锚固装置以及包括该锚固装置的密封且隔热的罐的制作方法

本发明涉及结合到用于容纳冷流体的承载结构中的密封且隔热的罐的领域，特别地，本发明涉及用于容纳液化气体的膜式罐，并且特别地涉及可以在这种罐中使用的机械锚固装置。密封且隔热的罐可以在各种行业中使用以对冷产品进行储存。例如，在能源领域，液化天然气(lng)是一种甲烷含量较高的液体，液化天然气可以在-163℃左右的大气压处被储存在陆上储存罐或漂浮结构上的储存罐中。液化石油气(lpg)可以在-50℃与0℃之间的温度处被储存。在浮动结构的情况下，罐可以用于运输液化气体或接收用作燃料以推进浮动结构的液化气体。

背景技术：

1、例如从文献wo 2014/096600 a1和wo 2019/110894 a1中已知一种布置在承载结构中的用于储存液化天然气的密封且隔热的罐，罐壁具有多层结构，即，从罐的外部到内部，罐壁具有锚固在承载结构上的次级隔热屏障、由次级隔热屏障支撑的次级密封膜、由次级密封膜支撑的初级隔热屏障、以及由初级隔热屏障支撑的初级密封膜，初级密封膜适于与储存在罐中的液化气体接触。

2、初级隔热屏障和次级隔热屏障分别包括成组的模块化隔热块：具有大体平行六面体形状的初级隔热块和次级隔热块，初级隔热块和次级隔热块并置并因此形成用于相应的密封膜的支撑表面。隔热块通过锚固装置锚固至承载结构，该锚固装置紧固至承载结构并定位在初级隔热块的拐角部和次级隔热块的拐角部处。因此，每个锚固装置与四个相邻的次级隔热块的拐角部以及与四个相邻的初级隔热块的拐角部相互作用，以将次级隔热块和初级隔热块固定在承载结构上。

3、在实际中，承载结构通常具有平整度缺陷。为了补偿这些平整度缺陷，在次级隔热块与承载结构之间定位有胶黏剂的珠状件。

4、这些胶黏剂的珠状件在承载结构上的不同位置处具有不同的厚度，而正是因为这些厚度来补偿平整度缺陷。隔热块、特别是次级隔热块通常以标准化尺寸预制，并且由次级隔热块形成的用于次级密封膜的支撑表面必须在一定公差范围内是平坦的，以特别地防止次级密封膜的过早变形或损坏。

5、因此，在次级隔热屏障的组装期间，在现场对次级隔热屏障的尺寸进行调节以符合用于次级密封膜的支撑表面的平面度公差。这种现场调节特别在具有胶黏剂和锚固装置的次级隔热块上进行。然而，这种现场调节可能是艰苦且耗时的，特别是因为这种现场调节可能需要拆除已经安装的次级隔热屏障的锚固装置，并因此减慢了罐的组装。

技术实现思路

1、本发明背后的一个想法是提出一种如上所述的锚固装置，该锚固装置使得可以更容易且快速地进行次级隔热屏障的尺寸的现场调节。

2、本发明提供了一种用于将隔热块靠着承载壁固定的锚固装置，该锚固装置包括：

3、-夹持组件，夹持组件具有用于与隔热块相互作用的支承表面；

4、-锚固杆，锚固杆包括下端部和与下端部相反且联接至夹持组件的上端部，锚固杆沿纵长方向延伸，纵长方向垂直于支承表面，锚固杆的下端部是带螺纹的；以及

5、-衬套，衬套用于紧固至承载壁，衬套具有限定出容置部的周缘壁，容置部对螺母和被旋拧的锚固杆的下端部进行接纳，容置部包括第一止动表面和第二止动表面，第一止动表面用于阻止螺母围绕平行于纵长方向的旋转轴线旋转，第二止动表面用于阻止螺母沿平行于纵长方向的方向朝向周缘壁的上端部平移，

6、其中，容置部在纵长方向上的尺寸至少等于螺母在纵长方向上的高度尺寸的1.5倍，以允许锚固杆的下端部在容置部中沿纵长方向的插入长度的预定变化。

7、因此，容置部能够在现场对锚固杆相对于承载壁的位置进行调节。因此，容置部尤其能够现场调节夹持组件相对于承载壁的位置。这种现场调节容易且快速地进行，特别是因为这种现场调节不需要拆除次级隔热屏障的已经安装的锚固装置。例如，如果夹持组件的上表面旨在延伸出用于次级密封膜的支撑表面，则可以容易且快速地确保该上表面与隔热块的形成支撑表面的上表面齐平。

8、容置部在纵长方向上的尺寸至少等于螺母在纵长方向上的高度尺寸的1.5倍，以允许前述插入长度的充分变化。例如，螺母的高度尺寸至少等于10mm，容置部的纵长方向上的尺寸至少等于1.5·10mm＝15mm。优选地，螺母的高度尺寸在12mm与20mm之间，容置部在纵长方向上的尺寸在18mm与55mm之间、并且非常优选地在36mm与55mm之间。

9、根据实施方式，这种锚固装置可包括下述特征中一者或更多者。

10、根据一种实施方式，衬套具有对周缘壁的上端部进行封闭的上壁和穿过上壁的开口，第二止动表面为上壁的下表面。

11、根据一种实施方式，容置部在纵长方向上的尺寸至少等于螺母在纵长方向上的高度尺寸的2倍。根据另一实施方式，容置部在纵长方向上的尺寸介于螺母在纵长方向上的高度尺寸的1.5倍与3.5倍之间。

12、根据一种实施方式，开口由截头圆锥形壁限定，使得容置部和开口形成用于锚固杆和螺母相对于衬套的球窝接头连接。

13、根据一种实施方式，夹持组件包括下板、与下板平行的上板、连接下板与上板的连接构件、以及设置在下板与上板之间的间隔构件，并且锚固杆的上端部联接至下板，从而能够在下板上施加沿锚固杆的下端部的方向的拉力。根据一种实施方式，支承表面是下板的下表面。

14、根据一种实施方式，间隔构件包括下述限制部：在下板和上板抵靠限制部的极限位置，限制部限定出下板与上板之间的最小间距，限制部包括刚性部，并且其中，间隔构件还包括趋于将下板和上板保持成处于分离位置的弹性可压缩构件，连接构件限定出处于分离位置的下板与上板之间的最大间距，所述最大间距大于所述最小间距，弹性可压缩构件构造成响应于趋于使上板更靠近下板的力而被弹性压缩至下板和上板抵靠限制部的极限位置。

15、这趋于使隔热屏障对压应力的响应进行平衡。这特别地趋于使隔热屏障响应于压应力而产生的平坦度缺陷的风险降低，否则该平坦度缺陷会导致与锚固装置一致的应力集中，这将损害密封膜的完整性。

16、根据一种实施方式，衬套在容置部中被冲压，以对螺母沿平行于纵长方向的方向朝向与周缘的上端部相反的周缘壁的下端部的平移进行限制。

17、根据一种实施方式，容置部具有容置部分，该容置部分在第二止动表面与周缘壁的下端部之间具有恒定的截面。根据一种实施方式，所述恒定的截面被选择成使得第一止动表面是容置部分的外周表面。

18、根据一种实施方式，容置部包括具有第一截面的第一容置部分和具有第二截面的第二容置部分，第一容置部分在纵长方向上位于周缘壁的上端部与第二容置部分之间，第一容置部分对螺母进行接纳，并且第一截面的最大尺寸小于或等于第二截面的最大尺寸，使得容置部包括位于第一容置部分与第一容置部分之间的接合部处的肩部部分。

19、根据一种实施方式，衬套在容置部中于肩部的水平处被冲压，以对螺母沿平行于纵长方向的方向朝向周缘壁的下端部的平移进行限制。

20、根据一种实施方式，第一止动表面是第一容置部分的外周表面。

21、根据一种实施方式，第一截面呈正六边形的形状、或者呈矩形的形状、或者呈两个盘形部分延伸的矩形的形状，盘形部分关于矩形的中线对称。

22、根据一种实施方式，第二截面是圆形的、或者呈正六边形的形状、或者呈矩形的形状。

23、根据一种实施方式，第一截面的最大尺寸严格小于第二截面的最大尺寸。在这种情况下，第一截面和第二截面可以是相同的形状，也可以是不同的形状。根据另一实施方式，第一截面的最大尺寸等于第二截面的最大尺寸，第一截面的形状和第二截面的形状不同，并且第一截面的面积严格小于第二截面的面积，并且优选地第一截面的面积完全包含在第二截面的面积内。

24、根据一种实施方式，夹持组件形成用于与次级隔热屏障相互作用的次级夹持构件，上板具有中心孔，从夹持组件沿与锚固杆相反的方向突出的螺柱旋拧到该中心孔中，所述螺柱对用于与初级隔热屏障相互作用的初级夹持构件进行支承。

25、本发明还提供了一种用于对流体进行储存的密封且隔热的罐，罐包括承载壁和锚固至承载壁的罐壁，罐壁在厚度方向上从罐的外部到内部依次具有隔热屏障和抵靠隔热屏障搁置的密封膜，

26、其中，隔热屏障包括并置在承载壁上的平行六面体形的隔热块，隔热块的上表面共同限定出用于密封膜的支撑表面；

27、其中，第一隔热块通过根据前述实施方式中的任一实施方式所述的第一锚固装置锚固至承载壁，以及

28、其中，衬套紧固至承载壁，锚固杆的下端部被旋拧到螺母中，使得螺母向上抵接第二止动表面，并且使得螺母将锚固杆的下端部的第一插入长度在容置部中保持就位，第一插入长度被选择成使得夹持组件的上表面与支撑表面齐平。

29、根据一种实施方式，

30、-第二隔热块通过根据前述实施方式中的任一实施方式所述的第二锚固装置锚固在承载壁上；

31、-第二锚固装置的衬套紧固至承载壁，第二锚固装置的锚固杆的下端部旋拧到第二锚固装置的螺母中，使得所述螺母向上抵接所述衬套的第二止动表面，并且使得所述螺母将所述下端部的第二插入长度在所述衬套的容置部中保持就位，第二插入长度被选择成使得第二锚固装置的夹持组件的上表面与支撑表面齐平；

32、-罐还包括：第一间隔元件，第一间隔元件定位在承载壁上并且沿厚度方向位于第一隔热块的下方；以及第二间隔元件，第二间隔元件定位在承载壁上并且沿厚度方向位于第二隔热块的下方；

33、-第二间隔元件在厚度方向上的厚度大于第一间隔元件在厚度方向的厚度；

34、-第二插入长度小于第一插入长度。

35、间隔元件的厚度被选择成使得对承载壁的平坦度缺陷进行补偿。第一插入长度和第二插入长度对间隔元件的厚度的变化进行补偿，同时确保夹持组件的上表面延伸出用于密封膜的支撑表面。这使得能更好地确保支撑表面是平坦的，从而有助于防止密封膜过早变形或损坏。

36、根据一种实施方式，间隔元件在厚度方向上的厚度在所允许的厚度范围内。在一个示例中，所允许的厚度范围具有34mm的幅度。在另一示例中，所允许的厚度范围具有17mm的幅度。

37、特别地，根据一种实施方式，间隔元件在厚度方向上的厚度在最小允许厚度与最大允许厚度之间，最大允许厚度严格大于最小允许厚度，并且最小允许厚度是非零的。在一个示例中，最小允许厚度等于4mm，并且最大允许厚度等于38mm。在另一示例中，最小允许厚度等于4mm并且最大允许厚度等于21mm。

38、根据一种实施方式，容置部在纵长方向上的尺寸至少根据所允许的厚度范围来确定。

39、根据一种实施方式，容置部在纵长方向上的除螺母高度之外的尺寸、也就是容置部的尺寸与螺母的高度尺寸之间的差大于或等于所允许的厚度范围，这使得可以通过改变插入长度而不改变锚固杆的长度来完全补偿间隔元件的厚度变化。在一个示例中，容置部的在纵长方向上处螺母高度之外的尺寸大于或等于35mm。在另一示例中，容置部在纵长方向上处螺母高度之外的尺寸在32与35mm之间。

40、根据一种实施方式，螺母的高度尺寸等于所允许的厚度范围的幅度，并且容置部在纵长方向上的除螺母高度之外的尺寸等于螺母的高度尺寸。在一个示例中，螺母的高度尺寸在15mm与18mm之间。

41、根据另一实施方式，锚固杆选自一套具有预定长度的锚固杆，容置部在纵长方向的尺寸根据所允许的厚度范围和所述预定长度来确定。

42、根据一种实施方式，多个所述第二隔热块与多个所述第一隔热块相邻。

43、根据一种实施方式，间隔元件包括胶黏剂的珠状件和/或厚度垫片。特别地，根据一种实施方式，间隔元件由胶黏剂的珠状件构成。

44、隔热块可以具有不同的结构。

45、根据一种实施方式，一个所述隔热块包括与覆盖板平行且间隔开的底板、设置在覆盖板与底板之间的纤维增强的聚合物泡沫块，锚固装置的下板与所述底板直接或间接地相互作用，而不在聚合物泡沫块上施加夹持力。例如，锚固装置的下板可通过刚性元件——例如由胶合板制成的比如间隔件、支柱和/或板条——与底板相互作用。

46、根据一种实施方式，一个所述隔热块包括底板、平行于底板且彼此间隔开的依次设置的中间板和覆盖板、以及分别设置在覆盖板与中间板之间以及中间板与底板之间的纤维增强的聚合物泡沫块。锚固装置的下板在拐角区域中直接与所述中间板相互作用。

47、根据一种实施方式，一个所述隔热块包括：与覆盖板平行且间隔开的底板；设置在覆盖板与底板之间的纤维增强的聚合物泡沫块，该泡沫块具有多个侧表面，多个侧表面在底板与覆盖板之间延伸并限定出矩形的几何形状封套以及多个凹部，每个凹部在两个相邻的侧表面之间延伸；以及成对的加强件，加强件刚性连接至底板并沿着底板的成对的侧部中的一对侧部延伸，加强件在垂直于隔热块的厚度方向的方向上并且沿着所述一对侧部的侧面具有较大的尺寸，每个加强件从底板沿隔热块的厚度方向突出并且具有与泡沫块的一个所述侧表面自由接触的表面。在一个示例中，锚固装置的下板与诸如支柱的刚性元件的面向覆盖板的上面部相互作用，该刚性元件通过加强件保持在凹部中。在另一示例中，锚固装置的下板与加强件的面向覆盖板的上面部相互作用。

48、根据一种实施方式，

49、-隔热屏障是次级隔热屏障，隔热块是次级隔热块，并且密封膜是次级密封膜；

50、-罐壁还包括抵靠次级密封膜搁置的初级隔热屏障和抵靠初级隔热屏障且适于与容纳在罐中的流体接触的初级密封膜，初级隔热屏障包括初级隔热块，初级隔热块各自叠置在次级隔热块中的一个次级隔热块上；

51、-所述螺柱以可密封的方式穿过次级密封膜，并且初级夹持构件在承载壁的方向上被保持压靠于叠置在所述多个次级隔热块上的多个初级隔热块上，以将多个初级隔热块固定在承载壁上。

52、根据一种实施方式，流体是液化气体、例如液化天然气、液化石油气或液化乙烯。

53、这种罐可以形成例如用于储存lng的陆上储存设施的一部分，或者这种罐可以安装在近海或海上的浮动结构中、特别是甲烷运输船、浮式储存再气化单元(fsru)、浮式生产储存装置和卸载单元(fpso)或其他结构。

54、根据一种实施方式，一种用于运输流体的船舶包括双壳体和位于双壳体中的前述罐。

55、根据一种实施方式，本发明还提供了一种用于对流体进行输送的系统，该系统包括：前述船舶；隔绝管道，隔绝管道布置成使得隔绝管道将安装在船舶的壳体中的罐连接至浮动或陆上的储存设施；以及泵，泵用于将流体流从浮动或陆上的储存设施通过隔绝管道传送至船舶的罐，或者泵用于将流体流从船舶的罐通过隔绝管道传送至浮动或陆上的储存设施。

56、根据一种实施方式，本发明还提供了一种用于装载或卸载这种船舶的方法，其中，将流体/液化气体从浮动或陆上的储存设施通过隔绝管道传送至船舶的罐，或者将流体/液化气体从船舶的罐通过隔绝管道传送至浮动或陆上的储存设施。