Tanque de almacenamiento de líquido criogénico.

Un tanque de almacenamiento de líquido criogénico, que comprende una placa plana (2,

5) de base y una paredlateral (3) que se extiende hacia arriba alrededor de la placa (2, 5) de base, comprendiendo dichas placa (2) de basey pared lateral (3) una hoja exterior (3b) que envuelve generalmente una hoja interior (3a), caracterizado porque:

- tanto la hoja interior como la hoja exterior forman transiciones estructuralmente continuas desde dicha placa (2) debase hasta dicha pared lateral (3),

- dicha hoja exterior (3b) parte de dicha placa (2) de base que comprende una placa (5) de fondo de hormigón dehoja exterior en un sustrato,

- dicha placa (5) de fondo de hormigón de hoja exterior formada continua con una capa (50) de hormigón de refuerzode hoja exterior de dicha pared lateral exterior (3b), estando reforzada dicha capa (50) de hormigón de hoja exteriorfrente a esfuerzo circunferencial,

- una superficie que mira hacia dentro, de dicha placa (5) de fondo de hormigón de hoja exterior y dicha capa (50) dehormigón reforzada frente a esfuerzo circunferencial de hoja exterior de dicha hoja exterior (3b) revestida con unamembrana metálica (6, 51) de hoja exterior continua metálica,

- una capa (7) de aislamiento de fondo dispuesta por encima de dicha membrana metálica (6) de hoja exterior endicha placa (5) de fondo de hormigón inferior, dicha capa (7) de aislamiento de fondo formada generalmentecontinua con un aislamiento (14i) de pared llenado en una cavidad anular (14) entre la cara interior de dicha hojaexterior (3b) y una cara exterior de dicha hoja interior (3a),

- comprendiendo dicha hoja interior (3a) una capa (8) de fondo de hormigón de hoja interior en dicha porción (7) deaislamiento horizontal, dicha capa (8) de fondo de hormigón de hoja interior formada estructuralmente continua conuna capa (11) de hormigón exterior de pared de hoja interior reforzada frente a esfuerzo circunferencial, revestidasambas con una membrana metálica (9, 12) de hoja interior metálicamente continua,

- revestida dicha membrana metálica (9, 12) de hoja interior con una capa (10, 13) de hormigón interior de hojainterior,

- soportando dicha pared (50) de hormigón exterior reforzada frente a esfuerzo circunferencial de hoja exterior unaestructura (4) de cúpula aislada.

Tanque de almacenamiento de líquido criogénico.

Introducción La presente invención se refiere a tanques de almacenamiento de líquido a granel, y trata particularmente de tanques para almacenar líquidos criogénicos tales como nitrógeno y oxígeno líquido y gas natural líquido (LNG) , que comprende principalmente metano, etano y propano.

Técnica antecedente El gas natural líquido se almacena en grandes tanques a o casi a presión ambiente y a temperaturas criogénicas, refrigerándose el líquido del tanque a medida que se pierde energía porque parte del líquido emana por ebullición como gas. La solicitud PCT publicada WO 2004/001280 describe tal tanque. Con el fin de reducir la pérdida de gas al mínimo, las paredes, la base y la parte superior del tanque de almacenamiento están aisladas térmicamente.

La base de un tanque desarrollado a partir del tanque al que se ha hecho referencia anteriormente comprende una zapata de hormigón, sobre el que se tiende una placa metálica exterior. Una capa de aislamiento térmico de bloques de vidrio espumado se tiende sobre la placa metálica exterior. Entonces se tiende una base de hormigón sobre la capa de aislamiento, para formar el fondo de un tanque interior. Se construye entonces una base metálica a partir de placas soldadas, para extenderse sobre la base de hormigón. En una realización de la invención, un borde exterior de la base metálica tiene una región engrosada sobre la que se tiene al menos parte de la pared lateral del tanque interior. La base metálica del tanque interior se une a una capa metálica en la pared lateral del tanque, para contener el líquido en el tanque interior.

Un tanque de líquido criogénico comprende convencionalmente un tanque interior que tiene una pared lateral que incluye una capa metálica unida a la base metálica para contener el LNG, y un tanque exterior que rodea el tanque interior y espaciado de él.

El tanque de acuerdo con la invención que comprende el fondo y la pared lateral se puede considerar de este modo que es una pared de cavidades que comprende una hoja interior que forma el fondo y la pared lateral del tanque interior, y una hoja exterior que forma el fondo y la pared lateral del tanque exterior. El espacio entre las hojas interior y exterior de la pared lateral se llena con un material de aislamiento tal como perlita.

Con el fin de hacer frente a las presiones hidrostáticas ejercidas por el líquido en la hoja interior de la pared lateral del tanque, y de facilitar la fabricación de los tanques, los tanques de almacenamiento de LNG tienen convencionalmente una forma circular en planta, y paredes verticales que forman una forma cilíndrica. El borde superior de la hoja exterior de la pared lateral del tanque está reforzada mediante una estructura de viga de anillo para absorber las fuerzas ejercidas por una estructura de cúpula de hormigón y acero colocada sobre la parte superior del tanque para reposar sobre la hoja exterior de la pared lateral. La estructura de acero de la cúpula se puede prefabricar como una sola pieza y elevar hasta su posición intacta. Alternativamente, y particularmente cuando se usa una formación en barbotina para construir la pared lateral del tanque, la estructura de acero de la cúpula se puede prefabricar como una serie de sectores, y montar una vez que la hoja exterior de la pared lateral del tanque se ha subido hasta la altura deseada. La estructura de acero de la cúpula no es un peso significativo y puede reposar simplemente sobre a hoja exterior de la pared lateral del tanque. La estructura de viga de anillo instalada alrededor de la parte superior de la pared está reforzada circunferencialmente para aguantar los esfuerzos circunferenciales producidos cuando la cúpula se acaba con una capa de hormigón.

Habitualmente está dispuesta una capa de aislamiento en la parte superior del tanque interior sobre una estructura comparativamente ligera de tapa que está suspendida de la cúpula, para reducir el flujo entrante de calor a la superficie del gas líquido almacenado en el tanque a la vez que es permeable al gas que emana por ebullición de la superficie del líquido.

En la técnica anterior, la hoja interior de una pared lateral de tanque de almacenamiento se fabricaba a partir de chapa metálica gruesa con el fin de proporcionar resistencia y estanqueidad a los líquidos. Las placas de acero usadas para tal propósito en tales tanques criogénicos de la técnica anterior pueden ser de hasta 38 mm de grosor por lo que saben los inventores. La hoja interior de chapa metálica gruesa se unía a la capa metálica de la base por soldadura. Sin embargo, las placas metálicas gruesas son caras de producir y conformar y lleva tiempo unirlas entre sí, encareciendo esta forma de construcción.

En la técnica anterior a la que se ha hecho referencia anteriormente, las hojas interiores de las paredes de los tanques se han construido mediante el uso de una construcción intercalada compacta para la hoja interior, en la que la hoja interior comprende una primera capa interior erguida de hormigón formada en barbotina rodeada por una capa metálica delgada, que a su vez está rodeada por una capa exterior de hormigón formada subsiguientemente en barbotina. Esta construcción intercalada posibilita que la hoja interior tenga una capa metálica más delgada que la hoja interior totalmente metálica de los tanques anteriores. Además, la construcción intercalada elimina la desventaja de que, cuando el gas líquido se coloca en el tanque, las temperaturas criogénicas hacen que el revestimiento se contraiga alejándose de la capa exterior de hormigón, sometiendo a esfuerzos los accesorios que fijan el revestimiento de acero al hormigón.

En su borde inferior, la capa metálica delgada está soldada a una placa metálica horizontal de base, con forma de anillo, que forma la base de la hoja interior, soldada la placa metálica con forma de anillo a lo largo de su periferia interior a una periferia exterior de la capa metálica de la base para proporcionar estanqueidad a los fluidos.

Las hojas interiores de las paredes de los tanques que usan esta construcción intercalada están hechas habitualmente mediante un proceso de colada en barbotina, en el que se forma una estructura plana de base, un molde en barbotina para una estructura interior de hormigón se ensambla inicialmente en la estructura de base, y la estructura interior de hormigón se forma en barbotina hasta la altura deseada del tanque. Subsiguientemente, la capa metálica se dispone sobre la superficie exterior de la estructura interior de hormigón, y después se dispone una forma en barbotina para la estructura exterior de hormigón de la hoja interior y se lleva a cabo la formación en barbotina de esta estructura exterior de hormigón de la hoja interior hasta que se alcanza la altura deseada de la hoja interior. La capa metálica se construye de chapas de acero soldadas en bandas que se pueden levantar a medida que se eleva la capa interior de hormigón de la hoja interior. La capa interior de hormigón, la capa metálica, y las capas exteriores de hormigón de la hoja interior de la pared se forman de este modo secuencialmente de acuerdo con la técnica anterior.

En todas las técnicas anteriores, sin embargo, la pared del tanque es un cilindro orientado verticalmente de sección transversal horizontal circular, con paredes laterales verticales.

Un factor limitante en la construcción de tales tanques es el tamaño de la cúpula. Un factor principal limitante es el tamaño de la cúpula y las fuerzas generalmente horizontales inducidas en la parte superior de la pared lateral por el peso de la cúpula. Otro factor limitante es el momento interno de flexión inducido en una cúpula de una luz tan amplia.

Generalmente, existen dos formas alternativas para formar la cúpula en un tanque cilíndrico (de pared vertical) . La primera es formando la hoja exterior de la pared lateral del tanque, construyendo entonces la estructura de acero de la cúpula dentro de los confines del fondo de la hoja exterior, levantando la estructura de acero a su posición final en la parte superior de la hoja exterior y uniendo allí la estructura de acero, y luego cubriendo la estructura de acero de la cúpula con una capa de hormigón para formar el techo acabado del tanque. Subsiguientemente, la hoja interior de la pared lateral del tanque se forma. Claramente, la hoja interior sólo puede formarse después de que el techo se ha levantado en posición en la parte superior de la hoja exterior.

Alternativamente, el techo puede estar formado formando en barbotina al menos la hoja exterior, y entonces izando la estructura de acero del techo en secciones en posición en la parte superior de la hoja externa,... [Seguir leyendo]

1. Un tanque de almacenamiento de líquido criogénico, que comprende una placa plana (2, 5) de base y una pared lateral (3) que se extiende hacia arriba alrededor de la placa (2, 5) de base, comprendiendo dichas placa (2) de base y pared lateral (3) una hoja exterior (3b) que envuelve generalmente una hoja interior (3a) , caracterizado porque:

- tanto la hoja interior como la hoja exterior forman transiciones estructuralmente continuas desde dicha placa (2) de base hasta dicha pared lateral (3) ,

- dicha hoja exterior (3b) parte de dicha placa (2) de base que comprende una placa (5) de fondo de hormigón de hoja exterior en un sustrato,

- dicha placa (5) de fondo de hormigón de hoja exterior formada continua con una capa (50) de hormigón de refuerzo de hoja exterior de dicha pared lateral exterior (3b) , estando reforzada dicha capa (50) de hormigón de hoja exterior frente a esfuerzo circunferencial,

- una superficie que mira hacia dentro, de dicha placa (5) de fondo de hormigón de hoja exterior y dicha capa (50) de hormigón reforzada frente a esfuerzo circunferencial de hoja exterior de dicha hoja exterior (3b) revestida con una membrana metálica (6, 51) de hoja exterior continua metálica,

- una capa (7) de aislamiento de fondo dispuesta por encima de dicha membrana metálica (6) de hoja exterior en dicha placa (5) de fondo de hormigón inferior, dicha capa (7) de aislamiento de fondo formada generalmente continua con un aislamiento (14i) de pared llenado en una cavidad anular (14) entre la cara interior de dicha hoja exterior (3b) y una cara exterior de dicha hoja interior (3a) ,

- comprendiendo dicha hoja interior (3a) una capa (8) de fondo de hormigón de hoja interior en dicha porción (7) de aislamiento horizontal, dicha capa (8) de fondo de hormigón de hoja interior formada estructuralmente continua con una capa (11) de hormigón exterior de pared de hoja interior reforzada frente a esfuerzo circunferencial, revestidas ambas con una membrana metálica (9, 12) de hoja interior metálicamente continua,

- revestida dicha membrana metálica (9, 12) de hoja interior con una capa (10, 13) de hormigón interior de hoja interior,

- soportando dicha pared (50) de hormigón exterior reforzada frente a esfuerzo circunferencial de hoja exterior una estructura (4) de cúpula aislada.

2. El tanque criogénico de la reivindicación 1, comprendiendo dicha hoja exterior (3b) una construcción intercalada con una capa (52, 53) de hormigón interior de hoja exterior formada en dicha capa metálica (6, 51) de hoja exterior que están dispuestas adicionalmente en dicha placa (5) de fondo de hoja exterior y dicha capa (50) de hormigón reforzada frente a esfuerzo circunferencial de hoja exterior, subyaciendo dicha capa (53) de hormigón interior de hoja exterior bajo dicha capa (7) de aislamiento de fondo.

3. El tanque criogénico de la reivindicación 1, en el que la curvatura de dicha pared lateral (3) en el plano vertical es convexa tanto en el plano vertical como en el horizontal.

4. El tanque criogénico de la reivindicación 3, en el que la pared lateral es generalmente vertical en su parte inferior

(30) y se curva hacia dentro en su parte superior (32) .

5. El tanque criogénico de la reivindicación 1, terminando dicha pared (50) de hormigón de hoja exterior en un borde superior (E) sobre el que reposa dicha estructura (4) de cúpula.