[发明专利]液化气储罐和包含液化气储罐的海运结构

说明书

技术领域

本发明涉及用于储存例如液化天然气(LNG)和液化石油气(LPG)等液化气的液化气储罐(storage tanks)，且更明确地说，本发明涉及一种液化气储罐，其包含布置成两排且接纳在多个空间中的多个储罐，所述液化气储罐由纵向隔离舱(cofferdam)界定，所述纵向隔离舱支撑上部结构的负荷，同时抑制晃荡现象(sloshing phenomenon)，且本发明涉及一种包含所述液化气储罐的海运结构(marine structure)。

背景技术

天然气在气态下通过气体管线(gas pipe line)越过陆地或海洋而长距离输送给消费者，或在液化气(LNG或LPG)状态下通过运载工具来输送。液化气是通过将天然气冷却到低温状态(约-163℃)来获得的，在低温状态下，天然气的体积减小到标准温度和压力下的体积的约1/600，这使得其特别适合于长距离的海上输送。

LNG运载工具(carrier)经设计以在海上将LNG输送给陆地上的消费者，且包含能够承受LNG的低温温度的液化气储罐。可根据货物的负荷是否直接作用在绝热材料上而将布置在LNG运载工具中的储罐分类成独立型储罐和隔板型(membrane type)储罐。

独立型储罐包含SPB型罐和莫斯型罐(Moss type tank)，其一般是使用大量的非铁金属作为主材料而制造的，从而导致制造成本显著增加。当前，一般将隔板型储罐用作液化气储罐。隔板型储罐相对较便宜，且在液化气储罐领域的应用中经过检验，其在较长的时期内不会导致安全问题。

将隔板式罐分类为GTT96型和马克(Mark)III型，其在美国专利第5,269,247号、第5,501,359号等中揭示。

GTT96型储罐包含一级(primary)和二级(secondary)密封壁(其包括0.5mm～0.7mm厚的殷钢(Invar steel)(36％的Ni)，以及一级和二级绝热壁，一级和二级绝热壁包括堆叠在船体(hull)的内表面上的胶合板箱(plywood box)和珠光体(perlite)。

对于GTT96型来说，由于一级和二级密封壁具有大体上相同的液密特性和强度，因此即使在一级密封壁损坏而导致货物泄漏之后也有可能在很长时期内确保维持货物的安全。另外，由于GTT96型的密封壁是由线性隔板(linear membranes)组成，因此与在由波纹状隔板(corrugatedmembranes)组成的马克III型相比，可更方便地执行焊接，从而与马克III型相比提供较高程度的焊接自动化和较大的总体焊接长度。另外，GTT96型使用双耦合来支撑绝热箱(即，绝热壁)。

马克III型储罐包含由1.2mm厚的不锈钢隔板(stainless steelmembrane)组成的一级密封壁、由三层组成的二级密封壁，以及由聚氨酯泡沫等组成的一级和二级绝热壁，所述壁堆叠在船体的内表面上。

对于马克III型来说，密封壁具有波纹状部分，其吸收以低温状态储存LNG所导致的收缩，使得隔板中不会产生较大的应力。对于马克III型来说，绝热系统因其内部结构而不允许结构加强，且二级密封壁与GTT96型的二级密封壁相比，无法充分地确保防止LNG泄漏。

由于隔板型LNG储罐因其结构特性而具有比独立型储罐低的强度，因此隔板型LNG储罐非常容易受液体晃荡损坏。本文中，术语“晃荡”是指当舶船在各种海况中航行时，容纳在储罐中的液体材料(即LNG)的运动。储罐的壁受到因晃荡而导致的剧烈冲击。

由于此晃荡现象在舶船的航行期间不可避免地发生，因此有必要将储罐设计成具有能够承受因晃荡而导致的冲击力的足够强度。

图1绘示常规液化气储罐10的一个实例，所述液化气储罐10具有上部和下部斜面(chamfers)11、12，其在储罐10的上部和下部横向侧以约45度倾斜，以减小因LNG的晃荡而导致的冲击力，特别是横向方向上的晃荡冲击力。

对于常规储罐10，室(chambers)11、12形成于其上部和下部横向侧，从而部分地解决与晃荡现象有关的问题。然而，随着LNG运载工具的大小逐渐增加，储罐10的大小也增加，且因晃荡而导致的冲击力变得严重。

由此，随着储罐的大小增加，需要解决因晃荡导致的冲击力增加的问题并加强储罐以支撑运载工具的上部结构的负荷。