專利名稱：液化氣儲罐和包含液化氣儲罐的海運結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于儲存例如液化天然氣(LNG)和液化石油氣(LPG)等液化氣的液化氣儲罐(storage tanks)，且更明確地說，本發明涉及一種液化氣儲罐，其包含布置成兩排且接納在多個空間中的多個儲罐，所述液化氣儲罐由縱向隔離艙(cofferdam)界定，所述縱向隔離艙支撐上部結構的負荷，同時抑制晃蕩現象(sloshing phenomenon)，且本發明涉及一種包含所述液化氣儲罐的海運結構(marine structure)。
背景技術：
天然氣在氣態下通過氣體管線(gas pipe line)越過陸地或海洋而長距離輸送給消費者，或在液化氣(LNG或LPG)狀態下通過運載工具來輸送。液化氣是通過將天然氣冷卻到低溫狀態(約_163°C)來獲得的，在低溫狀態下，天然氣的體積減小到標準溫度和壓力下的體積的約1/600，這使得其特別適合于長距離的海上輸送。LNG運載工具(carrier)經設計以在海上將LNG輸送給陸地上的消費者，且包含能夠承受LNG的低溫溫度的液化氣儲罐。可根據貨物的負荷是否直接作用在絕熱材料上而將布置在LNG運載工具中的儲罐分類成獨立型儲罐和隔板型(membrane type)儲罐。獨立型儲罐包含SPB型罐和莫斯型罐(Moss type tank)，其一般是使用大量的非鐵金屬作為主材料而制造的，從而導致制造成本顯著增加。當前，一般將隔板型儲罐用作液化氣儲罐。隔板型儲罐相對較便宜，且在液化氣儲罐領域的應用中經過檢驗，其在較長的時期內不會導致安全問題。將隔板式罐分類為GTT96型和馬克(Mark) III型，其在美國專利第5，269, 247號、 第5，501，359號等中揭示。GTT96型儲罐包含一級(primary)和二級(secondary)密封壁(其包括0. 5mm 0. 7mm厚的殷鋼(Invar steel) (36%的Ni)，以及一級和二級絕熱壁，一級和二級絕熱壁包括堆疊在船體(hull)的內表面上的膠合板箱(plywood box)和珠光體(perlite)。對于GTT96型來說，由于一級和二級密封壁具有大體上相同的液密特性和強度， 因此即使在一級密封壁損壞而導致貨物泄漏之后也有可能在很長時期內確保維持貨物的安全。另外，由于GTT96型的密封壁是由線性隔板(linear membranes)組成，因此與在由波紋狀隔板(corrugatedmembranes)組成的馬克III型相比，可更方便地執行焊接，從而與馬克III型相比提供較高程度的焊接自動化和較大的總體焊接長度。另外，GTT96型使用雙耦合來支撐絕熱箱(即，絕熱壁)。馬克III型儲罐包含由1. 2mm厚的不銹鋼隔板(stainless steelmembrane)組成的一級密封壁、由三層組成的二級密封壁，以及由聚氨酯泡沫等組成的一級和二級絕熱壁， 所述壁堆疊在船體的內表面上。對于馬克III型來說，密封壁具有波紋狀部分，其吸收以低溫狀態儲存LNG所導致的收縮，使得隔板中不會產生較大的應力。對于馬克III型來說，絕熱系統因其內部結構而不允許結構加強，且二級密封壁與GTT96型的二級密封壁相比，無法充分地確保防止LNG泄
4漏。 由于隔板型LNG儲罐因其結構特性而具有比獨立型儲罐低的強度，因此隔板型 LNG儲罐非常容易受液體晃蕩損壞。本文中，術語“晃蕩”是指當舶船在各種海況中航行時， 容納在儲罐中的液體材料(即LNG)的運動。儲罐的壁受到因晃蕩而導致的劇烈沖擊。由于此晃蕩現象在舶船的航行期間不可避免地發生，因此有必要將儲罐設計成具有能夠承受因晃蕩而導致的沖擊力的足夠強度。圖1繪示常規液化氣儲罐10的一個實例，所述液化氣儲罐10具有上部和下部斜面(chamfers) 11、12，其在儲罐10的上部和下部橫向側以約45度傾斜，以減小因LNG的晃蕩而導致的沖擊力，特別是橫向方向上的晃蕩沖擊力。對于常規儲罐10，室(chambers) 11、12形成于其上部和下部橫向側，從而部分地解決與晃蕩現象有關的問題。然而，隨著LNG運載工具的大小逐漸增加，儲罐10的大小也增加，且因晃蕩而導致的沖擊力變得嚴重。由此，隨著儲罐的大小增加，需要解決因晃蕩導致的沖擊力增加的問題并加強儲罐以支撐運載工具的上部結構的負荷。近來，隨著對例如LNG浮式生產儲氣卸氣結構(floating，production, storage and offloading，FPSO)、LNG 浮式儲存禾口再氣化單元(floatingstorage and re-gasification unit,FSRU)等浮式海運結構的需求逐漸增加，需要解決晃蕩問題和向此些浮式海運結構提供的液化氣儲罐的上部結構的負荷問題。LNG FPSO是一種浮式海運結構，其準許在海上直接提取天然氣且將天然氣液化成 LNG以將LNG儲存在其儲罐中并根據需要而將儲存在儲罐中的LNG遞送到另一 LNG運載工具。LNG FSRU是一種浮式海運結構，其準許在遠離陸地的海洋上將從LNG運載工具排放的 LNG儲存在儲罐中，且根據需要使LNG氣化，從而將再氣化的LNG供應給陸地上的消費者。韓國專利第0785475號(下文中，文獻1)揭示一種儲罐，所述儲罐內具備例如隔壁等結構(即，艙壁(bulkhead))，以將儲罐的內部空間劃分成若干空間，而不是增加儲罐的大小，從而提供安裝各自具有較小容量的若干儲罐和解決晃蕩問題的效果。圖2和圖3繪示儲罐20，其在文獻1中揭示，且包含隔壁形結構以將儲罐20的內部空間分成兩個空間以便減小晃蕩的影響。如圖2和圖3所示，文獻1的儲罐20包含抗晃蕩艙壁 (anti-SlOShingbulkhead)23，其劃分儲罐20的內部；以及支座(stools) 25，其一側接合到船體的內壁21，且其另一側結合到抗晃蕩艙壁23以將抗晃蕩艙壁23緊固在儲罐內。支座25中的每一者包含絕熱墊26，其分別連接到儲罐20的一級和二級阻擋層 (barriers) 22a、22b，以防止低溫液化氣的泄漏或熱量傳遞到船體的內壁。然而，對于文獻1的儲罐，由于單個儲罐20被抗晃蕩艙壁23劃分成若干個空間， 因此存在抗晃蕩艙壁23并不穩固地緊固在儲罐內以充分地吸收晃蕩沖擊的問題。換句話說，為允許隔壁形結構(即，抗晃蕩艙壁23)穩固地緊固在儲罐20內以便吸收晃蕩沖擊，支座25必須穩固地安置在抗晃蕩艙壁23與船體的內壁21之間。為此，支座25由足夠厚的金屬板制成，或包含相對于船體的內壁21的許多連接點。然而，在此情況下，出現以下情形的可能性較高從外部傳遞到儲罐20中的熱量的量增加，從而使儲罐20的絕熱性能降低，同時在儲罐20內產生大量的蒸發氣體。
另一方面，如果用于支座25的金屬板的厚度減小，或支座25與船體的內壁21之間的連接點的數目減小，以增強儲罐20的絕熱性能，那么抗晃蕩艙壁23與支座25之間的連接點或支座25與船體的內壁21之間的連接點可因晃蕩沖擊而損壞。 另外，支座25在儲罐20的一級和二級阻擋層上提供不連續的點，其因儲罐20的熱收縮或膨脹而導致一級和二級阻擋層的損壞。此外，由于抗晃蕩艙壁23為隔壁形薄結構，因此無法支撐來自海運結構的上部甲板的負荷。
發明內容
本發明旨在解決如上文所述的常規技術的問題，且一個實施例包含一種液化氣儲罐，所述液化氣儲罐包含多個液化氣儲罐，所述多個液化氣儲罐接納在由縱向隔離艙界定的多個空間中，且在所述縱向隔離艙的相對側布置成兩排，從而支撐上部結構的負荷同時抑制晃蕩現象。另一實施例提供一種包含所述液化氣儲罐的海運結構。根據一方面，一種接納在海運結構中以儲存液化氣的液化氣儲罐包含多個液化氣儲罐，所述多個液化氣儲罐分別接納在通過隔離艙而在海運結構的船體中界定的多個空間中以在海運結構內布置成兩排。此處，隔離艙包含有在船體的縱向方向上延伸的至少一個縱向隔離艙以及在船體的橫向方向上延伸的至少一個橫向隔離艙，且所述儲罐中的每一者通過不間斷地延伸的密封壁和絕熱壁而密封和絕熱。流體通道(fluid channel)可界定于兩個鄰近的液化氣儲罐之間的隔離艙中，以允許接納在兩個鄰近的儲罐中的貨物穿過流體通道而在兩個鄰近的儲罐之間移動。所述流體通道可密封且絕熱，以防止來自儲罐外部的熱傳遞。流體通道可穿透縱向隔離艙，以允許在海運結構的寬度方向上彼此鄰近的兩個儲罐通過流體通道而彼此連通。流體通道可包含界定于隔離艙的下部部分處的下部流體通道，以允許液化氣在兩個鄰近的儲罐之間移動。下部流體通道可界定在鄰近于儲罐的底部處。流體通道可包含界定于隔離艙的上部部分處的上部流體通道，以允許蒸發氣體在兩個鄰近的儲罐之間移動。上部流體通道可界定在鄰近于儲罐的頂板(ceilings)處。縱向隔離艙可實質上在垂直方向上連接到儲罐的底部和/或頂板。隔離艙可包含安置在本身中的泵(pump)和管(pipe)，以排放儲存在儲罐中的液化氣。隔離艙可包含界定于隔離艙的下部部分處的下部流體通道，以允許儲存在兩個鄰近的液化氣儲罐中的液化氣通過下部流體通道而在兩個鄰近的液化氣儲罐之間移動，且所述泵可安置于隔離艙內的下部流體通道的上部部分處。下部流體通道可在本身中具備泵，以排放儲存在儲罐中的液化氣，且隔離艙可在本身中具備管，從而充當由泵排放的液化氣的排放通路(discharge passage) 0縱向隔離艙可具備隔離艙加熱器(cofferdam heater)，以將熱量供應到縱向隔離艙中。
隔離艙加熱器可包含安置在縱向隔離艙中的管以及用以傳遞所述管中的熱交換媒介的泵。隔離艙加熱器可進一步包含用以將熱量供應到熱交換媒介(heatexchange medium)的加熱機構。所述加熱機構可為選自熱交換器、電加熱器和鍋爐中的一者，所述加熱機構安置在海運結構內且需要冷卻。根據另一方面，一種接納在海運結構中以儲存液化氣的液化氣儲罐包含加強結構，其縱向劃分儲罐的內部空間以減小晃蕩現象的影響，同時支撐海運結構的上部結構的負荷；流體通道，其界定于所述加強結構的下部部分處，以允許液化氣穿過流體通道而移動；以及密封壁和絕熱壁，其不間斷地延伸。此處，所述加強結構包含界定于本身中的空隙。加強結構可為從儲罐的底部突出到預定高度的凸出壁(projectionwall)。根據另一方面，一種在海上在浮動狀態下使用且具有用于儲存低溫狀態下的液體貨物的儲罐的海運結構包含隔離艙，其安置在所述海運結構內的縱向和橫向方向上，以將所述海運結構的船體的內部空間劃分為多個空間；以及多個儲罐，其接納在相應的空間中且布置成兩排。所述海運結構可為選自LNG FPSO、LNG FSRU, LNG運載工具和LNG RV中的一者。
圖1是常規液化氣儲罐的透視圖。圖2是常規液化氣儲罐的橫向橫截面圖。圖3是圖2的部分A的放大圖。圖4是根據本發明第一實施例的包含液化氣儲罐的海運結構的示意性平面圖。圖5是根據本發明第一實施例的包含液化氣儲罐的海運結構的橫向橫截面圖。圖6是根據第一實施例的修改方案的液化氣儲罐的橫向橫截面圖。圖7是根據第一實施例的修改方案的液化氣儲罐的局部剖面透視圖。圖8是根據第一實施例的另一修改方案的液化氣儲罐的局部剖面透視圖。圖9是根據第一實施例的另一修改方案的液化氣儲罐的局部剖面透視圖。圖10是根據本發明第二實施例的包含液化氣儲罐的海運結構的橫向橫截面圖。圖11是根據本發明第二實施例的液化氣儲罐的局部剖面透視圖。圖12是根據本發明第二實施例的修改方案的儲罐的局部剖面透視圖。圖13是根據本發明第三實施例的包含液化氣儲罐的海運結構的橫向橫截面圖。圖14是根據本發明第三實施例的液化氣儲罐的縱向橫截面圖。圖15和圖16繪示安置在儲罐中的泵和管。圖17是根據本發明第三實施例的修改方案的液化氣儲罐的局部剖面透視圖。圖18是根據本發明第三實施例的另一修改方案的液化氣儲罐的局部剖面透視圖。
具體實施例方式在下文中，將參看附圖來詳細描述本發明的示范性實施例。
在本文中，術語“海運結構”指代包含用于儲存低溫狀態下的液體貨物(例如LNG) 的儲罐且在海上在浮動狀態下使用的任何結構或舶船。舉例來說，所述海運結構不僅包含例如LNG FPSO或LNG FSRU等浮式結構，而且包含例如LNG運載工具或LNG RV (再氣化舶船)等舶船。圖4是根據本發明第一實施例的包含液化氣儲罐的海運結構的示意性平面圖，且圖5是根據本發明第一實施例的包含液化氣儲罐的海運結構的橫向橫截面圖。參看圖4和圖5，根據第一實施例的液化氣儲罐110包含多個儲罐，所述多個儲罐布置成兩排，且接納在多個空間中，所述空間由在橫向方向上安置于海運結構內的橫向隔離艙105和在縱向方向上安置于海運結構內的縱向隔離艙107而界定于海運結構的船體 101 中。橫向隔離艙105與縱向隔離艙107的組合提供至少兩個完整的儲存空間，其每一者具備不間斷地延伸的絕熱壁和密封壁。換句話說，根據此實施例，海運結構的內部空間在橫向和縱向方向上被劃分為多個空間，使得個別儲罐接納在每一空間中，而不是將儲罐內部劃分成兩個空間。如圖4中所示，用于儲存例如LNG等液化氣的隔板型液化氣儲罐110包含二級隔絕壁111、二級密封壁112、一級隔絕壁113以及一級密封壁114，其循序地堆疊在海運結構的船體101中的內壁或隔離艙隔壁(partitions) 106、108上。船體101具備壓艙罐 (ballast tank) 103，以維持海運結構的吃水深度(draft)。在本文中，術語“隔離艙”指代格形(lattice shape)結構，其界定于隔離艙隔壁 (艙壁)106、108之間的空隙中，且在縱向和橫向方向上將海運結構的內部空間劃分為多個空間，以允許隔板型儲罐接納在相應的空間中。在所述實施例中，隔離艙包含橫向隔離艙105和縱向隔離艙107。橫向隔離艙105 在橫向方向上將船體的內部空間分為多個空間，以允許隔板型儲罐在縱向方向上分別接納在所述空間中。縱向隔離艙105在縱向方向上將船體的內部空間分為兩個空間，以允許隔板型儲罐在寬度方向上分別接納在所述空間中。橫向隔離艙105可構成液化氣儲罐的前壁和后壁，且縱向隔離艙107可構成儲罐的左壁或右壁。根據此實施例，由于儲罐為隔板型儲罐，因此上文所述的隔離艙用于劃分海運結構的內部空間。對于獨立型儲罐，可使用簡單的隔壁來劃分海運結構的內部空間。由于獨立型儲罐的隔壁不具有足夠的強度以支撐上部結構的負荷，因此所述隔壁有必要具有相當大的厚度以便具有足夠的強度來支撐上部結構的負荷。然而，由于將昂貴的材料用于獨立型儲罐，因此制造這么厚的隔壁的制造成本顯著增加，從而降低了價格競爭力。盡管例如兩排或更多排的布置等將罐布置在油輪、散裝貨輪等的領域中是眾所周知的，但此類罐布置是在不考慮晃蕩或熱變形的情況下提供的，且可僅通過將一個或一個以上隔壁安裝在罐內來獲得。在用于儲存和輸送LNG (其為低溫狀態下的液體貨物)的液化氣儲罐中，可通過新設計儲罐的形狀來獲得兩排布置。在隔板型儲罐中，隔板部件本身(即，密封壁和絕熱壁)無法構成隔壁，且如果在常規隔板型儲罐中使用非鐵金屬隔壁，那么因為非鐵金屬的價格較高，因此儲罐的制造成本增加。另外，當將非鐵金屬隔壁安裝在隔板型儲罐中時，有必要提供考慮到隔壁的安裝的特殊設計。此外，儲罐的內部無法被單個隔板結構完全包圍，且隔板結構與隔壁之間形成不連續的點，從而導致隔板結構與隔壁之間的連接點處可能損壞。如圖4所示，本發明的發明人提出通過在海運結構的船體101內提供在縱向方向上延伸的縱向隔離艙107和在橫向方向上延伸的橫向隔離艙105而實現的在海運結構的寬度方向上成對且在海運結構內的縱向方向上布置成兩排的隔板型儲罐的兩排布置。縱向隔離艙107界定布置成兩排的儲罐之間的空隙。換句話說，儲罐布置在所述空隙的相對側以提供兩排儲罐，且可保證個別儲存空間，所述個別儲存空間中的每一者由隔板部件完全密封。根據此實施例，將隔板型儲罐、隔離艙和另一隔板型儲罐循序地布置在海運結構的寬度方向上，如圖5中所示。因此，可通過對隔板型儲罐應用現存的經檢驗技術(即，橫向隔離艙)來形成儲罐的兩排布置，同時安置在隔板型儲罐之間的縱向隔離艙107用于支撐上部結構的負荷。本發明不僅可應用于隔板型儲罐，而且可應用于SPB型儲罐。當將本發明應用于 SPB型儲罐時，可向SPB型儲罐的內部空間或海運結構的船體的用于安裝SPB型儲罐的內部空間提供隔離艙，而不是僅僅將隔壁安裝在SPB型儲罐內。當液化氣儲罐110布置成兩排時，可顯著減小因晃蕩而施加在儲罐上的沖擊力。 數值分析顯示，通過以下兩種機制來減小晃蕩沖擊力。首先，減小儲存在儲罐的每一者中的貨物(即LNG)的量，從而減小因晃蕩而導致的沖擊力。其次，將儲罐的寬度減小為常規儲罐的寬度的一半或一半以上，使得液體貨物(即LNG)的自然運動頻率變得不同于海運結構的自然運動頻率，從而減小液體貨物的運動量值。另外，例如LNG FPSO等浮式結構具有較重的上部結構，且需要可承受上部結構的較重負荷的儲罐。根據此實施例，通過將縱向隔離艙107安置在隔板型儲罐110之間，而不是使用薄隔壁將罐劃分為兩個部分，來提供兩排儲罐110，使得縱向隔離艙107可用于支撐和分配上部結構的負荷。通過將隔離艙107安置在海運結構的中間來支撐上部負荷的設計在常規隔板型罐、莫斯(Moss)型罐、SPB型罐等中未被發現。盡管SPB型罐如上文所述包含中心隔壁，但所述中心隔壁必須具有相當大的厚度來承受上部負荷。在此情況下，由于制造成本顯著增加，因此使用所述中心隔壁來支撐上部結構的重量是不切實際的。另一方面，盡管船體101的內壁以及隔離艙隔壁106、108不直接接觸儲存在儲罐中的液化氣，但液化氣(即LNG)在-163°C的溫度下以低溫狀態儲存在液化氣儲罐110中， 使得構成船體101的內壁和隔離艙隔壁106、108的鐵板(iron plates)的溫度由于向低溫液化氣的熱傳遞而顯著降低，且脆度(brittleness)降低。因此，船體101的內壁和隔離艙隔壁106、108可由耐低溫的低溫鋼制成。位于儲罐110之間的隔離艙(具體地說，縱向隔離艙107)為封閉的內部空間，熱量不會從儲罐的外部供應到所述內部空間，使得縱向隔離艙107的溫度可降低到約-60°C。 因此，需要加熱縱向隔離艙107的內部空間和縱向隔離艙隔壁108，以便使其維持在預定溫度或預定溫度以上。如圖5中所示，縱向隔離艙隔壁108之間的空間(即，縱向隔離艙107)可用作中心壓艙罐104的一部分。
根據此實施例，可將隔離艙加熱器120安置在縱向隔離艙107內。隔離艙加熱器 120可包含安置在縱向隔離艙107內的管121、使熱交換媒介循環穿過管121的泵123，以及加熱在縱向隔離艙107內冷卻的熱交換媒介的加熱機構(heating mechanism) 125。隔離艙加熱器120的管121可構成封閉環路且泵123和加熱機構125可位于縱向隔離艙107外。所述加熱機構可為熱交換器、電加熱器、鍋爐等，其可安置在海運結構內且根據需要而冷卻。熱交換媒介可通過在穿過安置在縱向隔離艙107內的管121時將熱量傳遞到包圍該管121的空氣或壓艙水來加熱縱向隔離艙107的內部。隔離艙加熱器120可包含至少一個封閉環路。對于具有一個或一個以上封閉環路的管121，如果所述封閉環路中的一者不工作，或不將足夠量的熱量傳遞到縱向隔離艙107 中，那么可有利地使用另一封閉環路來加熱縱向隔離艙107的內部。隔離艙加熱器120的管121可布置成開環形狀，且可 在其中提供防凍溶液、淡水、 海水等作為在其中循環的熱交換媒介。當通過布置成開環形狀的管121而供應海水時，可通過穿過該管121以將海水供應到縱向隔離艙107中而不依據海水的溫度另外將熱量供應到海水，來將熱量供應到縱向隔離艙107中。盡管在圖5中將管121繪示為在縱向隔離艙107內布置成三排，但縱向隔離艙107 內的管121的數目和布置可根據設計而以不同的方式修改。圖6是包含根據第一實施例的修改方案的液化氣儲罐的海運結構的橫向橫截面圖，且圖7是根據第一實施例的修改方案的液化氣儲罐的局部剖面透視圖。參看圖6和圖7，根據第一實施例的修改方案的液化氣儲罐130包含沿縱向隔離艙 107而在船體101的縱向方向上布置成兩排的多個液化氣儲罐130，所述縱向隔離艙107經安置以在縱向方向上劃分海運結構的內部空間，以便減小儲存在儲罐130中的LNG的晃蕩所造成的影響，同時支撐上部結構的負荷。在此種修改方案中，如圖5和圖6中所示，縱向隔離艙107并未在其下部部分形成斜面，以便允許儲罐布置成兩排，同時保證儲存容量。數值分析顯示，在縱向隔離艙107的下部部分處不形成斜面的情況下，具有兩排布置的儲罐130可經受晃蕩沖擊。圖8是根據第一實施例的另一修改方案的液化氣儲罐的局部剖面透視圖。在此修改方案中，液化氣儲罐130在其下部部分形成流體通道138，S卩，下部流體通道，其在圖6和圖7中所示的儲罐130中是沒有的。換句話說，此修改方案的儲罐130具有參考海運結構的橫向橫截面而形成于其內向的(inward)上端處(即，縱向隔離艙107的上端處)以及參考海運結構的橫向橫截面而形成于儲罐130的外向的上端處的上部斜面 131。另外，此修改方案的儲罐130具有參考海運結構的橫向橫截面而形成于其外向的下端處的下部斜面132，儲罐的內向的下端(即縱向隔離艙107的下端)除外。根據此修改方案，下部流體通道138允許液態氣體儲罐130以兩排布置構成每一對以彼此連通，使得液化氣通過所述下部流體通道138而從一個儲罐移動到另一儲罐，或反之亦然。由此，由于下部流體通道138允許液化氣在儲罐130之間移動，因此甚至在將例如用于將液體貨物從儲罐130排放的泵、管和泵塔等設備安裝到兩個儲罐130中的一者的情況下，所有液體貨物也可從兩個儲罐130排放。為此目的，下部流體通道138可形成于鄰近縱向隔離艙107的最下部部分處，即，鄰近儲罐130的底部處。在此實施例中，由于下部流體通道138形成于縱向隔離艙107中以與儲罐的底部成直角，而不在縱向隔離艙107的下端處形成斜面，因此出于以下原因，與在縱向隔離艙 107的下端形成斜面的情況相比，其可更容易地形成。當制造隔板型儲罐時，將平行六面體形絕熱箱組裝成一預定大小。明確地說，單獨制造和組裝對應于儲罐的隅角的絕熱箱，以形成儲罐。為了在使用具有形成于隔離艙的下端處的下部斜面的罐在隔離艙中形成下部流體通道，必須將流體通道形成為穿透隔離艙的下部斜面。由此，當形成穿透下部斜面的下部流體通道時，有必要制造一種此項技術中不存在的新型絕熱箱。制造此新型絕熱箱比制造平坦的絕熱箱困難且花費更多時間，從而增加制造成本。換句話說，難在必須手工制造新型的大絕熱箱以便形成穿透下部斜面的流體通道且必須執行復雜的焊接工藝來將所制造的絕熱箱彼此結合。然而，如上文所述的修改方案中所建議，當縱向隔離艙107在其下端處未形成有斜面，而是實質上以直角連接到儲罐的底部時，根據所述修改方案的儲罐具有比在縱向隔離艙的下端處具有斜面的儲罐簡單的形狀，且不具有傾斜表面，使得可使用一種用于常規絕熱箱的方法、工具和技術來制造所述儲罐，從而改進生產率。另一方面，下部流體通道138的數目和形狀不限制本發明，且可考慮儲罐130的大小等而適當地進行修改。另外，不僅可在縱向隔離艙107中而且可在橫向隔離艙105中形成下部流體通道138。另外，下部流體通道138可絕熱，以防止來自儲罐130的外部的熱傳遞。在此情況下，可使用當前應用于隔板型儲罐或獨立型儲罐的任何絕熱方法。如上文所述，根據此修改，向海運結構提供縱向隔離艙，以抑制晃蕩現象且支撐海運結構的上部結構的負荷，使得海運結構的內部空間被縱向隔離艙劃分為兩個空間，且兩排儲罐接納在海運結構內的經劃分的空間中。然而，甚至在此情況下，也可通過向每一對儲罐提供包含用于將液化氣和蒸發氣體排放到外部的泵、管、泵塔(pump tower)和儲氣蓋 (gas dome)的設備來高效地操作各個儲罐。因此，可降低液化氣儲罐的制造成本，且可容易地實行儲罐的操作和管理。圖9是根據第一實施例的另一修改方案的液化氣儲罐的局部剖面透視圖。在此修改方案的液化氣儲罐140中，縱向隔離艙107的上端和下端處均不形成斜面。可考慮到海運狀況而將此結構用于儲罐，所述儲罐可較少地受晃蕩影響。另外，盡管圖中未繪示，但圖9的儲罐140也可形成有穿透隔離艙的流體通道。不僅可在縱向隔離艙中而且可在橫向隔離艙中形成流體通道。圖10是包含根據本發明的第二實施例的液化氣儲罐的海運結構的橫向橫截面圖，且圖11是根據第二實施例的液化氣儲罐的局部剖面透視圖。參看圖10和圖11，根據第二實施例的液化氣儲罐220包含沿縱向隔離艙107而在縱向上布置成兩排的多個儲罐220，縱向隔離艙107將海運結構的船體101的內部空間劃分為兩個空間，以減小儲罐中的液化氣的晃蕩現象所造成的影響。根據此實施例，縱向隔離艙107在其上部和下部部分處形成有至少一個上部流體通道227和至少一個下部流體通道228。上部和下部流體通道227、228允許在寬度方向上彼此鄰近的兩個液化氣儲罐220彼此連通。上部流 體通道227允許在液化氣的輸送期間排放自然產生的蒸發氣體(BOG)，且下部流體通道228允許排放液化氣。根據此實施例，BOG可通過上部流體通道227而在兩個鄰近的儲罐220之間移動。 甚至在兩個鄰近的儲罐220中僅一者具備例如用于因儲罐220的內部壓力或因其它原因而將BOG排放到外部的儲氣蓋(未圖示)等設備的情況下，上部流體通道227也可形成于鄰近縱向隔離艙107的最上部部分處，即，鄰近儲罐220的頂板處，以便允許從兩個鄰近的儲罐220排放所有的BOG。另外，根據此實施例，液化氣可通過下部流體通道228而在兩個鄰近的儲罐220之間移動。甚至在兩個鄰近儲罐220中僅一者具備包含用于將液化氣從儲罐220排放到外部的泵和泵塔的設備的情況下，下部流體通道228也可形成于鄰近縱向隔離艙107的最下部部分處，即，鄰近儲氣罐220的底部處，以便允許從兩個鄰近的儲罐220排放所有的液化氣。上部和下部流體通道227、228的數目和形狀不限制本發明，且可考慮到儲罐220 的大小等而適當地進行修改。另外，上部和下部流體通道227、228可絕熱，以防止來自儲罐220的外部的熱傳遞。在此情況下，可使用當前應用于隔板型儲罐或獨立型儲罐的任何絕熱方法。圖12是根據第二實施例的修改方案的儲罐的局部剖面透視圖。參看圖12，根據第二實施例的修改方案的液化氣儲罐230包含從儲罐230的內部底部突出到預定高度的凸出壁235，以減小儲存在其中的LNG的晃蕩現象所造成的影響。在上文所述的第二實施例中，縱向隔離艙107從儲罐的底部形成到其頂板，以完全劃分船體101的內部空間。相反，在此修改方案的儲罐230中，凸出壁235從儲罐的底部突出到一預定高度，以劃分儲罐的下部空間，而不劃分其上部空間。不同于與液化氣儲罐分開形成的隔壁，凸出壁235可通過使其形狀變形而與儲罐 230整體形成。換句話說，儲罐230的絕熱壁和密封壁在隔壁235處不間斷地延伸，以界定儲罐230中完全密封的儲存空間。凸出壁235可具有任何高度，只要其可實現對晃蕩現象造成的影響的有效減小即可。在此修改方案中，凸出壁235在其下部部分處形成有至少一個下部流體通道238。 下部流體通道238允許液化氣在儲罐230的兩個經劃分空間之間流動。如上文所述，根據第二實施例，向海運結構提供例如隔離艙或凸出壁等加強結構以抑制晃蕩現象，使得船體的內部空間被凸出壁劃分為兩個空間，以將兩排儲罐接納在海運結構內的相應空間中。然而，甚至在此情況下，也可通過向每一對儲罐提供包含用于將液化氣和蒸發氣體排放到外部的泵、泵塔和儲氣蓋的設備來高效地操作儲罐。因此，可降低各液化氣儲罐的制造成本，且可容易地實行儲罐的操作和管理。圖13是包含根據本發明的第三實施例的液化氣儲罐的海運結構的橫向橫截面圖，且圖14是根據本發明的第三實施例的液化氣儲罐的縱向橫截面圖。另外，圖15和圖16 說明根據第三實施例的儲罐中的泵和管。參看圖13和圖14，根據第三實施例的液化氣儲罐320包含沿縱向隔離艙107而布置成兩排的多個儲罐320，縱向隔離艙107將海運結構的內部空間劃分為兩個空間，以減小儲存在儲罐中的LNG的晃蕩現象的影響。盡管將儲罐320展示為在加強結構(即圖13中的縱向隔離艙107)的下端處不包含斜面，但應理解，儲罐320也可在縱向隔離艙107的下端處具有斜面。另外，盡管圖13中未繪示，但在晃蕩現象的影響依據海運狀況不算嚴重的情況下，在縱向隔離艙107的上端處可不形成斜面。根據第三實施例，縱向隔離艙107在其下部部分處形成有至少一個下部流體通道 328，下部流體通道3 在其上側具備泵323和管324，以將液化氣排放到儲罐的外部。在此實施例中，由于管3M形成于縱向隔離艙107中，所以不需要將單獨的泵塔等安裝在儲罐內來維持和加強該管324。縱向隔離艙107可在其上部部分處形成有至少一個上流體通道327。上流體通道327和下流體通道328的數目和形狀不限制本發明，且可考慮到儲罐 320的大小等而適當地進行修改。根據第三實施例，泵323或3 和管3M安置在下流體通道328的上側。盡管圖中未繪示，但下流體通道3 可在其上側進一步具備與泵323或3 和管3M且與例如排放管、填充管等其它管(未圖示)相關聯的多種閥，以用于將LNG裝載到儲罐或從儲罐排放 LNG,或用于將LNG供應到例如再氣化裝置、推進器等各種裝置。盡管本文中為了描述方便起見而省略了對向一般的液化氣儲罐提供的各種管和閥的數目或位置的詳細描述，但應考慮到，術語“管”指代上文所描述的所有管和閥。參看圖13、圖14和圖15，泵323可安置在下流體通道328的上側上，具體地說，安置在下流體通道3 的頂板的頂部上。泵323在其上側具備管324，液化氣通過管3M而被排放到外部，且泵323在其下側具備從泵323延伸的吸管323a。泵323和管3M可位于縱向隔離艙107內，從而消除對儲罐內(例如)用以維持和加強該泵323和管324的泵塔等單獨結構的需要。當加強從泵323延伸的吸管323a時，可向吸管323a提供用于泵塔的常規加強結構，或其它類型的加強結構。例如梯子等之類的進入部件(access member) 323b可安置于下流體通道328中， 以進入儲罐的內部。盡管將該進入部件32 繪示為向圖15中的吸管323a提供，但本發明不限于此。該進入部件323b的安裝位置可改變，只要操作者可經由該進入部件323b而進入下流體通道328的內部和儲罐320的內部即可。該進入部件32 適于允許操作者進入儲罐以執行操作，例如用于檢查來自隔板型儲罐的泄漏的操作，且應理解，該進入部件32 的詳細形狀或安裝方法不限制本發明。 此外，該進入部件32 可沿管3M延伸到儲罐的外部。參看圖16，泵3 可位于下流體通道328的上部部分，更具體地說，位于下流體通道328的頂板下方。泵3 在其上側具備管324，通過該管3M而將液化氣排放到外部，且泵3 在其下側具備從其延伸的吸管326a。此處，可依據泵326的大小或安裝高度而省略吸管3^a。與圖15中所示的實施例不同的是，泵3 安置在下流體通道328內，且僅管3M 安置在縱向隔離艙107內。換句話說，泵暴露于液化氣。泵323或326以及管3M可選自常規液化氣儲罐所用的泵或管或新開發的任何泵
13或管。本發明不限于泵323或326以及管324的規格。由此，根據第三實施例，向縱向隔離艙107提供泵323或326以及管324，其向儲罐320提供縱向隔離艙107以降低該儲罐320中的液化氣的晃蕩現象的影響。因此，根據第三實施例，與安置有泵和管的儲罐相比，可有效地解決與泵塔的振動、熱變形、晃蕩等有關的問題。另外，與具有從儲罐的底部延伸到其頂板的泵塔的儲罐相比，根據第三實施例的儲罐可減少制造時間和成本，從而改進生產率。圖17是根據本發明的第三實施例的修改方案的液化氣儲罐的局部剖面透視圖。 在圖17中，液化氣罐中形成有具有一預定高度的凸出壁，以取代形成于海運結構的縱向方向上的縱向隔離艙。參看圖17，根據此修改方案的液化氣儲罐330包含凸出壁335，凸出壁335從儲罐的底部突出到一預定高度，以減小儲罐中的LNG的晃蕩現象所造成的影響。在第三實施例中，縱向隔離艙107從儲罐的底部形成到其頂板，從而完全劃分船體101的內部空間。相比而言，在此修改方案的儲罐330中，凸出壁335從儲罐的底部突出到一預定高度，從而劃分儲罐的下部空間，而不劃分其上部空間。 不同于與液化氣儲罐分開而形成的隔壁，凸出壁335可通過使其形狀變形而與儲罐330整體形成。換句話說，儲罐330的絕熱壁和密封壁在隔壁335處連續而不間斷，以界定儲罐330中完全密封的儲存空間。凸出壁335可具有任何高度，只要此高度可有效地減小晃蕩現象所造成的影響即可。在此修改方案中，凸出壁335在其下部部分處形成有至少一個下流體通道338。下流體通道338允許液化氣在儲罐330的兩個經劃分空間之間流動。下流體通道338的數目和形狀不限制本發明，且可考慮到儲罐330的大小等而適當地進行修改。另外，下流體通道338可絕熱，以防止來自儲罐330的外部的熱傳遞。在此情況下， 可使用當前應用于隔板型儲罐或獨立型儲罐的任何絕熱方法。就像在第三實施例中一樣，根據此修改方案，泵323或326以及管324安置在下流體通道328 (見圖15和圖16)的上部部分處。由于安置在下流體通道338的頂板的頂部上或頂板下的泵的配置與第三實施例的配置相同，因此本文中將省略其詳細描述。另一方面，由于此修改方案的凸出壁335不延伸到液化氣儲罐330的頂板，因此管 324沿凸出壁335水平延伸到儲罐330的前壁(或后壁)339，且接著沿前壁(或后壁)339 垂直延伸，如圖16中所示，以防止管324暴露于液化氣。圖18是根據本發明的第三實施例的另一修改的液化氣儲罐的局部剖面透視圖。 在圖18中，液化氣罐形成有具有一預定高度的凸出壁，而不是形成于海運結構的縱向方向上的縱向隔離艙。參看圖18，根據此修改方案的液化氣儲罐340包含凸出壁345和下流體通道 348，其具有與圖17中所示的修改方案的凸出壁和下流體通道相同的配置；以及管344，其延伸到凸出壁345的上部部分。本文中將省略對與圖16中所示的修改方案的配置相同的配置的詳細描述。
在此修改中，由于凸出壁345不延伸到儲罐340的頂板，因此該管344的上部部分可部分地暴露于液化氣，如圖18中所示。根據第三實施例的修改方案，泵323和管334或部分延伸的管344可安置在凸出壁335或345中，凸出壁335或345經安裝以減小儲存在儲罐330或340中的LNG的晃蕩現象所造成的影響。因此，根據第三實施例的修改方案，與具有泵、管和泵塔的儲罐相比，可有效地解決與振蕩、熱變形、晃蕩等有關的問題。另外，根據第三實施例的修改方案之一，由于管344的下端插入到凸出壁345中且緊固到凸出壁345，這與未在其下端處緊固的常規泵塔不同，因此有可能解決與泵塔的振動等有關的問題，且減小用于制造和安裝泵塔等的成本，從而改進生產率。如上文所述，根據第三實施例，提供例如隔離艙或凸出壁等加強結構以抑制晃蕩現象，使得船體的內部空間被加強結構劃分為兩個空間，以將兩排儲罐接納在海運結構內的相應空間中。然而，甚至在此情況下，也可通過向每一對儲罐提供包含用于將液化氣和蒸發氣體排放到外部的泵、泵塔和儲氣蓋的設備來高效地操作儲罐。因此，可降低各液化氣儲罐的制造成本，且可容易地實行儲罐的操作和管理。根據本發明的其它實施例，可通過多個縱向隔離艙和橫向隔離艙而將船體的內部空間劃分為兩個或兩個以上空間，使得兩排或兩排以上液化氣儲罐可布置在海運結構內。根據以上詳細描述可對實施例作出這些和其它改變。一般來說，在所附權利要求書中，所使用的術語不應被解釋為將權利要求書限制于說明書和權利要求書中所揭示的具體實施例，而是應被解釋為包含所有可能的實施例以及賦予權利要求書的均等物的完整范圍。因此，權利要求書不受揭示內容限制。
1權利要求
1.一種接納在海運結構中以儲存液化氣的液化氣儲罐，其包括多個液化氣儲罐，其分別接納在通過隔離艙而在所述海運結構的船體中界定的多個空間中，以在所述海運結構內布置成兩排，所述隔離艙包括有在所述船體的縱向方向上延伸的至少一個縱向隔離艙以及在所述船體的橫向方向上延伸的至少一個橫向隔離艙，其特征在于所述儲罐中的每一者通過不間斷地延伸的密封壁和絕熱壁而密封和絕熱。
2.根據權利要求1所述的儲罐，其特征在于流體通道界定于兩個鄰近的液化氣儲罐之間的所述隔離艙中，以允許接納在所述兩個鄰近的儲罐中的貨物穿過所述流體通道而在所述兩個鄰近的儲罐之間移動。
3.根據權利要求2所述的儲罐，其特征在于所述流體通道經密封和絕熱以防止來自所述儲罐的外部的熱傳遞。
4.根據權利要求2所述的儲罐，其特征在于所述流體通道穿透所述縱向隔離艙，以允許在所述海運結構的寬度方向上彼此鄰近的所述兩個儲罐通過所述流體通道而彼此連通。
5.根據權利要求2所述的儲罐，其特征在于所述流體通道包含界定于所述隔離艙的下部部分處的下流體通道，以允許所述液化氣在所述兩個鄰近的儲罐之間移動。
6.根據權利要求5所述的儲罐，其特征在于所述下流體通道界定在鄰近于所述儲罐的底部處。
7.根據權利要求2所述的儲罐，其特征在于所述流體通道包含界定于所述隔離艙的上部部分處的上流體通道，以允許蒸發氣體在所述兩個鄰近的儲罐之間移動。
8.根據權利要求7所述的儲罐，其特征在于所述上流體通道界定在鄰近于所述儲罐的頂板處。
9.根據權利要求1所述的儲罐，其特征在于所述縱向隔離艙實質上在垂直方向上連接到所述儲罐的底部和/或頂板。
10.根據權利要求1所述的儲罐，其特征在于所述隔離艙包括安置在本身中的泵和管， 以排放儲存在所述儲罐中的所述液化氣。
11.根據權利要求10所述的儲罐，其特征在于所述隔離艙包括界定于所述隔離艙的下部部分處的下流體通道，以允許儲存在兩個鄰近的液化氣儲罐中的所述液化氣通過所述下流體通道而在所述兩個鄰近的液化氣儲罐之間移動，且所述泵安置于所述隔離艙內的所述下流體通道的上部部分處。
12.根據權利要求5所述的儲罐，其特征在于所述下流體通道中具備泵，以排放儲存在所述儲罐中的所述液化氣，且所述隔離艙在本身中具備管，從而充當由所述泵排放的所述液化氣的排放通路。
13.根據權利要求1所述的儲罐，其特征在于所述縱向隔離艙具備隔離艙加熱器以將熱量供應到所述縱向隔離艙中。
14.根據權利要求13所述的儲罐，其特征在于所述隔離艙加熱器包括安置在所述縱向隔離艙中的管以及用以傳遞所述管中的熱交換媒介的泵。
15.根據權利要求14所述的儲罐，其特征在于所述隔離艙加熱器進一步包括加熱機構，以將熱量供應到所述熱交換媒介。
16.根據權利要求15所述的儲罐，其特征在于所述加熱機構為選自熱交換器、電加熱器和鍋爐中的一者，所述加熱機構安置在所述海運結構內且需要冷卻。
17.一種接納在海運結構中以儲存液化氣的液化氣儲罐，其特征在于其包括加強結構，其縱向劃分所述儲罐的內部空間，以減小晃蕩現象的影響，同時支撐上部結構的負荷，所述加強結構包括界定于本身中的空隙；流體通道，其界定于所述加強結構的下部部分處，以允許液化氣穿過所述流體通道而移動；以及密封壁和絕熱壁，其不間斷地延伸。
18.根據權利要求17所述的儲罐，其特征在于所述加強結構為從所述儲罐的底部突出到預定高度的凸出壁。
19.一種在海上在浮動狀態下使用且具有用于儲存低溫狀態下的液體貨物的儲罐的海運結構，其特征在于所述海運結構包括隔離艙，其在縱向和橫向方向上安置在所述海運結構內，以將所述海運結構的船體的內部空間劃分為多個空間；以及多個儲罐，其接納在相應的所述空間中，且布置成兩排。
20.根據權利要求19所述的海運結構，其特征在于所述海運結構為選自LNGFPS0、LNG FSRU, LNG運載工具和LNG RV中的一者。
全文摘要
本發明涉及一種液化氣儲罐以及包含所述液化氣儲罐的海運結構。儲罐包含多個液化氣儲罐，所述多個液化氣儲罐接納在通過隔離艙而在所述海運結構的船體中界定的多個空間中且布置成兩排。隔離艙包含有在船體的縱向方向上延伸的至少一個縱向隔離艙以及在船體的橫向方向上延伸的至少一個橫向隔離艙。所述儲罐中的每一者通過不間斷地延伸的密封壁和絕熱壁而密封和絕熱。所述縱向隔離艙支撐上部結構的負荷，同時抑制晃蕩現象。
文檔編號B63J2/14GK102159451SQ200980125559
公開日2011年8月17日 申請日期2009年8月20日 優先權日2008年8月21日
發明者兪炳瑢, 曹鳳鉉, 柳敏澈, 裴在流 申請人:大宇造船海洋株式會社