Резервуар для низкотемпературных жидкостей

Союа СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ оц 897120 61) Дополнительный к патенту 51) М. Кл,е Заявлено 26.06. 73 (21) 19 Й 3929/23-2 23) Приоритования описани ИностранецКихеи Кацут (Япония)Заявитель ики Кайся" ч) РЕЗЕРВУАР ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ЖИДКОСТЕтеплоизоля оич ениепредотврао в вервуар, температурразреэ; на 1 изображен ре енный для низк теи, частичныи эмещвние болто На фи предназн ных жидк фиг,2 для кре Изобретение относится к криогеннойтехнике, в частности к конструкциикрупных реогенных резервуаров, длясжиженного природного газа,Известны резервуары, включающиетеплоизоляцию из вспененных материалов, которая поддерживается с помо.щью элементов, например, болтов, закрепленных на непроницаемой для жидкости стенке резервуара 11,Недостатком таких резервуаров яв ляется малая прочность их теплоизоляции.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является резервуар, содержащий наружную и внутреннюю оболочки, размещенную между ними теплоизоляцию, выполненную в виде слоев вспененного материала и прово лочных сеток, установленных эквидес тантно внутренней оболочке резервуара, и слой, непроницаемый для жидко ти и размещенный между внутренней оболочкои резервуара ицией 23 .Однако в данном резервуаре теплизоляция также имеет недостаточнуюпрочность и может растрескиватьсяпри охлаждении до криогенных температур,Цель и б вел прочности теплоизоляции ищение ее растрескивания.Поставленная цель достигается тем, что резервуар дополнительно со держит слои волокнистого материала, размещенные между слоями вспененног материала, проволочные сетки установлены между слоями волокнистого и вспененного материалов в плоскости их соприкосновения, а шаг между сет, ками, и размеры их ячеек уменьшаютсясторону внутренней оболочки реэерго 3 89712ления изоляции на внутренней поверх-ности стенки резервуара; на фиг 3разрез по вертикали одного из опорных болтов; на фиг.4 - теплоизолирующая оболочка со слоями волокнистого материала, частичный разрез;на фиг.5 - узел 1 по фиг.4, показывающий конструкцию изоляции,Резервуар содержит стенку 1,которая может иметь любую форму. 1 ОЛист металла, образующий резервуар,является, например, стальным листом, употребляемым обычно в качестве конструкционного материала пристроительстве судов. Один из металлицеских анкеров 2, предназначенныйв качестве седел для опорных болтов,показан приваренным точечной сваркойв зоне 3 к внутренней поверхностистенки 1 резервуара.В анкер 2 ввинчен нижний конецполого опорного болта 4, которыйвнутри заполнен полиуретановой пенойили другим теплоизолирующим материалом 5. Струны 6 и 7 из стекловолокнаили проволоки из нержавеющей сталиподдерживаются и натягиваются болтами 4 в виде множества слоев, образующих сетки, эквидистантные внутреннейповерхности стенки резервуара. Струны 6 и 7 расположены так, что чемближе они приближаются к низкотемпературной стороне, тем больше плотность их взаимного размещения.Винтом 8 к головке опорного болта34 прикреплен фанерный лист 9, Последний выполнен с отверстиями и снабжензаглушками 10, через отверстия пенополиуретан инжектируется в пространство между листом 9 и стенкой 1, так40что получается теплоизоляционныйслой 11 из жесткой полиуретановойпены. Затем отверстия закрывают заглушками 10. Поверхность листа 9покрыта многослойным покрытием 12,образованным иэ нескольких слоев45стекловолокна и эпоксидной смолы,или полиуретановой смолы, лежащихпоочередно друг на друге с цельюпредотвращения контакта криогеннойжидкости со швами листа 9.При использовании жесткого полиуретана в качестве теплоизолирующегоматериала наблюдается тенденция кувеличению напряжений натяжений наниэкотемпературной стороне, тогдакак с повышением температуры напряжения уменьшаются и создается некоторое напряжение сжатия на высоко 0 4температурной стороне. В ряде случаев термические напряжения растяжениябудут достаточно сильными, чтобы вызвать растрескивание изолирующегослоя,Теплоизоляция рассчитана на пред"отвращение растрескивания изолирующего слоя под влиянием термических напряжений посредством сеток из струн6 и 7 с более низким коэфФициентомлинейного удлинения, чем коэффициентлинейного удлинения изолирующего материала.Кроме того, вертикальные промежутки между стенками выполнены меньшими на низкотемпературной сторонедля дополнительного напряжения теплоизолирующего слоя 11.Предлагаемая конструкция изолирующего слоя дает особенные преимущества при крупных резервуарах, например,с площадью данной части 30 х 30 ивысотой более 20 м, изолируемыхполностью. В углах такого громадного резервуара термические напряжения могут возрасти до значительныхвеличин, Поскольку опорные болты 4сами по себе являются хорошими изоляторами натянутые между ними металлические сетки будут вызывать передачу тепла в направлении, эквидистантном стальному листу резервуара. Впоперечном направлении передача тепла имеет место только через изолирующий слой 11 и через опорные болтыНатяжение металлических сеток спомощью болтов 4 выгодно тем, чтосетки помогают уравнять распределение температуры на единицу толщиныизолирующего слоя 11 и делают одинаковыми напряжения в слое при температурном воздействии слоя жидкости 13.11(елательно, чтобы расположениеопорных болтов 4 было осуществлено(фиг,2) так, чтобы промежутки междуструнами из стекловолокна или металлическими проволоками 6 и 7 могливарьироваться в широких пределах.На опорных болтах 4 (фиг.3) могутбыть предусмотрены крючки 14 для размещения струн или проволок,Известно, что полиуретановая пена,наносимая путем разбрызгивания илииным обычным путем, может хорошослужить в качестве термоизоляции приотемпературах до -100 . Поэтому в целом экономичная и эффективная конструкция может быть получена путем897120 б казанным на фиг,5. Поверхность образованного вспениванием слоя элексоздания изоляции для температур этого уровня обычным путем с последующим созданием изоляции для более низких температур согласно настоящему описанию.Также представлена теплоизоляция с вторичной непроницаемой для жидкости стенкой, параллельной внутренней поверхности резервуара и находящейся на расстоянии от нее, причем изолирующая структура создается по направлению внутрь от вторичной стенки. Вторичная, непроницаемая для жидкости, стенка 15 опирается на болты Ч. В промежуток между стенкой 1 15 и внутренним корпусом судна 1 инжектируется раствор теплоизолирующегося материала 16. Вторичная стенка 15 и изолирующий материал 16 могут быть заранее сформированы в виде панели заводского изготовления и панели могут собираться на месте.Расширяемый раствор жесткого уретана разбрызгивается и вспенивается по внутренней поверхности вторичной, непроницаемой для жидкости, стенки 15, образуя таким образом теплоизолирующие слои 17-20 и -.д.Короткое штапельное стекловолокно 21 разрыхляется и разбрасывается по вспененным изолирующим слоям 18 и 20. Перекрещивающиеся проволоки 22 и 23 натягиваются в виде сетки поверх слоя стекловолокна 21, а затем путем пенообразования разбрызгиванием наносится следующий изолирующий слой, в результате чего сетки погружаются в изолирующий слой.Таким образом слои изоляции и проволоки чередуются несколько раз до получения многослойного покрытия с желательной толщиной стенки.С целью образования самого внутреннего слоя поверх изолирующего слоя разбрызгивается пенообразующий агент 211, содержащий короткое штапельное стекловолокно, и полученный смешанный слой затем покрывается непроницаемой для жидкости стенкой 25, выполненной из стеклоткани и синтетической смолы, например полиуретановой смолы.При изготовлении такой изоляции в момент нанесения слоя полиуретана короткие штапельные стеклянные волок 5 на проявляют тенденцию к всплытию, но удерживаются от этого сетками, Слои сетки из проволоки 22 и 23 могут быть образованы способом, потростатически заряжается, благодаря чему короткие штапельные стеклянныеволокна приподнимаются и образуют настатически заряженной поверхности эластичный слой, сетки временно закрепляются над этим слоем путем точечного разбрызгивания расширяющегося изолирующего материала, как показано в точке 26. Затем наносится следующий изолирующий слой полиуретана,Благодаря описанным выше особенностям, предлагаемое изобретение позволяет испольЗовать обычные стальные листы для стенки 1 резервуара, обеспечивая тем самым существенный выигрыш в стоимости. Кроме того, промежутки между стекловолокнистыми струнами или металлическими проволоками, образующими сетки, параллельные стенке резервуара,20 ное усиление изолирующего слояс целью решения проблемы имеющих место термических напряжений.Если проволоки и короткие штапельные стеклянные волокна используются в комбинации, образуя проволочные слои, получаемые при этом сетчатые структуры могут иметь крупныеячейки, поскольку стекловолокно заполняет ячейки и обеспечивает усиле.ние желательно прочности, Например,сеть из проволоки, которая должнаиметь ячейку размеров около 5 мм,может содержать гораздо более крупные ячейки размером 20 мм если про 1волоки дополнены стекловолокном. До"полнительным преимуществом, связанным с использованием металлическихпроволок в качестве сеточного материала, является то, что распределение 45температуры в горизонтальном направ" лении изолирующего покрытия сказыва"ется однородным, и может быть предотвращено появление каких-либо локальных термических напряжений в покрытии. формула изобретения Резервуар для низкотемпературных жидкостей, содержащий наружную и внутреннюю оболочки, размещенную между ними теплоизоляцию, выполненмогут постепенно уменьшаться, обес 25 пецивая эфФективное и достаточ 7 89712 ную в виде слоев вспененного материала и проволочных сеток, установленных эквидестантно внутренней оболочке резервуара, и слой непроницаемый дпя жидкости, размещенный между внут-ренней оболочкой резервуара итеплоизоляцией, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения прочности теплоизоляции и предотвращения ее растрескивания, резервуар 1 р дополнительно содержит слои волокнистого материала, размещенные между слоями вспененного материала, проволочные сетки установлены между слоями волокнистого и вспененного материалов в плоскости их соприкосновения,а шаг между сетками и размеры ихячеек уменьшаются всторону внутренней оболочки резервуара. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции Р 2109153,кл . Р 1659/00, 2505722. Патент ФРГ й 1289071,кл, 17 ц Й, 02.11.69.а".,- ,". - .";, Фегф у ,ф фу4уФр въй 1 фс"ф м 4,1 с 1,. Э. 8 аа Составитель К.Чиридактор В.Пилипенко Техред А, Савка Корректор И.По 47 Тираж 539 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.аказ 11759/ дписн д.4/5 4 город, ул.Прое филиал ППП Патент 1рр(УЬ р