構，每一個包括一第二絕緣屏障，一第二密封屏障，一第一絕緣屏障以及一角支撐平板；用固定支點將該固定角結構固定到邊緣凸出上，并且同時將錨下平板固定在錨基座平板的上表面上，接著將錨支撐桿垂直固定在錨下平板的中心；裝配并將預制平面結構的各個平面固定到固定角結構的固定支點的各個平面上，每一個預制平面結構均包括一第二絕緣屏障、一第二密封屏障以及一第一絕緣屏障，以及將該平面結構的其它面裝配并固定到錨基座平板和錨下平板之間的間隙內；向角結構和平面結構的第二絕緣屏障之間的間隙內填滿絕緣材料，并同時在錨支撐桿的周圍裝配錨結構的第二絕緣屏障和第二密封屏障；使角結構的第二密封屏障和臨近平面結構的第二密封屏障相互扎緊，使平面結構的第二密封屏障之間互相扎緊，并同樣使平面結構的第二密封屏障和錨結構的第二密封屏障之間相互扎緊；在錨支撐桿的周圍裝配錨結構的第一絕緣屏障，并將錨上平板和錨絕緣板固定在第一絕緣屏障上，以及將錨上帽固定到錨支撐桿上，從而完成該錨結構的預制；在角結構、平面結構和錨結構的第一絕緣屏障之間的間隙內填滿絕緣材料；以及將具有波形部分的第一密封屏障固定在角結構、平面結構和錨結構的上表面上。
將錨下平板固定在錨基座平板的上表面上，接著將錨支撐桿垂直固定在錨下平板的中心的步驟可以包括如下步驟將錨下平板與錨基座平板螺栓連接，將桿支撐帽固定在錨下平板的中心，以及將錨支撐桿與桿支撐帽螺栓連接。向角結構和平面結構的第二絕緣屏障之間的間隙內填滿絕緣材料的步驟包括用聚氨酯泡沫制成的絕緣材料填滿這些間隙。
進而，使角結構的第二密封屏障和相鄰平面結構的第二密封屏障之間相互扎緊，使平面結構的第二密封屏障的第二密封屏障之間相互扎緊，以及同樣使平面結構的第二密封屏障和錨結構的第二密封屏障之間相互扎緊的步驟包括將位于第二密封屏障下方的下固定平板和位于第二密封屏障上方的上固定平板面向下固定平板螺栓連接。
上述的本發明的液化天然氣儲罐可以安裝在任何類型的輪船、地下儲罐和車輛內，無論是否有貨物移動。
有利影響根據本發明，通過簡化角結構的構造可以縮短其制造過程，該角結構用于連接安裝在運輸符合低溫液體的液化天然氣輪船內儲罐的平面結構，并且通過使相鄰的平面結構緊固連接，可以穩固地保持錨結構的液體密封特性。更進一步，在當船航行時，由于船搖動或移動引起船體變形的情況下，由于本發明絕緣系統的第一密封屏障與錨結構直接緊固扎緊，且與絕緣屏障不緊密連接，該絕緣屏障可以相對于第一密封屏障輕微滑動，從而可以適應船體的變形。因此，該絕緣系統不容易被破壞。
進一步，通過簡化安裝在船體內的液化天然氣罐(該液化天然氣罐用于存儲符合低溫液體的液化天然氣)的結構，從而縮短其制造過程，并且在穩固保持液體密封的同時安裝能夠支撐角結構的厚板，能夠容易地降低或消除由于機械收縮或熱收縮造成的應力。因此，船只會更可靠。
此外，由于使用粘合劑將連接絕緣屏障與下面的第二密封屏障聯結在一起，其中第二密封屏障之間依次利用上下連接部件依次相互連接，進一步提高了角結構附件的第二密封屏障的固定性能，液體密封性能和安全性也進一步提高了。
工業適用性如上述，本發明的液化天然氣儲罐具有優點，因為通過簡化安裝在運輸符合低溫液體的液化天然氣內罐體的安裝結構，可以縮短其制造過程，同樣在保持液體密封性的同時可以容易地降低由于裝載或卸載引起的機械變形產生的應力。
圖1和圖2是顯示一GTT NO 96-2類型液化天然氣儲罐(例如，一傳統的膜類型液化天然氣儲罐)的剖面圖和透視圖。
圖3和圖4是顯示一GTT Mark III類型液化天然氣儲罐(例如，一傳統的膜類型液化天然氣儲罐)的剖面圖和透視圖。
圖5是顯示傳統的液化天然氣儲罐的角部件結構的一剖面圖。
圖6(a)和圖6(b)顯示了根據本發明一實施例的液化天然氣儲罐的角部件結構的內部構造。
圖7是闡述根據本發明一實施例安裝在一輪船內的液化天然氣儲罐的角結構之間的連接關系的一整體透視圖。
圖8是闡述根據本發明一實施例安裝在一輪船內的液化天然氣儲罐的角結構的一部分放大剖面透視圖。
圖9至圖23是依次闡述根據本發明一實施例安裝在一輪船船體內部的液化天然氣儲罐的制造過程的透視圖。
圖24是顯示根據本發明一實施例的液化天然氣儲罐的聯鎖其第二密封屏障的方法的一部分放大剖視圖。
圖25是顯示根據本發明一實施例的液化天然氣儲罐的聯鎖其第二密封屏障的方法的一部分放大透視圖。
圖26(a)和圖(b)是闡述根據本發明一實施例的安裝在一輪船內的液化天然氣儲罐的角結構之間的連接關系的一整體放大剖視圖。
圖27是根據本發明另一實施例的液化天然氣儲罐的一部分切除透視圖。
圖28至圖36是依次闡述根據本發明另一實施例的安裝在一輪船船體內部的液化天然氣儲罐的制造過程的透視圖。
圖37和圖38是顯示根據本發明的液化天然氣儲罐內的第二密封屏障被聯鎖時狀態的放大剖視圖。
具體實施例方式
本發明的構造將在下文中配合附圖詳細說明如后。
本發明是關于一種其內存儲高壓、低溫液化天然氣的液化天然氣儲罐。始終，該液化天然氣儲罐構造的能夠始終保持抗沖擊性和液體密封性。
安裝在一貨物在其內移動的汽車或輪船的該液化天然氣儲罐與幾乎不移動的地下儲罐是不同的，因為應該準備適合的對策來消除由于貨物在儲罐內移動引起的機械應力。然而，用于安裝在一輪船的液化天然氣儲罐的消除機械應力的對策同樣能夠用于地下儲罐。因此，這里以安裝在一輪船的一液化天然氣儲罐為例詳細介紹其構造。
本發明的液化天然氣儲罐包括一第二絕緣屏障，與輪船船體的內表面接觸；一第二密封屏障，成形于該第二絕緣屏障的上表面；以及一第一絕緣屏障，成形于該第二密封屏障的上表面。在本發明中，最好事先在船外將角結構和平面結構制成預制組合部件，并制造該結到儲罐的內部空間內。
換句話說，該預制角結構首先固定在一船體的內部，且接著，該平面結構再在角結構上制成。在這種情況下，在一儲罐制造現場制造錨結構確保該平面結構固定到船體上。
圖6是根據本發明一實施例的液化天然氣儲罐的角部件的內部構造的一剖視圖，以及圖7是闡述根據本發明一實施例安裝在一輪船內的液化天然氣儲罐的角結構之間的連接關系的一整體透視圖。圖8是闡述根據本發明一實施例安裝在一輪船內的液化天然氣儲罐的角結構的一部分放大剖面透視圖。
如圖6至圖8所示，根據本發明的一實施例的該角結構100是預制的，具有如下構造其第二絕緣屏障53是L形的，與船體的面聯結的一角位置接觸；如上將其第二密封屏障52附加并固定到第二絕緣屏障的一上表面，而且同樣在第二密封屏障的上表面上形成其第一絕緣屏障51。這里，最好用粘合劑將角結構的第一和第二絕緣屏障51和53與第二密封屏障52的上表面和下表面牢固地聯結在一起。
一角支撐平板50、第一及第二絕緣屏障51及53、第二密封屏障52、以及上下支撐桿70和60之間的上述連接關系將在下文更加詳細地描述。
一儲存液化天然氣的輪船的內部由一底面50以及一整體形成的交叉隔壁2組成，并且包括一可以安裝本發明角結構的內部空間。更具體的，本發明是涉及一安裝在上述底面1和縱向交叉隔壁2以一預定角度聯結的位置上的一角結構。因此，第二絕緣屏障的形狀可以不同與L形，因為儲罐表面聯結的角度隨儲罐的形狀或角位置的不同而不同。
如上述，該L形第二絕緣屏障53與底面1和縱向交叉隔壁2面接觸，并位于底面1和縱向交叉隔壁2以一預定角度聯結的位置。在本發明中，術語“第一”和“第二”用于區分儲罐中的液化天然氣依靠某屏障被首先還是其次密封和絕緣。
第二絕緣屏障53包括一聚氨酯泡沫制成的第二絕緣體58以及由一多合板制成的并連接到第二絕緣體下表面的一第二絕緣平板56。該第二絕緣平板56與底面1和船體內表面形成的縱向交叉隔壁2面接觸。這里參考美國第4,747,513、5,501,359、5,586,513及6,035,795號專利，國際公開第WO 1989/09909號專利，日本公開第2000-038190號和2001-122386號專利等描述的絕緣屏障的制造方法、形狀、材料等。這里將引用上述文案中的絕緣屏障及其木連接。
在形成第二絕緣屏障53后，將第二密封屏障52置于其上表面上。第二密封屏障52用于補充防止儲罐中的液化天然氣泄漏。用粘合劑將第二絕緣屏障53的第二絕緣體58的上表面與第二密封屏障52的下表面接合起來。第二密封屏障最好由鋁板或軟薄板(又稱作flexible)制成。上述美國專利第6,035,795號揭露了一種flexible triplex，但在本發明中最好使用一種harder rigid triplex。
如上述，在將第二絕緣屏障53和第二密封屏障52相互聯結在一起之后，下支撐桿60將固定在形成于第二密封屏障52上表面的第一絕緣屏障51上，該下支撐桿60貫穿第二絕緣屏障53和第二密封屏障52。
也就是說，在第二絕緣屏障53內以一定間隔具有多個供下支撐桿60可以穿過的孔。緊固固定第支撐桿60端部的每個桿支撐帽61可以插入到第二絕緣平板56內的孔的低端，并由其支撐。
將該下支撐桿60插入到桿支撐帽61中，穿過第二密封屏障53，并且用固定螺母62將該下支撐桿60的低端緊固固定在該桿支撐帽內。
進一步，將已貫穿第二絕緣屏障53及第二密封屏障52的該下支撐桿60的上端固定在第二絕緣屏障53的上表面上。用一固定螺母63及緊固在下支撐桿60上端的密封屏障固定螺母64將第二密封屏障52固定于下支撐桿60。
該下支撐桿60的上端貫穿第二絕緣屏障53和第二密封屏障52，并將它們固定在第一絕緣屏障51上，該下支撐桿60的上端貫穿并固定到第一絕緣屏障51的下端。
換句話說，第一絕緣屏障51與在第二絕緣屏障53上表面上固定的第二密封屏障52接觸并與之固定聯結。第一絕緣屏障51的組成如下一下平板55，與第二密封屏障52面接觸且用粘合劑與之緊固聯結；一第一絕緣體57，位于下平板55的上表面上；以及一上平板54，與第一絕緣體57的上平面緊固聯結。第一絕緣屏障的上下平板54和55由多合板制成，而第一絕緣體57由聚氨酯泡沫制成。
此時，一連接加強條90位于第一絕緣屏障51的下平板55上，下支撐桿60從中穿過，從而連接該下支撐桿和將在下文提到的一上支撐桿。也就是說，貫穿第二絕緣屏障53和密封屏障52的下支撐桿60的上端穿過位于第一絕緣屏障51下平板55上的連接加強條90，從而連接加強條90可以通過一螺栓-螺母緊固方式而相互夾緊。
多個(本發明附圖中為兩個)上支撐桿70的下端通過將其插入到桿支撐帽71內，而將其固定到連接加強條90，其中桿支撐帽71固定在連接加強條90的底面上，例如，用焊接的方法固定，再用緊固螺母72夾緊該連接加強條90。
因此，貫穿第二絕緣屏障53和密封屏障52的下支撐桿60的上端，以及貫穿第一絕緣屏障51的上支撐桿70的下端被牢固固定于連接加強條90。
如圖6(a)所示，該上支撐桿70被固定于第一屏障51及其上平板54并由其支撐，并且L形角結構平板50位于第一絕緣屏障51上平板的上表面上并由其支撐，從而可以在其上施加前述的儲罐不對稱載荷。這里，角支撐平板50不用粘合劑，而是機械連接到第一絕緣屏障51，因此該角支撐平板50可以在第一絕緣屏障51上滑動，即使該角支撐平板由于熱會收縮和延伸。下文將闡述一第一密封屏障250，其位于角支撐平板50上并與之用焊接連接。
圖6(b)顯示了將上支撐桿70連接到角支撐平板50上的方法的另一個例子。也就是說，該上支撐桿70貫穿第一絕緣屏障51及其上的上平板54，并且該上支撐桿70直接連接到角支撐平面50，從而支撐該角支撐平面50。此時，在上支撐桿70和角部件的第一絕緣屏障51之間存在一小空隙，并且沒有在角支撐平板50盒第一絕緣屏障51之間沒有通過粘合劑直接連接。因此，該角支撐平板50可以相對于第一絕緣屏障51稍微滑動。該角支撐平板的滑動可以抵消第一絕緣屏障51和該角支撐平板50之間由于不同材料對溫度變化的收縮和延伸的不同。更進一步，得益于上述構造，由連接在罐體內表面的下支撐桿60、連接在下支撐桿60的上支撐桿70，以及連接到上支撐桿70的角支撐板50可以穩固支撐角部件的第一密封屏障。此外，由于該角支撐平板50由一稍厚平板制成，它足以穩固地支撐角部件的第一密封屏障，該第一密封屏障會產生不對稱應力。
此外，根據本發明的角結構100的第二密封屏障52由鋁板或flexiblesheet(Triplex)制成。第二密封屏障52從第一和第二絕緣屏障51和53的側面更進一步突出，從而在下一過程中被固定到一相鄰預制平面結構的一第二密封屏障203上。
圖9顯示了建造根據本發明的液化天然氣儲罐的一平面結構。參考圖9，本發明的平面結構200在船體外完成預制后，引進船體內。該平面結構200的構造與角結構100的相似。在此情況下，在該平面結構的第一絕緣屏障204的上面部分安裝一多合板制成的上平板205。
也就是說，在該平面結構中，由聚氨酯泡沫制成的平面結構的第二絕緣屏障202上的一下平板201與船體的內表面1面接觸，由鋁板或flexiblesheet(triplex，preferably rigid triplex)制成的第二密封屏障203再次與第二絕緣屏障的上表面連接，并且由聚氨酯泡沫制成的第一絕緣屏障204和由多合板制成的上平板205與第二密封屏障203的上表面連接。
進而，下平板201和平面結構的第二絕緣屏障的第二密封屏障203從第一和第二絕緣屏障202和204的側面稍微突出，從而在下一過程中，它們可以與相鄰平面結構200或角結構100聯鎖并固定。該平面結構的對面邊緣與角結構100接觸，且構造成部分切除的形狀，從而可以制造，并用本發明的錨結構150來固定。本發明的平面結構200具有與相鄰角結構100同樣的高度。
圖10是顯示邊緣突出和柱螺栓銷109安裝在一船體的一內表面的一透視圖；圖11是顯示一角結構裝配到圖10中的邊緣突出部分的一透視圖；圖12是顯示將圖11中的角結構固定到船體的一透視圖；圖13是顯示將一平面結構放置到與圖12中的角結構相鄰位置的一透視圖；圖14是顯示將圖13中的平面結構固定到船體，并且錨支撐桿在該處連接的一透視圖；圖15是顯示將錨結構的第二密封屏障及絕緣屏障安裝到錨支撐桿的一透視圖；圖16是顯示將多個平面結構固定到船體的一透視圖；圖17是顯示將錨結構的第一絕緣屏障固定到圖16中的那些平面結構的一透視圖；圖18是顯示將錨結構的第一絕緣屏障插入到圖17中第二密封屏障的一透視圖；圖19是顯示將錨上平板固定到圖18中的第一絕緣屏障上的一透視圖；圖20是顯示將錨絕緣平板安裝在圖19中的錨結構的第一絕緣屏障上的一透視圖；圖21是顯示將圖20中的錨絕緣平板固定的一透視圖；圖22是顯示填滿第一絕緣體的一透視圖；以及圖23是顯示將一第一密封屏障安裝到圖22中的預制結構上的一透視圖。
在下文中，將參看附圖10至23詳細闡述根據本發明一實施例的一液化天然氣儲罐及其制造過程。
本發明的液化天然氣儲罐安裝在船體的一底面上，并且一交叉或縱向隔壁2從底面成直角或預定角度以交叉或縱向方向延伸。
首先，將用于固定角結構的其邊緣突出部分80和81固定在底面1和交叉隔壁2。此時，最好將該邊緣突出部分80和81焊接固定，并與角間隔一預定距離，從而使得預制角結構能夠插入進該空間。在角結構100已插入邊緣突出部分80和81之間后，在該角結構和該邊緣突出之間形成一些空隙。
如圖10至12所示，如果將角結構100安裝在邊緣突出部分80和81之間，將一固定支點101固定在邊緣突出部分80和81之間。此時，該固定支點101最好與該邊緣突出部分80和81螺栓連接。形成的固定支點101最好具有一突出，該突出與角結構100和邊緣突出部分80和81之間形成的空隙相對應，因此該固定支點101緊固地裝配到角結構100和邊緣突出部分80和81之間形成的空隙內，從而防止角結構在邊緣突出部分之間移動。首先該角機構100在船體的底表面與其底面1或交叉隔壁2連接，其次利用固定支點101附加到內邊緣突出80和81。
如圖13所示，一錨結構的一錨基座平板110用于固定從角結構100連續安裝的平面結構200，該錨基座平板110同樣以一定間隔被固定在底面1及交叉隔壁2的表面上。至此，在船體的內表面上一一定間隔形成一組柱螺栓銷109。此時，該柱螺栓銷109的一部分與底面1及交叉隔壁2面接觸，并且被磨尖和擠壓，從而將該柱螺栓銷109焊接到船體的內表面上。
接著，錨基座平板110對應于柱螺栓銷109具有通孔，從而該柱螺栓銷109可以裝配靠這些通孔裝配到錨基座平板110上。此時，將該錨基座平板110連接(例如焊接或粘結)到船體的內表面。更進一步，錨基座平板110的厚度與平面結構的第二絕緣屏障的下平板201的厚度相同。
接著，如圖14所示，一錨下平板111與錨基座平板110的上表面聯結，從而該錨下平板111可以覆蓋平面結構的第二絕緣屏障的下平板201。至此，在錨下平板111上對應柱螺栓銷109的位置形成多個通孔。接著，錨基座平板110用一螺母完全固定到柱螺栓銷109上，其中該柱螺栓銷109貫穿錨下平板111。
如此，平面結構200只限于向上移動，因為下平板201用固定支點101或錨下平板111固定，但能夠在水平方向稍微滑動。
接著，如圖14和15所示，一錨支撐桿112垂直固定在錨下平板111的中心。
到最后，在錨下平板111的中心形成一預先確定的凹進空間。進一步，錨基座平板110位于錨下平板111的下方。此時，錨基座平板110具有多個與柱螺栓銷109對應通孔，柱螺栓銷109穿過通孔。接著，通過擰緊螺母將錨基座平板110固定到柱螺栓銷109。
一桿支撐帽120通過錨基座平板110的一中心孔安裝在錨下平板111的凹進部分。桿支撐帽120設置成包括或整體形成一螺母。在本發明中，該桿支撐帽120在中心具有一螺母形狀部分，并且前述錨支撐桿112垂直連接到桿支撐帽120。這里，該桿支撐帽120和螺母與圖8中的桿支撐帽61和固定螺母62的方式一樣。
更進一步，熱可能通過錨支撐桿112向上或向下傳遞，但是最好在設計錨支撐桿112時，考慮其直徑和熱傳導率，從而可以將從儲罐中的液化氣到船體的熱傳導降到最小。
該錨支撐桿112首先支撐第一密封屏障產生的負載，該負載將在下一過程中附加。用粘合劑將絕緣屏障的預制部件與第一密封屏障直接聯結，但這種聯結不強。因此，與傳統絕緣屏障部件不同，該預制部件可以相對于第一密封屏障輕微滑動，而且，罐體結構抗變形的穩定性也提高了。
各個平面結構200相對于本發明的錨下平板111及錨支撐桿112如上述同樣的固定方式置于其位置并固定。此時，每一平面結構200置于由錨下平板111確定的船體內表面1上的一特定空間，并固定。
上述平面結構200在船體外完成預制后，再裝入船體。一上平板205與平面結構200的第一絕緣屏障204的上表面聯結。
換句話說，在本發明的平面結構200中，第二絕緣屏障的下平板201與船體的內表面1面接觸；聚氨酯泡沫制成的第二絕緣材料與下平板的上表面聯結；由鋁板或flexible sheet(triplex)制成的第二密封屏障203再次與第二絕緣屏障的上表面聯結；接著，聚氨酯泡沫制成的第一絕緣屏障204與第二密封屏障的上表面聯結；以及多合板制成的上平板205再次和第一絕緣屏障的上表面聯結。
進而，下平板201和平面結構的第二絕緣屏障的第二密封屏障203從第一和第二絕緣屏障202和204的側面稍微突出，從而，在下一過程中，它們可以相互聯鎖并固定到相鄰平面結構200或角結構100的第二密封屏障。平面結構的對面邊緣側面與角結構100接觸，并且構造成部分切除的形狀，從而可以制造并用本發明的錨結構150來固定。本發明的平面結構200具有與相鄰角結構100同樣的高度。
本發明的預制平面結構200固定在船體的內表面上，其下平板201的一側從角結構(未圖示)對面的平面結構的第二絕緣屏障202的側面突出，并插入到船體內表面和固定支點的一側之間的一間隙內，其中該固定支點用于將角結構固定到邊緣突出上；以及該預制平面結構200的下平板201的另一側從平面結構的第二絕緣屏障202的另一側面突出，并同時插入到錨基座平板110與錨下平板111之間的間隙內，其中，該錨基座平板110固定在船體內表面1上，并由金屬制成，而該錨下平板111固定在錨基座平板的上表面上，并由多合板制成。
如上述，如果將平面結構200插入并相對于本發明的錨結構的錨基座平板111及錨支撐桿112固定，錨結構的一第二絕緣屏障113如圖15所示置于錨下平板111上。進而，一第二密封屏障114具有一周波形部分，并置于錨結構的第二絕緣屏障113的上表面上。而且，將第二密封屏障114裝配到一在錨支撐桿112上形成的固定臺階121內，并由其支撐，接著用固定螺母將該第二密封屏障114螺栓連接到支撐桿112，從而將其固定。
如圖15至22所示，如果平面結構200放置好并固定，用聚氨酯泡沫制成的絕緣材料填滿由角結構100和平面結構200的第二絕緣屏障53和202形成的空隙，并且繞錨支撐桿112的四周填滿錨結構的第二絕緣屏障113和第二密封屏障114。
錨結構的第二絕緣屏障113是六面體型，并由聚氨酯泡沫制成的絕緣材料及多合板制成的平板組成。附加并固定到第二絕緣屏障的上表面的錨結構的第二密封屏障114由鋁板或flexible sheet(triplex)制成。
在安裝液化天然氣儲罐的輪船中，由于波浪等的原因造成的船體彎曲，一部分與船航行時的機械應力有關。進而，如果船體因此變形，絕緣屏障和第二密封屏障上的應力增大。因此，為了減小密封屏障上的機械應力，最好如圖23所示，在第二密封屏障114的四周形成波形115。也就是說，由于當平面結構200在船體內表面上滑動時，波形部分115沿滑動方向伸展或收縮，絕緣屏障或密封屏障上不易產生機械變形或熱變形。
進而，各個平面結構200之間的間隙由于絕緣屏障層上的機械應力有增大的趨勢。根據本發明的儲罐的平面結構200被固定在錨結構150的錨下平板111，然而，該平面結構200能夠在船體的內表面上稍微滑動，而無需從錨下平板上移開。
由于上述原因，該絕緣屏障自身能夠吸收船體的變形，因為角結構100固定于船體，但各個平面結構200能夠在一縱向方向部分滑動，即使在船體上產生應力。
如上述，當本發明的角結構100和各個平面結構200已安裝到船體的內表面后，用聚氨酯泡沫制成的絕緣材料211填滿它們各自的第二絕緣屏障之間形成的間隙。接著，用固定方法將各自相鄰的第二絕緣屏障相互連接并固定。
換句話說，將角結構100的第二密封屏障52固定到相鄰平面結構200的密封屏障203，將兩個相鄰平面結構200的第二密封屏障203相互固定，以及將平面結構200的第二密封屏障203固定到錨結構的第二密封屏障114。
進而，用聚氨酯泡沫制成的絕緣材料210填滿各自第一絕緣屏障之間形成的空隙。
接著，將第一密封屏障250聯結到組裝結構上。將第一密封屏障焊接(最好是fillet welded)錨結構，最好是焊接到錨結構的上帽119。在下文中將詳細闡述第一密封屏障。
圖24是顯示根據本發明一實施例的液化天然氣儲罐的聯鎖其第二密封屏障的方法的一部分放大剖視圖，以及圖25是顯示根據本發明一實施例的液化天然氣儲罐的聯鎖其第二密封屏障的方法的一部分放大透視圖，進而，圖26是闡述根據本發明一實施例的安裝在一輪船內的液化天然氣儲罐的角結構之間的連接關系的一整體放大剖視圖。
用圖24和25中的固定方法連接并固定本發明的第二密封屏障。這樣的固定方法能夠應用到本發明的所有第二密封屏障。
也就是說，作為例子，如圖24所示，下固定平板213和上固定平板212置于靠近第二密封屏障52和203相互相鄰的位置，從而第二密封屏障插入上平板和下平板之間，其中該第二密封屏障52和203分別突出到由角結構的第一、第二絕緣屏障57和58和平面結構的第一、第二絕緣屏障204和202形成的空隙(例如，絕緣屏障之間的空隙)內。此時，通過用一固定螺母214使下平板213和上平板212相互夾緊，從而牢固固定第二密封屏障52和203，盡管并不限于此。這里，下平板213和上平板212由金屬制成。
進而，下平板213和上平板212使第二密封屏障52和203相互連接并固定，而且產生彎曲。這可通過使下平板213和上平板212的相互面對部分互相對應夾緊到彎曲凹進部分。由于第二密封屏障的遠端如上述是彎曲的，第二密封屏障的密封性提高了，可以防止任何液化天然氣通過第一密封屏障泄露。
此外，下平板213和上平板212的組合體最好在一縱軸方向稍彎曲，從而具有一額外長度。因此，即使該組合體由于儲罐充滿液化天然氣溫度下降而收縮，該組合體能夠容易地吸收由于其收縮產生的應力，并進一步克服由于熱/機械收縮和延伸產生的負載。
進而，由于第二密封屏障與另一不論是絕緣屏障，還是船體聯結，絕緣屏障具有一定自由度，因此，可以防止由于船體內表面變形而損壞絕緣層。
如上述，在角結構100盒平面結構200形成的下面空間填滿絕緣材料，并且第二密封屏障用前述固定方法相互固定。接著，在下端集合形成的一螺母和一墊圈，在其四周填滿軟毛，并固定到錨支撐桿112。此時，該螺母墊圈保持以一預定壓力將絕緣材料向下推的狀態。這里，在將液化天然氣裝入輪船的儲罐內后，絕緣材料的量，例如厚度，可用通過增加液化天然氣的壓力而減少。因此，該螺母在設計中應該考慮前述的減少絕緣材料厚度。
接著，同樣將一錨絕緣平板118固定在第一錨絕緣屏障116上，并且將圓形錨上端帽119進一步插入并固定在錨的端部。至此，在第一錨絕緣平板118上表面的中心形成一預定凹進空間，并且錨上端帽119位與該凹進部分內。由于該錨上端帽119包括一螺母或與一螺母結構形成整體，可以很容易地固定在錨支撐桿112的上端。因此，錨結構150的組裝完成。
圖26是闡述根據本發明一實施例的安裝在一輪船內的液化天然氣儲罐的角結構之間的連接關系的一整體放大剖視圖。通過一系列過程制造的本發明的錨結構150具有如圖26所示同樣的聯結。
如果將本發明的角結構100及平面結構200安裝到船體的內表面上，并且錨結構150也組裝完成，用絕緣材料填滿角結構100、平面結構200和錨結構150的第一絕緣屏障204之間的上方空間(即，位于第二絕緣屏障確定空間的上方空間)。玻璃絲用作絕緣材料填滿該上方空間，從而可以更靈活地克服第一絕緣屏障的熱收縮，而且更容易地解決熱應力帶來的問題。進而，還有一優點，即使船體變形，預制單元能夠隨船體的變形少量移動。
如上述，在用絕緣材料，例如玻璃絲，將各個預制結構的第一絕緣屏障之間的空隙填滿以后，將具有一波形部分251的第一膜類型密封屏障250固定在組合結構上。第一密封屏障250一般由具有良好抗腐蝕性和熱穩定性的不銹鋼制成。
進而，第一絕緣屏障250可以由傳統Mark III類型罐體或本發明的參考專利文獻(韓國第2001-0010438號或第2001-0010152號專利申請案)中提出的已知材料制成。可以改變第一絕緣屏障的材料及形狀。進而，美國第3,299,598、3,302,359和3,510,278號專利中闡述的第一絕緣屏障也包括在內。
此外，在一縱軸方向沿分別由組合結構100、150、200確定的空間形成波形部分251，并且在靠近該波形部分251的地方同樣形成其它額外的波形部分。由于與儲罐中的液化天然氣直接接觸的第一密封屏障250會在該波形部分251產生非常大的熱收縮和延伸，所以形成的波形部分應該能夠靈活地處并容易地降低該熱變形。進而，在各個第一絕緣屏障之間空間的上方在縱向方向形成波形部分251的原因是儲罐的熱應力能夠通過與附加到第一絕緣屏障的第二密封屏障的熱收縮及延伸的相互作用而容易得降低。
圖27是根據本發明另一實施例的液化天然氣儲罐的一部分切除透視圖。
如圖27所示，在根據本發明另一實施例的液化天然氣儲罐中，將一第二絕緣屏障292安裝在建筑物(例如，存儲液化天然氣的輪船)確定的空間內，并且將一第二密封屏障292及一第一絕緣屏障294依次安裝到第二絕緣屏障的上表面上。
這里，在第二絕緣屏障292端部上方的第一絕緣屏障294的相鄰端部與聯結到第一絕緣屏障的一連接絕緣屏障297之間形成一預定的空間。
進而，將一錨結構的一第一絕緣屏障276安裝在連接絕緣屏障297的中心，并且在連接絕緣屏障297和第一絕緣屏障276之間填滿玻璃絲制的絕緣體325。
根據上述本發明另一實施例的液化天然氣儲罐的制造過程將闡述如下圖28至圖36是依次闡述根據本發明另一實施例的安裝在一輪船船體內部的液化天然氣儲罐的制造過程的透視圖。
在闡述本發明的各個附圖中對各組成部分均加了參考號，應該理解同一參考號代表同一組成部分，即使同一組成部分顯示在不同的附圖中。
而且，根據本發明另一實施例將平面結構或角結構固定的過程與本發明上一實施例中的相同。因此，這里將省略同樣過程的闡述。
如圖28和圖29所示，在將平面結構200插入并固定到錨結構150的錨下平板111和錨支撐桿112后，插入錨結構的第二絕緣屏障113。
在四周形成波形部分115的第二密封屏障114位于錨結構的第二絕緣屏障113的上表面上。將第二密封屏障114裝配到在錨支撐桿112上形成的固定臺階121內，并由其支撐。
進而，參考圖30，將連接絕緣屏障297安裝并連接到面結構的各自相鄰第一絕緣屏障294的側面，并且將連接絕緣屏障297安裝在聯結在平面結構的第二絕緣屏障292上表面上的第二密封屏障293的上表面上。在本發明的此實施例中，用一種粘合劑P將連接絕緣屏障297聯結到平面結構的第二密封屏障293和錨結構的第一密封屏障114的上表面上。
因此，用粘合劑可以將該連接絕緣屏障297可以更牢固的聯結到第二密封屏障114和293。
此時，連接絕緣屏障297與平面結構的第一絕緣屏障294的相鄰側表面間隔一預定間隙(1-4毫米)。該間隙要適合于，當船體發生變形，平面結構200能夠在對應于該間隙的空間內移動，并且也可以吸收該變形。
進而，將連接絕緣屏障297置于相鄰第二密封屏障293上表面上，并密封第二密封屏障114和293的端部。
由于使用上述粘合劑P使連接絕緣屏障297與第二密封屏障114和293緊固聯結，液化天然氣不會到達平面結構的第二密封屏障293或錨結構的第二密封屏障114。因此，確保防止了液化天然氣的泄漏。
如上述，使用固定方法將各個第二密封屏障114和293相互固定。接著，以圖31至36所示的順序，將錨結構的第一絕緣屏障116裝配在錨支撐桿112的周圍，并且將錨上平板337插入到一在第一絕緣屏障116的上平面形成的一圓形凹進部分，從而被固定到錨支撐桿112的上端。
然后，將錨絕緣平板338附加并固定在錨上平板337的上表面上，并且將錨上帽339再次插入并固定到錨絕緣平板的中心。至此，在第一錨絕緣平板338的上表面的中心形成一預定的凹進空間，并且將該錨上帽339置于該凹進空間內。由于該錨上帽339包括一螺母或與一螺母結構整體形成，其能夠容易地固定到錨支撐桿112的上端。因此完成錨結構150的組裝。
在完成上述過程后，根據本發明的錨結構的第一絕緣屏障276和297之間的空間(即，位于第二絕緣屏障確定的空間上方的空間)可以用絕緣材料填滿。用玻璃絲325作為絕緣材料填滿上空間，從而可以更靈活地克服第一絕緣屏障276和297的熱收縮，而且更容易地解決熱應力帶來的問題。
在用玻璃絲325等絕緣材料填滿第一絕緣屏障276和297確定的空間后，將具有一波形部分251的第一膜類型密封屏障250固定到組合結構上。第一密封屏障250通常由具有優良抗腐蝕性和熱穩定性的不銹鋼制成。此外，第一絕緣屏障250可以由傳統Mark III類型罐體或本發明的參考專利文獻(韓國第2001-0010438號或第2001-0010152號專利申請案)中提出的已知材料制成。可以改變第一絕緣屏障的材料及形狀。
圖37和圖38是顯示根據本發明的液化天然氣儲罐內的第二密封屏障被聯鎖時狀態的放大剖視圖。
這里，用圖37和38種顯示的固定方法將本發明的第二密封屏障293連接并固定。這種固定方法可以應用于本發明的所有第二密封屏障。
也就是說，作為例子，如圖37所示，將上連接部件312和下連接部件313安裝在靠近第二密封屏障293相互相鄰的位置，因此它們與第二密封屏障293面接觸，其中第二密封屏障293各自突出到由角結構的第一和第二絕緣屏障292和294以及平面結構的第一和第二絕緣屏障204和202確定的空間內(即，絕緣屏障之間的空間)。
進而，在第二密封屏障293的上下表面涂上樹脂材料293a，并延伸到相鄰絕緣屏障的空隙內。
此時，通過一自鉆螺釘314將上下連接部件312和313互相夾緊，將第二密封屏障293牢固固定，盡管并不限制于此。至此，在連接絕緣屏障297上形成該自鉆螺釘314可以插入的穿孔部分297a。
這里，固定螺釘或螺絲314直接穿透上連接部件312和下連接部件313，將上連接部件312和下連接部件313相互固定。如果使用這種固定螺釘或螺絲，這些部件上無需額外的螺栓固定孔就可完成固定。例如，在本發明中可以使用自鉆螺釘。
進而，在固定螺絲314中包括一平墊圈314a或彈性墊圈314b，從而墊圈保持以一預定壓力向下壓絕緣體上表面的狀態。這里，固定螺絲314最好擰緊，通過增加液化天然氣的壓力而減少絕緣材料的量，例如厚度。
而且，在上連接部件312和下連接部件313的聯結表面上形成一凹進部分以容納第二密封屏障293。此外，在該凹進部分的兩端形成相互面對面或相互交替的凸起部分312a及313a。在用固定螺釘314固定上述上連接部件312和下連接部件313時，這些部件使凸起部分312a及313a將涂的樹脂材料壓在第二密封屏障293上。
此時，在凸起部分312a及313a之間形成的凹進部分中充滿樹脂材料293a，從而密封上連接部件312及下連接部件313與第二密封屏障293之間的空隙。這里，該樹脂材料293a由可矯正樹脂制成，壓縮成型，再矯正。
因此，提高了第二密封屏障的密封性，防止了液化天然氣從第一密封屏障250泄漏的任何可能性。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的結構及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
而且，安裝在一船體內的本發明的液化天然氣儲罐同樣也可以安裝在地面液化天然氣儲罐中。
權利要求
1.一種液化天然氣儲罐，其特征在于該液化天然氣儲罐包括兩個連續的密封屏障和兩個絕緣屏障，其中的一第一密封屏障與儲罐中的液化天然氣接觸，并且一第一絕緣屏障，一第二密封屏障以及一第二絕緣屏障依次位于第一密封屏障的下表面，其中該第一密封屏障由一錨結構支承并機械固定在罐的底面上；以及該絕緣屏障安裝得可以在第一密封屏障和罐體底面之間滑動。
2.根據權利要求1所述的液化天然氣儲罐，其特征在于用粘合劑將第一和第二絕緣屏障分別與第二密封屏障的上表面和下表面聯結。
3.根據權利要求1或2所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中第二絕緣屏障包括聚氨酯泡沫制成的絕緣材料以及一多合板制成的并連接到該絕緣體下表面的平面。
4.根據權利要求1或2所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中第一絕緣屏障包括聚氨酯泡沫絕緣體以及一多合板制成的并連接到該絕緣體上表面與下表面的平面。
5.根據權利要求1或2所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中第二密封屏障由鋁板或軟薄板(三重的)(flexible sheet(triplex)制成。
6.根據權利要求1或2所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中第二密封屏障從第一和第二絕緣屏障的一側突出。
7.根據權利要求1或2所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中第一密封屏障由不銹鋼制成。
8.根據權利要求1或2所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中第一密封屏障包括一波形部分。
9.根據權利要求1或2所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中第二絕緣屏障間的側隙用聚氨酯泡沫絕緣材料來填滿。
10.根據權利要求1或2所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中第一絕緣屏障間的側隙可以用玻璃絲絕緣材料來填滿。
11.根據權利要求1或2所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中第二密封屏障延伸到絕緣屏障側面形成的空間內，用上面和下面固定板將延伸的第二密封屏障的一端固定，并且上下固定板的連接表面包括一凹進部分，第二密封屏障的端部可以插入該凹進部分。
12.根據權利要求11所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中形成的凹進部分是彎曲的。
13.根據權利要求11所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中該下面和上面固定板的組合部分沿縱向輕微彎曲以具有一額外長度。
14.根據權利要求1或2所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中最好通過將樹脂壓在第二密封屏障的上下表面上從而在其上涂一樹脂材料。
15.根據權利要求14所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中該樹脂是可以矯正的。
16.根據權利要求14和15所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中凸出和凹進部分是相對的。
17.根據權利要求1或2所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其包括角結構，緊固在罐體邊緣部分；平面結構，滑動位于罐體內平面上；以及錨結構，緊固在罐體底面，使平面結構附加在罐體的內表面上。
18.根據權利要求17所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中該平面結構制造成一預制組合部分，該預制組合部分包括一第二絕緣屏障；一第二密封屏障，形成在第二絕緣屏障的上表面上；以及一第一絕緣屏障，形成在第二絕緣屏障的上表面上。
19.根據權利要求17所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中該錨結構包括一錨支持桿，固定在一錨下平板上該錨下平板機械緊固到與平面結構聯結在一起的地方；一第二絕緣屏障，由該錨支持桿穿透其中心，并且安裝在與平面結構的一第二絕緣屏障同樣的高度上；一第二密封屏障，由該錨支持桿穿透其中心，并且固定在該第二絕緣屏障之一上表面上，且緊固到該平面結構的一相鄰第二密封屏障上；一第一絕緣屏障，由該錨支持桿穿透其中心，并固定在第二密封屏障的上表面；以及一上帽，固定在該錨支持桿上端，對應該錨結構的該第一絕緣屏障的一上中心。
20.根據權利要求19所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中該錨下平板使得相鄰平面結構的第二絕緣屏障的下平板固定在船殼的內表面上。
21.根據權利要求19和20所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中該錨結構的第二密封屏障包括一波形部分，形成在其外圓周部分。
22.根據權利要求19和20所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中該錨結構的第二密封屏障從該錨結構的第一絕緣屏障的一側突出。
23.根據權利要求19和20所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中該錨結構的第一和第二絕緣屏障分別用粘合劑與錨結構的第二密封屏障的上表面和下表面聯結在一起。
24.根據權利要求19和20所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中該錨結構的第二絕緣屏障包括聚氨酯泡沫制成的絕緣體以及一多合板制成的并連接到該絕緣體的上表面的平面。
25.根據權利要求19和20所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中該錨結構的第一絕緣屏障包括聚氨酯泡沫絕緣體以及一多合板制成的并連接到該絕緣體的上表面與下表面的平面。
26.根據權利要求17所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中該錨結構包括一錨下部平板，以其上的一桿支持帽將一錨基板固定，該錨基座平板在固定的間隔中安裝在罐體的底面與內部空間的一隔板上，且配置有一緊固孔；一錨支撐桿垂直固定到該桿支持帽；一第二絕緣屏障，由該錨支持桿穿透其中心；一第二密封屏障，由該錨支持桿穿透其中心，且固定在錨結構的第二絕緣屏障的上表面；一第一絕緣屏障，由該錨支持桿穿透其中心，固定在錨結構的第二密封屏障的上表面；一上帽，固定在該錨支持桿上端，用來固定該錨結構的第一絕緣屏障；以及一連接絕緣屏障，位于臨近第一絕緣屏障的一側和第二密封屏障的上表面，與錨結構的第一絕緣屏障隔開一預定距離，并且固定到相鄰平面結構和錨結構的第二密封屏障的上表面。
27.根據權利要求26所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中該連接絕緣屏障固定在相鄰平面結構的各自第一絕緣屏障的側面，以及固定在連接于該平面結構的第二絕緣屏障上的平面結構的第二密封屏障的上表面。
28.根據權利要求26和27所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中該連接絕緣屏障與該平面和錨結構的第二密封屏障聯結在一起。
29.根據權利要求26和27所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中連接密封屏障和錨結構的第一絕緣屏障之間的間隙填滿絕緣材料。
30.根據權利要求29所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中該絕緣材料由玻璃絲制得。
31.根據權利要求17所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中制造成一預制組合部件的角結構包括一L形第二絕緣壁，與罐體的內表面相聯結的一角接觸；一第二密封壁，形成在第二絕緣壁的上表面；一第一絕緣壁，形成在第二密封壁的上表面；以及一L形角支撐板，形成在第一絕緣壁的上表面，以支撐儲罐的負載，使預制部件由形成在罐體內表面上的角邊緣突出部分固定。
32.根據權利要求31所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中該角支撐板滑動安裝到角結構的第一絕緣屏障，從而該支撐板可以收縮并伸長。
33.根據權利要求31所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中角結構的第一和第二絕緣屏障用粘合劑聯結到角結構的第二密封屏障的上表面和下表面。
34.根據權利要求31至33之任一所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中第一絕緣屏障，第二密封屏障，第二絕緣屏障和角支撐板均制造成一預制組合部件。
35.根據權利要求34所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中該預制部件由形成在罐體內表面上的角邊緣突出部分固定。
36.根據權利要求31至33之任一所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中第二密封屏障從第一和第二絕緣屏障的一側突出。
37.根據權利要求31至33之任一所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中平板形成在第一和第二絕緣屏障的下表面，從而其側端進一步從絕緣屏障的側面突出。
38.根據權利要求31至33之任一所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中第一和第二絕緣屏障利用連接加強條使下支撐桿的上端連接并固定而相互機械連接，該下支撐桿穿透第二絕緣屏障并從中突出，而且該上支撐桿的下端穿透第一絕緣屏障。
39.根據權利要求38所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中下支撐桿適合并緊固到固定在第二絕緣屏障下表面上的一桿支撐帽，該下支撐桿穿透第二絕緣屏障并固定到連接加強條上。
40.根據權利要求38所述的液化天然氣儲罐，其特征在于，其中適合并緊固到固定在第一絕緣屏障下表面上的一桿支撐帽和連接加強條上，該上支撐桿穿透第一絕緣屏障并支撐該角支撐板。
41.一種液化天然氣儲罐的制造方法，其中該液化天然氣儲罐包括兩個連續的密封屏障和兩個絕緣屏障，其中的一第一密封屏障與儲罐中的液化天然氣接觸，以及一第一絕緣屏障，一第二密封屏障以及一第二絕緣屏障依次位于第一密封屏障的下表面，該制造方法包括如下步驟靠近儲罐的內角形成邊緣凸出，并在一定間隔中在罐體的內表面上固定安裝錨基座平面；在形成的邊緣凸出之間固定附加預制的角結構，每一個預制的角結構包括一第二絕緣屏障，一第二密封屏障，一第一絕緣屏障以及一角支撐平板；用固定支點將該固定角結構固定到邊緣凸出上，并且同時將錨下平板固定在錨基座平板的上表面上，接著將錨支撐桿垂直固定在錨下平板的中心；裝配并將預制平面結構的各端固定到固定角結構的固定支點的各端，每一個預制平面結構均包括一第二絕緣屏障、一第二密封屏障以及一第一絕緣屏障，以及將該平面結構的其它端裝配并固定到錨基座平板和錨下平板之間的間隙內；在角結構和平面結構的第二絕緣屏障之間的間隙內填滿絕緣材料，并同時在錨支撐桿的周圍裝配錨結構的第二絕緣屏障和第二密封屏障；使角結構的第二密封屏障和鄰近平面結構的第二密封屏障相互扎緊，以及使平面結構的第二密封屏障之間互相扎緊，并同樣使平面結構的第二密封屏障和錨結構的第二密封屏障之間相互扎緊；在錨支撐桿的周圍裝配錨結構的第一絕緣屏障，并將錨上平板和錨絕緣板固定在第一絕緣屏障上，以及將錨上帽固定到錨支撐桿上，從而完成該錨結構的制造；在角結構、平面結構和錨結構的第一絕緣屏障之間的間隙內填滿絕緣材料；以及將具有波形部分的第一密封屏障固定在角結構、平面結構和錨結構的上表面上。
42.根據權利要求41所述的液化天然氣儲罐的制造方法，其特征在于，其中將錨下平板固定在錨基座平板的上表面上，接著將錨支撐桿垂直固定在錨下平板的中心的步驟包括將錨下平板與錨基座平板螺栓連接；將桿支撐帽固定在錨下平板的中心；以及將錨支撐桿與桿支撐帽螺栓連接。
43.根據權利要求41或42所述的液化天然氣儲罐的制造方法，其特征在于，其中在角結構和平面結構的第二絕緣屏障之間的間隙內填滿絕緣材料的步驟包括用聚氨酯泡沫制成的絕緣材料填滿該些間隙。
44.根據權利要求41或42所述的液化天然氣儲罐的制造方法，其特征在于，其中使角結構的第二密封屏障和相鄰平面結構的第二密封屏障之間相互扎緊，以及使平面結構的第二密封屏障的第二密封屏障之間相互扎緊，并同樣使平面結構的第二密封屏障和錨結構的第二密封屏障之間相互扎緊的步驟包括將位于第二密封屏障下方的下固定平板和位于第二密封屏障上方的上固定平板面向下固定平板螺栓連接。
45.根據權利要求44所述的液化天然氣儲罐的制造方法，其特征在于，其中下固定平板和上固定平板是彎曲的。
全文摘要
本發明涉及一種液化天然氣儲罐以及其構造方法。本發明的目的之一是提供一種由于其汽化器能夠最少損失液化天然氣的液化天然氣儲罐，通過簡化液化天然氣罐的結構以存儲符合低溫液體的液化天然氣，從而縮短其制造過程，并且在穩固保持液體密封的同時能夠容易地降低由于機械變形造成的應力。最后，本發明的液化天然氣儲罐是一種安裝在建筑結構(construction)內的液化天然氣儲罐，并且包括兩個連續的密封屏障及兩個絕緣屏障，其中一第一密封屏障與液化天然氣罐中存儲的液化天然氣接觸，并且一第一絕緣屏障，一第二密封屏障以及一第二絕緣屏障依次位于第一密封屏障的下表面，其中該第一密封屏障由一錨結構機械固定在罐底，并且該絕緣屏障滑動安裝在第一密封屏障和罐底之間。
文檔編號B63B25/08GK1898124SQ200580000008
公開日2007年1月17日 申請日期2005年2月3日 優先權日2004年12月8日
發明者梁永明, 洪性浩, 尹仁銖, 楊泳哲, 徐興錫, 金知勛, 吳秉澤, 金映均 申請人:韓國Gas公社