包括罐的船的制作方法

1.本发明涉及包括罐的船的领域，特别是包括密封热绝缘膜罐的船的领域。本发明特别地涉及包括下述的船的领域：用于储存和/或运输处于低温的液化气体的密封热绝缘罐，诸如用于运输例如温度在-50℃至0℃之间含端点值的液化石油气(lpg)的罐，或者用于在大气压下运输处于约-162℃的液化天然气(lng)的罐。这些罐可以安装在陆地上或浮式结构上。该罐可用于运输液化气体或接收充当用于推进船的燃料的液化气体。


背景技术：

2.从现有技术已知所谓的双壳体船，即包括内壳体和外壳体的船。这些船可以包括一个或更多个容纳有燃料的罐，无论该燃料是用于燃料自身的运输的还是用作用于推进该船的燃料。这些罐布置并固定到内壳体。这些罐例如可以是用于储存液化气体的密封热绝缘膜罐。在这种情况下，这种罐的壁包括一结构，所述结构由沿厚度方向堆叠的多个层构成并且包括至少一个密封膜和位于内壳体和密封膜之间的至少一个热绝缘屏障。
3.为了这些罐的正确运行，横向元件穿过在内壳体和罐壁中产生的多个孔口。这些横向元件例如可以是装载/卸载管道或蓄贮槽(sump，集液槽、油盘)结构。
4.内壳体在其外部表面上包括用于对结构进行加强的加强件阵列，以便承受特别地一个或更多个罐中所容纳的流体的压力。该加强件阵列在内壳体中产生的所有孔口周围被中断，例如通过在孔口周围中断或破坏所述加强件阵列而被中断。
5.现在，已经发现由于各种因素使得包括这种罐的船的梁在船的纵向方向上弯曲。事实上，船梁的弯曲是由例如壳体从其干船坞状态转变至其漂浮状态引起的，或者由壳体在其生产期间的温度与其使用期间的温度之间的温度变化引起的，或再者是由涌浪对船施加的力引起的。


技术实现要素：

6.本发明基于以下假设：在这些弯曲现象期间，内壳体承受高机械载荷，这些载荷逐渐集中在该内壳体中产生的孔口的水平处。这些应力集中可能生成所述孔口的变形，在圆形孔口的情况下称为“椭圆化”，这可能损坏内壳体和罐。
7.支持本发明的一个构思是限制在内壳体中产生的孔口变形的风险，孔口变形可能损坏该内壳体。
8.根据一个实施方式，本发明提供了一种船，该船包括：具有内部表面和外部表面的金属内壳体；设置在内壳体外侧、面向外部表面的外壳体；以及设置在内壳体中并抵靠内壳体的内部表面被支撑的至少一个罐，所述罐包括至少一个罐壁；所述内壳体包括焊接至彼此的多个壳体板，
9.船包括至少一个横向元件，该横向元件穿过内壳体和罐壁中产生的开口，至少一个壳体板与所述开口邻接；
10.其中，该船包括至少一个金属板，该金属板包括至少一个孔，横向元件穿过该孔，
该金属板的厚度大于与该开口邻接的所述至少一块壳体板的厚度，该金属板被焊接到与开口邻接的所述至少一个壳体板，该金属板围绕开口延伸。
11.由于这些特征，因为金属板的厚度大于内壳体的厚度，船的金属板能够加强完全围绕孔口的结构，以限制孔口在船梁弯曲时的变形。
12.这种船的实施方式可以具有以下特征中的一个或更多个。
13.金属板和壳体板的厚度在与内壳体外部表面正交的方向上测量。
14.根据一个实施方式，该船包括多个横向元件，多个横向元件穿过在内壳体和所述罐壁中产生的所述开口，金属板包括用于每个横向元件的孔口。
15.根据一个实施方式，该船包括多个横向元件，上述多个横向元件穿过在内壳体和所述罐壁中产生的多个开口，并且该船包括多个金属板，每个金属板包括至少一个孔口，横向元件中的一个横向元件穿过该孔口，金属板通过至少一个壳体板彼此间隔开。
16.根据一个实施方式，金属板的厚度大于或等于与开口邻接的至少一个壳体板的厚度的1.2倍。
17.因此，金属板足够厚以分散应力并加强完全围绕孔口的结构，而不会使两个元件之间的焊接操作过于复杂，并且限制与焊接相关的变形。
18.根据一个实施方式，金属板由不锈钢制成，以及壳体板由碳钢制成。
19.根据一个实施方式，孔口是圆形的并且横向元件具有圆形截面。
20.根据一个实施方式，该船包括焊接到金属板外部表面的第一加强件阵列以及被焊接到内壳体的外部表面的第二加强件阵列；以及
21.第一加强件阵列包括内部加强件和外部加强件，外部加强件被布置成形成完全围绕内部加强件的加强件框架，第二加强件阵列的加强件被焊接到外部加强件。
22.因此，就像金属板的厚度，第一加强件阵列能够加强完全围绕孔口的结构，从而限制其例如由船梁的弯曲引起的任何变形。此外，第一加强件阵列确保与第二加强件阵列的机械连续性。
23.根据一个实施方式，每个外部加强件被制成为板的形式。
24.根据一个实施方式，第一加强件阵列的加强件由不锈钢制成，第二加强件阵列的加强件由碳钢制成。
25.根据一个实施方式，内部加强件完全围绕横向元件规则地分布。
26.此处“规则地分布”是指以恒定间距彼此间隔开，此处为恒定角间距。
27.根据一个实施方式，内部加强件完全围绕横向元件不规则分布。
28.此处“不规则分布”是指以可变间距彼此间隔开，此处为可变角间距。
29.根据一个实施方式，第二加强件阵列包括第一级加强件和第二级加强件，每个第一级加强件基本上被形成在与内壳体的外部表面正交的平面中并且一方面被焊接到内壳体以及另一方面被焊接到外壳体，并且每个第二级加强件基本上被形成在与内壳体的外部表面正交的平面中并且被焊接到内壳体以及被设置成与外壳体相距一距离。
30.根据一个实施方式，罐壁是罐的顶壁并且横向元件是管道。
31.根据一个实施方式，内部加强件一方面被焊接到金属板，另一方面被焊接到外部加强件。
32.根据一个实施方式，内部加强件以角撑板形式被制成并且具有从管道朝向外部加
强件增大的厚度。
33.加强件的厚度是在与内壳体外部表面正交的方向上测量的。
34.根据一个实施方式，内部加强件的厚度增大是线性的、二次的或指数的，直到厚度达到等于金属板和外壳体之间的距离。
35.内部加强件的厚度以与金属板相同的方式被测量，即在与内壳体的外部表面正交的方向上被测量。
36.根据一个实施方式，第一加强件阵列包括至少三个内部加强件，优选地八个内部加强件，它们优选地完全围绕孔口规则地分布。
37.根据一个实施方式，每个内部加强件固定到外部加强件的一部分，第二加强件阵列的加强件被固定到外部加强件的同一所述部分。
38.根据一个实施方式，顶壁包括由内壳体支撑的热绝缘屏障和由热绝缘屏障支撑的密封膜，热绝缘屏障和密封膜在距管道一距离处中断，密封膜通过完全围绕管道的连接环被固定到金属板，连接环包括从金属板的外部表面突出的部分以便形成圆形加强件。
39.根据一实施方式，内部加强件的至少一个端部被焊接至圆形加强件。
40.根据一个实施方式，外部加强件在与内壳体的外部表面正交的平面中被形成，外部加强件一方面被焊接到金属板，另一方面被焊接到外壳体。
41.根据一个实施方式，内部加强件具有与金属板接触的下表面，所述表面从圆形加强件延伸至外部框架。
42.根据一个实施方式，内部加强件具有与外部加强件中的一个外部加强件接触的侧向表面，所述表面从金属板延伸直至外壳体。
43.根据一个实施方式，罐壁是罐的底壁并且横向元件是蓄贮槽结构或装载/卸载桅杆的支撑脚。
44.根据一个实施方式，加强件框架是外部加强件框架，内部加强件框架包括第一加强件组和第二加强件组，第一加强件组形成完全围绕孔口并在加强件的外部框架内部的内部加强件框架，加强件的内部框架被焊接到加强件的外部框架，第二加强件组包括至少两个接合加强件，接合加强件一方面被焊接到蓄贮槽结构，另一方面被焊接到加强件的内部框架。
45.根据一个实施方式，加强件框架是外部加强件框架，内部加强件包括第一加强件组、第二加强件组和第三加强件组，第一加强件组形成完全围绕孔口并在外部加强件框架内部的第一加强件框架，第一加强件框架被焊接到外部加强件框架，第二加强件组形成完全围绕孔口并在第一加强件框架内部的第二加强件框架，第二加强件框架被焊接到第一加强件框架，第三加强件组包括至少两个接合加强件，接合加强件一方面被焊接到蓄贮槽结构，另一方面被焊接到第二加强件框架。
46.根据一个实施方式，接合加强件完全围绕蓄贮槽结构规则地分布。
47.根据一个实施方式，第三加强件组包括四个接合加强件。
48.根据一个实施方式，蓄贮槽结构包括蓄贮槽底部并且船包括两个蓄贮槽加强件，蓄贮槽加强件焊接到蓄贮槽底部的外部表面。
49.根据一个实施方式，蓄贮槽加强件在蓄贮槽底部的中心交叉并且彼此成90
°
被定向。
50.根据一个实施方式，每个蓄贮槽加强件相对于接合加强件中的一个接合加强件以45
°
被定向。
51.根据一个实施方式，罐是意在用于储存液化气体的密封热绝缘膜罐。
52.根据一个实施方式，罐壁包括多层结构，该多层结构沿从罐的外部到内部的方向由下述形成：由内壳体支撑的第二级热绝缘屏障；由第二级热绝缘屏障支撑的第二级密封膜；由第二级密封膜支撑的第一级热绝缘屏障；以及由第一级热绝缘屏障支撑并意在与液化气体接触的第一级密封膜。
53.根据一个实施方式，本发明还提供了一种用于冷液体产品的转移系统，该系统包括：上述船；绝缘管道，被布置成将安装在船的内壳体中的罐连接至浮式或陆地储存设施；以及泵，用于驱动冷液体产品流从浮式或陆地储存设施通过绝缘管道到达船的罐或者从船的罐通过绝缘管道到达浮式或陆地储存设施。
54.根据一个实施方式，本发明还提供了一种装载或卸载上述种类的船的方法，其中，冷液体产品从浮式或陆地储存设施被按路线输送通过绝缘管道到达船的罐或者从船的罐被按路线输送通过绝缘管道到达浮式或陆地储存设施。
附图说明
55.在参照附图仅以非限制性例示的方式给出的本发明的多个特定实施方式的以下描述过程中，将更好地理解本发明并且本发明的其他目的、细节、特征和优点将变得更清楚明显。
56.[图1]图1展示了包括多个罐的双壳体船的剖切侧视图。
[0057]
[图2]图2是来自图1的细节ii的立体图，船的内壳体被两个管道横穿。
[0058]
[图3]图3是来自图1中细节ii的上方的示意图，船的内壳体被管道横穿。
[0059]
[图4]图4是图1中细节iv的截面示意图，蓄贮槽结构横穿内壳体。
[0060]
[图5]图5是来自图1的细节iv的下方的示意图。
[0061]
[图6]图6是包括多个罐的甲烷运输船以及用于装载/卸载该罐的码头的示意性剖切图。
具体实施方式
[0062]
在以下描述中，将描述包括内壳体1、外壳体2和多个储罐71的船70。
[0063]
图1更具体地展示了用于储存和运输液化气的甲烷运输船70。然而，本发明不限于这种类型的船并且涉及具有双壳体1、2的任何船70，该船配备有至少一个容纳有燃料的罐，无论该燃料是用于自身被运输还是用于作为燃料被使用。
[0064]
因此，图1中展示的船70包括设置在内壳体1中并固定到内壳体的四个罐。内壳体1通过将多个壳体板16组装至彼此而被生产。为了这些罐的正常运行，设置有穿过内壳体1的开口3，以便使罐的装备通过内壳体。横向元件，诸如例如特别在图4和图5中展示的蓄贮槽结构9或者特别在图2和图3中展示的管道20，因此被设置在内壳体1中的这些开口3内。
[0065]
参考图2，可以看出船70包括金属板30，以便在开口3的水平处在横向元件9、20和内壳体1之间进行连接。金属板30因此围绕开口3被焊接到壳体板并且包括孔口31，横向元件9、20穿过该孔口。横向元件9、20固定到完全围绕孔口31的金属板30。金属板30是平面的
并且基本上设置在内壳体1的与开口3邻接(bordering，毗邻、毗接)的壳体板的平面中。
[0066]
如上所述，有利的是在孔口31的水平处加强由内壳体1和金属板30形成的结构，以便限制孔口31的变形。
[0067]
为此，与内壳体1的与开口3邻接的壳体板16的厚度相比，增大了金属板30的厚度。例如，金属板30的厚度因此是与开口3邻接的壳体板16的厚度的1.5倍。为了另外地增大金属板30的刚度而不过度增大金属板30的厚度，将第一加强件阵列32焊接到金属板30。下文将根据横向元件的类型根据多个实施方式更详细地描述第一加强件阵列32。
[0068]
内壳体1在其外部表面上包括第二加强件阵列17，特别地如在图2中所看到的。第二加强件阵列能够加强内壳体1，特别是以便承受容纳在罐中的流体的压力。第二加强件阵列17包括彼此交替的第一级加强件18和第二级加强件19。在内壳体1的上壁和下壁的情况下，第一级加强件18和第二级加强件19在船的纵向方向上以第一系列延展，并且在船的横向方向上以第二系列同样地延展。
[0069]
在另一实施方式中，第一级加强件18在纵向方向上延展，以及第二级加强件19在横向方向上延展。
[0070]
每个第一级加强件18形成在与内壳体1的外部表面正交的平面中，并且一方面焊接到内壳体1，另一方面焊接到外壳体2以便形成壳体1、2之间的接合部。每个第二级加强件19同样位于与内壳体1的外部表面正交的平面中，但第二级加强件小于第一级加强件18并且因此仅被焊接到内壳体1，从而被设置成与外壳体2相距一距离。第一级加强件18呈板的形式并且有利地设置有孔口，以便使操作人员或存在于内壳体1与外壳体2之间的空间中的空气能够自由通行。
[0071]
图2和图3展示了其中横向元件是管道20的实施方式，管道穿过内壳体1的上壁和罐71的密封壁，图2是特别地其中彼此接近的两个管道20穿过内壳体1的实例。
[0072]
在图2和图3的实施方式中，顶壁4包括未展示的多层结构，该多层结构包括由内壳体1的内部表面支撑的至少一个热绝缘屏障和由热绝缘屏障支撑的至少一个密封膜。热绝缘屏障和密封膜在距管道20一定距离处被中断。密封膜通过完全围绕管道20的连接环(未展示)被固定到金属板30。连接环包括从金属板30的外部表面突出的部分，以便形成圆形加强件21，该圆形加强件被形成为完全围绕管道20、距该管道一距离。圆形加强件21能够对密封膜固定区域进行加强，以防止金属板30在该区域中由于密封膜施加的应力而弯曲。
[0073]
在图2和图3中，展示了在一个管道20的情况下形成在金属板30的外部表面上的第一加强件阵列32的布置。第一加强件阵列32包括内部加强件34和外部加强件33。外部加强件33被生产为板的形式并被布置成形成完全围绕内部加强件34的加强件框架。外部加强件33被设置在与内壳体1的上壁的外部表面正交的平面内。外部加强件33一方面焊接到金属板30，另一方面焊接到外壳体2。此外，第二加强件阵列17的加强件被焊接到外部加强件33。在所展示的实施方式中，第二加强件阵列17的第一级加强件18被固定成与外部加强件33一致(in line with，对准、排齐)。
[0074]
如图2和图3所示，有八个内部加强件34完全围绕管道20规则地分布。事实上，在该实施例中，内部加强件34相对于管道20的轴线在径向上被定向并且参考管道20的轴线每隔45
°
分布，如图3中可以看到的。然而，内部加强件34的数量可以特别地根据管道20的直径而变化，使得它们的数量可以更少或更多，只要它们完全围绕管道20规则地分布。
[0075]
内部加强件34是角撑板形状并且被焊接到外部加强件33中的一个外部加强件、被焊接到金属板30以及被焊接到圆形加强件21。因此，内部加强件34的下表面与金属板30接触并焊接到该金属板。该上表面从圆形加强件21延伸直到外部加强件33。此外，内部加强件34具有与外部加强件33接触并被焊接到该外部加强件的侧向表面。该侧向表面从金属板30延伸直到外壳体2。因此，在该配置中，每个外部加强件33焊接两个内部加强件34。每个内部加强件34因此被固定到外部加强件33的一部分并且第二系列加强件17的加强件在外部加强件33的该部分的水平处被固定，以便与内部加强件34一致，如图3所展示的。
[0076]
圆形加强件21、内部加强件34、外部加强件33和第二加强件阵列17的这种布置使得能够确保力的机械吸收的连续性和这些力的均匀分布，以便限制金属板30的孔口31的变形。
[0077]
内部加强件34具有从圆形加强件21朝向外部加强件33增大的厚度，以便最佳地吸收施加在金属板30的孔口31周围的力并且以均匀的方式将力从圆形加强件21转移到外部加强件33。在所展示的实施方式中，这种增大是指数性的，并且从小于圆形加强件21的高度的值开始，达到等于金属板30和外壳体2之间的距离的厚度。
[0078]
在图2的其中彼此接近的两个管道20穿过内壳体1的特定情况下，第一管道20的第一加强件阵列32和第二管道20的第一加强件阵列32共享同一外部加强件33。因此，在图2中，两个管道20穿过相同的开口3，从而仅需要一个金属板30。因此，该金属板30设置有两个孔口31，并且两个第一加强件阵列32被固定至该金属板。如图2中所展示的，金属板30可以具有矩形形状，该形状能够根据横向元件9、20的数量而变化。例如，在三个横向元件9、20穿过同一金属板30的情况下，该金属板可以具有l形。
[0079]
在两个或更多个横向元件9、20远远隔开并且需要在内壳体1和罐壁4中具有多个开口3的未示出的情况下，为每个开口3提供金属板30。根据穿过所述开口3的横向元件9、20的数量，这些金属板30中的每个金属板同样地设置有必要数量的孔口31。
[0080]
图4和图5展示一实施方式，其中横向元件是蓄贮槽结构9，该蓄贮槽结构穿过罐的底壁和内壳体1的下壁。
[0081]
在图4中，已经示意性地展示了，在罐是用于储存液化气体的密封热绝缘膜罐的情况下，罐的底壁4的多层结构。因此，在该实施方式中，罐的壁4由多层结构形成，该多层结构固定到内壳体1的支撑壁并且包括与两个热绝缘屏障6、8交替的两个密封膜5、7。例如，在分别涉及申请人开发的和产品的专利申请wo14057221、fr2691520和fr2877638中特别描述了这种膜罐。
[0082]
罐壁4安装在双壳体船70的内壳体1上。罐壁4具有多层结构，该多层结构相继地包括固定至内壳体1的第二级热绝缘屏障8、由第二级热绝缘屏障8支撑的第二级密封膜7、覆盖第二级密封膜7的第一级热绝缘屏障6以及由第一级热绝缘屏障6支撑的第一级密封膜5。
[0083]
蓄贮槽结构9包括与罐的内部连通的第一容器10和容纳第一容器10的第二容器11。第一容器10以连续方式连接到第一级密封膜5，因此它以密封方式完成。类似地，第二接收器11以连续方式连接到第二密封膜7，因此它以密封方式完成。第一容器10和第一级密封膜5之间的连接是通过第一凸缘13实现的，而第二容器和第二级密封膜7之间的连接是通过第二凸缘14实现的。
[0084]
蓄贮槽结构9同样设置有刚性容器12，该刚性容器在孔口31的水平处被固定成由
金属板30完全围绕。第一和第二容器10、11位于刚性容器12内。刚性容器12、第一容器10和第二容器11例如是如图4所示的同轴柱形容器。第二容器11通过固定凸缘15被固定至金属板30。固定凸缘15可以有利地具有对应于第二容器11的径向方向平移移动的自由度，以便允许其热收缩和膨胀。
[0085]
在根据图4和图5的实施方式中，以与根据图2和图3的实施方式相同的方式，第一加强件阵列32包括内部加强件35、36、37和外部加强件33。外部加强件33以板的形式被生产并被布置成形成完全围绕内部加强件35、36、37的外部加强件框架。外部加强件33被设置在与内壳体1的上壁的外部表面正交的平面内。外部加强件33一方面焊接到金属板30，另一方面焊接到外壳体2。此外，第二加强件阵列17的加强件被焊接到外部加强件33。在所展示的实施方式中，第二加强件阵列17的第一级加强件18被固定成与外部加强件33一致。因此，外部加强件33以与根据图2和图3的实施方式中相同的方式布置。然而，根据图4和图5的实施方式中的第一级加强件35、36、37的布置是不同的。
[0086]
特别如图5所示，内部加强件35、36、37包括第一加强件组35、第二加强件组36和第三加强件组37。第一加强件组35形成完全围绕孔口31并在外部加强件框架33内部的第一加强件框架35。第一加强件框架35被焊接到与加强件35一致的外部加强件框架33，以便被固定至外部加强件33。第二加强件组36同样地形成完全围绕孔口31并在第一加强件框架35内部的第二加强件框架36。以与第一框架35相同的方式，第二加强件框架36被焊接到与加强件36一致的第一加强件框架35。
[0087]
最后，第三加强件组37包括两个接合加强件37。接合加强件37一方面被焊接到蓄贮槽结构9的刚性容器12，另一方面被焊接到第二加强件框架36。接合加强件37位于刚性容器12的相应的相反侧上。以与根据图2中的内部加强件34相同的方式，接合加强件37可以有利地具有从刚性容器12朝向第二加强件框架36增大的厚度，以便最佳地吸收施加在金属板30的孔口31周围的力，并通过各个内部加强件组35、36、37将上述力从刚性容器12均匀地转移直到外部加强件33。
[0088]
蓄贮槽结构9包括蓄贮槽底部38，两个蓄贮槽加强件39焊接到蓄贮槽底部。蓄贮槽加强件39被焊接到蓄贮槽底部38的外部表面。蓄贮槽加强件39设置在与蓄贮槽底部38的外部表面正交的平面中。在图5所示的实施方式中，蓄贮槽加强件39在蓄贮槽底部38的中心处交叉并且相对于彼此成90
°
被定向。此外，每个蓄贮槽加强件39相对于接合加强件37以45
°
被定向。
[0089]
参照图6，甲烷运输船70的剖切示出了安装在船的双壳体72中的大体形状为棱柱形的密封绝缘罐71。双壳体72包括内壳体1和外壳体2。罐71的壁包括：意在与容纳在罐中的lng接触的第一级密封屏障；布置在第一级密封屏障与船的双壳体72之间的第二级密封屏障；以及相应地布置在第一级密封屏障与第二级密封屏障之间的和在第二级密封屏障与双壳体72之间的两个绝缘屏障。
[0090]
以本身已知的方式，被设置在船的上层甲板上的装载/卸载管道73可以通过适当的连接件被连接至海上或港口码头，以便将lng货物从罐71转移或者将lng货物转移至该罐。
[0091]
图6示出了海上码头的实施例，其包括装载和卸载站75、水下管道76和陆地设施77。装载和卸载站75是固定的离岸设施，其包括移动臂74和支撑该移动臂74的塔架78。移动
臂74携载一束绝缘柔性管79，其可以连接至装载/卸载管道73。可定向的移动臂74适于所有的甲烷运输船的装载计量器。未示出的连接管道在塔架78内延伸。装载和卸载站75使得能够从陆地设施77装载甲烷运输船70或者卸载该甲烷运输船至该陆地设施。陆地设施包括液化气体储存罐80和经由水下管道76连接到装载或卸载站75的连接管道81。水下管道76使得液化气体能够在装载或卸载站75与陆地设施77之间以较大距离例如5km来进行转移，这使得甲烷运输船70能够在装载和卸载操作期间与海岸保持远距离。
[0092]
船70上的泵和/或装备在陆地设施77上的泵和/或装备装载和卸载站75的泵被用来产生转移液化气体所需的压力。
[0093]
尽管已经结合多个特定实施方式描述了本发明，但是明显的是本发明绝不限于这些实施方式，并且如果后者落入本发明由权利要求限定的范围内则本发明涵盖了在本发明的范围内描述的手段的组合以及所有技术等同物。
[0094]
动词“包括”或“包含”及其变形形式的使用不排除存在权利要求书中所述的元件或步骤以外的元件或步骤。
[0095]
在权利要求中，括号之间的任何附图标记都不应被解释为对权利要求的限制。