ES2318904T3 - Tanque para almacenar gas licuado. - Google Patents

Abstract

Un tanque poligonal grande (30) que tiene paredes laterales, paredes extremas, una parte superior y una inferior para almacenar líquidos, dicho tanque está caracterizado porque comprende: - una estructura interna de bastidor (36), arriostrada, de forma poligonal, dicha estructura interna de bastidor comprende: - una pluralidad de estructuras verticales de refuerzo (31) alineadas, posicionadas de manera separada transversal y longitudinalmente entre sí a lo largo de toda la longitud de dicha estructura interna de bastidor; cada una de dicha pluralidad de estructuras verticales de refuerzo comprende: - una pluralidad de soportes alargados verticales (44) y de soportes alargados horizontales (45), conectados a sus respectivos extremos para conformar una periferia externa cerrada de cada estructura vertical de refuerzo, y unos miembros adicionales de soporte (44a, 45a, 46) asegurados dentro de, y entre, dichos soportes alargados verticales y horizontales para, de esta manera, conformar cada una de dichas estructuras verticales de refuerzo; y - una cubierta (40) adosada de manera sellante a cada uno de dichos soportes alargados verticales y horizontales, la cual conforma dicha periferia externa de cada una de las estructuras de refuerzo verticales para contener dichos líquidos dentro de dicho tanque.

Description

Tanque para almacenar gas licuado.

La presente invención se refiere a tanques para almacenar gas licuado y, en uno de los aspectos, se refiere a un tanque adaptado especialmente para almacenar gases licuados criogénicos (por ejemplo, gas natural licuado ("GNL") a temperaturas criogénicas a presiones cercanas a las atmosféricas en unas áreas susceptibles de actividades sísmicas.

El GNL se almacena típicamente en unos tanques ó depósitos de doble pared. El tanque interno proporciona el recinto de contención primario para el GNL, mientras que la carcasa externa mantiene el aislamiento en su posición y protege el tanque interno y el aislamiento de los efectos nocivos ambientales. Algunas veces, el tanque externo está diseñado también de manera que proporcione un recinto de contención secundario para el GNL y para los vapores asociados con el gas, en caso de averías en el tanque interno. Típicamente, el tamaño de los tanques en tierra firme en las terminales de importación o exportación oscila entre 50.000 hasta 100.000 metros cúbicos, aunque se han construido, o están en construcción, tanques tan grandes como de hasta 200.000 metros cúbicos.

Se usan, en general, dos tipos distintos de construcciones de tanques para almacenar el GNL en emplazamientos en tierra firme. El primero de estos comprende un tanque auto-establecido, cilíndrico, de fondo plano, el cual usa típicamente un 9% de níquel-acero para el tanque interno y acero al carbono, un 9% de níquel-acero y hormigón reforzado/pre-estirado para la carcasa externa. El segundo tipo consiste en un tanque de membrana en el que se instala una membrana metálica delgada (por ejemplo, de un grosor de 1,2 mm) dentro de una estructura cilíndrica de hormigón la cual, a su vez, se construye por debajo o por encima del nivel del suelo. Una capa aislante está interpuesta entre el acero inoxidable o membrana invar y las paredes cilíndricas de hormigón que soportan la carga y el suelo plano.

Recientemente, se han propuesto unos cambios radicales en la construcción de las terminales de GNL, especialmente en las terminales de importación. Una de dichas propuestas conlleva la construcción de la terminal a escasa distancia de la costa, en donde se descargará el GNL desde una embarcación de transporte, se almacenará, se recuperará y regasificará antes de que sea conducido por medio de tuberías a tierra firme para su venta o uso. Posiblemente uno de estos tipos de terminales más favorables sería aquél en que los tanques de almacenamiento del GNL y los equipos de regasificación estén instalados sobre unas estructuras parecidas a una gabarra, en forma de cajas, basadas en la gravedad, similares a ciertas estructuras de hormigón basadas en la gravedad instaladas ahora sobre el fondo marino y que se usan como plataformas para producir petróleo en el Golfo de Méjico.

Por desgracia, ni los tanques cilíndricos ni los tanques de membrana se consideran particularmente atractivos para su uso en el almacenamiento de GNL en terminales de estructuras basadas en la gravedad. Los tanques cilíndricos ocupan mucho espacio sobre la estructura basada en la gravedad con respecto al volumen de GNL que se puede almacenar dentro de los mismos, y son difíciles y caros de construir sobre las mismas. Además, el tamaño de dichos tanques deberá estar limitado (por ejemplo, a 50.000 metros cúbicos) de manera que las estructuras basadas en la gravedad se puedan fabricar de manera más económica con unas instalaciones de fabricación de fácil disposición. Esto necesita una gran cantidad de unidades de almacenamiento para satisfacer los requisitos particulares de almacenamiento, lo cual no es deseable desde el punto de vista de costes y de la seguridad operacional.

Por otra parte, se puede construir un sistema de tanque tipo membrana dentro de las estructuras basadas en la gravedad para proporcionar un volumen de almacenamiento relativamente mayor. No obstante, un tanque tipo membrana requiere un programa de construcción secuencial, en el que la estructura exterior de hormigón se deberá construir antes que el aislamiento y la membrana se puede instalar dentro de una cavidad comprendida dentro de la estructura exterior. Esto requiere normalmente un amplio período de construcción, lo cual deberá añadirse sustancialmente a los costes. Además, los tanques tipo membrana están diseñados por unos principios conocidos como "diseño experimental" en los que la garantía de un rendimiento satisfactorio de un depósito particular y de su seguridad se basan en la experiencia histórica y en los estudios de laboratorio, en lugar de en la demostración rigurosa mediante análisis y experiencia cualificada. Cuando se requieran unas formas y tamaños nuevos o bien, cuando se encuentren unas condiciones de cargas ambientales y/o sísmicas distintas, entonces sería difícil asegurar el rendimiento satisfactorio de los tanques tipo membrana a varios niveles de GNL.

Por lo tanto, se necesita un sistema de tanque apropiado para almacenar el GNL fuera de la costa, que palie las desventajas descritas anteriormente acerca de los tanques cilíndricos y de los tanques tipo membrana. Tal tanque es una estructura de forma poligonal, parecida a una caja la cual se puede ajustar dentro de un espacio comprendido dentro de una estructura de acero o de hormigón basada en la gravedad y que sea capaz de almacenar grandes volúmenes (por ejemplo, 100.000 metros cúbicos y aun mayores) de GNL a temperaturas criogénicas. También el rendimiento del tanque debería ser seguro a varios niveles de GNL en aquellas áreas en las que se encuentre una actividad sísmica (por ejemplo, terremotos) y en donde dicha actividad pueda inducir a un desplazamiento del líquido y a unas cargas dinámicas asociadas comprendidas dentro del tanque.

Se han usado unos tanques poligonales similares en forma de cajas para almacenar el GNL a bordo de buques de transporte marítimo. Uno de dichos tanques, conocido popularmente como Tanque tipo "Conch" (por ejemplo, véase la patente U.S. nº 2.982.441) se ha construido a partir del 9% de níquel-acero o de aleaciones de aluminio. En su diseño original según ha sido propuesto por la patente antes mencionada, el tanque se construye a partir de seis paneles en forma de placas (es decir, los cuatro lados, la parte superior o techo y la parte inferior o suelo del tanque) los cuales están reforzados o "rigidizados" solamente por unos largueros horizontales y por unos montantes de refuerzo, o similares. De acuerdo con los inventores, se omiten deliberadamente los refuerzos laterales a fin de eliminar o de reducir los esfuerzos térmicos debido a los gradientes térmicos en dirección vertical a medida que cambia el volumen del GNL en el tanque.

En el tanque tipo "Conch" pueden estar provistas unas barras de acoplamiento horizontales (a) en las esquinas, en las interconexiones verticales de las paredes para reforzar las esquinas y/o (b) como unas conexiones entre las caras opuestas de las paredes para disminuir las deformaciones de los paneles. No obstante, los paneles de pared reforzados horizontalmente y los paneles de placa de suelo y techo reforzados de dos maneras, según han sido incluidos en la patente antes mencionada, proporcionan básicamente la resistencia y estabilidad estructurales para el tanque. Los tanques originales construidos bajo este concepto se dice que tienen menos de 10.000 metros cúbicos de capacidad.

Cuando el diseño tipo "Conch" (según se ha ilustrado en la patente U.S. nº 2.982.441) se extienda a unos tanques de mayor capacidad, se puede esperar entonces un diseño similar al mostrado en la Figura 1 (es decir, un tanque prismático conocido en la técnica anterior y desarrollado por IHI Co., Inc. de Tokio, Japón). Los materiales modernos y los procedimientos de diseño no limitan la provisión de un refuerzo vertical en consideración a los gradientes térmicos a medida que cambia el nivel de líquido del GNL. Consecuentemente, el tanque prismático ilustrado comprende unos paneles de pared en forma de placas que están reforzados ya sea por unos largueros/montantes de refuerzo horizontales y verticales. No obstante, incluso para un tanque con una capacidad relativamente pequeña de 23.500 metros cúbicos, para lograr una resistencia y rigidez satisfactorias durante la manipulación de construcción y el uso operacional, el tanque tipo "Conch" deberá estar provisto de unos mamparos y diafragmas de paneles intermedios reforzados, según se ilustra por un mamparo vertical en cada una de las direcciones de longitud y anchura del tanque IHI. Se cree que este tipo de diseño es bueno solamente para aquellos tanques que tengan una capacidad de almacenamiento relativamente pequeña.

Un tanque de mayor capacidad, apropiado para su uso en una terminal moderna y diseñado de acuerdo con la técnica anterior, necesitaría aun más mamparos para soportar la estructura del techo y para proporcionar resistencia y estabilidad estructurales al tanque en uso operacional (por ejemplo, véase la Figura 2). Por lo tanto, un tanque de almacenamiento típicamente grande debería estar considerado, en efecto, como si estuviera compuesto por varios tanques tipo Concha más pequeños, alineados, en los que una pared común situada entre los tanques adyacentes conforma un mamparo horizontal o transversal comprendido dentro de todo el volumen de almacenamiento del sistema completo de almacenamiento.

Para aplicaciones sobre barcos y otros buques de transporte, los mamparos comprendidos dentro de los tanques no solamente proporcionan resistencia y estabilidad para un tanque de almacenamiento relativamente grande, sino que reducen también las cargas dinámicas en el tanque debido a cualquier desplazamiento del GNL comprendido dentro del tanque causado por el movimiento del buque flotante durante el transporte. La excitación dinámica del tanque de almacenamiento debido al movimiento oscilatorio del buque, ocasionado por el viento y por la acción de las olas, comprende unos períodos de tiempo relativamente largos (por ejemplo, de 6 a 12 segundos). Unos períodos fundamentales de desplazamiento del líquido dentro de las celdas pequeñas creadas por los mamparos dentro del depósito son relativamente pequeños, evitando así la resonancia y amplificación de las cargas de desplazamiento. Al mismo tiempo que la construcción de los mamparos hace que dichos tanques sean apropiados para el transporte marítimo del GNL, ésta tiene ciertos problemas cuando se aplica a un almacenamiento en tierra firme o soportado por el fondo (por ejemplo, sobre una estructura basada en la gravedad), en primer lugar debido a que en estos ambientes, la excitación dinámica ocasionada por la actividad sísmica (por ejemplo, los terremotos) tiene unos períodos de tiempo más cortos (por ejemplo, de ½ a 1 segundo).

Debido a la proximidad de los períodos fundamentales de desplazamiento de las olas en espacios limitados pequeños y a los períodos de excitación predominantemente "cortos", ocasionados por la actividad sísmica, las dimensiones relativamente "cortas" de los compartimentos individuales conformados por los mamparos en un tanque de almacenamiento se vuelven altamente perjudiciales cuando se produzca el desplazamiento del líquido en el tanque debido a la actividad sísmica. Por lo tanto, sería deseable que el espacio de almacenamiento comprendido dentro de un tanque de GNL basado en tierra firme o en un tanque instalado sobre una estructura basada en la gravedad, la cual, a su vez, esté instalada sobre el fondo del mar, sea grande y sin obstrucciones debido a que dicho espacio abierto ayuda a reducir las cargas dinámicas ocasionadas por los períodos de menor excitación, los cuales se encontrarán en caso de que ocurra cualquier tipo de actividad sísmica. Además, el gran número de compartimentos los cuales están conformados típicamente dentro del tanque por los mamparos requieren unos sistemas de bombeo y de manipulación criogénicos múltiples para rellenar y vaciar el tanque y unas penetraciones y conexiones múltiples a través del techo lo cual, a su vez, conlleva incrementar los costes de capital y operativos, así como aumentar los riesgos comprendidos normalmente en el almacenamiento y manipulación del GNL.

En el documento de patente US-A-2 533 041 se divulga el refuerzo interno de los tanques de almacenamiento de líquidos del tipo de los que se usan mientras están enterrados en el suelo (subterráneos). El tanque tiene unas paredes superiores, laterales y extremas provistas de unos medios de refuerzo internos que se extienden entre, y se interconectan con dos de dichas paredes que comprenden un miembro base en forma de H de carga y de distribución, que está soldado a cada una de las paredes y un miembro de refuerzo que tiene una conexión soldada con la parte central de dicho miembro en forma de H.

De acuerdo con uno de los aspectos de la presente invención, está provisto un tanque poligonal grande que tiene unas paredes laterales, paredes extremas, una parte superior y una parte inferior para almacenar líquidos, estando dicho tanque caracterizado porque comprende: una estructura interna de bastidor, arriostrada, de forma poligonal, dicha estructura interna de bastidor comprende: una pluralidad de estructuras de riostras verticales, alineadas y posicionadas de manera que estén separadas transversal y longitudinalmente entre sí a lo largo de toda la longitud de dicha estructura de bastidor interna; cada una de dichas estructuras de riostras verticales comprende: ya sea una pluralidad de soportes alargados verticales y de soportes alargados horizontales, que están conectados en sus extremos respectivos para conformar una periferia externa cerrada de cada una de dichas estructuras de riostras verticales, y unos miembros adicionales de soporte que están asegurados dentro de, y entre dichos soportes alargados verticales y horizontales, conectados conformando así cada una de dichas estructuras de riostras verticales; y una cubierta que está conectada de una manera sellante a cada uno de dichos soportes alargados verticales y horizontales, conectados los cuales conforman dicha periferia externa de cada una de dichas estructuras de riostras verticales para contener dichos líquidos dentro de dicho tanque.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, está provisto un procedimiento para construir un tanque poligonal grande que tenga dos paredes extremas, paredes laterales, una parte superior y una parte inferior para almacenar líquidos; estando dicho procedimiento caracterizado porque comprende: construir dos secciones extremas en las que cada una de dichas secciones extremas se construya mediante: conformar una de dichas dos paredes extremas en la que una de dichas paredes extremas tenga unos lados, una parte superior y una parte inferior; acoplar una pluralidad de placas a dichos lados de una de dichas paredes extremas para conformar unos segmentos respectivos de cada una de dichas paredes laterales de dicho tanque; acoplar una pluralidad de placas a dicha parte superior de una de dichas paredes extremas para conformar un segmento de dicha parte superior de dicho tanque; acoplar una pluralidad de placas a dicha parte inferior de una de dichas paredes extremas para conformar un segmento de dicha parte inferior de dicho tanque; y construir, al menos, una sección intermedia en la que dicha, al menos, una sección intermedia se construya mediante:

-

conformar una estructura de riostras verticales, conectando entre sí ya sea una pluralidad de soportes alargados verticales y de soportes alargados horizontales en sus extremos respectivos para conformar una periferia externa cerrada de dicha estructura de riostras verticales y asegurar los miembros adicionales de soporte (44a, 44b, 46) dentro de dicha periferia externa entre dichos soportes verticales y horizontales, respectivos, para conformar dicha estructura de riostras verticales; y

-

asegurar las placas ya sea a dichos soportes verticales y horizontales, los cuales conforman dicha periferia externa de dicha estructura de riostras verticales para, de esta manera, conformar dicha sección intermedia; y asegurar, al menos, una de dichas secciones intermedias entre dichas dos secciones extremas uniendo dicha pluralidad de placas en dicha sección intermedia a dicha pluralidad de placas, respectivas en dichas dos secciones extremas

-

para, de esta manera, conformar las paredes de contención de dicho tanque cuando dichas dos secciones extremas y, al menos, una de dichas secciones intermedias estén aseguradas entre sí.

La presente invención proporciona un tanque poligonal grande, parecido a una caja para almacenar gas licuado, el cual está adaptado especialmente para su uso en tierra firme o en combinación con una estructura en alta mar soportada por la base, tal como las estructuras basadas en la gravedad y un procedimiento para construir el tanque.

Básicamente, el tanque está compuesto de: (a) una estructura interna de bastidor arriostrada de dos vías, es decir, de unas riostras situadas en planos verticales, alineadas en, y cruzadas a lo largo de la dirección longitudinal (es decir, a lo largo de toda su longitud) y transversalmente (es decir, a lo largo de las direcciones de anchura) y (b) una cubierta que encierra de manera sellante el bastidor, para contener el líquido almacenado dentro del tanque.

El bastidor interno de refuerzo está compuesto de una pluralidad de soportes alargados verticales y de soportes alargados horizontales, que están conectados a sus respectivos extremos para conformar un bastidor parecido a una caja el cual, a su vez, tiene unos largueros, columnas y miembros de soporte tubulares y no tubulares que están asegurados en el mismo para proporcionar una resistencia y estabilidad adicionales a lo largo de las direcciones de longitud y de anchura del bastidor arriostrado. Una pluralidad de placas reforzadas o no reforzadas (por ejemplo, de 9% de níquel-acero, aluminio y de aleaciones de aluminio, etc.) están aseguradas a la parte exterior del bastidor parecido a una caja para conformar la cubierta para el tanque.

Varias de las distintas disposiciones de los largueros, las columnas y los refuerzos se pueden disponer para lograr la resistencia y rigidez deseadas de un bastidor de riostras según se ilustra por el uso de riostras sobre puentes y otras estructuras civiles. Para el tanque de la presente invención, la construcción del bastidor de riostras en las direcciones longitudinal y transversal puede ser que no sea idéntica, ni tampoco similar. Al contrario, las riostras en las dos direcciones están diseñadas para proporcionar la resistencia y rigidez específicas requeridas para todas las cargas dinámicas causadas por la actividad sísmica, la necesidad de soportar la estructura grande del techo y para las cargas debidas a los desniveles inevitables del terreno. En la realización preferente de esta invención, apropiada para aquellas áreas de actividades sísmicas moderadas, la estructura interna arriostrada puede estar provista solamente en la dirección transversal sin que exista(n) riostra(s) en la dirección longitudinal.

Más específicamente, el tanque poligonal de almacenamiento, parecido a una caja, grande de la realización preferente de la presente invención está compuesto de dos secciones extremas sustancialmente idénticas y no de una, ni de una pluralidad de secciones intermedias. Todas las secciones intermedias tienen básicamente la misma construcción y cada una está compuesta de un bastidor rígido el cual, a su vez, está conformado por, al menos, dos soportes alargados, verticales y por, al menos, dos soportes alargados horizontales que están conectados a sus extremos respectivos. Los soportes, largueros, columnas y los miembros de refuerzo adicionales están asegurados dentro de dicho bastidor para proporcionar la resistencia y estabilidad adicionales al bastidor. Una pluralidad de placas están aseguradas a la parte externa de dicho bastidor las cuales conforman la cubierta o las paredes del recinto de contención de dicho tanque cuando estén ensambladas las secciones respectivas.

Usando un bastidor interno de refuerzo, parecido a una caja, para proporcionar el soporte primario para el tanque, la parte interior del tanque estará situada de una manera efectivamente contigua en todas partes sin que exista ningún tipo de impedimento proporcionado por cualquiera de los mamparos o similares. Esto permitirá que la parte interior relativamente grande del tanque actual pueda evitar las condiciones de resonancia durante el desplazamiento del líquido bajo las cargas dinámicas sustancialmente diferentes ocasionadas por la actividad sísmica en contraposición con la carga que ocurre debido al movimiento del buque de navegación marítima.

La operación actual de construcción y las ventajas aparentes de la presente invención se comprenderán mejor haciendo referencia a los dibujos, no necesariamente a escala, en los cuales los mismos números identificarán a piezas iguales y en los que:

- la Figura 1 es una vista en perspectiva, simplificada, parcialmente seccionada, que ilustra un tanque de almacenamiento de GNL actualmente en uso y diseñado de acuerdo con la técnica anterior;

- la Figura 2 es una vista en perspectiva de un tanque grande de almacenamiento apropiado para su uso en una terminal moderna y el cual está diseñado de acuerdo con una ampliación de la técnica anterior;

- la Figura 3 es una vista en perspectiva de una sección extrema de un tanque de almacenamiento de GNL de acuerdo con la realización preferente de la presente invención;

- la Figura 4 es una vista en perspectiva de una sección intermedia de la realización preferente de la presente invención;

- la Figura 5 es una vista tomada a partir de la línea 5-5 mostrada en la Figura 4;

- la Figura 6 es una vista tomada a partir de la línea 6-6 mostrada en la Figura 5;

- la Figura 7 es una vista en perspectiva, parcialmente seccionada, que ilustra un tanque de almacenamiento ensamblado de acuerdo con la realización preferente de la presente invención.

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Con referencia más particularmente a los dibujos, la Figura 1 ilustra un tanque en "T", en forma de caja, poligonal, típico del estado de la técnica del tipo que se usa ahora para almacenar el GNL dentro del casco "H" de un buque marítimo durante el transporte. El tanque de 23.000 metros cúbicos está subdividido en cuatro celdas por un par de mamparos, un mamparo longitudinal "LB" y un mamparo transversal "TB". Dicho tanque es uno que ha sido diseñado por IHI, Co., Inc., de Tokio, Japón. La Figura 2 ilustra un tanque grande 10 (cinco veces el tamaño del tanque poligonal del estado de la técnica mostrado en la Figura 1) el cual se puede construir usando los mismos principios básicos del diseño del tanque de la técnica anterior.

Básicamente, el tanque 10 está compuesto de unas placas laterales 11, 12, de unas placas extremas 13, 14 (la placa 14 ha sido retirada para mayor claridad), una placa superior o del techo 15 y una placa inferior o del suelo 16. Una pluralidad de placas verticales, separadas longitudinalmente, conforman unos mamparos transversales y verticales 20, mientras que la(s) placa(s) vertical(es) que se extiende(n) longitudinalmente conforma(n) el mamparo longitudinal 21 (solo se muestra uno en este diseño). Estos mamparos proporcionan la resistencia y rigidez necesarias para el tanque cuando se almacene el GNL durante el transporte por barco.

Las placas laterales 11, 12 están reforzadas o "rigidizadas" por una pluralidad de miembros verticales 17, 18 separados horizontalmente (solo algunos están numerados para mayor claridad), respectivamente (por ejemplo, unos montantes de refuerzo en T, de acero o aluminio, montantes de refuerzo de cuchilla, etc.). Las placas extremas 13, 14 están reforzadas por unos miembros similares 18 mientras que la placa del techo 15 está reforzada por los miembros 19. Una pluralidad de miembros adicionales (no mostrados) puede estar posicionada entre los miembros de refuerzo 17, 18 ó 19, respectivos, para reforzar las placas respectivas en la dirección ortogonal, por ejemplo, entre los miembros verticales 18, una placa puede ser reforzada por una pluralidad de miembros horizontales separados verticalmente, etc.

Los mamparos 20 y 21, los cuales se extienden en toda su profundidad desde el techo hasta el suelo del tanque, están igualmente reforzados por unos montantes de refuerzo verticales separados horizontalmente y por unos montantes de refuerzo horizontales separados verticalmente (no mostrados para mejorar la claridad). Según podrá comprenderse en la técnica, una construcción típica de un tanque 10 puede requerir una soldadura o por el contrario asegurar los miembros de soporte y/o los montantes de refuerzo a su respectiva sección de recubrimiento antes de que se ensamblen las secciones entre sí para conformar un tanque parecido a una caja 10.

Los depósitos que tengan una mayor capacidad de almacenamiento de GNL (por ejemplo, de 100.000 metros cúbicos o mayores) serían más deseables para unas aplicaciones estructurales basadas en tierra firme o en la gravedad. En los tanques diseñados de acuerdo con la técnica anterior, tales como los descritos anteriormente, el uso de mamparos se considera necesario para lograr la resistencia y rigidez necesarias para dichos depósitos grandes, especialmente cuando se usen en operaciones de transporte marítimo. Es decir, los mamparos de total profundidad (por ejemplo, 20, 21 mostrados en la Figura 2) de la técnica anterior proporcionan también el beneficio añadido de subdividir el tanque en unos compartimentos individuales 22. Aunque las celdas 22 pueden requerir unas tuberías de llenado y/o vaciado individuales, bombas, etc., las cuales se añaden normalmente y significativamente al capital y a los costes de operación, ellas proporcionan el beneficio de reducir las cargas dinámicas que resulten del "desplazamiento" del GNL dentro del tanque lo cual, a su vez, es debido al movimiento del barco.

Las cargas dinámicas se reducen debido a que los períodos fundamentales de las ondas del líquido que se desplaza dentro de los pequeños espacios limitados de las celdas individuales 22, no se corresponden estrechamente con los períodos de excitación causados por el movimiento del barco. Por otra parte, en unos tanques de almacenamiento de estructura basada en tierra firme o basada en la gravedad, cualquiera de dichas cargas dinámicas impuestas dentro de un tanque de almacenamiento será causada igualmente por la actividad sísmica, la cual tiene unos períodos de excitación mucho más cortos (desde ½ hasta 1 segundo). Cuando se usen mamparos de la técnica anterior en dichos ambientes, entonces las cargas dinámicas podrían ampliarse cuando los períodos naturales de desplazamiento del líquido dentro de las celdas creadas por los mamparos tengan una duración similar. Por lo tanto, los mamparos separados se consideran como perjudiciales en los tanques de almacenamiento del GNL de gran capacidad cuando los tanques estén soportados por una estructura basada en tierra firme o en la gravedad.

Con referencia ahora a las Figuras 3 a 7, se ilustra un tanque 30 de almacenamiento de GNL de la presente invención. Básicamente, el tanque 30 está compuesto de un sistema bastidor interno de refuerzo 31, el cual está recubierto de placas o paneles (es decir, de una cubierta) la cual proporciona la contención para el líquido que va a ser almacenado dentro del tanque. Los paneles, los cuales conforman los lados 32, los lados 33, el techo 34 y el fondo 35 del tanque 30, pueden estar ya sea no reforzados o reforzados. Los paneles respectivos, cuando estén ensamblados (1) proporcionan la barrera física la cual contiene el GNL comprendido dentro del tanque y (2) soportan las cargas y las presiones locales las cuales, a su vez, se transmiten al sistema de bastidor reforzado 31. El sistema de bastidor 31 es el último responsable de cualquiera de las cargas globales/totales, incluyendo las cargas sísmicas causadas por los terremotos, etc.

Más específicamente, el tanque de almacenamiento 30 consiste en un tanque poligonal, en forma de caja, autoestable capaz de almacenar grandes cantidades (por ejemplo, 100.000 metros cúbicos o más de GNL). Al mismo tiempo que se pueden usar unas técnicas de construcción distintas, las Figuras 3 a 7 ilustran un procedimiento preferente de ensamblaje de un tanque (30). Básicamente, el tanque 30 está compuesto de dos secciones extremas 38 (véase la Figura 3) y de una pluralidad de secciones intermedias 36 (véanse las Figuras 5 y 6) posicionadas entre las mismas. Básicamente, cada sección extrema 38 tiene la misma construcción y está conformada a partir de unos paneles 40 los cuales están conectados entre sí (por ejemplo, soldados o de una manera similar) para conformar la placa extrema 33. Estos paneles se usan también para conformar un segmento de la placa 34 del techo, de las placas laterales 32 y de la placa inferior 35 cuando el depósito esté ensamblado.

Los paneles 40 se pueden fabricar a partir de cualquier material apropiado que sea dúctil y que tenga unas características de fractura aceptables a temperaturas criogénicas (por ejemplo, del 9% níquel-acero, aluminio, aleaciones de aluminio, etc.). Según se muestra en las figuras, la placa extrema 33 y los segmentos de la placa 34 del techo, las placas laterales 32 y la placa inferior 35 están reforzadas ya sea con los miembros 41 y con los miembros transversales 42 (por ejemplo, los montantes de refuerzo en T, los montantes de refuerzo de cuchilla o similares, solo algunos de ellos están numerados para mayor claridad). Se pueden proporcionar también unos refuerzos angulares 43 a través de las esquinas y/o de los bordes de las placas acopladas para proporcionar una resistencia y rigidez adicionales a las secciones extremas 35.

Una(s) sección(es) intermedia(s) se conforma(n) preferiblemente construyendo primero un segmento del bastidor interno de refuerzo 31, y fijar después los paneles 40 a la parte exterior del mismo. Para hacer esto, se puede conformar un segmento del bastidor de refuerzo 31 conectando los extremos de dos miembros verticales 44 a los extremos de dos miembros horizontales 45 (por ejemplo, largueros en forma de I, largueros en forma de H, cuadrados o tubulares redondos o similares) para conformar una estructura parecida a una caja, rígida (véase la Figura 5). Unos miembros adicionales verticales 44a y un(os) miembro(s) horizontal(es) 45a, está(n) típicamente asegurado(s) dentro de la estructura externa parecida a una caja para proporcionarle una resistencia adicional. Unos miembros de refuerzo angulares 46 se añaden para completar el segmento del bastidor de refuerzo 31. Se pueden usar varias disposiciones distintas de largueros, columnas y miembros de soporte que comprenden el bastidor mostrado en la Figura 5, los cuales podrían, cuando estén ensamblados, proporcionar la resistencia y rigidez deseadas para el bastidor interno de refuerzo 31 del tanque. La Figura 5 ilustra solamente una de dichas disposiciones.

En primer lugar, varios de los paneles más pequeños 40 pueden estar ensamblados entre sí y pueden estar reforzados con unos soportes 41, 42 antes de que los paneles ensamblados se aseguren (por ejemplo, mediante soldadura o de una manera similar) sobre la parte externa de su segmento de bastidor 31, respectivo. Una vez que las secciones extremas 35 y todas las secciones intermedias 36 se completen, se ensamblarán y soldaran o por el contrario se asegurarán entre sí para conformar el tanque 30 (véase la Figura 5). En caso de que se requieran unos miembros de refuerzo adicionales (por ejemplo, unas riostras longitudinales 50 posicionadas y aseguradas entre unos miembros verticales 44a, véase la Figura 6) para reforzar la armadura en la dirección longitudinal, dichos miembros se pueden instalar después de que se ensamble el tanque, o antes de esto cuando se construyan las secciones extremas 35 o las secciones intermedias 36.

Podrá observarse que debido a la estructura abierta del bastidor interno de refuerzo 31, la parte interior del tanque 30 está situada de una manera efectivamente contigua por todas partes, para que el GNL u otro tipo de líquido almacenado dentro del mismo, tenga libertad para fluir desde un extremo hasta el otro sin que exista ningún impedimento efectivo en medio. Naturalmente, esto proporciona un tanque que tiene un espacio de almacenamiento más eficaz que el que presente en el tanque del mismo tamaño que está provisto de unos mamparos y de uno que requiere un solo juego de penetraciones y bombas del tanque para rellenar y vaciar dicho tanque. De mayor importancia, debido a la enorme extensión abierta del tanque 30 de la presente invención, cualquier desplazamiento del líquido almacenado, causado por la actividad sísmica, inducirá a una carga dinámica relativamente pequeña sobre el tanque. Esta carga es insignificantemente más pequeña que aquella que, por el contrario, se presentaría en el caso de que el tanque contase con unas celdas múltiples creadas por los mamparos de la técnica anterior.

Claims (10)

1. Un tanque poligonal grande (30) que tiene paredes laterales, paredes extremas, una parte superior y una inferior para almacenar líquidos, dicho tanque está caracterizado porque comprende:

-

una estructura interna de bastidor (36), arriostrada, de forma poligonal, dicha estructura interna de bastidor comprende:

-

una pluralidad de estructuras verticales de refuerzo (31) alineadas, posicionadas de manera separada transversal y longitudinalmente entre sí a lo largo de toda la longitud de dicha estructura interna de bastidor; cada una de dicha pluralidad de estructuras verticales de refuerzo comprende:

-

una pluralidad de soportes alargados verticales (44) y de soportes alargados horizontales (45), conectados a sus respectivos extremos para conformar una periferia externa cerrada de cada estructura vertical de refuerzo, y unos miembros adicionales de soporte (44a, 45a, 46) asegurados dentro de, y entre, dichos soportes alargados verticales y horizontales para, de esta manera, conformar cada una de dichas estructuras verticales de refuerzo; y

-

una cubierta (40) adosada de manera sellante a cada uno de dichos soportes alargados verticales y horizontales, la cual conforma dicha periferia externa de cada una de las estructuras de refuerzo verticales para contener dichos líquidos dentro de dicho tanque.

2. El tanque de la Reivindicación 1, en el que al menos una de dichas estructuras verticales de refuerzo (50) está posicionada longitudinalmente dentro de dicha estructura interna de bastidor y está asegurada entre dos de dichos soportes verticales separados longitudinalmente, adyacentes.

3. El tanque de la Reivindicación 1 ó 2, en el que dicha cubierta comprende:

-

una pluralidad de placas (40) reforzadas por una pluralidad de miembros de refuerzo en las direcciones vertical y/o horizontal, aseguradas a la parte exterior de dicha estructura interna de refuerzo.

4. El tanque de la Reivindicación 3, en el que dichas placas están compuestas de un 9% de níquel-acero.

5. El tanque de la Reivindicación 3, en el que dichas placas están compuestas de aluminio.

6. El tanque de la Reivindicación 1, en el que dichas estructuras verticales de refuerzo comprenden una sección intermedia (36) del tanque, dicha sección intermedia está posicionada y asegurada entre dos secciones extremas (38); cada sección extrema comprende:

-

una de dichas paredes extremas respectivas, teniendo una de dichas paredes extremas dos lados (32), una parte superior (34) y una parte inferior (35);

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una pluralidad de placas (40) aseguradas a cada uno de dichos dos lados de una de dichas paredes extremas para conformar unos segmentos respectivos de cada una de dichas paredes laterales de dicho tanque;

-

una pluralidad de placas aseguradas a dicha parte inferior de una de dichas paredes extremas para conformar un segmento de dicha parte inferior de dicho tanque; y

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una pluralidad de placas aseguradas a dicha parte superior de una de dichas paredes extremas para conformar un segmento de dicha parte superior de dicho tanque;

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en el que dicha cubierta comprende una pluralidad de placas (40) aseguradas a dichas periferias externas de dichas estructuras verticales de refuerzo (31) para, de esta manera, conformar un segmento intermedio de cada una de dichas paredes laterales, de dicha parte inferior y de dicha parte superior de dicho tanque; y

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en el que dicha pluralidad de placas aseguradas a dichas estructuras verticales de refuerzo (31) están aseguradas a las placas respectivas en cada una de dichas secciones extremas (38) para conformar dichas paredes laterales, dicha parte inferior y dicha parte superior de dicho tanque.

7. El tanque de la Reivindicación 6, que incluye:

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al menos una sección intermedia (36) adicional que tiene dicha estructura de refuerzo;

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al menos un soporte vertical (50) posicionado longitudinalmente y asegurado entre dicho soporte vertical de dicha sección intermedia y dicho soporte vertical de, al menos, una de dichas secciones intermedias.

8. El tanque de la Reivindicación 6 ó 7, en el que dichas placas están compuestas de un 9% de níquel-acero.

9. El tanque de la Reivindicación 6 ó 7, en el que dichas placas están compuestas de aluminio.

10. Un procedimiento para construir un tanque poligonal grande (30) que tiene dos paredes extremas, paredes laterales, una parte superior y una parte inferior para almacenar líquidos, estando dicho procedimiento caracterizado porque comprende:

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construir dos secciones extremas (38) en donde cada una de dichas secciones extremas se construye mediante:

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conformar una de dichas dos paredes extremas (33) en donde una de dichas paredes extremas tiene lados, una parte superior y una parte inferior;

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conectar una pluralidad de placas (40) a dichos lados de una de dichas paredes extremas para conformar los segmentos respectivos de cada una de dichas paredes laterales de dicho tanque;

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conectar una pluralidad de placas (40) a dicha parte superior de una de dichas paredes extremas para conformar un segmento de dicha parte superior de dicho tanque;

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conectar una pluralidad de placas (40) a dicha parte inferior de una de dichas paredes extremas para conformar un segmento de dicha parte inferior de dicho tanque; y

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construir al menos una sección intermedia (36) en la que al menos una sección intermedia se construye mediante:

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conformar una estructura vertical de refuerzo (31) conectando entre sí una pluralidad de soportes verticales alargados (44) y de soportes horizontales alargados (45) en sus extremos respectivos para conformar una periferia externa cerrada de dicha estructura vertical de refuerzo y asegurar unos miembros adicionales de soporte (44a, 44b, 46) dentro de dicha periferia externa entre dichos soportes verticales y horizontales respectivos para conformar dicha estructura vertical de refuerzo; y

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asegurar las placas (40) a dichos soportes verticales y horizontales los cuales conforman dicha periferia externa de dicha estructura vertical de refuerzo para, de esta manera, conformar dicha sección intermedia (36); y

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asegurar al menos una de dichas secciones intermedias (36) entre dichas dos secciones extremas (38) uniendo dicha pluralidad de placas (40) en dicha sección intermedia a dicha pluralidad de placas (48) respectiva en dichas dos secciones extremas para, de esta manera, conformar dicho tanque poligonal (30) con dichas placas unidas conformando las paredes de contención de dicho tanque cuando dichas dos secciones extremas y al menos una de dichas secciones intermedias estén aseguradas entre sí.