本發(fā)明涉及氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及其制造方法，特別是用于壓縮天然氣的存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)姆椒ā?/p>

背景技術(shù)：

氣體和液體有時(shí)必須從生產(chǎn)地點(diǎn)運(yùn)輸?shù)侥硞€(gè)地點(diǎn)來(lái)使用，該氣體例如為工業(yè)氣體。

天然氣通常必須從生產(chǎn)地點(diǎn)運(yùn)輸?shù)较M(fèi)地點(diǎn)。有已知的運(yùn)輸天然氣的方法，例如包括如通過(guò)管道穿過(guò)水體、作為液化天然氣(LNG)的船運(yùn)和作為壓縮(非液化)天然氣(CNG)的船運(yùn)。

運(yùn)輸成本總是一個(gè)因素。然而，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的氣體流量小的情況下，必須特別考慮成本。在一些地層僅產(chǎn)生少量天然氣中，這種情況對(duì)于天然氣來(lái)講是真實(shí)的。

本受托人已經(jīng)提出了氣體輸送結(jié)構(gòu)，例如在US 5,839,383中所描述的體輸送結(jié)構(gòu)，但本受托人已經(jīng)尋求改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種氣體儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)，其包括：容器和由所述容器支撐的連續(xù)盤(pán)管道，所述連續(xù)盤(pán)管道包括：第一端，相對(duì)端和在所述第一端和所述相對(duì)端之間的管道的中間長(zhǎng)部，以及其中，所述第一端由厚壁管道形成，所述厚壁管道的壁厚比所述管道的中間長(zhǎng)部的壁厚厚，所述厚壁管道焊接在所述容器上，所述相對(duì)端由第二厚壁管道形成，所述第二厚壁管道的壁厚比管道的中間長(zhǎng)部的壁厚厚，所述第二厚壁管道焊接在所述容器的焊接連接處，以及管道的中間長(zhǎng)部沒(méi)有與容器任何剛性連接以使管道的中間長(zhǎng)部由于其內(nèi)部的壓力和溫度的變化而自由地膨脹和收縮。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括：焊接鄰近卷筒狀容器的中心芯的連續(xù)管道的厚壁端；將所述連續(xù)管道的厚壁端和中間長(zhǎng)部圍繞所述中心芯纏繞以將所述連續(xù)管道布置成多層的多包裹；以及將連續(xù)管道的厚壁末端焊接到容器上，其中，中間長(zhǎng)部具有比厚壁端和厚壁末端的壁厚薄的壁厚，并且中間長(zhǎng)部沒(méi)有與容器任何剛性連接以使中間長(zhǎng)部能夠由于在其內(nèi)部的壓力和溫度的變化而膨脹和收縮。

應(yīng)當(dāng)理解為從以下詳細(xì)描述中，本發(fā)明的其它方面對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見(jiàn)，其中，通過(guò)說(shuō)明的方式來(lái)示出和描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。如將認(rèn)識(shí)到的，在所有不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本發(fā)明能夠用于其它和不同的實(shí)施例，并且能夠在各種其它方面對(duì)本發(fā)明的若干細(xì)節(jié)進(jìn)行修改。因此，將附圖和詳細(xì)描述認(rèn)為成本質(zhì)上是說(shuō)明性的而不是限制性的。

附圖說(shuō)明

參考附圖，在附圖中通過(guò)示例的方式而非限制的方式詳細(xì)地示出了本發(fā)明的幾個(gè)方面，其中：

圖1示出了適于通過(guò)船運(yùn)輸氣體的根據(jù)本發(fā)明的示例性盤(pán)繞的連續(xù)管道氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的纏繞在容器中的連續(xù)管道的部分切除和剩余部分的透視圖；

圖3是連續(xù)管道的一個(gè)纏繞布置的示意圖；

圖4是通過(guò)五個(gè)彼此堆疊的卷筒容器的橫截面，其中連續(xù)管道纏繞在每個(gè)卷筒上(不是示出所有的管道)；

圖5A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的容器的底部的俯視圖；

圖5B是沿I-I線通過(guò)圖5A容器的截面圖；

圖6A是通過(guò)容器的基部的徑向截面圖；

圖6B是通過(guò)垂直于圖6A的截面的容器的底部的截面圖；

圖6C是容器的基部的徑向視圖；

圖7是圖5B的容器的側(cè)壁的側(cè)面正視圖；

圖8A是連續(xù)管道和容器之間的連接的俯視圖；

圖8B是沿圖8A中的II-II線的剖視圖，圖8A示出了沿著管道連接的附加的轉(zhuǎn)向管道；

圖9A是連續(xù)管道和容器之間的另一連接的俯視圖；

圖9B是沿圖9A中的III-III線的剖視圖；

圖9C是沿圖9A中的IV-IV線的剖視圖；以及

圖10是沿厚壁管道和薄壁管道之間的接合部接合的管道的長(zhǎng)軸方向的剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面的描述和其中描述的實(shí)施例通過(guò)示例或示例的說(shuō)明來(lái)提供，和通過(guò)本發(fā)明的各個(gè)方面的原理的特定實(shí)施例來(lái)提供。提供這些實(shí)施例是為了對(duì)本發(fā)明在其各個(gè)方面的原理和目的的解釋而不是限制。在說(shuō)明書(shū)中，類(lèi)似的部件在整個(gè)說(shuō)明書(shū)和附圖中用相同的相應(yīng)附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。附圖不一定按比例繪制，并且在一些情況下，為了更清楚地描繪某些特征，可能夸大了比例。

已經(jīng)發(fā)明了氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)可以用于輸送氣體，并且在這種情況下可以將氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)安裝在載體上。

一種特別適于在船上運(yùn)輸大量壓縮氣體的氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)包括由大致連續(xù)管道的線圈提供的大的存儲(chǔ)容積。由于在氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間需要較少的互連設(shè)備，因此使用用于氣體存儲(chǔ)的超長(zhǎng)的連續(xù)管道導(dǎo)致顯著地降低成本。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種由連續(xù)管道形成的氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，將連續(xù)管道裝入或盤(pán)繞在容器中。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，連續(xù)管道纏繞成多層，每層具有多個(gè)環(huán)。然而，連續(xù)管道可以以各種構(gòu)造分布在容器內(nèi)?？梢杂糜诒P(pán)管道的容器將用于多種功能。第一，容器可以用作用于纏繞管道的轉(zhuǎn)盤(pán)。第二，該容器可以用作用于提升管道的裝置。第三，容器可以允許控制連續(xù)管道周?chē)臍怏w。

當(dāng)每個(gè)包括容納連續(xù)管道的容器的結(jié)構(gòu)彼此堆疊時(shí)，上部結(jié)構(gòu)的重量可以由下部容器的壁來(lái)承載。這會(huì)防止管道的下層必須承受來(lái)自上述結(jié)構(gòu)的重量的擠壓力。

在本文中，將管道的環(huán)定義為指自身折回的管道的長(zhǎng)部，以使在管道內(nèi)行進(jìn)的流體能超過(guò)90°旋轉(zhuǎn)。在此，將管道的層定義為一組彼此橫向間隔開(kāi)并且占據(jù)環(huán)的管道，該環(huán)的厚度近似等于管道中的一個(gè)管道的直徑。在操作中，層可以是水平的、垂直的或者其間的任何角度。

應(yīng)該理解為，在操作流體輸送壓力和溫度下，用于制造在實(shí)施本發(fā)明中使用的連續(xù)管的材料是可延展的且不脆的，并且存儲(chǔ)在連續(xù)管道內(nèi)的氣體不能透過(guò)所述材料。還將理解，雖然管道的超長(zhǎng)部的是理想的，可能需要在長(zhǎng)管道段的端部之間進(jìn)行中間連接以便于制造，中間連接例如通過(guò)內(nèi)嵌(即對(duì)接、偏置等)焊接連接。連續(xù)管道可以由任何正常等級(jí)的鋼制成，例如X70鋼，但是鋼管也可以在所有焊接完成后進(jìn)行淬火和回火以增加強(qiáng)度。

雖然以前的氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是已知的，但是已經(jīng)對(duì)本文所述的結(jié)構(gòu)進(jìn)行開(kāi)發(fā)來(lái)用于改善先前已知的結(jié)構(gòu)的性能。

在圖1中示出了多個(gè)氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)11。在后面的圖中更詳細(xì)地示出示例性的氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)11。

參考圖2，本發(fā)明的氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)11通過(guò)在容器12內(nèi)分配或卷繞連續(xù)管道10而制成。將管道10卷繞成多層，每層由管道的多個(gè)環(huán)形成。將氣體存儲(chǔ)在連續(xù)管道10中。連續(xù)管道10中允許氣體流入或流出管道10的任何開(kāi)口(例如在管道的一端或兩端處)設(shè)置有閥，開(kāi)口例如在管道的一端或兩端處，閥例如為圖1中的閥21。閥允許把連續(xù)管道10密封以用于氣體的存儲(chǔ)和運(yùn)輸。

容器12具有基部14、外部存儲(chǔ)側(cè)壁16、內(nèi)部存儲(chǔ)側(cè)壁18和頂部20。在該示出的實(shí)施例中，容器以卷(即卷筒)的形式成形以及內(nèi)側(cè)壁18形成中心的基本圓柱形的芯部(或轂部)，基部和頂部形成與內(nèi)側(cè)壁18的端部相連接的端部凸緣?；亢晚敳繌膬?nèi)側(cè)壁徑向向外延伸?；亢晚敳炕旧媳舜似叫械匮由?。因此，容器12提供了支撐件，連續(xù)管道10可以卷繞到支撐件中，其中，管道纏繞在由基部和頂部20之間的內(nèi)側(cè)壁18形成的芯部上。

連續(xù)管道10可以以多層盤(pán)繞在容器12中，每層包括圍繞由內(nèi)側(cè)壁18形成的芯部的多個(gè)環(huán)或包覆物。管道可以圍繞內(nèi)側(cè)壁18纏繞，因此，基部14、內(nèi)壁18和外壁16來(lái)支撐連續(xù)管道10。圖3示出了可能的卷繞布置的簡(jiǎn)單示例，其中，隨著管道纏繞在圍繞芯部的第一層中及然后纏繞在覆蓋第一層的第二層中，進(jìn)行該卷繞。在此所示，另外的層圍繞管道的下層的周?chē)p繞，該管道已經(jīng)在由內(nèi)側(cè)壁18形成的芯部的周?chē)p繞。例如使用管張緊器來(lái)使管道在基部14和頂部20之間來(lái)回地卷繞。通常把這種類(lèi)型的繞組稱(chēng)為“卷式”繞組或“軟管卷盤(pán)”。

以這種方式，通過(guò)把管?chē)@由內(nèi)壁18限定的中心芯纏繞而將連續(xù)管10安裝在容器12中，從位于內(nèi)側(cè)的管的第一端開(kāi)始，并且以終止于外部的連續(xù)管的相對(duì)端23結(jié)束。連續(xù)管道10的許多層可以纏繞在芯上。最終，在端部23終止的最后一個(gè)線圈可以選擇為與基座14或與頂部20相鄰，以使在容器中纏繞的管道的數(shù)量最大化，并且可能與用于連接到外部管道的方便的終止位置相鄰近，等。在一具體實(shí)施例中，卷繞最后的線圈以使將端部23定位在低側(cè)，從而使端部23可以直接地?cái)R置在底座14上來(lái)用于支撐。

重力導(dǎo)致管道10的上部的卷繞物的重量壓到其下面的管道的包覆物上(根據(jù)重力)，但是可以使用不受這種負(fù)載不利地影響的管道?？梢匀菀椎貜墓艿缽?qiáng)度計(jì)算中識(shí)別適當(dāng)?shù)墓艿?。作為該結(jié)構(gòu)的比例的示例，可以將6英寸外徑的管道纏繞在具有大外徑、橫跨壁18的10英尺的直徑及從底部到頂部的高度約10英尺的容器中，例如該容器的外徑為40英尺。這種結(jié)構(gòu)可以包含9英里數(shù)量級(jí)的連續(xù)管道的長(zhǎng)度。管道外徑在1英寸和10英寸之間是最有用的。

在載體上或載體中使用，通常堆疊容器12。例如，在圖4中示出堆積五個(gè)容器12的堆疊。在該堆疊中，容器的壁16、18可以支撐它們上方的任何結(jié)構(gòu)的重量。可以以各種方式中的任何一種來(lái)構(gòu)造容器12，只要容器能夠滿足以下：(i)支撐和容納連續(xù)管10和(ii)在管道周?chē)峁┟荛]的氣氛。也可以將容器12形成為被提升以使管道更易地用于處理和裝載，例如裝載到諸如船的載體上。

如圖5A到圖7進(jìn)一步所示，容器側(cè)壁可以包括柱。例如，側(cè)壁18可以由柱52形成，并且在外側(cè)，側(cè)壁16可以由柱53形成。容器12的基部14還包括梁56。梁56可以徑向定向，例如，連接徑向?qū)?zhǔn)的內(nèi)柱52和外柱53。容器的頂部20還可以包括梁57，梁57可以在內(nèi)部的柱52和外部的柱53之間延伸。柱52、53和梁56、57可以采用各種形式，例如工字梁、箱梁、層壓板等。

柱52可在其端部處連接有環(huán)梁54a、54b，并且柱53可在其端部處連接有環(huán)梁55a、55b?？梢愿淖?nèi)萜鞯男螤钜杂糜谝粋€(gè)或多個(gè)目的。將內(nèi)壁18形成為具有圓形橫截面的圓柱體以便于容納卷繞的盤(pán)管10。圓形的圓柱形內(nèi)壁向內(nèi)支撐管道線圈10，并且通過(guò)內(nèi)壁基本上恒定地支撐管道。這與有角度的內(nèi)壁相比，其中在內(nèi)壁上可能存在局部壓力點(diǎn)，其中，在局部壓力點(diǎn)處，管道抵靠?jī)?nèi)壁的角形部分(即角部)。

外壁也可以是圓形和圓柱形。然而，在一具體實(shí)施例中，外壁16通過(guò)梁55a、55b的形成和柱53的放置來(lái)形成角圓柱形以使容器在平面圖中形成為多邊形。例如，參考圖5A，外壁16可以在平面圖中成形為八邊形以使容器具有外部三維形狀，可以將三維形狀限定為八邊形棱柱。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用于結(jié)構(gòu)11的外部多邊形壁有利于構(gòu)造和安裝。

優(yōu)選地，將容器12的基部14、側(cè)壁16和側(cè)壁18以及頂部20密封以便是氣密的。這種氣密密封為容器12提供了關(guān)于由連續(xù)管10或容器12或兩者承載的流體的儲(chǔ)存功能。例如，當(dāng)旨在容納要輸送的氣體的管道10布置在容器的內(nèi)部，容器壁的氣密結(jié)構(gòu)允許容器在管道的周?chē)酶稍锒栊詺怏w來(lái)填充，干燥惰性氣體例如為氮?dú)狻?/p>

如果從管道10發(fā)生漏氣，容器可構(gòu)造成容納漏氣。據(jù)信，如果在連續(xù)管道10中發(fā)生泄漏，則該泄漏最初很小。一旦檢測(cè)到泄漏，可以立即排空連續(xù)管道10的受影響的線圈并且修復(fù)泄漏。如果泄漏快速增長(zhǎng)到顯著的尺寸，則壓力將在容器12內(nèi)上升。例如，容器12的壁可以承受顯著的過(guò)壓條件而不失效。備選地或附加地，容器的壁可以提供可折疊面板，在容器12內(nèi)的壓力達(dá)到其可能損壞容器12的壁的一些其他部分的水平之前，將該可折疊面板設(shè)置為打開(kāi)狀態(tài)?？梢酝ㄟ^(guò)通風(fēng)管道17引導(dǎo)來(lái)自這種快速泄漏的氣體流并通過(guò)被認(rèn)可高度的通風(fēng)豎管將該氣體流排出。除非出現(xiàn)過(guò)壓狀況，管道17可以在其中具有閥以保持容器氣密。相信監(jiān)管機(jī)構(gòu)將認(rèn)為加壓氣體的這種雙重存儲(chǔ)是非常安全的從而使得對(duì)于管道安全系數(shù)相比爆裂低的值可以在管理部門(mén)批準(zhǔn)的情況下使用，其中氣體儲(chǔ)存在管道10中，同時(shí)管道容納在氣密容器12中。

在一實(shí)施例中，例如，選擇管道10來(lái)適應(yīng)高達(dá)8000psi的壓力氣體，但通常存儲(chǔ)介于約2000psi至4000psi之間壓力的氣體。容器12形成為氣密的，但是如果壓力超過(guò)約25psi，通過(guò)管線和管道17來(lái)釋放壓力。

在一實(shí)施例中，例如，壁16、18和基部14可以包括密封的板58、59以防止容器中的流體通過(guò)那些壁泄漏。容器12還可以包括在操作期間密封的頂板60。然而，如果容器旨在安裝在如圖4所示的堆疊中，堆疊中的下部容器的頂部密封可以由上述容器包括梁和板58的基部14提供，只有最上部的容器具有安裝的頂板60。無(wú)論如何，然而成形的頂部密封完成了用于容器的流體密封外殼。

板58、59、60可以包括各種形式的加強(qiáng)肋61a、61b以提高它們保持能力和強(qiáng)度的壓力。

如上所述，使用卷式繞組，將管道10的一端22定位到靠近內(nèi)壁18，在內(nèi)壁18處開(kāi)始纏繞且將相對(duì)端23置于靠近外壁16，在外壁16處結(jié)束纏繞。已經(jīng)提出了對(duì)氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的連續(xù)管道10進(jìn)行各種改進(jìn)。例如，端部22、23都可以連接到外部管上，或者端部中的一個(gè)或另一個(gè)可以是封閉的。端部23也可以具有一定量的能量以使管道展開(kāi)，其中，端部23作為連續(xù)管道10的纏繞長(zhǎng)部的自由端。此外，如果容器12旨在是氣密的，端部22、23穿過(guò)容器12的壁的出口點(diǎn)可能需要與避免在這些點(diǎn)處的泄漏相適應(yīng)。

在一實(shí)施例中，例如，只有連續(xù)管道10的一個(gè)端部是打開(kāi)的以用于裝載和卸載氣體。例如，在所示的實(shí)施例中，僅僅將鄰近外壁16的端部23連接來(lái)用于氣體的裝載和卸載。因此，端部23連接到外部管66，并且定位閥21來(lái)控制通過(guò)端部23和管道66到達(dá)/從歧管67的流入和流出。

與內(nèi)壁18相鄰的端部22是可以收縮的以使不容易通過(guò)其中發(fā)生氣體裝載和卸載。端部22例如包括封蓋端70。在一個(gè)實(shí)施例中，端部22可以完全閉合。然而，在所示的實(shí)施例中，封蓋端70包括諸如用于接納沖洗管線72的接頭的連接件，其直徑遠(yuǎn)小于管道10的直徑。沖洗管線72可以連接到封蓋端70上，借此允許流體沖洗管道10。沖洗管線72可包括閥74以控制通過(guò)沖洗管線72的流體流動(dòng)。盡管示出閥74靠近端部70，但是際上閥實(shí)可以距離管10的端部有一些距離。沖洗管線72可連接到用于載體的氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的沖洗系統(tǒng)。

作為另一實(shí)施例，連續(xù)管道10可以安裝在容器中以更好地適應(yīng)管道的膨脹和收縮。例如，當(dāng)管道中的氣體的壓力或溫度升高時(shí)，管道可能膨脹，并且當(dāng)氣體卸載或溫度降低時(shí)，管道可能收縮或松弛。為了更好地適應(yīng)膨脹和收縮，只有將管道10的端部22、23連接到容器上，而連續(xù)管道10的端部之間的中間長(zhǎng)部10a保持沒(méi)有與容器任何剛性連接。這確保了端部之間的中間長(zhǎng)部沒(méi)有任何侏儒固定連接的剛性連接，固定連接例如為夾具或特別是焊接連接。固定連接當(dāng)然不包括與容器的簡(jiǎn)單接觸，這種接觸將在中間長(zhǎng)部的某些點(diǎn)處和容器之間發(fā)生。由于管道與容器沒(méi)有剛性連接，管道10整體上大部分是自由膨脹的，例如當(dāng)管道用氣體加壓時(shí)，管道10在排空時(shí)能大部分自由收縮，而不會(huì)在管道中產(chǎn)生局部應(yīng)力。在這樣做時(shí)，可以最小化管道和容器之間的剛性連接點(diǎn)，其可以產(chǎn)生相當(dāng)大的應(yīng)力并且可能成為故障點(diǎn)。氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)可以包括連續(xù)盤(pán)管10的第一端22和容器12之間的剛性連接件68以及在相對(duì)端23和容器12之間的另一剛性連接件69，而在第一端和相對(duì)端之間的管道的中間長(zhǎng)部10a沒(méi)有到容器的任何剛性連接和固定連接，固定連接如為焊接。因此，中間長(zhǎng)部可以自由地滑動(dòng)和移動(dòng)，例如，線圈可以相對(duì)于彼此滑動(dòng)，并且線圈可以沉降并且脫離與其他線圈的剛性連接并且沒(méi)有到容器的剛性連接。

可以加強(qiáng)端部22、23以進(jìn)一步使管道故障最小化，同時(shí)適應(yīng)線圈的膨脹和收縮，同時(shí)適應(yīng)在線圈管道中促使其展開(kāi)的擠壓力。由于適于卷繞的管道可以是相對(duì)薄的壁，因此在固定到容器上時(shí)，管道有時(shí)不能承受膨脹和收縮的應(yīng)力。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，管道包括在中間長(zhǎng)部10a的每一端上連接的加強(qiáng)端管道75、76。例如，端部22、23各自通過(guò)將較厚壁的管道連接到用于管道的端部之間的中間部10a的薄壁管道來(lái)得到加強(qiáng)。例如，管道75、76可以分別在端部22、23處采用，端部22、23具有比管道的中間長(zhǎng)部10a更厚的壁。管道75、76可以在各自的流體密封接頭78、79處通過(guò)熔合、焊接、連接器等連接方式到中間管道10a的端部以使管道10和管道75、76的內(nèi)徑都基本上對(duì)齊并連通。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)焊接例如對(duì)接焊接提供可靠的接頭。在一實(shí)施例中，如圖10所示，管道75可以通過(guò)在焊接接頭78處的對(duì)接焊接連接到管道10a。這使得管道10a的內(nèi)徑ID1與管道75的內(nèi)徑ID2相連通。管道可以基本上軸向?qū)?zhǔn)地連接，以使管道的長(zhǎng)軸x通過(guò)連接管道是一致的。管道75是比管道10a更厚壁的管道。例如，管道75的壁厚可以是管道10a的壁厚的1.5至3倍。朝向管道75的接合端75a，管道75的壁可以形成為厚度中的錐度，以避免在接頭78處形成突然的臺(tái)階。錐形可以是漸進(jìn)的。例如，斜率可以在1：3至1:10之間。雖然圖10中的錐形長(zhǎng)度75b在管道75的內(nèi)壁上，如果需要，錐形可以沿著外表面。在焊接管道10a、75之后，可以研磨焊縫以減少外表面的突起。管道75、76具有適于在連接部68、69處管道連接到容器的壁厚。例如，具有比盤(pán)繞管道10a更厚的壁的管道75、76能夠更好地適應(yīng)連接應(yīng)力和焊接而不失效。在一實(shí)施例中，可以?xún)H將在管道10和容器12之間的連接部68、69處的剛性連接(例如焊接)放置在厚壁管75、76和容器之間。

在一實(shí)施例中，例如在圖8A和8B中的連接部68處所示，采用焊接連接將端部22處的管道固定到容器12上。在所示的實(shí)施例中，將支架80安裝在容器12上。例如，支架80可以包括支柱82和長(zhǎng)加強(qiáng)件83，長(zhǎng)加強(qiáng)件83在一端連接到容器的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)梁或柱，例如連接到下環(huán)梁54b上。支柱82和加強(qiáng)件83在另一端形成管支撐區(qū)域86。管道75可以例如經(jīng)由焊接部87連接在管支撐區(qū)域86處。

面板58、59可以抵靠支架80來(lái)密封以確保容器12的氣密特性。如圖所示，如果端部22連接到?jīng)_洗管線72或其它管道，則管道75或沖洗管線可以穿過(guò)面板59中的開(kāi)口，并且可以對(duì)面板和管道或管線之間的接口在密封件88處密封，再次確保容器保持氣密性。在這樣的實(shí)施例中，將管道75延伸穿過(guò)面板59可能是有用的，因?yàn)楣艿赖暮癖诳梢匀菀椎亟邮芎附右孕纬擅芊饧?8。

支架80可以沿著環(huán)形梁54b延伸并且可以在基部14和壁18的角部中形成管支撐區(qū)域86。管支撐區(qū)域86可以形成為遵循壁18的曲率。因此，管道75在管支撐區(qū)域86中的連接將管75也放置在基部14和壁18的角部中。因此，放置管道75以圍繞壁18形成第一線圈的一部分?？梢詮澢艿?5以配合到區(qū)域86中并且還能遵循壁18的曲率。由于將管道75布置在基部14和壁18之間的角部中以及管道75相對(duì)于壁18的相應(yīng)的曲率，管道75得到良好地支撐以使連接上的應(yīng)力最小化?？梢匝刂艿?5在支架80和接頭78之間的長(zhǎng)度來(lái)保持管道75的曲率以使接頭得到很好地支撐、將接頭很好地設(shè)置在角部處并且使接頭抵靠壁18上來(lái)得到支撐。因此，接頭78趨于僅受到沿其軸線x的力而不是受到側(cè)向力。

管道17可以相對(duì)地短，例如，橫跨小于壁18的圓周的25％，或可能小于壁18的圓周的10％。因此，中間管道10a可以圍繞壁18纏繞，以在連接接頭78之后完成管道的第一環(huán)，中間管道10a在接頭78的另一側(cè)上延伸并且是薄壁的和為更柔性的管道。管道75可以具有與管道10a基本相似的外徑以使管道75、10a均勻地纏繞在一起，及管道10a的長(zhǎng)軸通過(guò)接頭78與軸線x平行。特別地，管道75可以充分地容納與容器中的管道10a的其它包覆物基本相同的面積以使管道相鄰的包覆物與管道75并排以及通過(guò)接頭78，管道相鄰的包覆物例如為那些沿著(如圖8B所示的管道10a)或在頂部上的包覆物。

支架80將管道75連接到容器12上，并且支架80可以形成以確保在容器中的管道10緊密地且均勻地包覆。例如，支架80可以形成以從管道的包裹的干涉中縮回。例如，支柱82和長(zhǎng)加強(qiáng)件83在管道75和相鄰壁之間延伸，以及沒(méi)有凸部的基部結(jié)構(gòu)通過(guò)至少約90°的角度α來(lái)增加圍繞基部結(jié)構(gòu)的暴露的外表面的管道的有效直徑。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，例如，支架結(jié)構(gòu)，例如長(zhǎng)加強(qiáng)件83a,被設(shè)置以從相鄰的壁表面不超過(guò)垂直地延伸，并且支架結(jié)構(gòu)具有大致沿著管外表面的切線連接到管道75的表面，在該外表面上，該管道75將與管10a的相鄰的包裹相接觸。因此，支架不會(huì)阻止在管道75的旁邊或在管75上的管道10a緊密包裹。

連續(xù)管道10和容器12之間的連接件69示出了便于制造并為氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)提供良好性能和耐久性的另一連接件。參考圖9A至9C，連接件69使連續(xù)管道免于受到促使管道展開(kāi)的力，并且連接件69使連接克服在與外部管道66的連接中內(nèi)在力而穩(wěn)定。

連接件69包括連接器90，連接器90直接與管道接合并使管道保持不釋放管道的卷筒中的能量，該能量將使管道徑向向外移動(dòng)并且由此展開(kāi)。

如上所述，在連接件69處，厚壁管76可以在接頭79處連接到管道的中間長(zhǎng)部10a。連接器90接合厚壁管76，并且連接器90固定到容器12上。

可以把連接器90形成為帶子，該帶子具有管道覆蓋帶部件90a和緊固錨固部件90b。帶部件90a延伸以限定開(kāi)口90c，該開(kāi)口90c尺寸以適應(yīng)管道76的外徑。連接器90持久地固定在管道76和容器12之間。例如，連接器90可以通過(guò)開(kāi)口90c和管道76的外表面之間的焊縫90d固定到管道上，并且焊縫90e還可以將連接器90固定到容器12上。

連接器90固定管76以抵抗(i)軸向運(yùn)動(dòng)、(ii)上升和(iii)橫向運(yùn)動(dòng)。如將參考以下公開(kāi)將更好地理解，連接器90主要用于固定管道76以防止沿著管道的長(zhǎng)軸移動(dòng)。氣體的裝載和卸載趨向于使管道軸向移動(dòng)(即相對(duì)于連接器90軸向拉/推)，并且連接器90阻止該移動(dòng)。

如圖所示，連接器90的帶部件90a實(shí)際上可以由一個(gè)或多個(gè)腹板形成，圖中示出兩個(gè)腹板，腹板固定到多個(gè)緊固部件90b上，把緊固部件90b形成為基本上與管道76的長(zhǎng)軸線軸相對(duì)準(zhǔn)的直立壁。帶部件90a是唯一的部件，為了簡(jiǎn)單和持久性，將管道76焊接到該部件上。

把連接器90定位成將管道76固定在路徑P中，在纏繞最后一圈管之后，連續(xù)管10沿著該路徑在卷筒和管張緊器T之間延伸。因此，管道不需要重新定向到完整的連接件69。

可以將連接器90固定在容器12上的各個(gè)位置。例如，在空間A中，連接器90可以位于壁16的內(nèi)部。然后，如果需要更多的空間，連接件69可以位于容器的延伸部上以便于連接到外部管道上或便于檢查或修理的通道，例如連接件69位于從基部14處延伸的平臺(tái)91上，基部14從壁16向外。平臺(tái)91可以包括下支撐框架91a，下支撐框架91a限定或支持支撐表面91b和上框架91c。支撐表面91b通常在與面板58相同的平面上延伸，以使管道得到完全地支撐并且可以沿著路徑P保持管道的對(duì)準(zhǔn)。雖然管道10必須延伸通過(guò)壁16以連接到外部管道66，但應(yīng)注意確保保持容器的氣密特性。因此，應(yīng)當(dāng)將密封件定位在管道10和容器壁之間，在此處，管道從密封容器中穿出。盡管這可以在各種位置實(shí)現(xiàn)，但是密封件最好設(shè)在厚壁管和容器之間，因?yàn)榭梢圆捎每煽康拿芊夥椒ǘ粫?huì)對(duì)管道造成不確定的損壞，例如采用焊接，如果要對(duì)薄壁中間管道10a進(jìn)行焊接時(shí)可能發(fā)生該損壞。此外，如果密封件靠近帶制成，則可以約束管道以使振動(dòng)運(yùn)動(dòng)不會(huì)削弱密封件。因此，在一實(shí)施例中，平臺(tái)91由外殼92包圍，外殼92使在其內(nèi)部的圍繞連接器90的腔室密閉。外殼92可以包括形成表面91b的面板和在上框架91c上的面板，并且可以通過(guò)圍繞管道76的密封件93在外殼92和管道76之間來(lái)完成。例如，密封件93可以是焊接部，因?yàn)楹附犹峁┛煽壳覉?jiān)固的密封。管道76是厚壁的管道并且可以選擇管道76以與焊接相適應(yīng)。連接器90可以位于密封件93和管道10a的卷筒之間，以使放置有密封件93的管道76保持很好地穩(wěn)定。

管道76可以延伸以形成外部管道66或連接到外部管道66。

連接件69還可包括保持器94以在管道從卷筒上的盤(pán)管的纏繞布置中露出時(shí)穩(wěn)定管道。保持器94可以靠近管線圈，例如設(shè)在管線圈和連接器90之間，并且因此保持器94可以是容器12和管道10之間的第一保持結(jié)構(gòu)以在卷繞之后，可能在沒(méi)有管道物理接觸下將管道保持在適當(dāng)位從而減輕對(duì)管道的損害。例如，保持器94可以是包括頂部上覆帶94a和連接器腿的帶狀構(gòu)件，連接器腿例如為具有突片94b的側(cè)角。頂部帶94a的尺寸設(shè)置成適應(yīng)待固定的管道的外徑以及適合待固定的管道的外徑。緊固凸片94b將帶94a固定到容器12。突片94b可以通過(guò)耐用方式固定到容器上，緊固方式為例如緊固件或焊接件?？梢孕纬蓭?4a以避免損壞管道并避免與帶形成剛性連接。例如，帶94a的內(nèi)表面和側(cè)邊緣可以形成平滑部和/或可以?xún)?nèi)襯有比鋼更軟的緩沖材料94c，緩沖材料94c例如為彈性體材料，彈性體材料例如是氯丁橡膠。

保持器設(shè)置為在路徑P中將管道的中間長(zhǎng)部固定，在纏繞最后一圈管道之后，管道沿著該路徑在卷筒和管道張緊器T上的管道的供應(yīng)器之間延伸。期望管道不重新指向完全的連接件69上。實(shí)際上，在纏繞最后一圈管道之后和切割管道之前，當(dāng)管道保持在卷筒和管道張緊器之間延伸時(shí)，可以放置保持器94。

在管道離開(kāi)卷筒之后，保持器94可以在管道和容器之間提供第一穩(wěn)定器和定位構(gòu)件，以及如果是這樣的話，應(yīng)當(dāng)把保持器94形成為承受顯著的側(cè)向負(fù)載，特別是沿著箭頭L的方向的負(fù)載。當(dāng)管道的卷筒中的能量導(dǎo)致管道展開(kāi)時(shí)，側(cè)向負(fù)載將施加到保持器94上。因此，突片94b應(yīng)得到牢固地固定。

然而，當(dāng)管道松弛時(shí)，保持器94可允許管道的一些拉回，例如可能導(dǎo)致管道沿管道的長(zhǎng)軸相對(duì)于容器移動(dòng)。

保持器94還可以使側(cè)向應(yīng)力遠(yuǎn)離接頭79，因此，可以把接頭79形成為定位在保持器94中，例如在頂帶下方，或者在連接器90和保持器94之間的空間中。

因此，可以把保持器94形成為保持薄壁管道10a而不損壞薄壁管道10a，以及在這種情況下，在保持器和管道10a之間沒(méi)有剛性連接，如直接的焊接連接，但反而保持器94簡(jiǎn)單地將管道保持在容器上的位置中。尤其，在端部23處的連接免于在容器12和薄壁的中間管道10a之間的焊接連接。

在一實(shí)施方式中，保持器94用于使管道保持靜止，同時(shí)使接頭79連接到管道76上并且直到安裝連接器91為止。

本發(fā)明的氣體儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)可以通過(guò)一種方法來(lái)制造，其中，連續(xù)管在一端連接到容器上，連續(xù)管道圍繞內(nèi)壁18纏繞，然后連續(xù)管道在其末端連接到容器上。在一具體實(shí)施例中，連續(xù)管道包括厚壁的第一端、厚壁的另一端以及第一端和另一端之間的中間長(zhǎng)部，中間長(zhǎng)部具有比厚壁管道薄的壁。厚壁管道連接到容器上，而中間長(zhǎng)部不通過(guò)焊接連接到容器上，以及可能不通過(guò)任何剛性方式連接到容器上。在該氣體儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)中，連續(xù)管道的主要部分是中間長(zhǎng)部。

在一種方法中，使用容器，該容器形成為具有端壁和在端壁之間形成芯的內(nèi)壁的卷筒。如果使用具有垂直導(dǎo)向的芯的軸線的容器，可以認(rèn)為端壁是基部和頂部。

如通過(guò)焊接將厚壁管道的長(zhǎng)部連接到中間管道的第一端，焊接例如為對(duì)接焊接。厚壁管道經(jīng)由連接件連接到容器的內(nèi)壁。該連接可以通過(guò)焊接。在一實(shí)施例中，厚壁管道在鄰近內(nèi)壁的角部處連接，該角部在內(nèi)壁和端壁中的一個(gè)之間。在一實(shí)施例中，厚壁管道在內(nèi)壁和基部之間的角部處連接。

在一實(shí)施例中，厚壁管道具有沿其長(zhǎng)度的曲線，該曲線基本上與沿著內(nèi)壁的曲率相匹配，并且厚壁管道連接到內(nèi)壁，厚壁管道的曲線延伸基本上遵循內(nèi)壁的曲率。在一實(shí)施例中，在鄰近內(nèi)壁的角部中處于支撐位置，容器中的厚壁管道的連接位于厚壁管道和中間管道之間的接頭。厚壁管道在連接之前可以彎曲，并且可以在連接之前形成接頭。

然后將中間管道在內(nèi)壁的周?chē)p繞，中間管道具有從角部朝向相對(duì)的端壁中的一個(gè)端壁沿厚壁管道的第一纏繞，把這個(gè)稱(chēng)為軟管卷盤(pán)。中間管道可以沿著厚管道纏繞，并在接頭處與厚壁管道的外表面和中間管道的外表面直接接觸。

中間管道的卷繞在端壁(即基部和頂部)之間來(lái)回連續(xù)，中間管道的其他層纏繞在下面的層上，直到容器中充分地填充有一卷連續(xù)管道，連續(xù)管道的主要部分是中間管道?？梢栽谶B續(xù)管道沿著供應(yīng)器和容器之間的路徑P移動(dòng)中間管道來(lái)實(shí)現(xiàn)該卷繞。例如如圖5A和9A的箭頭R所示，這可以包括轉(zhuǎn)動(dòng)容器以從管道張緊器T中拉動(dòng)管道。沿著路徑從管道張緊器到容器來(lái)拉動(dòng)管道。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到該路徑將會(huì)隨著容器內(nèi)填充管道來(lái)移動(dòng)，但是圖9A中所示的一條路徑P是該卷筒的最終路徑。

纏繞中間管道之后，該管道連接到容器上。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，厚壁端管道可以接合到中間管道的端部。厚壁管道和中間管道的端部之間的接頭可以通過(guò)焊接來(lái)形成，例如通過(guò)對(duì)接焊接來(lái)形成。厚壁管道通過(guò)剛性連接件連接到容器上。剛性連接件可以通過(guò)焊接形成。在一實(shí)施方式中，制成剛性連接件以使管道沿著卷筒和張緊器之間的路徑保持基本對(duì)準(zhǔn)，使得不需要重定向管道或彎曲管道以在剛性連接件中形成或保持。在一具體實(shí)施方式中，最后卷繞中間管道沿著基部或頂部行進(jìn)，并且形成該連接件以將管道保持在平行于基部的平面中，使得不需要重定向管道或彎曲管道。

在一實(shí)施例中，首先保持管道以使其穩(wěn)定，然后在管道和容器之間形成剛性連接件。在一實(shí)施例中，保持該管道的第一步為固定中間管道尤其防止側(cè)向移動(dòng)，以及剛性連接件束縛該厚壁端管道。保持的第一步使用除了焊接以外的方式來(lái)固定中間管道，因?yàn)楹附涌赡芟魅趸驌p害薄壁的中間管道。在一實(shí)施例中，保持管道包括在中間管道上穩(wěn)固帶子，可能包括不使用在帶子和管道之間的焊接情況下將帶子放置在管道上以及包括將帶子固定在容器上。例如，這可以包括將管道放置在側(cè)角部之間的帶子的開(kāi)口中并將帶子沿著管道連接到容器上，例如將帶子的腿連接在容器上。在一實(shí)施例中，帶的側(cè)角部和突片與帶子的頂部分開(kāi)安裝，以及首先將側(cè)角部和突片連接到容器上，然后將頂部固定在側(cè)角部以防止管道從帶子上抬起?？梢允惯B接緩沖以防止管道對(duì)帶子的磨損，因?yàn)槟p可能損壞薄壁管道。

在中間管道和厚壁管道之間的接頭的形成可以延遲到保持該管道之后，使得在中間管道和厚壁管道之間的接頭的形成期間使管道穩(wěn)定。然后，該厚壁管道可以剛性地連接到容器上。

當(dāng)切割中間管道時(shí)，如箭頭L所示，切割力使管道側(cè)向地移動(dòng)。保持器94的安裝防止了這種側(cè)向運(yùn)動(dòng)并且使中間管道穩(wěn)定。保持器94不具有與中間管道的剛性連接，保持器94可允許中間管道朝向卷筒向后拉到一定程度。因此，切口相對(duì)于保持器位置的放置應(yīng)當(dāng)允許一定量的軸向運(yùn)動(dòng)而管道不會(huì)完全從保持器中拉出，軸向運(yùn)動(dòng)例如為拉回運(yùn)動(dòng)。然而，不需要限制該拉回，以及實(shí)際上允許該拉回，因?yàn)樵谛纬蓜傂赃B接之前拉回可以釋放一些在中間管道中的軸向壓力。

中間管道和端管道之間的接頭可以(i)在保持器中放置，例如位于保持器的下方，(ii)在帶子內(nèi)得到保護(hù)，或者(iii)放置在保持器94和連接件90之間使得接頭保持穩(wěn)定，例如放置橫向載荷。

剛性連接件90可以安裝在從容器的外壁延伸的平臺(tái)上。因此，該方法可以包括在容器上安放平臺(tái)以接收到連接器上的剛性連接件。

該方法可包括形成關(guān)于管道卷筒氣密的容器。這可以包括用氣密外殼包圍管道卷筒。在一實(shí)施例中，這包括圍繞從機(jī)殼出來(lái)的任何管道創(chuàng)建密封。如果厚壁管道或沖洗管線從外殼突出，這可能需要在第一端。在另一實(shí)施例中，封裝管道卷軸可包括圍繞剛性連接件90安裝外殼。在一實(shí)施例中，安裝外殼包括圍繞端管道密封，在密封處，端管道從外殼突出，該密封鄰近連接件90并且與卷筒在連接件90的另一側(cè)上。

在一實(shí)施例中，外殼可以分階段安裝以允許在終端處進(jìn)行連接操作的通道。例如，在形成接頭之后可以安裝第一連接件的設(shè)定位置和平臺(tái)的外邊緣之間的平臺(tái)的一部分以確保在中間管道的所有側(cè)上有用來(lái)形成接頭的通道。

端厚壁管道可以連接到適于將氣體裝載和卸載到連續(xù)管道的外部管道上。這可以包括彎曲端管道。

任何安全可運(yùn)輸?shù)臍怏w可以使用本發(fā)明的氣體存儲(chǔ)裝置來(lái)運(yùn)輸，該氣體例如為天然氣以及可以例如是壓縮或液化天然氣的形式。

在另一實(shí)施例中，本發(fā)明的氣體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)可以放置在駁船中并且與壓縮機(jī)一起停泊在附近的城市，并連接到主要?dú)怏w供應(yīng)管道以在高峰需求的時(shí)段期間提供氣體供應(yīng)。在低需求量的時(shí)期期間，可以補(bǔ)充該儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)。儲(chǔ)存裝置還可以放置在地上或地下的建筑物中以提供相似的功能，例如用于發(fā)電廠的天然氣的儲(chǔ)存或用于城市的民用燃?xì)獾膬?chǔ)存。在更小的尺寸中，本發(fā)明的儲(chǔ)存裝置可以用于在CNG加油站中儲(chǔ)存用于汽車(chē)的壓縮的天然氣(CNG)。

提供對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的先前的描述是為了使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員能夠制作或使用本發(fā)明。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍情況下，對(duì)那些實(shí)施例的各種修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的，且本文定義的一類(lèi)的原理可以應(yīng)用到其他實(shí)施例中。因此，本發(fā)明不旨在限于本文所示的實(shí)施例，而是符合與權(quán)利要求的全部范圍相一致，其中，除非特別地如此陳述，對(duì)單數(shù)中的元素的參考不旨在意味著“一個(gè)且僅一個(gè)”，而是“一個(gè)或多個(gè)”，單數(shù)例如為冠詞“a”或“an”的使用。各種實(shí)施例的要素的所有結(jié)構(gòu)和功能的等同物旨在由權(quán)利要求的要素包含，由貫穿本公開(kāi)所描述的各種實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講是已知的或稍后是已知的。此外，不管這樣的公開(kāi)是否在權(quán)利要求中明確地?cái)⑹?，本文中沒(méi)有公開(kāi)的旨在奉獻(xiàn)給公眾。除非使用短語(yǔ)“用于…的裝置”或“用于…的步驟”來(lái)明確地記載該要素，否則不能根據(jù)35USC 112第六段的規(guī)定對(duì)權(quán)利要求的元素進(jìn)行限制。