TANQUE DE ALMACENAMIENTO PARA LIQUIDOS FRIOS, Y PROCEDIMIENTO PARA APLICAR UN SISTEMA DE AISLAMIENTO TERMICO EN ESTE TANQUE.

Tanque de almacenamiento (1) adecuado para almacenar líquidos fríos,

que comprende un fondo (11) y paredes (12) que se encuentran en un área angular (13), comprendiendo además el tanque de almacenamiento un sistema de protección térmica no metálico en la superficie interna de su fondo (11) y sus paredes (12), comprendiendo este sistema de protección,

al menos en las áreas angulares (13), un conjunto monolítico de capas pulverizadas (26, 24, 23, 22) dispuestas una encima de la otra, a saber, visto desde las paredes (12) hacia el interior del tanque:

una primera capa de espuma pulverizada (22) que tiene buenas propiedades de aislamiento térmico;

un revestimiento pulverizado hermético a líquidos (23) aplicado por proyección en la superficie interna de la primera capa de espuma (22);

una segunda capa de espuma pulverizada (24) con buenas propiedades de aislamiento térmico, dispuesta por proyección en la parte interna del revestimiento (23);

un revestimiento pulverizado hermético a líquidos (26) dispuesto por proyección en la superficie interna de la segunda capa de espuma (24);

estando la primera capa de espuma (22) completamente incorporada entre las capas herméticas a líquidos

Tanque de almacenamiento para líquidos fríos, y procedimiento para aplicar un sistema de aislamiento térmico en este tanque.

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general al campo del almacenamiento de líquidos fríos en un tanque de almacenamiento grande. Las condiciones de funcionamiento típicas de tales tanques de almacenamiento están en un intervalo de 0ºC a -200ºC. Más particularmente, la presente invención se refiere a tanques destinados al almacenamiento de sustancias que son líquidas en un intervalo de temperatura entre -5ºC y -196ºC, en el que el almacenamiento se produce bajo presión atmosférica. Para tanques de almacenamiento de este tipo, se impone una euronorma, referida como "tanques de almacenamiento de gas atmosférico, refrigerado, licuado con temperaturas de funcionamiento entre -5ºC y -196ºC". Tales tanques están situados de forma fija en una ubicación de almacenamiento, ya sea en la superficie del fondo o completamente sumergidos en el fondo. Las dimensiones horizontales de tales tanques están típicamente en un intervalo de 10 a 100 metros, y la altura puede ser típicamente de más de 50 metros.

Incluso más particularmente, la presente invención se refiere a tanques destinados al almacenamiento de líquido LNG, teniendo una temperatura dentro del intervalo de -102ºC a -165ºC.

Antecedentes de la invención

Los tanques para almacenar tales líquidos fríos, indicados a continuación como "tanques de almacenamiento frío", tienen que cumplir un número de requisitos de diseño. La resistencia constructiva debe ser suficientemente grande para llevar el peso del líquido, y para soportar las fuerzas que se producen en caso de terremoto. El tanque debe ser hermético a líquidos, hermético al vapor, y debería cumplir una función de aislamiento entre los alrededores y el líquido frío en el interior. Finalmente, se deben realizar previsiones para prevenir que el tanque se vacíe inmediatamente por completo en los alrededores en el caso improbable de una fuga en el tanque.

Tanques de almacenamiento en frío conocidos se construyen según uno de los siguientes conceptos.

Un primer concepto de tanque, indicado como concepto "tanque-en-tanque" o concepto "tanque de contención completa", comprende un recipiente interno dispuesto en un recipiente externo. El recipiente externo está hecho típicamente de hormigón armado. El recipiente interno puede estar hecho de acero resistente a criogenia. La superficie interna del recipiente externo de hormigón se proporciona con una placa metálica para servir como una barrera al vapor y una barrera al gas. Además, está provisto hasta cierta altura de una placa metálica criogénica en la parte superior de una capa aislante para servir como una protección angular térmica del hormigón, indicado como camisa secundaria. En este primer concepto de tanque, las funciones mencionadas anteriormente se consiguen mediante componentes diferentes. El recipiente interno contiene el líquido frío. En el caso improbable de una fuga del recipiente interno dentro del recipiente externo, la camisa secundaria previene que el líquido frío llegue al recipiente de hormigón externo, especialmente al área angular del mismo. El espacio entre el recipiente interno y el recipiente externo se llena con material aislante. Esta camisa secundaria hace que el tanque sea de "tipo de contención completa".

Un segundo concepto de tanque, indicado como "tanque de membrana", tiene una placa metálica o membrana fina acoplada a un aislamiento soportador de carga, que se fija también a la superficie interna del recipiente externo por toda la altura del recipiente externo. Este tanque no tiene ningún recipiente interno separado, ya que la membrana cumple con las funciones del recipiente interno. La membrana tiene un perfil complicado para permitir la expansión y contracción causada por los cambios de temperatura. Se indica que este tanque también tiene incorporado una camisa secundaria por medio de una lámina metalizada triple dentro del aislamiento soportador de carga para obtener el estado de "tipo de contención completa".

Al construir tal tanque según el primer concepto de tanque, primero se construye el recipiente externo. Durante la construcción de las paredes, se construye un techo de acero al carbono en forma de bóveda dentro de su perímetro y, cuando se finalizan las paredes, el techo se levanta o se sube hacia la parte superior de las paredes y se cierra para cerrar el tanque. A continuación, las placas metálicas se disponen en la parte interna del fondo y las paredes de hormigón y se sueldan a puntos de anclaje en las paredes de hormigón y entre sí, así como al techo de acero al carbono para proporcionar un cierre hermético al vapor y hermético al gas. Se dispone una primera capa aislante en el fondo del recipiente externo, y también en parte de la pared. El aislamiento es en forma de vidrio celular, cuyo material solo alcanza la resistencia a la presión deseada con productos especiales de bitumen. También puede utilizarse espuma de PVC. Ahora se instala una viga anular en la capa aislante para sujetar el recipiente interno. Dentro de la viga anular se aplican capas aislantes adicionales para obtener el valor de aislamiento deseado. El recipiente interno se construye ahora en la parte superior del aislamiento del fondo y la viga anular. La primera capa aislante en el espacio anular y en parte de la pared se cubre ahora con un metalizado resistente a criogenia de Invar o 9% de acero al níquel para actuar como una camisa secundaria hermética a líquidos. Las placas de acero deben estar hechas para medirse in situ y deben estar soldadas entre sí y al tanque interno de forma hermética a líquidos.

En la parte superior del recipiente interno, un falso techo cuelga desde el techo en forma de bóveda y está completamente cubierto de una capa sustancialmente gruesa de asilamiento de fibra de vidrio.

Entonces, el material aislante está dispuesto en el espacio entre la pared del recipiente interno y la pared del recipiente externo. Este aislamiento comprende un manto de fibra de vidrio resilente contra la pared del tanque interno, y el resto del espacio anular se llena de granos de perlita de colada.

Así, la construcción de tal tanque según el estado de la técnica requiere un alto índice de mano de obra. Aquí se encuentra la desventaja de aplicar los diversos tipos diferentes de material aislante y material de sellado en diversas ubicaciones, que debe realizarse en momentos muy diferentes, mientras que además estas actividades se encuentran en el camino crítico, es decir, las actividades subsiguientes deben esperar hasta que se han completado actividades previas.

Durante el uso, especialmente el recipiente interno experimentará variaciones de volumen como resultado de la contracción térmica y el cambio de los niveles de carga de líquido. Esto tiene la consecuencia de que las dimensiones del espacio anular entre el recipiente interno y el recipiente externo varían, causando que los granos de perlita utilizados convencionalmente tiendan a establecerse, es decir, la altura de la masa de perlita disminuye. Para mantener el valor de aislamiento deseado, por tanto, debe llenarse de perlita regularmente. Los mantos de fibra de vidrio resilentes reducen el establecimiento de los granos de perlita, pero todavía no evitan la necesidad de un llenado regular de perlita.

Al construir tal tanque según el segundo concepto de tanque, es decir, un tanque "de membrana", primero se construye el recipiente externo. Durante la construcción de las paredes, se construye un techo de acero al carbono en forma de bóveda dentro de su perímetro y, cuando se finalizan las paredes, el techo se levanta o se sube hacia la parte superior de las paredes y se sujeta para cerrar el tanque. A continuación, los paneles aislantes prefabricados que incluyen un aislamiento soportador de carga de PVC o poliuretano entre dos superficies externas de madera contrachapada se fijan al recipiente de hormigón externo utilizando masillas soportadoras de carga para acoplarse a la curvatura del tanque. Después se anclan las placas de membrana de acero a la superficie interna de madera contrachapada y se sueldan juntas. Para obtener un estado de contención total, los paneles aislantes prefabricados de la parte del fondo y la pared inferior incorporan una camisa secundaria dentro de los paneles de una triple lámina metalizada.

El tanque de membrana también utiliza un falso techo que cuelga desde el techo en forma de bóveda y está completamente cubierto de una capa sustancialmente gruesa de asilamiento de...

1. Tanque de almacenamiento (1) adecuado para almacenar líquidos fríos, que comprende un fondo (11) y paredes (12) que se encuentran en un área angular (13), comprendiendo además el tanque de almacenamiento un sistema de protección térmica no metálico en la superficie interna de su fondo (11) y sus paredes (12), comprendiendo este sistema de protección,

al menos en las áreas angulares (13), un conjunto monolítico de capas pulverizadas (26, 24, 23, 22) dispuestas una encima de la otra, a saber, visto desde las paredes (12) hacia el interior del tanque:

una primera capa de espuma pulverizada (22) que tiene buenas propiedades de aislamiento térmico;

un revestimiento pulverizado hermético a líquidos (23) aplicado por proyección en la superficie interna de la primera capa de espuma (22);

una segunda capa de espuma pulverizada (24) con buenas propiedades de aislamiento térmico, dispuesta por proyección en la parte interna del revestimiento (23);

un revestimiento pulverizado hermético a líquidos (26) dispuesto por proyección en la superficie interna de la segunda capa de espuma (24);

estando la primera capa de espuma (22) completamente incorporada entre las capas herméticas a líquidos.

2. Tanque de almacenamiento según la reivindicación 1, en el que el fondo (11) y las paredes (12) están hechos de un material hermético al vapor y hermético al gas, por ejemplo metal.

3. Tanque de almacenamiento según la reivindicación 1, en el que el fondo (11) y las paredes (12) están hechos de hormigón, preferiblemente hormigón reforzado, y en e que dicho conjunto de capas comprende además un revestimiento pulverizado hermético al vapor y hermético al gas (21) entre el fondo (11) y las paredes (12) por una parte y la primera capa de espuma (22) por otra parte.

4. Tanque de almacenamiento según la reivindicación 1, provisto de un sistema de protección térmica no-metálico (21, 22, 23, 24, 26) en la superficie interna de su fondo (11) y sus paredes (12), en el que el sistema de protección térmica (21, 22, 23, 24, 26) comprende:

[a] un primer revestimiento pulverizado (21) aplicado por proyección en la superficie interna del fondo (11) y las paredes (12) del tanque (1), estando el primer revestimiento (21) adaptado para ser hermético al vapor y hermético al gas;

[b] una primera capa de espuma pulverizada (22) dispuesta en la parte interna del primer revestimiento (21), estando la primera capa de espuma (22) adaptada para tener buenas propiedades de aislamiento térmico;

[c] un segundo revestimiento pulverizado (23) aplicado por proyección en la superficie interna de la primera capa de espuma (22), estando el segundo revestimiento (23) adaptado para ser hermético a líquidos y para poder actuar como barrera para líquidos;

[d] una segunda capa de espuma pulverizada (24) dispuesta en la parte interna de la primera capa de espuma (22), y en la parte interna del segundo revestimiento (23), estando la segunda capa de espuma (24) adaptada para tener buenas propiedades de aislamiento térmico;

[e] un tercer revestimiento pulverizado (26) aplicado por proyección en la superficie interna de la segunda capa de espuma (24), estando el tercer revestimiento (26) adaptado para ser hermético a líquidos para poder actuar como una membrana.

5. Tanque de almacenamiento según la reivindicación 1, provisto de un sistema de protección térmica no-metálico (21, 22, 23, 24, 26) en la superficie interna de su fondo (11) y sus paredes (12), en el que el fondo (11) y las paredes (12) están hechos de un material hermético al vapor y hermético al gas, por ejemplo metal, en el que el sistema de protección térmica (21, 22, 23, 24, 26) comprende:

[b] una primera capa de espuma pulverizada (22) dispuesta en la parte interna del fondo (11) y las paredes (12) del tanque (1), estando la primera capa de espuma (22) adaptada para tener buenas propiedades de aislamiento térmico;

[c] un segundo revestimiento pulverizado (23) aplicado por proyección en la superficie interna de la primera capa de espuma (22), estando el segundo revestimiento (23) adaptado para ser hermético a líquidos y para poder actuar como barrera para líquidos;

[d] una segunda capa de espuma pulverizada (24) dispuesta en la parte interna de la primera capa de espuma (22), y en la parte interna del segundo revestimiento (23), estando la segunda capa de espuma (24) adaptada para tener buenas propiedades de aislamiento térmico;

[e] un tercer revestimiento pulverizado (26) aplicado por proyección en la superficie interna de la segunda capa de espuma (24), estando el tercer revestimiento (26) adaptado para ser hermético a líquidos y para poder actuar como una membrana.

6. Tanque de almacenamiento según la reivindicación 5, incluyendo también:

[a] un primer revestimiento pulverizado (21) aplicado por proyección en la superficie interna del fondo (11) y las paredes (12) del tanque (1), entre el fondo (11) y las paredes (12) por una parte y la primera capa de espuma (22) por otra parte, estando el primer revestimiento (21) adaptado para ser hermético al vapor y hermético al gas.

7. Tanque de almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer revestimiento (21), la primera capa de espuma (22), el segundo revestimiento (23), la segunda capa de espuma (24), y el tercer revestimiento (26) están hechos del mismo material o familia de materiales.

8. Tanque de almacenamiento según la reivindicación 7, en el que el primer revestimiento (21), el segundo revestimiento (23), y el tercer revestimiento (26) tienen mutualmente la misma composición.

9. Tanque de almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer revestimiento (21), la primera capa de espuma (22), el segundo revestimiento (23), la segunda capa de espuma (24), y el tercer revestimiento (26) están hechos de poliuretano.

10. Tanque de almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer revestimiento (21) tiene un grosor de un intervalo de 1-10 mm, preferiblemente del orden de aproximadamente 3 mm.

11. Tanque de almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer revestimiento (21) se extiende por toda la superficie del fondo (11) y por toda la altura de las paredes (12).

12. Tanque de almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el área angular (13), la primera y la segunda capas de espuma (22, 24) tienen un grosor global de un intervalo de 100-500 mm, preferiblemente del orden de aproximadamente 300 mm.

13. Tanque de almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, en el área angular (13), el grosor de la primera capa de espuma (22) es substancialmente igual al grosor de la segunda capa de espuma (24).

14. Tanque de almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-12, en el que, en el área angular (13), el grosor de la segunda capa de espuma (22) es mayor que el grosor de la segunda capa de espuma (24).

15. Tanque de almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera y la segunda capa de espuma (22, 24) se extienden por toda la superficie del fondo (11).

16. Tanque de almacenamiento según la reivindicación 15, en el que el segundo revestimiento (23) se extiende por toda la superficie del fondo (11).

17. Tanque de almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera y la segunda capas de espuma (22, 24) se extienden por toda la altura de las paredes (12).

18. Tanque de almacenamiento según la reivindicación 17, en el que el segundo revestimiento (23) se extiende por toda la altura de las paredes (12).

19. Tanque de almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-14, en el que la primera capa de espuma (22) se extiende por solo una parte de la altura de las paredes (12) y/o por solo una parte de la superficie del fondo (11).

20. Tanque de almacenamiento según la reivindicación 19, en el que el segundo revestimiento (23) se extiende más allá de la primera capa de espuma (22).

21. Tanque de almacenamiento según la reivindicación 20, en el que dicho conjunto de capas comprende además un primer revestimiento (21) pulverizado hermético al vapor y hermético al gas entre el fondo (11) y las paredes (12) por una parte y la primera capa de espuma (22) pulverizada por otra parte, y en el que el segundo revestimiento (23) se une con el primer revestimiento (21).

22. Tanque de almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el segundo revestimiento (23) tiene un grosor de un intervalo de 1-10 mm, preferiblemente del orden de aproximadamente 3 mm.

23. Tanque de almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el tercer revestimiento (26) tiene un grosor de un intervalo de 3-10 mm, preferiblemente del orden de aproximadamente 4-5 mm.

24. Tanque de almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el tercer revestimiento (26) se extiende por toda la superficie del fondo (11) y por toda la altura de las paredes (12).

25. Tanque de almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, provisto además de puntos de anclaje aislantes (100) para proporcionar una fijación mecánica del sistema de protección térmica al fondo y a las paredes del tanque.

26. Tanque de almacenamiento según la reivindicación 25, en el que cada punto de anclaje (100) comprende:

un casquillo (110) fijado en una pared (12) o un fondo (11), estando el casquillo provisto de una perforación roscada; una varilla enroscada (120) atornillada dentro del casquillo (110); al menos una placa de retención (131, 132) atornillada fuertemente en la varilla enroscada (120), presionando al menos alguna de las capas del sistema de protección térmica contra la pared (12) o fondo (11) correspondiente.

27. Tanque de almacenamiento según la reivindicación 26, en el que un punto de anclaje (100) comprende al menos dos placas de retención (131, 132) atornilladas fuertemente en la misma varilla enroscada (120), estando una primera placa de retención (131) incorporada dentro del sistema de protección térmica, preferiblemente entre una capa de espuma (22) y una capa de revestimiento (23).

28. Tanque de almacenamiento según la reivindicación 26 ó 27, en el que el casquillo (110) está hecho de poliéster reforzado de fibra de vidrio;

en el que la varilla enroscada (120) está hecha de una resina fenólica reforzada de fibras de vidrio;

en el que la al menos una placa de retención (131, 132) está hecha de una resina fenólica reforzada de fibras de vidrio.

29. Tanque de almacenamiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada capa de espuma (22, 24) tiene un valor CTSR suficientemente alto, preferiblemente del orden de aproximadamente 3 o superior.

30. Procedimiento para aplicar un sistema de protección térmica en un tanque de almacenamiento de líquidos fríos (1) que tiene un fondo (11) y paredes (12), el sistema de protección térmica comprendiendo:

una membrana que forma una barrera para líquidos (26) para contener el líquido;

una capa de aislamiento térmico (25) dispuesta entre la membrana (26) y el fondo (11) y las paredes (12) del tanque, comprendiendo esta capa de aislamiento térmico (25) una primera capa de espuma (22) con buenas propiedades de aislamiento térmico y una segunda capa de espuma (24) con buenas propiedades de aislamiento térmico;

una segunda barrera para líquidos (23) incorporada entre dicha primera y segunda capas de espuma;

preferiblemente, una camisa hermética al vapor y hermética al gas (21) fijada a la superficie interna del fondo (11) y las paredes (12) del tanque;

estando el procedimiento caracterizado por el hecho de que todas las capas (21, 26, 25, 23) del sistema de protección térmica están aplicadas mediante un proceso de pulverización, preferiblemente pulverizando una sustancia a base de poliuretano.

31. Procedimiento para aplicar un sistema de protección térmica monolítico no- metálico en un tanque de almacenamiento de líquidos fríos (1) teniendo un fondo (11) y paredes (12), comprendiendo el sistema:

- pulverizar una camisa hermética al vapor y hermética al gas (21) en la superficie interna del fondo (11) y las paredes (12) del tanque, por toda la superficie del fondo (11) y por toda la altura de las paredes (12);

- pulverizar una primera capa de espuma (22) con buenas propiedades de aislamiento térmico en la superficie interna de la camisa (21), por toda la superficie del fondo (11);

- pulverizar una barrera para líquidos secundaria (23) en la superficie interna de la primera capa de espuma (22), por toda la superficie del fondo (11) y por toda la altura de las paredes (12);

- pulverizar una segunda capa de espuma (24) con buenas propiedades de aislamiento térmico en la superficie interna del revestimiento (23), por toda la superficie del fondo (11);

- pulverizar una membrana que forma una barrera para líquidos principal (26) para contener el líquido en la superficie interna de la segunda capa de espuma (24), por toda la superficie del fondo (11) y por toda la altura de las paredes (12);

en el que la camisa (21), la primera capa de espuma (22), la barrera para líquidos secundaria (23), la segunda capa de espuma (24), y la membrana que forma una barrera para líquidos principal (26) están hechos del mismo material o familia de materiales, preferiblemente poliuretano.