CN104264729B - 一种lng绞吸挖泥船 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种LNG绞吸挖泥船，属于疏浚工程技术领域。它解决了现有的绞吸挖泥船由于泥浆在输送过程中汽化而导致绞吸泵易损的问题。本LNG绞吸挖泥船，包括船体、绞吸泵和铰刀架，所述绞吸泵与铰刀架之间通过输泥管路相连接，绞吸挖泥船还包括LNG储藏罐、LNG发动机和设置在输泥管路上的冷却管路，LNG发动机与绞吸泵及铰刀架相连接且能驱动绞吸泵及铰刀架工作，冷却管路的进口与LNG储藏罐之间通过LNG输入管路相连，冷却管路的出口与LNG发动机之间通过LNG输出管路相连接。本发明中，LNG在由LNG储藏罐输送到LNG发动机的输送管路中逐渐汽化并吸收热能，从而可以降低输泥管路的温度，进而减少泥浆的汽化程度。
Description
技术领域
本发明属于疏浚工程技术领域，涉及一种挖泥船，特别是一种LNG绞吸挖泥船。
背景技术
随着我国进出口贸易规模的不断扩大，港口吞吐量稳步增长，对港口建设和进出港航道的要求越来越高，《全国沿海港口布局规划》涉及的长江三角洲、珠江三角洲、环渤海湾、东南沿海和西南沿海港口群以及上海、宁波、舟山等航运中心建设均对疏浚业务形成了旺盛的市场需求。同时，由于水土流失加剧，工业、农业及生活污水增加等原因，河道、湖泊、港口污染严重导致功能严重退化，淤积日益严重，特别是河、湖、港口入口段淤积都特别严重，致使泄洪排沙不畅、深度变浅，因此，必需定期维护维持其设计水深和通航尺度。可见，江河湖海的疏浚日趋重要，疏浚一般都是用船只上配备绞吸泵，即绞吸挖泥船来进行作业的。绞吸泵是绞吸挖泥船的关键部件，然而由于其工作环境恶劣，绞吸泵经常发生汽蚀现象，汽蚀是指液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡的现象，汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭，这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。泵在运转中，若其过流部分的局部区域通常是叶轮叶片进口稍后的某处因为某种原因，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿，易造成泵的损坏，目前尚未有有效的方案防止这一现象的发生。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种LNG绞吸挖泥船，它通过LNG对泥浆进行冷却，从而减少汽化程度，延长绞吸泵的使用寿命。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种LNG绞吸挖泥船，包括船体、绞吸泵和铰刀架，所述绞吸泵与铰刀架之间通过输泥管路相连接，其特征在于，所述绞吸挖泥船还包括LNG储藏罐、LNG发动机和设置在输泥管路上的冷却管路，所述LNG发动机与绞吸泵及铰刀架相连接且能驱动绞吸泵及铰刀架工作，所述冷却管路的进口与LNG储藏罐之间通过LNG输入管路相连，所述冷却管路的出口与LNG发动机之间通过LNG输出管路相连接。
LNG是液化天然气【LiquefiedNaturalGas】的缩写，天然气经净化处理(脱除CO2、硫化物、烃、水等杂质)后，在常压下深冷至-162℃，由气态变成液态，称为液化天然气，液化天然气的体积量为同量气态天然气体积的1/625，重量为同体积水的45％左右。本技术方案中，绞吸泵和铰刀架由LNG作为燃料进行工作，LNG在由LNG储藏罐输送到LNG发动机的输送管路中逐渐汽化，其汽化时需要吸收大量的热能，从而可以降低输泥管路的温度，进而减少泥浆的汽化程度。
在上述的LNG绞吸挖泥船中，冷却管路密贴设置在输泥管路的外壁上。冷却管路通过热传导对输泥管路进行冷却，不至于使得输泥管路的温度突然下降而导致破损。
在上述的LNG绞吸挖泥船中，所述冷却管路螺旋式缠绕在输泥管路上。螺旋式的缠绕方式使得位于输泥管路上的冷却管路长度相对于输泥管路长度的比值更大，冷却效果更好，而且冷却更加均匀，使得输泥管路在冷却时呈渐变状态，不会因为骤冷骤热而破损。
在上述的LNG绞吸挖泥船中，所述冷却管路的进口位于输泥管路与绞吸泵相连接的一端，所述冷却管路的出口设置在输泥管路与铰刀架相连接的一端。冷却管路内的LNG由上往下输送，可以使得输泥管路的上部温度低于下部温度，即在输泥管路的两端形成一温度梯度，从而降低汽蚀现象产生的几率。
在上述的LNG绞吸挖泥船中，所述冷却管路和输泥管路为一次性铸造成型的整体式结构。冷却管路和输泥管路为一体式结构，强度更高，冷却效果更好。
在上述的LNG绞吸挖泥船中，所述冷却管路和输泥管路为铸铝制成。铝质材料热传导性能好，冷却效果好。
在上述的LNG绞吸挖泥船中，所述绞吸泵上设置有辅助冷却管路。通过在绞吸泵上设置第二管路，可以进一步降低泥浆的温度，减少泥浆的汽化程度。
在上述的LNG绞吸挖泥船中，所述辅助冷却管路和冷却管路相串联，所述辅助冷却管路设置在LNG储藏罐和冷却管路之间。辅助冷却管路可设置LNG输入管路的中后段，或者设置与LNG输入管路和冷却管路之间。
在上述的LNG绞吸挖泥船中，所述辅助冷却管路和冷却管路相并联。辅助冷却管路与冷却管路相互独立，即当冷却管路冷却不足时，可再将辅助冷却管路开启一起进行冷却，提高冷却效果。
在上述的LNG绞吸挖泥船中，所述绞吸泵包括泵体和送泥管，所述辅助冷却管路包括设置在泵体上的助冷管一和设置在送泥管上的助冷管二，所述助冷管二设置在助冷管一的前端。LNG先经过助冷管一再通入到助冷管二中，从而在泵体和送泥管之间形成一温度梯度，从而降低泵体内汽蚀现象产生的几率。
与现有技术相比，本绞吸挖泥船用LNG作为燃料，其将输送LNG管路加长并设置在输泥管路上，通过LNG汽化吸热对输泥管路进行冷却，既能降低汽蚀现象产生的几率，又能在对输泥管路冷却的同时相对提升LNG汽化的速率，提高工作效率。
附图说明
图1是本发明的实施例一结构示意图。
图2是本发明的实施例二结构示意图。
图3是本发明的实施例三结构示意图。
图4是本发明的实施例四结构示意图。
图5是本发明的实施例五结构示意图。
图中，1、船体；2、绞吸泵；2a、泵体；2b、送泥管；3、铰刀架；4、输泥管路；5、LNG储藏罐；6、LNG发动机；7、冷却管路；8、LNG输入管路；9、LNG输出管路；10、辅助冷却管路；10a、助冷管一；10b、助冷管二；11、吊架；12、辅助LNG输入管路；13、辅助LNG输出管路；14、三通阀；15、单向阀。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一：
参照图1，本实施例一为一种LNG绞吸挖泥船，包括船体1、绞吸泵2、铰刀架3、输泥管路4、LNG储藏罐5、LNG发动机6、冷却管路7和吊架11。绞吸泵2与铰刀架3之间通过输泥管路4相连接，吊架11与输泥管路4相连接且能将输泥管路4、绞吸泵2和铰刀架3一起吊起。冷却管路7螺旋式密贴缠绕在输泥管路4的外壁上，LNG发动机6与绞吸泵2及铰刀架3相连接。冷却管路7的进口位于输泥管路4与绞吸泵2相连接的一端且与LNG储藏罐5之间通过LNG输入管路8相连，冷却管路7的出口设置在输泥管路4与铰刀架3相连接的一端且与LNG发动机6之间通过LNG输出管路9相连接。
本实施例一的工作原理如下：LNG由LNG储藏罐5依次经过LNG输入管路8、冷却管路7、LNG输出管路9输送至LNG发动机6，其中冷却管路7的长度远大于LNG输入管路8和LNG输出管路9的长度之和，LNG发动机6用于驱动绞吸泵2及铰刀架3进行工作。LNG在冷却管路7中输送时逐渐汽化并吸收大量的热能，从而可以降低输泥管路4的温度，而且冷却管路7内的LNG由上往下输送，可以使得输泥管路4的上部温度低于下部温度，即在输泥管路4的两端形成一温度梯度，从而降低汽蚀现象产生的几率。
实施例二：
参照图2，本实施例二的结构与实施例一基本相同，不同点在于，本实施例二中的冷却管路7和输泥管路4为铝质材料一次性铸造成型的整体式结构。冷却管路7即为内置于输泥管路4的壁面内的螺旋式管路。该设计使得整个输泥管路4结构更加坚固，冷却效率更高。
实施例三：
参照图3，本实施例三的结构与实施例一基本相同，不同点在于，本实施例三的绞吸泵2上设置有辅助冷却管路10，辅助冷却管路10设置在LNG储藏罐5和冷却管路7之间且和冷却管路7相串联。绞吸泵2包括泵体2a和送泥管2b，辅助冷却管路10包括设置在泵体2a上的助冷管二10b和设置在送泥管2b上的助冷管一10a，助冷管二10b设置在助冷管一10a的前端。通过设置辅助冷却管路10可以进一步提高冷却效果，减少汽蚀现象的产生。
实施例四：
参照图4，本实施例四的结构与实施例三基本相同，不同点在于，本实施例四的辅助冷却管路10和冷却管路7相并联，辅助冷却管路10具有其独立的辅助LNG输入管路12和辅助LNG输出管路13。并联设置可以使得辅助冷却管路10可在冷却效果不足时开启，平常时可相对减少LNG的用量。
实施例五：
参照图5，本实施例五的结构与实施例四基本相同，不同点在于，本实施例五中的辅助冷却管路10仅具有独立的辅助LNG输入管路12，辅助冷却管路10的出口、LNG输入管路8和冷却管路7的进口通过三通阀14相连，辅助冷却管路10和三通阀14之间具有仅能使LNG由辅助冷却管路10流向冷却管路7的单向阀15。辅助冷却管路10仅在冷却效果不足时开启，其通入的LNG平常时可相对减少LNG的用量，该设计可以节省管道回路，降低成本。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1.一种LNG绞吸挖泥船，包括船体(1)、绞吸泵(2)和铰刀架(3)，所述绞吸泵(2)与铰刀架(3)之间通过输泥管路(4)相连接，其特征在于，所述绞吸挖泥船还包括LNG储藏罐(5)、LNG发动机(6)和设置在输泥管路(4)上的冷却管路(7)，所述LNG发动机(6)与绞吸泵(2)及铰刀架(3)相连接且能驱动绞吸泵(2)及铰刀架(3)工作，所述冷却管路(7)的进口与LNG储藏罐(5)之间通过LNG输入管路(8)相连，所述冷却管路(7)的出口与LNG发动机(6)之间通过LNG输出管路(9)相连接，所述绞吸泵(2)上设置有辅助冷却管路(10)。
2.根据权利要求1所述的LNG绞吸挖泥船，其特征在于，冷却管路(7)密贴设置在输泥管路(4)的外壁上。
3.根据权利要求2所述的LNG绞吸挖泥船，其特征在于，所述冷却管路(7)螺旋式缠绕在输泥管路(4)上。
4.根据权利要求1或2或3所述的LNG绞吸挖泥船，其特征在于，所述冷却管路(7)的进口位于输泥管路(4)与绞吸泵(2)相连接的一端，所述冷却管路(7)的出口设置在输泥管路(4)与铰刀架(3)相连接的一端。
5.根据权利要求1或2或3所述的LNG绞吸挖泥船，其特征在于，所述冷却管路(7)和输泥管路(4)为一次性铸造成型的整体式结构。
6.根据权利要求5所述的LNG绞吸挖泥船，其特征在于，所述冷却管路(7)和输泥管路(4)为铸铝制成。
7.根据权利要求1或2或3所述的LNG绞吸挖泥船，其特征在于，所述辅助冷却管路(10)和冷却管路(7)相串联，所述辅助冷却管路(10)设置在LNG储藏罐(5)和冷却管路(7)之间。
8.根据权利要求1或2或3所述的LNG绞吸挖泥船，其特征在于，所述辅助冷却管路(10)和冷却管路(7)相并联。
9.根据权利要求7所述的LNG绞吸挖泥船，其特征在于，所述绞吸泵(2)包括泵体(2a)和送泥管(2b)，所述辅助冷却管路(10)包括设置在泵体(2a)上的助冷管二(10b)和设置在送泥管(2b)上的助冷管一(10a)，所述助冷管二(10b)设置在助冷管一(10a)的前端。
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