面板间空间的隔热方法与流程

本发明涉及具有膜的密封且隔热的储罐的领域。特别地，本发明涉及用于在低温下储存和/或运输液化气体的密封且隔热的储罐的领域，诸如用于运输在大气压下处于约-163℃下的液化天然气(gnl)、氨(nh3)、干冰(固体形式的co2)或氢的储罐。这些储罐可以安装在陆上或浮动结构上。更具体地，本发明涉及这些储罐的隔热。

背景技术：

1、已经描述了一种多层储罐结构，该多层储罐结构从储罐外部向储罐内部包括次级隔热屏障、次级密封膜、主隔热屏障和主密封膜，该主密封膜旨在与储罐中包含的液体接触。这种储罐包括隔热面板，这些隔热面板彼此相邻地布置，以形成隔热屏障。然而，隔热面板之间存在面板间空间。这些空间导致隔热屏障的隔热效率降低。因此，为了确保所述隔热屏障的隔热性能的连续性，有必要对这些面板间空间进行填充。存在几种解决方案。例如，在文献wo2019155158a1中已经描述了包括护套和被容纳在护套中的可压缩材料(诸如玻璃棉)的隔热元件的添加。在将隔热元件插入到面板间空间中之前，将护套置于真空下，这使得可压缩材料能够被压缩以便于插入。在插入隔热元件之后，刺穿护套，使得可压缩材料因此对面板间空间进行填充。然而，将由可压缩材料制成的元件置于真空下是难以实现的。

2、从文献kr20180060576a中也已知一种用于在深冷液体储罐的面板间空间中安装隔热结构的方法。该方法特别地包括插入一块玻璃棉以对面板间空间进行填充，在玻璃棉相对于面板间空间不够厚的情况下添加泡沫块。为了将所述泡沫块插入到剩余空间中，该方法特别地包括测量步骤。发明人已经注意到，在这种储罐中，这种方法难以实施，并且在大规模实施时涉及技术难度。这是因为储罐的组成元件存在许多由组装和制造引起的不规则性，例如偏移或误差。因此，必须对每个面板间空间重复所述测量步骤。

3、因此，确实需要开发一种可靠、有效且易于实施的面板间空间的隔热方法。

技术实现思路

1、形成本发明基础的构思是面板间空间的隔热方法，所述方法使得能够确保相邻的隔热面板之间的隔热连续性。

2、形成本发明基础的另一构思是，当存在相当大的热约束时，特别是面对面板的热膨胀和收缩时，安装有效且耐用的面板间隔热部。

3、形成本发明基础的另一构思是便于在面板间空间中安装可压缩隔热元件，诸如玻璃棉。

4、形成本发明基础的另一构思是便于制造密封且隔热的储罐。

5、根据一个实施例，本发明提供了面板间空间的隔热方法，所述面板间空间形成在用于储存低温流体的密封且隔热的储罐的壁的第一隔热面板与第二隔热面板之间，第一隔热面板包括第一侧面，第一侧面面向第二隔热面板的第二侧面，面板间空间由第一侧面和第二侧面界定，所述方法包括下述步骤：

6、-至少将至少一个插入元件抵靠第一隔热面板的第一侧面放置，

7、-将膨胀泡沫注入到插入元件与第二隔热面板的第二侧面之间的面板间空间中，使得膨胀泡沫膨胀，以将插入元件挤压在所述膨胀泡沫与第一隔热面板的第一侧面之间。

8、通过这些特征，第一隔热面板与第二隔热面板之间的隔热连续性由膨胀泡沫和插入元件来确保。另外，由于插入元件的存在，原位膨胀的泡沫不会直接粘附在第一隔热面板的第一侧面上，从而可以相对于第一隔热面板的第一侧面自由移动。这使得能够降低膨胀泡沫劣化的风险，特别是在例如由于热收缩、热膨胀或膨大而导致的隔热面板相对于彼此进行相对移动的情况下，因为在这种情况下，直接粘附在两个相邻的隔热面板的侧面上的膨胀泡沫将倾向于破裂，从而损害膨胀泡沫的隔热性能。

9、根据实施例，这种方法可以包括以下特征中的一个或多个。

10、根据一个实施例，方法还包括面板间空间的分隔步骤，所述分隔步骤在注入膨胀泡沫之前进行。

11、通过这些特征，膨胀泡沫保持在面板间空间的内部，从而减少了可能流到面板间空间外部的膨胀泡沫的体积损失。

12、根据优选实施例，膨胀泡沫在液体状态下被注入。

13、根据一个实施例，分隔步骤包括将底部条带插入到面板间空间中，底部条带位于面板间空间的下端，并在面板间空间的整个长度上沿面板间空间的纵向方向延伸。

14、根据一个实施例，底部条带的宽度大于或等于第一隔热面板的第一侧面与第二隔热面板的第二侧面之间的间隙。

15、根据一个实施例，底部条带被压缩在第一隔热面板的第一侧面与第二隔热面板的第二侧面之间。

16、根据一个实施例，底部条带朝向面板间空间的下端被压缩。

17、通过这些特征，底部条带对面板间空间的下端进行密封。

18、根据一个实施例，分隔步骤还包括插入分别位于面板间空间的第一侧端和第二侧端处的第一侧条带和第二侧条带，第一侧条带和第二侧条带在横向于面板间空间的纵向方向的方向上延伸。

19、根据一个实施例，第一侧条带、第二侧条带的宽度大于或等于第一隔热面板的第一侧面与第二隔热面板的第二侧面之间的间隙。根据一个实施例，第一侧条带或第二侧条带被压缩在第一隔热面板的第一侧面与第二隔热面板的第二侧面之间。

20、根据一个实施例，分隔步骤包括将至少一个保持条带插入到面板间空间中，保持条带在横向于面板间空间的纵向方向的方向上延伸。

21、根据一个实施例，保持条带位于第一侧条带与第二侧条带之间。

22、根据一个实施例，分隔步骤包括利用盖子对面板间空间进行覆盖，盖子包括开口，膨胀泡沫通过所述开口被注入到面板间空间中。

23、通过这些特征，防止了膨胀泡沫的溢出。

24、根据一个实施例，开口的直径介于5毫米至30毫米之间，优选地直径为20毫米。

25、根据一个实施例，盖子包括多个彼此间隔开的开口，开口沿盖子的纵向方向定位。

26、根据一个实施例，盖子具有带圆形边缘的长方体的总体形状。

27、根据一个实施例，盖子具有以下尺寸：

28、-长度介于1米(m)至5米之间，例如3.5米，优选地介于1.4米至1.6米之间；

29、-宽度介于15厘米(cm)至50厘米之间，优选地介于20厘米至30厘米之间；

30、-厚度介于10毫米(mm)至60毫米之间，优选地介于20毫米至30毫米之间。

31、根据一个实施例，盖子具有搁置在第一隔热面板和第二隔热面板上的侧边缘，并且盖子包括在与第一隔热面板或第二隔热面板相对的所述侧边缘中形成的多个孔。因此，这些孔不会通向面板间空间。

32、根据一个实施例，多个孔中的孔具有相同或不同的尺寸。

33、通过这些特征，孔使得盖子更轻，从而使得操作者更容易拿起盖子。

34、根据一个实施例，多个孔包括长圆形孔。

35、根据一个实施例，盖子经由附接构件附接在第一隔热面板和第二隔热面板上。根据一个实施例，附接构件选自：螺钉和肘节夹，螺钉例如被接纳在附接到第一隔热面板或第二隔热面板的螺纹插件中。

36、根据一个实施例，附接构件穿过盖子中形成的多个孔中的至少一个孔。根据一个实施例，附接构件穿过盖子中形成的长圆形孔。长圆形孔使得能够更容易地经由附接构件调整盖子的附接，特别是为了补偿第一隔热面板相对于第二隔热面板的相对定位中的公差。

37、根据一个实施例，第一隔热面板和第二隔热面板分别包括沿着第一隔热面板的第一侧面的边缘的两个凹部以及沿着第二隔热面板的第二侧面的边缘的两个凹部，盖子经由附接到盖子的锚固系统附接到第一隔热面板和第二隔热面板上，锚固系统为每个凹部设置有一个锚固元件，每个锚固元件包括：定心锥体以及围绕定心锥体定位并连接到充气系统的可充气密封件。在插入之后，在凹部中，使用气动源对每个可充气密封件进行充气。因此，给定锥形表面的取向，每个可充气密封件在定心锥体上施加向下的力，这使得在膨胀泡沫的膨胀期间能够保持盖子抵靠在第一隔热面板和第二隔热面板上。在泡沫膨胀步骤之后，对可充气密封件进行放气，并且移除盖子和锚固系统。

38、通过这些特征，便于使覆盖面板间空间的盖子定心，并且任何密封件均被最佳地压缩，以获得良好的密封。

39、根据一个实施例，气动源是锚固元件所共有的。

40、根据一个实施例，多个孔是彼此分开的长圆形孔。换句话说，在所述长圆形孔之间没有连续性。

41、通过这些特征，盖子被制造得更轻，同时保持良好的刚性，以实施面板间空间的隔热方法，也就是说，保持足够的刚性来承受泡沫膨胀压力。

42、根据一个实施例，盖子包括至少一个手柄，所述手柄附接到与盖子的旨在与膨胀泡沫接触的表面相对的表面。优选地，盖子包括两个手柄。

43、根据一个实施例，至少一个手柄的长度在垂直于盖子的长度方向的方向上延伸。

44、根据一个实施例，至少一个手柄位于盖子的长度的对称轴上。

45、根据一个实施例，两个手柄在盖子的长度方向上间隔开。

46、根据一个实施例，盖子横跨第一隔热面板和第二隔热面板定位。

47、根据一个实施例，盖子经由密封件附接到第一隔热面板和第二隔热面板。

48、通过这些特征，在泡沫的膨胀期间，膨胀泡沫不会从面板间空间溢出。盖子以承受由膨胀泡沫施加的膨胀压力的方式进行附接。

49、根据一个实施例，密封件在盖子的整个长度上延伸。

50、根据一个实施例，第一隔热面板和第二隔热面板上的密封件具有足够的厚度，从而与旨在与膨胀泡沫接触的表面形成过量泡沫排出通道，所述过量泡沫排出通道连接到位于第一隔热面板的一侧和/或第二隔热面板的一侧上的泡沫容器，使得能够在泡沫的膨胀阶段排出任何过量泡沫。例如，泡沫容器是由木头或复合材料制成的盒子。

51、根据一个实施例，形成过量泡沫排出通道的密封件具有介于5毫米至20毫米之间的厚度。

52、根据一个实施例，形成过量泡沫排出通道的密封件包括闭孔乙烯-丙烯-二烯单体(epdm)泡沫条。根据一个实施例，形成泡沫排出通道的密封件包括氯丁橡胶粘合剂。

53、根据一个实施例，盖子是透明的，优选地由更广为人知的商品名为卢西特的聚甲基丙烯酸甲酯(pmme)制成。

54、通过这些特征，便于操作者执行该方法的任务，特别是在膨胀泡沫的注入和膨胀步骤中，因为操作者可以实时观察泡沫膨胀，从而更容易地调节待注入的膨胀泡沫的量。

55、根据一个实施例，盖子具有从盖子的旨在与膨胀泡沫接触的表面突出的舌状部。

56、通过这些特征，特别是在移除盖子之后泡沫继续膨胀的情况下，防止膨胀泡沫溢出面板间空间。

57、根据一个实施例，舌状部在盖子的整个长度上延伸。

58、根据一个实施例，舌状部的高度介于2毫米至15毫米之间。

59、根据一个实施例，舌状部的宽度小于第一侧面与第二侧面之间的间隙。

60、根据一个实施例，盖子由聚四氟乙烯(ptfe)制成。

61、根据一个实施例，薄膜覆盖盖子的旨在与膨胀泡沫接触的表面。根据一个实施例，薄膜是不粘的。根据一个实施例，薄膜由ptfe制成。

62、根据一个实施例，薄膜由具有与ptfe类似的性质的全氟烷氧基(pfa)或氟乙烯丙烯(fep)制成。

63、通过这些特征，膨胀泡沫不会粘附到盖子上，这便于在泡沫膨胀步骤之后移除所述盖子。

64、根据一个实施例，方法还包括使膨胀泡沫干燥的步骤。

65、根据一个实施例，方法还包括移除盖子的步骤。

66、根据一个实施例，方法还包括移除泡沫容器的步骤。

67、根据一个实施例，方法还包括对存在于泡沫排出通道中的过量泡沫进行整平的步骤。

68、根据一个实施例，注入泡沫，直至泡沫达到第一隔热面板和第二隔热面板的高度。

69、根据一个实施例，膨胀泡沫的注入是第一次膨胀泡沫注入，方法至少还包括第二次泡沫注入，第二次泡沫注入是在第一次泡沫注入的膨胀泡沫膨胀之后进行的。

70、通过这些特征，操作者可以通过考虑所注入的膨胀泡沫的量和所产生的膨胀泡沫的高度，调节在最后一次泡沫注入期间注入的膨胀泡沫的量，以防止膨胀泡沫溢出面板间空间。

71、根据一个实施例，使用泡沫注入枪来注入膨胀泡沫。

72、根据一个实施例，在注入膨胀泡沫之前，方法包括：

73、-将处于未充气状态下的可充气装置放置在限定在第一隔热面板和第二隔热面板中的至少一个和与所述第一隔热面板或第二隔热面板相邻的第三隔热面板之间的区域中，区域横向于面板间空间，并且可充气装置面向面板间空间放置，

74、-对可充气装置进行充气，使得处于充气状态下的所述可充气装置至少抵靠在第三隔热面板上并覆盖面板间空间的第一侧端，以在膨胀泡沫的注入和膨胀期间将膨胀泡沫保持在面板间空间的内部。

75、根据一个实施例，在注入膨胀泡沫之前，方法包括：

76、-将处于未充气状态下的可充气装置放置在限定在第一隔热面板和第二隔热面板中的至少一个与相邻于所述第一隔热面板或第二隔热面板的第三隔热面板之间的区域中，区域横向于面板间空间，并且可充气装置面向面板间空间放置，

77、-对可充气装置进行充气，使得处于充气状态下的所述可充气装置至少抵靠在第三隔热面板上并覆盖面板间空间的第一侧端，以在膨胀泡沫的注入和膨胀期间将膨胀泡沫保持在面板间空间的内部。

78、通过这些特征，可以容易地将可充气装置插入到三个隔热面板之间限定的区域中。此外，可充气装置的充气使得能够抵消由组装和制造引起的任何不规则性，例如偏移或误差。

79、根据一个实施例，处于充气状态下的可充气装置覆盖面板间空间的第一侧端或第二侧端。

80、根据一个实施例，可充气装置面向第一侧条带放置，对可充气装置进行充气，使得所述可充气装置抵靠在第一侧条带上，以将第一侧条带保持在静态位置。

81、根据一个实施例，可充气装置面向第二侧条带放置，对可充气装置进行充气，使得所述可充气装置抵靠在第二侧条带上，以将第二侧条带保持在静态位置。

82、因此，第一侧条带或第二侧条带在第一侧条带或第二侧条带的整个长度上保持在静态位置。

83、根据一个实施例，区域被限定在第一隔热面板和第二隔热面板和与第一隔热面板相邻的第三隔热面板和与第二隔热面板相邻的第四隔热面板之间，其中，对可充气装置进行充气，使得所述可充气装置抵靠在第三隔热面板、第四隔热面板上并抵靠第一侧条带。

84、根据一个实施例，区域被限定在第一隔热面板和第二隔热面板和与第一隔热面板相邻的第三隔热面板和与第二隔热面板相邻的第四隔热面板之间，其中，对可充气装置进行充气，使得所述可充气装置抵靠在第三隔热面板、第四隔热面板上并抵靠第二侧条带。

85、根据一个实施例，在泡沫膨胀之后，移除可充气装置。根据一个实施例，移除处于放气状态下的可充气装置。

86、根据一个实施例，可充气装置包括可充气元件以及旨在对所述可充气元件进行充气的泵。

87、根据一个实施例，可充气元件选自：气动或液压充气袋。

88、根据一个实施例，可充气装置包括泵，所述泵选自：手动泵或自动泵。根据一个实施例，泵是空气泵或液体泵。

89、根据一个实施例，可充气装置包括不粘涂层和/或隔热涂层。

90、根据一个实施例，在注入膨胀泡沫之前，方法包括：

91、-将由隔热材料制成的第一横档放置在第一隔热面板和第二隔热面板中的至少一个和与所述第一隔热面板或第二隔热面板相邻的第三隔热面板之间限定的区域中，区域横向于面板间空间，并且横档被定位成在膨胀泡沫的注入和膨胀期间封闭面板间空间的第一侧端。

92、根据一个实施例，区域被限定在第一隔热面板和第二隔热面板和与第一隔热面板相邻的第三隔热面板和与第二隔热面板相邻的第四隔热面板之间。

93、根据一个实施例，横档包括四个臂，这四个臂分别位于第一隔热面板与第二隔热面板之间、第二隔热面板与第三隔热面板之间、第三隔热面板与第四隔热面板之间、以及第四隔热面板与第一隔热面板之间。

94、根据一个实施例，在注入膨胀泡沫之前，方法包括：

95、-以与第一横档类似的方式放置由隔热材料制成的第二横档，以在膨胀泡沫的注入和膨胀期间封闭面板间空间的第二侧端。

96、根据一个实施例，低温流体例如是液化天然气(gnl)、氢气或液化石油气(gpl)，优选地，低温流体是深冷流体。表述“低温”是指例如温度低于-20℃，例如低于-50℃、-163℃的液体。

97、根据一个实施例，膨胀泡沫包含热固性聚合物或热塑性聚合物。

98、根据一个实施方案，膨胀泡沫包含选自聚氨酯(pu)、聚异氰脲酸酯(pir)的组分。

99、因此，面板间隔热部的性能更有效。事实上，聚氨酯基膨胀泡沫具有优异的隔热性能。

100、根据一个实施例，膨胀泡沫是低密度泡沫，即密度介于30kg/m3至70kg/m3之间的泡沫。

101、根据一个实施例，膨胀泡沫的膨胀通过聚合反应进行。

102、根据一个实施方案，聚合反应在介于10摄氏度(℃)至150℃之间、例如介于10℃至100℃之间、优选地介于10℃至40℃之间的温度范围内进行。

103、根据一个实施例，插入元件覆盖第一隔热面板的第一侧面的至少50％，优选地至少90％，例如95％或者第一隔热面板的整个第一侧面。

104、根据一个实施例，底部条带包括能朝向面板间空间的下端被压缩的材料。

105、根据一个实施例，底部条带包含选自玻璃棉或聚氨酯泡沫的材料。底部条带优选地包含聚氨酯泡沫。聚氨酯泡沫具有与混凝土粘合的优点，并且使得能够消除由组装和制造引起的任何不规则性。

106、根据一个实施例，第一侧条带和第二侧条带包含玻璃棉或聚甲基丙烯酸甲酯。聚甲基丙烯酸甲酯尤其以商品名卢西特而闻名。

107、根据一个实施例，保持条带包含玻璃棉。

108、根据一个实施例，插入元件是可压缩隔热元件。

109、通过这些特征，例如由于热收缩、热膨胀或膨大而导致的隔热面板相对于彼此的相对移动，特别是由于经压缩的可压缩隔热元件的存在而被抵消，所述可压缩隔热元件具有沿所述可压缩隔热元件的厚度方向膨胀和收缩的能力。此外，通过这些特征，可压缩隔热元件被插入到面板间空间中，而不会在上游被压缩，这有利于可压缩隔热元件的插入。此外，通过这些特征，在泡沫的膨胀阶段由膨胀泡沫施加的压力被导向可压缩隔热元件，从而导致可压缩隔热元件的压缩。

110、根据一个实施例，可压缩隔热元件具有响应于由膨胀泡沫的膨胀所施加的压力而在厚度方向上压缩大于1毫米(mm)，优选地大于2毫米，例如介于1毫米至10毫米之间的能力。

111、通过这些特征，面板间隔热部可以响应于相邻的第一隔热面板和/或第二隔热面板的收缩和膨胀现象而在厚度方向上膨胀和/或压缩。

112、根据一个实施例，可压缩隔热元件在被膨胀泡沫压缩之前具有5毫米至50毫米的厚度，优选地具有介于5毫米至30毫米之间的厚度，例如具有10毫米的厚度。

113、根据一个实施例，可压缩隔热元件具有对第一隔热面板的第一侧面进行覆盖的板的形状。

114、根据一个实施例，可压缩隔热元件包含玻璃棉，玻璃棉在膨胀泡沫的膨胀期间被压缩。

115、根据一个实施例，插入元件包括牛皮纸、不粘拉伸薄膜或脱模剂，优选地，插入元件包括牛皮纸。根据一个实施例，脱模剂是润滑剂。

116、根据一个实施例，面板间空间的隔热方法还包括将第二插入元件抵靠第二隔热面板的第二侧面放置。

117、根据一个实施例，第二插入元件包括牛皮纸、不粘拉伸薄膜或脱模剂，优选地，第二插入元件包括牛皮纸。

118、通过这些特征，插入元件不会粘附到第一隔热面板和第二隔热板的侧面上。因此，大大降低了膨胀泡沫劣化的风险，特别是在隔热面板相对于彼此进行相对移动的情况下。

119、根据另一实施例，在隔热面板的预制造步骤期间，使可压缩隔热元件附接在第一隔热面板的第一侧面上。

120、根据一个实施例，第一隔热面板或第二隔热面板包括被夹在第一胶合板与第二胶合板之间的隔热泡沫，所述第一胶合板旨在承载密封膜，所述第二胶合板旨在放置在支撑件上。

121、根据一个实施例，第一面板的第一胶合板和第二面板的第一胶合板各自具有螺纹孔，所述螺纹孔例如形成在附接到第一面板或第二面板的插入件中，盖子经由具有螺纹杆的附接构件附接到第一隔热面板的第一胶合板和第二隔热面板的第一胶合板上，每个螺纹杆被接合在盖子的侧边缘中形成的孔以及第一隔热面板或第二隔热面板的第一胶合板中形成的螺纹孔中。

122、根据一个实施例，胶粘剂珠围绕第一隔热面板和第二隔热面板的第二胶合板的周边连续地设置。

123、根据一个实施例，分隔步骤包括：

124、-将第一胶粘剂珠设置在第一隔热面板的第二胶合板的外部面上，第一胶粘剂珠沿着面板间空间连续地延伸；

125、-将第二胶粘剂珠设置在第二隔热面板的第二胶合板的外部面上，第二胶粘剂珠沿着面板间空间连续地延伸。

126、特别是在制造密封且隔热的储罐期间，进行了面板间空间的隔热方法，所述面板间空间形成在上述用于储存低温流体的密封且隔热的储罐的壁的第一隔热面板与第二隔热面板之间。这种储罐例如在文献fr2724623或文献fr2599468中描述。

127、这种储罐可以形成陆上储存设施的一部分，例如用于储存gnl，或者可以安装在沿海或深水的浮动结构上，特别是液化气体运输船、浮动储存和再气化单元(fsru)、远程浮动生产和储存单元(fpso)等。