本发明涉及用于储存和/或运输流体(诸如低温流体)的密封绝热膜式贮罐的领域。密封绝热膜式贮罐特别适用于储存在约-162℃的大气压下的液化天然气(lng)。这些贮罐可以安装在陆地上或安装在浮式结构上。在浮式结构的情况下，贮罐可以用于运输液化天然气或用于接收液化天然气，液化天然气用作燃料来推动浮式结构。本发明特别涉及一种绝热箱，所述绝热箱旨在形成这种贮罐的绝热屏障。
背景技术：
1、在现有技术中，已知用于储存液化天然气的密封绝热贮罐，该贮罐集成到支撑结构中，诸如旨在用于运输液化天然气的船的双层船体中。这种贮罐通常具有多层结构，该多层结构在从贮罐的外部朝向内部的厚度方向上依次包括：保持在支撑结构上的次级绝热屏障；抵靠次级绝热屏障搁置的次级密封膜；抵靠次级密封膜搁置的初级绝热屏障；以及抵靠初级绝热屏障搁置的初级密封膜，其旨在与贮罐中容纳的液化天然气接触。
2、已知这种贮罐可以包括绝热箱，该绝热箱包括底板、盖板、侧板和界定包含珍珠岩的空间的内部腹板。
3、在使用过程中，贮罐的壁承受大量载荷。特别是，壁承受由贮罐的装载引起的压缩力、冷却过程中的热应力以及由贮罐中所含流体的动态冲击引起的力。
技术实现思路
1、本发明人已发现，如果贮罐的尺寸增大，则由于贮罐中所含流体的动态冲击产生的力也会相应增大，并且在这种情况下，现有技术的绝热箱容易出现强度不足的问题。
2、本发明人已开发一种新型绝热箱，其机械强度比目前已知的绝热箱更高，并且绝热性能没有显著的降低。
3、本发明背后的另一个想法是提供一种绝热箱，其含有能够补偿热收缩的绝热填料，以减少热桥。
4、在本发明的一个实施方式中，提供了一种用于密封绝热贮罐的绝热箱，所述绝热贮罐旨在容纳液化气体，所述绝热箱包括：
5、盖板和底板，所述盖板和所述底板沿盖板的厚度方向间隔开；侧板，所述侧板沿底板的边缘和盖板的边缘连接底板和盖板以形成内部空间；内部隔板，所述内部隔板将所述内部空间划分为隔室，第一隔室包含填充所述第一隔室的绝热填料，所述绝热填料包括：纤维增强聚氨酯泡沫块，所述泡沫块从底板延伸至盖板，这种方式使得吸收沿厚度方向施加在盖板上的压缩力；以及处于压缩状态的可压缩绝热材料的第一条带，其覆盖泡沫块的侧表面并且能够膨胀以补偿泡沫块的收缩。
6、由于这些特征，聚氨酯泡沫块具有吸收压缩力的结构功能，从而赋予绝热箱特别有利的特性，即抵抗沿所述箱的厚度方向施加在绝热箱上的压缩。此外，绝热箱具有优异的绝热特性，特别是在存在热膨胀和收缩现象时如此，例如当这种绝热箱被集成到容纳非常低(低至-162℃)的温度的液化气体的贮罐中时会存在这种现象。实际上，当纤维增强聚氨酯泡沫块由于热收缩现象而收缩时，最初处于压缩状态的可压缩绝热材料会松弛，这能够防止形成有利于热转移的间隙。
7、这种绝热箱的实施方式可以具有以下一个或多个特征。
8、根据一个实施方式，绝热填料填充第一隔室，并且包括一个或多个聚氨酯泡沫绝热块和一个或多个可压缩绝热材料的条带，每个可压缩绝热材料的条带被压缩在所述一个或多个绝热块与内部隔板、侧板或另一个聚氨酯泡沫绝热块之间。
9、在本发明的一个实施方式中，内部隔板与底板和盖板接触。
10、因此，增加了对施加在绝热箱上的压缩力的抵抗力。
11、在本发明的一个实施方式中，一些内部隔板沿与厚度方向平行的第一方向定向，并且其他内部隔板沿与厚度方向平行的第二方向定向，第一方向和第二方向相互正交。
12、在本发明的一个实施方式中，内部隔板包括沿第一方向延伸的第一排内部隔板和沿与第一方向垂直的第二方向延伸的第二排内部隔板。
13、在本发明的一个实施方式中，第一排内部隔板与第一侧板接触，并且与面向第一侧板的第二侧板接触。在本发明的一个实施方式中，第二排内部隔板与第三侧板接触，并且与面向第三侧板的第四侧板接触。
14、在本发明的一个实施方式中，第一排内部隔板中的内部隔板包括沿绝热箱的厚度方向延伸的凹槽，并且
15、第二排内部隔板中的内部隔板包括以与第一排的凹槽互补的方式沿绝热箱的厚度方向延伸的凹槽，并且第二排的内部隔板被插入凹槽中，以将第一排和第二排内部隔板固定就位。
16、在本发明的一个实施方式中，内部隔板从底板延伸至盖板，这种方式使得吸收沿厚度方向施加在盖板上的压缩力。
17、在本发明的一个实施方式中，内部隔板由胶合板或复合材料制成。
18、在本发明的一个实施方式中，每个内部隔板的厚度在9mm至15mm之间(包括端值在内)。
19、在本发明的一个实施方式中，每个隔室具有平行六面体的总体形状，并且优选地具有矩形或正方形平行六面体的总体形状。
20、在本发明的一个实施方式中，泡沫块的纤维为纤维垫的形式，每个纤维垫在与底板成80°和100°之间(包括端值在内)的角度的平面内延伸。
21、由于这些特征，绝热箱在箱的厚度方向上具有增强的抗压缩能力，这使得能够更好地吸收在厚度方向上施加在盖板上的压缩力。更准确地说，与包括在与箱的侧板成直角的平面内延伸的纤维垫的泡沫块相比，纤维垫的这种位置尤其导致绝热箱在冷却时(也就是说当箱存在于容纳液化气体的贮罐中时)的抗压缩性增加约15％。
22、在本发明的一个实施方式中，纤维垫垂直于底板和盖板定位。
23、在本发明的一个实施方式中，纤维是玻璃纤维。
24、纤维垫是纤维复合材料，包括不连续设置的且具有箔或条带的大体形状的非织造纤维。例如，玻璃垫由不连续设置的非织造玻璃纤维制成。
25、在本发明的一个实施方式中，由纤维增强的聚氨酯泡沫块包括占泡沫块重量的5％和20％之间的纤维，优选地7％和13％之间的纤维。
26、在本发明的一个实施方式中，底板、盖板和侧板由胶合板制成。
27、在本发明的一个实施方式中，可压缩绝热材料是选自以下的材料：玻璃棉、岩棉和聚酯填塞物(polyester wadding)，优选的材料是玻璃棉。
28、在本发明的一个实施方式中，在安装过程中压缩后，即在环境温度下，绝热材料条带的厚度在5mm和20mm之间，并且优选地在5mm和10mm之间(包括端值在内)。
29、环境温度通常为10和40摄氏度之间(包括端值在内)。
30、在本发明的一个实施方式中，绝热材料条带在其厚度方向上的压缩水平为5％至30％。由于该特定范围，实现了良好的绝热没有对流现象，并且相对于高于该范围的压缩程度，绝热块的塌缩现象大大减少。事实上，压缩水平越高，对壁施加的力越大，因此可能导致绝热箱的壁的塌缩。
31、在本发明的一个实施方式中，绝热填料包括处于压缩状态的可压缩绝热材料的第二条带，其覆盖泡沫块的第二侧面。
32、在本发明的一个实施方式中，泡沫块的第二侧面与第一侧面相邻且垂直。
33、在本发明的一个实施方式中，绝热填料包括处于压缩状态的可压缩绝热材料的第三条带，其覆盖泡沫块的第三侧面。
34、在本发明的一个实施方式中，绝热填料包括处于压缩状态的可压缩绝热材料的第三条带，其覆盖泡沫块的第四侧面，第一条带、第二条带、第三条带和第四条带形成侧向地围绕泡沫块的侧向包层。因此，泡沫块位于隔室的中心。
35、在本发明的一个有利实施方式中，绝热箱的所有隔室都填充有绝热填料，所述绝热填料包括上述布置中的可压缩绝热材料的第一、第二、第三和第四条带。由于这些特征，包括所述绝热填料的绝热箱的机械行为是均匀的。换句话说，绝热箱抵抗在绝热箱的厚度方向上的压缩，而施加在盖板上的压缩力的分布和位置并不重要。
36、在本发明的一个实施方式中，第一、第二、第三或第四条带被压缩在泡沫块的表面与侧板之间。
37、在本发明的一个实施方式中，第一、第二、第三或第四条带被压缩在泡沫块的表面与内部隔板之间。
38、在本发明的一个实施方式中，第一、第二、第三或第四条带被压缩在第一泡沫块的表面与第二纤维增强聚氨酯泡沫块的表面之间。
39、在本发明的一个实施方式中，绝热填料包括四个纤维增强聚氨酯泡沫块，每个泡沫块被设置在隔室的相应角落，四个泡沫块通过处于压缩状态的可压缩绝热材料的条带彼此间隔开，所述条带包括第一条带。
40、在本发明的一个实施方式中，在上述布置中，绝热箱的所有隔室都填充有四个泡沫块和可压缩绝热材料的条带。由于这些特征，绝热箱的机械行为是均匀的，即绝热箱抵抗在绝热块的厚度方向上的压缩，而盖板上的压缩力的分布和位置并不重要。因此，绝热箱在绝热箱的厚度方向上具有优异的抗压缩特性。此外，当泡沫块抵靠内部隔板定位时，内部隔板塌缩的现象大大减少。
41、在本发明的一个实施方式中，隔室具有彼此独立的针对第一隔室指示的一个或多个特征。
42、在本发明的一个实施方式中，隔室包括：
43、-邻近至少一个侧板的外围隔室，
44、-由内部隔板界定的中心隔室，第一隔室是中心隔室之一，
45、外围隔室和中心隔室各自包含填充所述外围隔室和所述中心隔室的绝热填料，每个绝热填料包括：纤维增强聚氨酯泡沫块，所述泡沫块从底板延伸到盖板，这种方式使得吸收沿厚度方向施加在盖板上的压缩力；以及处于压缩状态的可压缩绝热材料的第一条带，其覆盖泡沫块的侧表面并且能够膨胀以补偿泡沫块的收缩。
46、在本发明的一个实施方式中，外围隔室的每个侧板与泡沫块直接接触。换句话说，绝热填料在纤维增强聚氨酯泡沫块与对应的侧板之间不包含任何可压缩绝热材料的条带。
47、由于这些特征，如果在盖板上施加压缩力，则与纤维增强聚氨酯泡沫块直接接触的侧板的塌缩的现象会大大减少。
48、在本发明的一个实施方式中，通过胶合来实现外围隔室与泡沫块的直接接触。
49、在本发明的一个实施方式中，每个中心隔室的绝热填料包括四个处于压缩状态的可压缩绝热材料的条带，它们位于相应的内部隔板与泡沫块之间。换句话说，四个条带侧向地围绕泡沫块。
50、在本发明的一个实施方式中，隔室包括隔室的组，所述隔室的组由第一隔室、第二隔室、第三隔室和第四隔室形成，第一隔室与第二隔室和第三隔室相邻，并且第四隔室与第二隔室和第三隔室相邻，
51、第一隔室包含：第一压缩条带，其位于泡沫块的第一侧面与将第一隔室和第二隔室分开的第一内部隔板之间；处于压缩状态的可压缩绝热材料的第二条带，其位于泡沫块的与第一侧面相邻的第二侧面与将第一隔室和第三隔室分开的第二内部隔板之间，
52、第二隔室包含：处于压缩状态的可压缩绝热材料的第一条带，其位于第二纤维增强聚氨酯泡沫块的第一侧面与第三内部隔板之间；处于压缩状态的可压缩绝热材料的第四条带，其位于第二泡沫块的第四侧面与第一侧板之间，
53、第三隔室包含：处于压缩状态的可压缩绝热材料的第二条带，其位于第三纤维增强聚氨酯泡沫块的第二侧面与第四内部隔板之间；处于压缩状态的可压缩绝热材料的第三条带，其位于第三泡沫块的第三侧面与第二侧板之间，
54、第四隔室包含：处于压缩状态的可压缩绝热材料的第四条带，其位于第四纤维增强聚氨酯泡沫块的第四侧面与将第四隔室与第三隔室分开的内部隔板之间；第三压缩玻璃棉条带，其位于第四纤维增强聚氨酯泡沫块的第三侧面与将第四隔室与第二隔室分开的内部隔板之间。
55、由于这些特征，绝热箱在绝热箱的厚度方向上具有优异的抗压缩特性。
56、在本发明的一个实施方式中，隔室包括两到十组彼此并置的隔室，优选地四到八组隔室，例如六组隔室。
57、在本发明的一个实施方式中，隔室还包括从第一隔室、第二隔室、第三隔室或第四隔室中选择的隔室的组中的一个或多个隔室。
58、在本发明的一个实施方式中，绝热箱包括9到36个之间的隔室。
59、在本发明的一个实施方式中，同一箱的所有隔室均包含上述绝热填料。
60、在本发明的一个实施方式中，绝热箱至少一侧上的外围隔室包含上述绝热填料。
61、在本发明的一个实施方式中，绝热箱的两个相对侧上的外围隔室包含上述绝热填料。
62、在本发明的一个实施方式中，绝热箱的所有外围隔室均包含上述绝热填料。
63、在本发明的一个实施方式中，同一绝热箱的隔室包括次级隔室，所述次级隔室包含与上述隔室不同的绝热填料，例如，隔室仅填充有玻璃棉、岩棉、填塞物或珍珠岩。在本发明的一个实施方式中，中心隔室是次级隔室。
64、在本发明的一个实施方式中，纤维增强聚氨酯泡沫块的密度大于70kg.m-3、有利地大于90kg.m-3、优选地大于110kg.m-3、更优选地大于130kg.m-3。
65、由于上述特征，压缩测试表明，与用于储存液化气体的密封绝热贮罐领域中的常规绝热箱相比，上述绝热箱的抗压性提高了约65％。
66、本发明的一个实施方式还提供了一种旨在容纳液化气体的密封绝热贮罐，所述贮罐包括贮罐壁，所述贮罐壁包括：旨在固定到支撑结构上的绝热屏障和抵靠绝热屏障固定的密封膜，所述绝热屏障包括上述绝热箱。
67、在贮罐的一个实施方式中，所述贮罐壁在从贮罐的外部到内部的贮罐壁的厚度方向上依次包括：次级绝热屏障，其保持在支撑结构上；次级密封膜，其抵靠次级绝热屏障搁置；初级绝热屏障，其抵靠次级密封膜搁置；以及初级密封膜，其抵靠初级绝热屏障搁置并旨在与贮罐中容纳的液化天然气接触。
68、在贮罐的一个实施方式中，次级绝热屏障包括上述绝热箱。在一个实施方式中，次级绝热屏障包括优选地彼此并置的多个上述绝热箱。
69、由于这些特征，当贮罐包含液化气体(诸如lng)时，液化气体的蒸发速率(也称为蒸发率(b.o.r.))会降低。事实上，增强聚氨酯泡沫(rpuf)在高于-110℃的温度下具有优异的、特别是优于玻璃棉的热性能。
70、在贮罐的一个实施方式中，初级绝热屏障包括上述绝热箱。在本发明的一个实施方式中，初级绝热屏障包括优选地彼此并置的多个上述绝热箱。
71、所述贮罐的一个实施方式具有文献fr3110949中描述的密封绝热贮罐的一个或多个特征，其中至少一个次级绝热块或至少一个初级绝热块被上述绝热箱之一替代。
72、这种装置可以形成岸上或水下储存装置的一部分，或者被安装在沿海或深水中的浮式结构中，特别是船舶、浮式储存和再气化单元(fsru)、浮式生产储存和卸货(fpso)单元等。这种装置还可以用作任何类型的岸上车辆或船舶中的燃料箱。
73、在本发明的一个实施方式中，用于运输液化气体(优选地lng)的船舶包括双层船体和设置在双层船体中的上述贮罐。
74、本发明的一个实施方式还提供了一种用于液化气体(优选地lng)的运输系统，所述运输系统包括这种船舶、以将安装在船舶的船体中的密封绝热贮罐连接到浮式或岸上装置的这种方式布置的绝热管道以及用于驱动液化气体(优选地lng)从浮式或岸上储存装置到设置在船舶的船体中的密封绝热贮罐或者从所述贮罐到所述储存装置流动通过绝热管道的泵。
75、本发明的一个实施方式还提供了一种装载或卸载这种船舶的方法，其中将液化气体(优选地lng)通过绝热管道从浮式或岸上储存装置运送到设置在船舶的船体中的密封绝热贮罐或者从所述贮罐运送到所述储存装置。
1.一种用于密封绝热贮罐的绝热箱，所述密封绝热贮罐旨在容纳液化气体，所述绝热箱(1、101、201、301、401)包括：
2.如权利要求1所述的绝热箱，其中所述内部隔板与所述底板和所述盖板接触。
3.如权利要求1或2所述的绝热箱，所述泡沫块的纤维采用纤维垫的形式，每个所述纤维垫在与所述底板成包括端值在内的80°和100°之间的角度的平面内延伸。
4.如权利要求1至3中任一项所述的绝热箱，其中所述绝热填料包括处于压缩状态的可压缩绝热材料的第二条带(15)，所述第二条带覆盖所述泡沫块的第二侧面。
5.如权利要求4所述的绝热箱，其中所述绝热填料包括处于压缩状态的可压缩绝热材料的第三条带(16)，所述第三条带覆盖所述泡沫块的第三侧面。
6.如权利要求5所述的绝热箱，其中所述绝热填料包括处于压缩状态的可压缩绝热材料的第三条带(17)，所述第三条带覆盖所述泡沫块的第四侧面，所述第一条带、所述第二条带、所述第三条带和所述第四条带形成侧向地围绕所述泡沫块的侧向包层。
7.如权利要求1至6中任一项所述的绝热箱，其中所述绝热填料包括四个纤维增强聚氨酯泡沫块，每个泡沫块被设置在所述隔室的相应角落，所述四个泡沫块通过处于压缩状态的可压缩绝热材料的条带彼此间隔开，所述条带包括所述第一条带。
8.如权利要求1至7中任一项所述的绝热箱，其中所述隔室包括：
9.如权利要求8所述的绝热箱，其中所述外围隔室的每个侧板与所述泡沫块直接接触。
10.如权利要求8或9所述的绝热箱，其中每个中心隔室的绝热填料包括在所述内部隔板与所述泡沫块之间的四个处于压缩状态的可压缩绝热材料的条带。
11.如权利要求1至6中任一项所述的绝热箱，其中所述隔室包括隔室的组，所述隔室的组由第一隔室(a)、第二隔室(b)、第三隔室(c)和第四隔室(d)形成，所述第一隔室(a)与所述第二隔室(b)和所述第三隔室(c)相邻，并且所述第四隔室(d)与所述第二隔室(b)和所述第三隔室(c)相邻，
12.一种旨在容纳液化气体的密封绝热贮罐，所述贮罐(71)包括贮罐壁，所述贮罐壁包括：旨在固定到支撑结构上的绝热屏障(30、32)和抵靠所述绝热屏障固定的密封膜(31、33)，所述绝热屏障包括如权利要求1至11中任一项所述的绝热箱。
13.一种用于运输冷液体产品的船舶(70)，所述船舶包括双层船体(72)和如权利要求12所述的贮罐(71)，所述贮罐被设置在所述双层船体中。
14.一种使用如权利要求13所述的船舶(70)的方法，其中将所述液化气体通过绝热管道(73、79、76、81)从浮式或岸上储存装置(77)运送到所述船舶(70)的所述贮罐(71)或者从所述贮罐运送到所述储存装置，以装载或卸载所述船舶。
15.一种用于冷液体产品的运输系统，所述系统包括：如权利要求13所述的船舶(70)；绝热管道(73、79、76、81)，所述绝热管道布置成使得将安装在所述船舶的所述船体中的所述贮罐(71)连接到浮式或岸上装置(77)；以及泵，所述泵用于通过所述绝热管道将冷液体产品流从所述浮式或岸上储存装置驱动到所述船舶的所述贮罐或从所述贮罐驱动到所述储存装置。
