[发明专利]冷冻储液结构

说明书

相关申请的交叉引用

不适用。

有关联邦资助的研究或开发的声明

不适用。

参照光盘附录

不适用。

背景技术

本发明总体上涉及大型储液结构，尤其涉及用于存储低温或冷冻液体的结构，低温或冷冻液体例如为液化天然气(LNG)，它在-261F(-163C)左右的温度下运输和经常地存储。通常在低于环境温度下以液相存储的其它气体包括氨水、丙烷、丁烷、LPG和乙烯以及氧、氩、氮、氢和氦。LNG终端储存罐通常是工地架设的容器，尺寸为315,000至1,000,000桶(50,000至160,000立方米)。

可以在许多地方找到这种结构。可以在需要大型液体存储的地方找到自立式罐。罐也可以建造为地面或船只内部的开孔。具有整体存储容量的基于重力的结构(GBS)可以安装在海底上的海面上。

在这种结构中二次密封(containment)的形式并不常见。用于存储液化天然气的基于重力的储存结构和全密封自立式罐通常具有外部的水泥密封壁。如果内罐中发生泄漏，水泥容装壁的内表面上的液体或蒸汽屏障可以提供二次密封，并且可以防止外部湿气穿透绝缘体。相似的蒸汽屏障和密封系统概念也用在地面罐和油船罐中。

自立式罐通常以内罐形成，内罐由不锈钢、铝、9％的镍钢或适于低温或冷冻的其它材料制成。为了减少热传递，内罐通常与密封壁的内表面间隔开，留下用于绝热的空间。为了抵抗所存储液体的静压和动压，自立式结构中的罐通常由金属板制成，金属板具有多达2″的厚度。

如编号为4,366,917的美国专利中所述，可以使用薄计量内隔膜和承载绝缘体构成的一体式存储结构。承载绝缘体可以用于将隔膜上的静力和动力传递到容装壁上，容装壁然后充当支承壁以在结构上包含液体。这允许隔膜制作得比传统的内罐显著地更薄并且更轻。然而，存在与这种设计相关的问题。

一体式存储结构必须适应在填充或排空该结构时温度改变在隔膜中出现的尺寸变化。该问题已经通过使用非常薄的隔膜(小于大约1/16″)并且向它提供适应尺寸变化的卷边或波纹而得到解决。虽然在编号为4,021,982和4,461,398的美国专利中显示了一些形式的卷边或波纹，但是发明者已经发现在商业上被接受的提供这种卷边或波纹的唯一方式是由法国公司Technigaz特供的商店生产的预制薄层的生产中。

Technigaz薄层据信能够以小尺寸的普通的板提供，这些板从大约2或3英尺(0.5到1米)平方直至大约11′3″×4′7″(3.4米×1.4米)。这些商店生成的不在现场的板的小尺寸便于处理。板包含正交波纹网格，这些正交波纹有时具有27″×27″(680×680毫米)的正方形节距。波纹充当波纹管，允许板在热循环下沿两个方向的收缩/膨胀。这些双向波纹可以很容易地形成并且能够在计量厚度奥氏体不锈钢中很好地工作。Technigaz板可以由1.2毫米厚的奥氏体不锈钢制成，对应于ASTM A240型304(或欧洲标准NF EN 10088-2[1.4301]/1995下的X5CrNi 18-10)。如果板由较厚的材料制成，所需的波纹就更加难以形成，或者如果使用延展性较低的材料，例如较便宜的铝或9％镍钢，就会更易于失效。

为了形成内部隔膜，Technigaz板通常使用搭接角焊缝焊接在一起。在下面的承载绝缘体中的紧密地间隔的专用不锈钢锚定件提供了用于锚固不锈钢板的点。

通过在隔膜和绝缘体之间粘合超薄薄膜例如Permaglass的附加的液体屏障可以解决形成内罐隔膜的整体所需的穿过薄板或穿过大范围焊接的泄漏的担心。另外，通常在薄隔膜和支承壁之间的空间中提供泄漏检测设备。

发明内容

发明者已经开发了一体式低温/冷冻结构，它比此前使用的隔膜设计的构造更加简单并且更加坚固。增加的耐用性可以减少对于类似于Technigaz系统中所用的类似的附加液体屏障或附加的排水设备。

尽管与此前的隔膜系统有些类似性，但是还存在大量的区别。与传统隔膜系统类似，新的结构包括蒸汽不可渗透的外部支承壁和在内部液体屏障的外表面与外部支承壁的内表面之间延伸的承载绝缘体。然而，内液体屏障-内衬垫-显著地不同于传统的自立式内罐或传统的内隔膜。