CN104802937A - 液化天然气船独立液货舱绝热层系统及其构建方法 - Google Patents

Abstract

一种液化天然气船独立液货舱绝热层系统及其构建方法，所述液化天然气船独立液货舱绝热层系统包括预制绝热板模块，所述预制绝热板模块包括防溅屏板和聚氨酯泡沫绝热板；连续安装的所述防溅屏板和粘贴在相邻两块防溅屏板之间的间隙缝之上的用于密封的弹性次屏壁薄膜密封接头形成次屏壁层；保护层、填充绝热材料、固定螺栓、螺母和密封垫圈。本发明的技术方案解决了IMO B型液货舱的隔热问题。

Description

液化天然气船独立液货舱绝热层系统及其构建方法

技术领域

本发明涉及新型液化天然气船技术领域，特别是一种预制绝热板模块的构造方法、液化天然气船独立液货舱绝热层系统及其构建方法。

背景技术

液化天然气是指将主要成分为甲烷的天然气冷却到大约-163℃并压缩到其气体体积的1/600的无色、透明的低温液体。是一种重要的清洁能源。液化天然气船则是液化天然气海上运输的主要运输工具，是一种高技术、高难度和高附加值的船舶，被誉为世界造船“皇冠上的明珠”。

液化天然气船舶在航行中液货与外界环境的温差高达近200℃，因此会有大量的热量通过液货围护系统流入舱内，致使液货蒸发，一方面造成货物损失，另一方面大量的液货蒸发会导致液货舱内的压力升高，危害船舶的航行安全。因此需要在液货舱的周围安装一层隔热性能很好的绝热层围护系统。鉴于液化天然气船舶的结构不尽相同，例如IMO B型液货舱，由于IMO B型液货舱船体内壳无法为绝热层提供支撑，因此如何解决IMO B型液货舱的隔热问题成为目前亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的技术方案要解决的技术问题解决IMO B型液货舱的隔热问题。

为解决上述问题本发明的技术方案提供了一种预制绝热板模块的构造方法，包括：

基于标准尺寸规范切割防溅屏板和聚氨酯泡沫绝热板；

在所述防溅屏板和聚氨酯泡沫绝热板上设置螺栓孔，所述螺栓孔分别位于所述防溅屏板的中心和四个边角，以及所述聚氨酯泡沫绝热板的中心；

通过粘合剂将所述聚氨酯泡沫绝热板粘接在所述防溅屏板的表面。

为解决上述问题本发明的技术方案还提供了一种液化天然气船独立液货舱绝热层系统，包括：

预制绝热板模块，所述预制绝热板模块包括防溅屏板和聚氨酯泡沫绝热板；连续安装的所述防溅屏板和粘贴在相邻两块防溅屏板之间的间隙缝之上的用于密封的弹性次屏壁薄膜密封接头形成次屏壁层；所述预制绝热板模块利用前述的预制绝热板模块的构造方法构造；

保护层、填充绝热材料、固定螺栓、螺母和密封垫圈。

可选的，所述固定螺栓包括四个分别位于所述防溅屏板的四个边角上的短螺栓和一个位于所述防溅屏板的中心处的长螺栓；每块所述预制绝热板模块在安装时均需要所述固定螺栓固定。

可选的，所述固定螺栓的下端设有凸台结构，所述凸台结构控制所述防溅屏板与主屏壁之间的间隙的间距，所述间隙的间距的宽度为5mm至10mm，所述间隙内充有惰性气体，所述主屏壁为液化天然气船独立液货舱的壁板，所述液化天然气船独立液货舱绝热层系统安装在所述主屏壁上。

可选的，所述聚氨酯泡沫绝热板由粘合剂粘接在所述防溅屏板的表面构成所述预制绝热板模块。

可选的，所述防溅屏板为不锈钢材质。

可选的，所述密封垫圈为聚四氟乙烯材质。

可选的，所述填充绝热材料为软性的绝热材料，通过粘合剂粘接固定。

可选的，所述保护层通过粘合剂粘接固定在所述聚氨酯泡沫绝热板的外表面。

为解决上述问题本发明的技术方案还提供了一种液化天然气船独立液货舱绝热层系统的构建方法，包括：

基于标准尺寸规范完成预制绝热板模块的预制；

在主屏壁的钢板上按照规范位置焊接固定所有的固定螺栓；

在焊接好的固定螺栓的凸台结构上安装聚四氟乙烯材质的密封垫圈；

将所述预制绝热板模块安装在所述固定螺栓上，安装四个边角上的固定螺栓的螺母，安装位于聚氨酯泡沫绝热板中心处的固定螺栓上的圆盘垫圈和螺母，使用聚氨酯填充塞填充聚氨酯泡沫绝热板上的螺栓孔；

在相邻两块防溅屏板之间的间隙缝的上方粘贴弹性次屏壁薄膜，对所述间隙缝进行密封；

将软性的绝热材料的填充绝热材料填充进相邻的预制绝热板模块之间的空间，所述填充绝热材料由粘合剂固定；

在所述预制绝热板模块的外侧粘贴一层保护层。

本发明采取以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明提供的新型液化天然气船IMO B型独立液货舱绝热系统及其构造方法，其适应于IMO B型液货舱的船体围护系统结构特点，解决了IMOB型液货舱绝热系统结构设计和安装工艺技术难点；

2、本发明提供的新型液化天然气船绝热层系统构造及安装采用预制模块整体安装的方法，可以简化安装过程，节省绝热层系统安装的时间成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的绝热层结构的主视图；

图2是图1中局部B的放大图；

图3是本发明实施例提供的绝热层结构的立体分解图；

图4是本发明实施例提供的绝热层结构的左视图；

图5是图4中剖面A-A的剖面图；

图6是本发明实施例提供的绝热层结构的预制绝热板模块的主视图；

图7是图6中剖面B-B的剖面图；

图8是本发明实施例提供的绝热层结构的预制绝热板模块的俯视图；

图9是本发明实施例提供的新型液化天然气船舶围护系统结构图；

图10是图9中局部C的放大图；

图11是现有技术的绝热层的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的预制绝热板模块的构造方法的流程图；

图13是本发明实施例提供的液化天然气船独立液货舱绝热层系统的构建方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

下面结合图1至图11详细说明本发明的技术方案，图1至图11的附图标记解释如下：

图1至图10中：

1：主屏壁                                  2a:四个边角上的固定螺栓

2b：中心处的固定螺栓                       3：密封垫圈

4a、4b：防溅屏板                           5：粘合剂

6a、6b：聚氨酯泡沫绝热板                      7：螺母(与短螺栓适配)

8：弹性次屏壁薄膜密封接头                     9：填充绝热材料

10：保护层                                    11：胶合板垫圈

12：螺母(与长螺栓适配)                        13：聚氨酯泡沫填充塞

A：预制绝热板模块(包含防溅屏板(防溅屏板4a和防溅屏板4b)、胶层5和聚氨酯泡沫绝热板(聚氨酯泡沫绝热板6a和聚氨酯泡沫绝热板6b))

14：船体内壳

图6中：(15至30为专利CN 101688640B中介绍的具有焊接的次屏壁的绝热层系统)

15：现有技术中的主屏壁       16：现有技术中的主屏壁上的皱褶

17：现有技术中的绝热材料     18：现有技术中的主绝热板的上板件

19：现有技术中的主绝热板     20：现有技术中的次绝热板的上板件

21：现有技术中的次绝热板     22：现有技术中的绝热材料

23：现有技术中的填充绝热材料 24：现有技术中的水平楔

25：现有技术中的胶粘剂       26：现有技术中的次绝热板的下板件

27：现有技术中的船体内壳     28：现有技术中的第二绝热层

29：现有技术中的次屏壁       30：现有技术中的第一绝热层

B：现有技术中的次屏壁的焊接  C：现有技术中的绝热层的固定机构

图11为现有技术的技术方案，如图11所示，公开号为CN 101688640B的中国专利申请公开了一种具有焊接的次屏壁的液化天然气储存箱绝热系统，其中，该绝热层系统主要是针对薄膜型(例如Mark III型)液货舱设计的。专利CN 101688640 B介绍的绝热层系统的绝热板固定在现有技术中的主屏壁15和船体内壳27之间，其安装顺序为从船体内壳到主屏壁的从外向里的顺序。通过连接装置(现有技术中的绝热层的固定机构C)将下板件26固定在船体内壳27上，然后再将现有技术中的绝热材料22通过现有技术中的胶粘剂25粘接在下板件26上，然后粘接上板件20，在上板件20的上表面上，通过薄金属板焊接形成一个连为一体的密封次屏壁层(现有技术中的次屏壁29)，然后在次屏壁上再粘接一层现有技术中的绝热材料17，最后在最里面焊接形成一层带有皱褶16的主屏壁。

上述公开专利申请中所介绍的具有焊接的次屏壁的液化天然气储存箱绝热系统中整个绝热层可以夹在支撑壁(船体内壳)与主屏壁之间。但是由于IMO B型液货舱与薄膜型液货舱结构上存在差别，IMO B型液货舱的绝热层与船体内壳之间需要布置一个能够容纳维修人员进入的间隙通道，所以绝热层不能紧贴在船体内壳上，也就不能利用内船壳作为支撑壁，而需利用主屏壁作为支撑壁；在安装顺序上，也需要与薄膜型液货舱的安装顺序相反，即需要从里向外从主屏壁到绝热层的顺序安装。

如图11所示的绝热层系统，上板件20上方的所有部件都是通过粘合剂粘接，在薄膜型液货舱中，因为绝热层夹在支撑壁与主屏壁之间，这种固定方式可以固定绝热层，但是在IMO B型液货舱中，船体内壳无法再为绝热层提供支撑，因此，上述绝热层系统就无法安装于IMO B型液货舱中。

鉴于上述情况，如图12所示，本发明技术方案提供了一种预制绝热板模块的构造方法，包括如下步骤：

步骤S1，基于标准尺寸规范切割防溅屏板和聚氨酯泡沫绝热板；

步骤S2，在所述防溅屏板和聚氨酯泡沫绝热板上设置螺栓孔，所述螺栓孔分别位于所述防溅屏板的中心和四个边角，以及所述聚氨酯泡沫绝热板的中心；

步骤S3，通过粘合剂将所述聚氨酯泡沫绝热板粘接在所述防溅屏板的表面。所述粘合剂可以是胶粘剂或者专用胶，或者其他可以用来粘接的物质。

本发明实施例提供的液化天然气船独立液货舱绝热层系统，包括：

预制绝热板模块，所述预制绝热板模块包括防溅屏板和聚氨酯泡沫绝热板；连续安装的所述防溅屏板和粘贴在相邻两块防溅屏板之间的间隙缝之上的用于密封的弹性次屏壁薄膜密封接头形成次屏壁层；所述预制绝热板模块利用前述的预制绝热板模块的构造方法构造；保护层、填充绝热材料、固定螺栓、螺母和密封垫圈。

每块所述预制绝热板模块在安装时均需要所述的五个固定螺栓进行固定，其中四个短螺栓位于防溅屏板的四个边角上，一个长螺栓位于防溅屏板的中心处。每块所述预制绝热板模块在安装时均需要所述固定螺栓固定。

所述固定螺栓的下端都设计为凸台结构，通过这个凸台结构能够控制防溅屏板与主屏壁之间的间隙距离。所述的间隙通道的宽度为5mm至10mm。所述的通道内充有惰性气体。所述主屏壁为液化天然气船独立液货舱的壁板，所述液化天然气船独立液货舱绝热层系统安装在所述主屏壁上。

所述的聚氨酯泡沫绝热板由粘合剂粘接在防溅屏板表面构成预制绝热板模块。所述防溅屏板由不锈钢材料制成。所述密封垫圈由聚四氟乙烯材料制成。所述填充绝热材料为软性的绝热材料，其固定方式为粘合剂粘接固定。所述保护层由粘合剂粘接固定在聚氨酯泡沫绝热板的外表面。

如图13所示，本发明的技术方案还提供了一种液化天然气船独立液货舱绝热层系统的构建方法，包括：

步骤S4，基于标准尺寸规范完成预制绝热板模块的预制；

步骤S5，在主屏壁的钢板上按照规范位置焊接固定所有的固定螺栓；

步骤S6，在焊接好的固定螺栓的凸台结构上安装聚四氟乙烯材质的密封垫圈；

步骤S7，将所述预制绝热板模块安装在所述固定螺栓上，安装四个边角上的固定螺栓的螺母，安装位于聚氨酯泡沫绝热板中心处的固定螺栓上的圆盘垫圈和螺母，使用聚氨酯填充塞填充聚氨酯泡沫绝热板上的螺栓孔；

步骤S8，在相邻两块防溅屏板之间的间隙缝的上方粘贴弹性次屏壁薄膜，对所述间隙缝进行密封；

步骤S9，将软性的绝热材料的填充绝热材料填充进相邻的预制绝热板模块之间的空间，所述填充绝热材料由粘合剂固定；

步骤S10，在所述预制绝热板模块的外侧粘贴一层保护层。

下面具体说明本发明的技术方案：

绝热层连续地安装在液货舱的主屏壁1周围形成隔热围护层。该绝热层系统包括由不锈钢制成的防溅屏板(防溅屏板4a和防溅屏板4b)，次屏壁层由连续安装的不锈钢防溅屏板和粘贴在相邻防溅屏板之间的间隙缝之上的弹性次屏壁薄膜(flexible triplex)密封接头8构成，聚氨酯泡沫绝热板(聚氨酯泡沫绝热板6a和聚氨酯泡沫绝热板6b)，填充绝热材料9，使用粘合剂固定在聚氨酯泡沫绝热板(聚氨酯泡沫绝热板6a和聚氨酯泡沫绝热板6b)外表面来保护绝热板的保护层10，用于将绝热层系统固定支撑在液货舱的主屏壁1上的固定螺栓(固定螺栓2a和固定螺栓2b)螺母7，以及用来密封螺栓孔的聚四氟乙烯垫圈(密封垫圈3)。

每块绝热层结构中总共包含五个固定螺栓，其中四个短螺栓2a位于防溅屏板4a的四个边角上，一个长螺栓2b位于防溅屏板4a的中心处。五个固定螺栓的下端都设计为凸台结构，通过这个凸台结构能够控制防溅屏板4a与主屏壁1之间的间隙距离。在绝热系统安装中，需保证防溅屏板与主屏壁之间的此间隙通道为连通、密封的，优选地，该间隙的宽度为5mm至10mm为宜。当主屏壁发生泄漏时，泄漏的液化天然气可以通过间隙空间流到收集容器里。船舶运行时，该通道里充满惰性气体，优选地，该惰性气体为氮气。固定螺栓的下端直接焊接在主屏壁1的表面上，整个绝热层系统均依靠螺栓固定支撑。

所述的绝热层系统中，聚氨酯泡沫绝热板6a和聚氨酯泡沫绝热板6b由粘合剂5粘接在不锈钢的防溅屏板4a和防溅屏板4b表面构成预制绝热板模块A。在进行绝热层安装之前，需要按照标准尺寸规范完成预制绝热板模块A的预制，预制步骤为：第一步、按照标准尺寸规范切割好防溅屏板4a和防溅屏板4b和聚氨酯泡沫绝热板6a和聚氨酯泡沫绝热板6b；第二步、按照标准尺寸规范在防溅屏板和聚氨酯泡沫绝热板上制作好螺栓孔，包括防溅屏板上位于四个边角和中心处的螺栓孔和位于聚氨酯泡沫绝热板中心处的螺栓孔；第三步、使用粘合剂5将聚氨酯泡沫绝热板粘接在防溅屏板表面(粘合剂形成胶层)。在安装时，只需将预制好的整个预制绝热板模块A整体安装到已经定位在主屏壁1上的螺栓之上。采用预制模块整体安装的方法可以简化安装过程，节省绝热层系统安装的时间成本。

所述的绝热层系统中，在进行预制绝热板模块A的安装之前，应该在每个固定螺栓的凸台表面安装一个密封垫圈3，密封垫圈3的作用为对防溅屏板上的螺栓孔进行密封。优选地，密封垫圈3可选用密封性能较好、适合低温环境下使用的聚四氟乙烯垫圈。

所述的防溅屏板由不锈钢材料制成，防溅屏板要求具备一定的刚度，对安装在其表面的聚氨酯泡沫绝热板提供支撑。

在所述的绝热层系统中，将预制绝热板模块A整体安装到已经焊接在主屏壁1上的固定螺栓上以后，先用四个边角上的螺母7固定住模块。位于中心处的长固定螺栓2b穿过防溅屏板伸入到聚氨酯泡沫绝热板之中，聚氨酯泡沫绝热板中设计有凸台结构的螺栓孔，完成四个边角的螺母7的安装后，接着将胶合板垫圈11(圆盘垫圈)和螺母12安装在伸入到聚氨酯泡沫绝热板内的长螺栓2b上。长螺栓2b的作用为：一、为整个绝热层结构提供固定支撑，防止绝热板中部发生变形塌陷；二、增强对聚氨酯泡沫绝热板的固定作用。胶合板垫圈11的作用为增加受力面积和保护聚氨酯泡沫绝热板螺栓孔处的材料表面。完成胶合板垫圈11和螺母12的安装之后，将一个圆柱状的聚氨酯泡沫填充塞13填充进聚氨酯泡沫绝热板上的螺栓孔之中。

在所述的绝热层系统中，在相邻两块防溅屏板之间留有1mm至2mm的安装间隙，用来缓冲材料的热缩胀。在预制绝热板模块安装完成后，使用粘合剂在所有的间隙缝之上粘接一层弹性次屏壁薄膜(flexible triplex)密封接头8来对间隙缝进行密封。由于不锈钢的防溅屏板和弹性次屏壁薄膜材料都具备很好的气体和液体密封性能，这两种材料的连续一体地安装就形成了一层密封的次屏壁层。但主屏壁1上发生液货泄漏时，液化天然气就不会渗透到次屏壁层以外的结构中，而可以沿着防溅屏板和主屏壁之间的间隙通道流回收集容器。

在所述的绝热层系统中，完成预制绝热板模块A的安装固定之后，使用软性的填充绝热材料9对绝热板之间的间隙进行填充，填充的绝热材料9也采用粘合剂固定。

在所述的绝热层系统中，完成绝热板的安装和填充之后，在绝热板的外表面安装一层保护层10，作用是保护绝热材料，保护层也采用粘合剂粘接的方式固定。

参考图12和图13，新型液化天然气船IMO B型独立液货舱绝热层系统构造及安装方法，包括以下步骤：

第一步，按照标准尺寸规范完成预制绝热板模块A的预制；

第二步，在主屏壁1的钢板上按照规范位置焊接固定所有的固定螺栓，完成定位；

第三步，在焊接好的固定螺栓的凸台上安装聚四氟乙烯密封垫圈，准备安装绝热板；

第四步，将已经预制好的预制绝热板模块A整体安装在固定螺栓上；

第五步，安装四个边角上的螺母7；

第六步，安装绝热板中心处的圆盘垫圈11和螺母12，使用聚氨酯填充塞13将聚氨酯泡沫绝热板上的螺栓孔填充起来；

第七步，在相邻两块防溅屏板接头间隙缝上方粘贴弹性次屏壁薄膜密封接头8，对防溅屏板的接头缝进行密封；

第八步，将软性的填充绝热材料9填充进相邻绝热板之间的空间，填充绝热材料由粘合剂进行固定；

第九步，在绝热板的外侧粘贴一层保护层10，完成安装。

绝热层的主要材料为聚氨酯泡沫绝热板，本发明的技术方案涉及的绝热层系统构造及安装方法是针对IMO B型液货围护系统的绝热层系统，其液货舱型式为独立型液货舱。

本发明的技术方案至少具有以下优势：

1、本发明提供的新型液化天然气船IMO B型独立液货舱绝热系统及其构造方法，其适应于IMO B型液货舱的船体围护系统结构特点，解决了IMO B型液货舱绝热系统结构设计和安装工艺技术难点；

2、本发明提供的新型液化天然气船绝热层系统构造及安装采用预制模块整体安装的方法，可以简化安装过程，节省绝热层系统安装的时间成本。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种预制绝热板模块的构造方法，其特征在于，包括：

基于标准尺寸规范切割防溅屏板和聚氨酯泡沫绝热板；

在所述防溅屏板和聚氨酯泡沫绝热板上设置螺栓孔，所述螺栓孔分别位于所述防溅屏板的中心和四个边角，以及所述聚氨酯泡沫绝热板的中心；

通过粘合剂将所述聚氨酯泡沫绝热板粘接在所述防溅屏板的表面。

2.一种液化天然气船独立液货舱绝热层系统，其特征在于，包括：

预制绝热板模块，所述预制绝热板模块包括防溅屏板和聚氨酯泡沫绝热板；连续安装的所述防溅屏板和粘贴在相邻两块防溅屏板之间的间隙缝之上的用于密封的弹性次屏壁薄膜密封接头形成次屏壁层；所述预制绝热板模块利用权利要求1所述的预制绝热板模块的构造方法构造；

保护层、填充绝热材料、固定螺栓、螺母和密封垫圈。

3.如权利要求2所述的液化天然气船独立液货舱绝热层系统，其特征在于，所述固定螺栓包括四个分别位于所述防溅屏板的四个边角上的短螺栓和一个位于所述防溅屏板的中心处的长螺栓；每块所述预制绝热板模块在安装时均需要所述固定螺栓固定。

4.如权利要求3所述的液化天然气船独立液货舱绝热层系统，其特征在于，所述固定螺栓的下端设有凸台结构，所述凸台结构控制所述防溅屏板与主屏壁之间的间隙的间距，所述间隙的间距的宽度为5mm至10mm，所述间隙内充有惰性气体，所述主屏壁为液化天然气船独立液货舱的壁板，所述液化天然气船独立液货舱绝热层系统安装在所述主屏壁上。

5.如权利要求2所述的液化天然气船独立液货舱绝热层系统，其特征在于，所述聚氨酯泡沫绝热板由粘合剂粘接在所述防溅屏板的表面构成所述预制绝热板模块。

6.如权利要求2所述的液化天然气船独立液货舱绝热层系统，其特征在于，所述防溅屏板为不锈钢材质。

7.如权利要求2所述的液化天然气船独立液货舱绝热层系统，其特征在于，所述密封垫圈为聚四氟乙烯材质。

8.如权利要求2所述的液化天然气船独立液货舱绝热层系统，其特征在于，所述填充绝热材料为软性的绝热材料，通过粘合剂粘接固定。

9.如权利要求2所述的液化天然气船独立液货舱绝热层系统，其特征在于，所述保护层通过粘合剂粘接固定在所述聚氨酯泡沫绝热板的外表面。

10.一种如权利要求2至9任一项所述的液化天然气船独立液货舱绝热层系统的构建方法，其特征在于，包括：

基于标准尺寸规范完成预制绝热板模块的预制；

在主屏壁的钢板上按照规范位置焊接固定所有的固定螺栓；

在焊接好的固定螺栓的凸台结构上安装聚四氟乙烯材质的密封垫圈；

将所述预制绝热板模块安装在所述固定螺栓上，安装四个边角上的固定螺栓的螺母，安装位于聚氨酯泡沫绝热板中心处的固定螺栓上的圆盘垫圈和螺母，使用聚氨酯填充塞填充聚氨酯泡沫绝热板上的螺栓孔；

在相邻两块防溅屏板之间的间隙缝的上方粘贴弹性次屏壁薄膜，对所述间隙缝进行密封；

将软性的绝热材料的填充绝热材料填充进相邻的预制绝热板模块之间的空间，所述填充绝热材料由粘合剂固定；

在所述预制绝热板模块的外侧粘贴一层保护层。