Una disposición de depósito horizontal y genéricamente cilíndrico (2) para el transporte de gases licuados a baja temperatura a bordo de barcos,

en la que el depósito (2) está soportado en el barco en al menos dos soportes (12), y en la que el depósito tiene un refuerzo interno que comprende un mamparo perforado y reforzado en cada soporte, caracterizada porque el refuerzo interno en cada soporte comprende dos mamparos adyacentes circulares y perforados (3) con un espacio intermedio entre los mismos, y porque hay dispuesto y soldado un sistema de estructura de refuerzos entrecruzados (4-7) a los mamparos adyacentes en el espacio intermedio

La presente invención versa acerca del diseño, construcción y soporte de depósitos grandes, independientes, horizontales y generalmente cilíndricos a bordo de barcos, y para el transporte de gases licuados a bajas temperaturas. En principio, la invención también es aplicable para los denominados depósitos gemelos que consisten en dos depósitos cilíndricos construidos de forma conjunta dando un depósito común.

Los depósitos cilíndricos horizontales e independientes han sido utilizados en gran medida para barcos con una capacidad de carga relativamente pequeña para el transporte de gases licuados a bajas temperaturas, y el barco más grande conocido y construido con tales depósitos de carga tiene una capacidad total de carga de aproximadamente 30.000 m3.

Sin embargo, durante los últimos 20-30 años, se han construido varios barcos más grandes para el transporte de gases licuados, y el tamaño y la capacidad total de carga normales han estado en el intervalo de 120.000 – 160.000 m3. Recientemente, se han contratado y construido tales barcos con una capacidad total de carga superior a

200.000 m3.

Hasta ahora, tales barcos mayores han sido construidos principalmente según dos distintos conceptos de diseño: concretamente, los depósitos de carga de tipo membrana y los depósitos esféricos independientes de carga.

Hasta ahora, la no aplicación de depósitos cilíndricos para tales barcos mayores para gas licuado es un “eslabón perdido” en el desarrollo.

Como se ha hecho notar anteriormente, los depósitos cilíndricos independientes no han sido aplicados en los barcos más grandes para gases licuados, a pesar de que con respecto al diseño, a la fabricación y a la instalación a bordo de barcos, tales depósitos cilíndricos deberían ser preferibles, por ejemplo en comparación con los depósitos esféricos.

Un depósito esférico solo tiene un grado de libertad (diámetro), mientras que un depósito cilíndrico tiene dos grados de libertad (diámetro y longitud), lo que favorece la disposición y la instalación en un casco circundante.

Además, la fabricación y la construcción de un depósito cilíndrico son mucho más sencillas que para un depósito esférico.

Sin embargo, durante los últimos 5-10 años, los barcos del denominado tipo membrana han sido el tipo dominante y la alternativa en barcos grandes para el transporte de gas natural licuado (GNL). Pero estos barcos tienen limitaciones en su rendimiento, y especialmente con respecto a la capacidad en relación con la resistencia del sistema de contención de la carga para soportar los movimientos (bailoteo del líquido) del líquido cuando el barco está expuesto a la mar gruesa. Debido al riesgo de daños debido al bailoteo del líquido, no se permite que estos tipos de barcos tengan llenados parciales en los depósitos de carga de entre aproximadamente el 20% y aproximadamente el 80% de los depósitos llenos cuando los barcos se encuentran en alta mar.

Pero incluso con tales restricciones de llenado, de vez en cuando, se han producido daños a las membranas y a las cajas de aislamiento del sistema de contención de la carga debido al bailoteo del líquido. El número de depósitos de carga es un parámetro significativo para los costes de la construcción de barcos para GNL. Puede merecer la pena mencionar que para los barcos de mayor tamaño contratados y en construcción, ha sido necesario aumentar el número de depósitos de carga de cuatro a cinco (en comparación con los barcos de membrana de un tamaño algo menor), y los barcos se han vuelto relativamente más caros de construir.

Un punto flaco/una desventaja habitual de los barcos de GNL de los tipos de membrana y de depósito esférico es la disposición de las tuberías, de los cables eléctricos y del acceso interno entre la parte superior y la parte inferior de los depósitos de carga. La distancia entre la parte superior y la parte inferior puede encontrarse en el intervalo de 4045 metros, y se debe proporcionar una torre sin apoyos dentro de cada depósito de carga para soportar y fijar las tuberías y los cables, al igual que escaleras para el acceso a la parte inferior del depósito.

Además, estas torres deben tener suficiente resistencia como para soportar el bailoteo del líquido en alta mar, y como resultado, las torres se están convirtiendo en construcciones bastante complicadas y caras.

Una alternativa concebible para aplicar depósitos cilíndricos independientes para los barcos grandes y los mayores para el transporte de gases licuados podría ser una ampliación de construcciones existentes de depósitos cilíndricos aplicados en tipos más pequeños de cargueros de gas licuado.

Para tales tipos más pequeños de cargueros de gas licuado, los depósitos cilíndricos independientes están soportados por dos construcciones de asiento, estando integradas tales construcciones de asiento en construcciones del casco circundante. Se proporciona un material aislante térmico entre el depósito (fabricado de aluminio, de acero inoxidable o de acero de baja temperatura) de carga y la construcción de asiento de acero de suficiente resistencia como para soportar el peso de un depósito lleno de carga.

Los puntos críticos de carga para tales depósitos cilíndricos se encontrarán en los soportes y en los refuerzos internos y del forro en forma de soportes. Los refuerzos internos para el tipo más pequeño de barcos/depósitos consiste normalmente en

1) un único refuerzo anular con reborde, o

2) un único refuerzo anular con reborde asociado con un único mamparo circular perforado de balance.

Tales tipos de refuerzos son suficientes para cargueros de tamaño bastante pequeño y mediano de gas licuado, y normalmente no son necesarias restricciones para un nivel de llenado en tales depósitos más pequeños de carga. Se muestran ejemplos de ambos refuerzos en el documento GB 2032506 A, que es la técnica anterior más cercana en la que está basado el preámbulo de la reivindicación 1 independiente.

Lo más probable es que los barcos mayores con depósitos cilíndricos horizontales, y con refuerzos internos, como se ha mencionado anteriormente en 1), tengan restricciones en los niveles de llenado de los depósitos debido al bailoteo del líquido en alta mar.

Los refuerzos internos, como se ha mencionado anteriormente en 2), no serán realistas para depósitos grandes, debido a las dificultades para aumentar la resistencia a la flexión de dicho único mamparo de balance con perforaciones de gran diámetro. Estos dos tipos de construcciones/refuerzos también tienen una resistencia a la flexión y una rigidez radiales limitadas, y esta limitación se hará más y más significativa según se vuelvan mayores los depósitos. En consecuencia, esta falta de rigidez y de resistencia tendrá como resultado deformaciones radiales a lo largo de la periferia de los depósitos en las áreas de soporte, y serán difíciles de calcular exactamente estas deformaciones y las tensiones concomitantes. Además, las deformaciones en el casco circundante debidas a los distintos calados y a los estados del mar serán transferidos al sistema de soporte y a los depósitos de carga.

El hecho de que se deformará el casco circundante con las construcciones de asiento, y el hecho de que los depósitos en el área de soporte tendrán deformaciones radiales, hará bastante difícil un cálculo previo exacto de los niveles de tensión sobre los elementos del depósito de carga. Sin embargo, dicho cálculo previo exacto de las tensiones es un requerimiento obligatorio de las autoridades nacionales/internacionales aplicables y de las sociedades de clasificación, y es muy difícil o incluso imposible aplicar los tipos de construcciones/refuerzos aplicados a depósitos cilíndricos en barcos más pequeños en barcos mayores.

La presente invención proporciona soluciones técnicas que permiten la aplicación de depósitos cilíndricos grandes independientes para el transporte de gases licuados, y especialmente gas natural licuado (GNL). Además, la presente invención alivia los puntos flacos/desventajas principales mencionados anteriormente de otros conceptos de diseño. En la reivindicación 1 se define una disposición según la invención y en la reivindicación 12 se define un procedimiento según la invención.

Especialmente, la invención proporciona buenas soluciones técnicas para los siguientes puntos importantes:

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1. Una disposición de depósito horizontal y genéricamente cilíndrico (2) para el transporte de gases licuados a baja temperatura a bordo de barcos, en la que el depósito (2) está soportado en el barco en al menos dos soportes (12), y en la que el depósito tiene un refuerzo interno que comprende un mamparo perforado y reforzado en cada soporte,

caracterizada porque el refuerzo interno en cada soporte comprende dos mamparos adyacentes circulares y perforados (3) con un espacio intermedio entre los mismos, y porque hay dispuesto y soldado un sistema de estructura de refuerzos entrecruzados (4-7) a los mamparos adyacentes en el espacio intermedio.

2. Una disposición según la reivindicación 1, en la que hay dispuesta una cúpula (23) de popa junto con dos mamparos adyacentes circulares y perforados

(3) en un soporte de asiento a popa del depósito de carga para habilitar la cúpula de popa por medio de refuerzos internos (24, 25) y ángulos externos (26) de fijación en línea con los mamparos (3) para transferir fuerzas transversales y longitudinales entre el depósito (2) de carga por medio de los elementos intermedios (22, 23) al casco (1), y permitir simultáneamente que la cúpula (23) de popa se deslice en la dirección vertical.

3. Una disposición según la reivindicación 1 o 2,

en la que hay dispuesta una cúpula (29) de proa junto con los dos mamparos adyacentes circulares y perforados (3) en un soporte de asiento a proa del depósito de carga para habilitar la cúpula de proa por medio de refuerzos internos (30) y ángulos externos (32) de fijación en línea con los mamparos (3) para transferir fuerzas transversales entre el depósito (2) de carga por medio de elementos intermedios (27, 28) al casco (1), y permitir simultáneamente que la cúpula (29) de proa se deslice en las direcciones vertical y longitudinal.

4. Una disposición según la reivindicación 1,

en la que los mamparos (3) tienen áreas de abertura (10) del mamparo respectivo limitadas por las vigas (4-7) más cercanas.

5. Una disposición según la reivindicación 1 o 4,

en la que el espacio entre los mamparos (3) se utiliza para un tendido protector de tuberías y de cables eléctricos (9), y para proporcionar un acceso (8) entre la parte superior y la parte inferior del depósito.

6. Una disposición según la reivindicación 1, 4 o 5, en la que los refuerzos comprenden chapas (6, 7) orientadas de forma tangencial y radial.

7. Una disposición según la reivindicación 6, en la que los refuerzos también comprenden chapas verticales y horizontales (4, 5).

8. Una disposición según la reivindicación 6 o 7, en la que al menos algunas de las chapas (4-7) de refuerzo están dotadas de aberturas (14).

9. Una disposición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes,

en la que el sistema de soporte es un soporte (12) de tipo asiento con un material aislante (13) de carga de la misma longitud que la distancia entre los mamparos internos (3), estando inmovilizado el material intermedio

(13) contra un movimiento por medio de rebordes (19) de barras planas soldados al forro (17) del depósito (2) y reforzados con ángulos (16, 18) de fijación que están biselados, preferentemente, proporcionándose también ángulos biselados (15) de fijación entre el forro (17) del depósito (2) y los mamparos (3).

10. Una disposición según la reivindicación 9,

en la que se proporcionan transductores de presión y están dispuestos a lo largo de la periferia del sistema de soporte, siendo monitorizada y registrada continuamente la presión vertical del depósito a los soportes.

11. Una disposición según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes,

en la que el depósito (2) tiene un volumen de carga en el intervalo de 40.000 – 60.000 m3, y en la que la distancia entre los mamparos adyacentes (3) en un soporte se encuentra, preferentemente, en el intervalo de 1-4 metros.

12. Un procedimiento para la construcción de un depósito generalmente cilíndrico para el transporte de gases licuados a bajas temperaturas en barcos, depósito (2) que está dotado de al menos dos áreas de soporte en el barco (1), teniendo cada área un refuerzo interno que comprende un mamparo circular y perforado,

caracterizado porque el refuerzo en cada área está realizado en la forma de dos mamparos adyacentes perforados (3) y está fabricado con un diámetro sobredimensionado y una estructura de refuerzos entrecruzados (4-7) soldados entre los mamparos (3), tras lo cual se cortan los mamparos (3) y los refuerzos externos (7) al diámetro y a la redondez exactos antes de que se suelden las chapas (17) del forro del depósito a los mamparos (3) y a los refuerzos externos (7).