CN105383644B - 一种独立c型液舱支承系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种独立C型液舱支承系统，包括船体和C型液舱，C型液舱内设有加强环，C型液舱外设有绝缘层，C型液舱截面的顶部和底部设有防横摇装置，C型液舱截面的下方两侧对称设有纵向限位装置，C型液舱截面的左右对称布置支承座，C型液舱截面上方两侧对称设有止浮装置。根据本发明的C型液舱，能够应对低温形变，承受液舱及货物的自重，以及响应动载荷；限制液舱在横向的位移；限制液舱在纵向的位移；货舱进水情况下，能防止不必要的结构接触或损坏。

Description

一种独立C型液舱支承系统

技术领域

本发明涉及液化气船的生产制造领域，特别是涉及液化气船的液舱结构。

背景技术

液化气船主要运输以丙烷和丁烷为主要成份的石油碳氢化合物或两者混合气，包括丙烯和丁烯，还有一些化工产品，近年来乙烯也列入其运输范围。其液舱结构型式包括：(1)非独立型整体液舱式，(2)内部绝热贮舱式，(3)独立式液舱。独立式液舱可分为A、B、C三型，它们均非船体的构成部分，呈自持式。其中本发明涉及C型独立舱，C型舱有单罐、双耳和三叶型三种，按压力容器准则设计。设计压力常取1.8MPa，不超过2MPa。我国建造的全压式和半冷半压式LPG船皆属于此范畴。

C型液舱在液化气船上被用来装载处于低温状态的液化气，液舱不构成船体结构的一部分，独立于船体结构之外，并能承受自身的重量和内部液体的静、动载荷。

船体结构需要承受C型液舱及其所装载货物的重量，同时还需要考虑船只在波浪中的运动、液舱内部货物运动引起的动载荷，需要设有适当形式的支承结构在船体与液舱之间传递各类载荷。C型液舱通过一系列支撑系统与主船体结构连接，其支撑系统承担着在船体结构和液舱结构之间传递载荷的关键作用。考虑到避免过大的应力集中，该类支承结构需要具有一定的柔性，起到缓冲作用，同时考虑到船体与液舱各自不同的变形状态，以及液舱在低温条件下的收缩变形，该类支承结构需要能允许船体和液舱之间一定程度的相对位移。同时由于C型液舱一般装运温度较低的液化气，还需要避免热量在液舱和船体之间的传递引起船体结构温度过低产生不必要的危险。

传统的C型液舱支承系统是由两只横向布置的近似半圆的弧形支座和止浮装置组成，它们都与液舱通过环氧树脂和层压木连接，其中一只弧形支座设有止移扁钢,止移扁钢安装于一凹槽结构中，以起到纵向限位的作用，因装运货物要求，设计温度低至-165℃时，液舱在营运状态下会发生较大低温收缩变形，传统类型的支撑系统无法保证较大尺度的C型液舱及其货物载荷良好地传递到船体结构，无法应对较大低温收缩变形的影响。

发明内容

鉴于现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种载荷稳定、并能应对较大低温收缩变形的独立C型液舱支承系统。

本发明提供一种独立C型液舱支承系统，包括船体和C型液舱，C型液舱内设有加强环，C型液舱外设有绝缘层，C型液舱截面的顶部和底部设有防横摇装置，C型液舱截面的下方两侧对称设有纵向限位装置，C型液舱截面的左右对称布置垂直支承座，C型液舱截面上方两侧对称设有止浮装置。按照本发明方案的C型液舱的支承系统，能承受液舱及货物的自重，以及响应动载荷；限制液舱在横向的位移；限制液舱在纵向的位移；货舱进水情况下，能防止不必要的结构接触或损坏。并能够应付C型液舱支承系统在液舱营运状态下会发生较大低温收缩变形，对载荷传递的影响。

作为优选，防横摇装置、纵向限位装置、支承座、止浮装置均包括液舱的凸出结构，凸出结构通过环氧树脂与层压木粘为一体，再与船体的限位结构配合。船体上对应各个装置均设有不同结构形式的限位结构，用于固定、支撑液舱。

作为优选，层压木由榉木在油脂中浸泡制成。

作为优选，防横摇装置在C型液舱的顶部和底部分别纵向布置，所述防横摇装置的数目与加强环的数目对应，防横摇装置的层压木与船体的限位结构直接接触。内部加强环的数量由液舱的长度和舱容决定，如顶部防横摇装置和底部防横摇装置纵向各布置3个，其布置与液舱加强环的布置保持一致，这样的布置可以很好地起到整个液舱的横向限位的作用。根据独立C型液舱的形状，以及船舶在实际航行横摇时的特点，在C型液舱的顶部和底部布置防横摇装置，嵌入对应船体上的限位结构。防横摇装置包括设置在C型液舱上的凸出结构，凸出结构与限位结构间设有层压木，层压木与凸出结构通过环氧树脂粘在一起，层压木与两侧限位结构直接接触。

作为优选，纵向限位装置对称分布2个，纵向限位装置的层压木与船体的限位结构直接接触，所述纵向限位装置与所述防横摇装置呈“十”字排列。纵向限位装置设置在液舱长度方向的中间位置，左右对称布置，一般数量为2只。船舶在航行时，在行进的前后方向上有速度和加速度，这样就有必要限制液舱的前后方向的位移，以避免液舱与货舱前后的横舱壁碰撞，在C型液舱的下方对称布置纵向限位装置，其结构形式与防横摇装置类似，液舱的凸出结构，嵌入与船体连接的前后两侧限位结构，凸出结构与两侧限位结构间设有层压木，层压木与凸出结构通过环氧树脂粘在一起，层压木与两侧限位结构直接接触。由于实际建造过程中的施工误差和实际营运中因为货物低温而导致的收缩，纵向限位装置只设置两只，与防横摇装置成“十”字排列。为了弥补数量上的不足，纵向限位装置的尺寸较防横摇装置更大，强度要求也更高。

作为优选，C型液舱为双耳C型液舱，纵向限位装置对称布置在左右舱体的最低点。

作为优选，垂直支承座对称设置在C型液舱的腰部，沿长度方向连续或间断布置。C型液舱的重量和所装货物的重量，以及在船舶航行中由于风浪引起的垂向加速度而产生的惯性力，都需要通过垂向支承座传递到船体结构上。垂向支承座的设置使得C型液舱在发生较大低温收缩，与船体结构发生较大相对位移的情况下，仍然能够使得支撑系统与船体结构有足够的接触面积，保证载荷的传递，避免产生较大应力危及结构安全。考虑到实际垂向载荷较大，所以该支承座沿长度方向连续布置，最大可连续范围为罐体的平直部分。该支承座形式为连接到罐体上的凸出结构，通过层压木与船体结构直接接触，凸出结构与层压木之间用环氧树脂粘住。同时考虑到实际建造时的精度问题，层压木沿长度方向可以分成几段并前后留有间隙，在装配时分别调整。

作为优选，止浮装置的层压木与船体的限位结构之间留有间隙。在船舶货舱发生破损时，货舱内进水，液舱在进水浮力作用下上浮时，止浮装置需要发挥作用，避免液舱与船体钢结构的直接接触产生液舱和船体结构的损坏，止浮装置与层压木之间通过环氧树脂粘住，层压木与船体结构之间留有间隙，在货舱进水液舱上浮时与船体结构直接接触。考虑到与船体结构的匹配，止浮装置布置在C型液舱的侧上部，左右对称，前后布置3对。止浮装置的布置也与液舱加强环的布置保持一致，加强环的设置数量和布置时根据双耳型液舱的结构设计和布置决定的。

如上所述，本发明的一种独立C型液舱支承系统，具有以下有益效果：

(1)C型液舱大型化时，满足传统的C型液舱支承系统的支撑及载荷传递无法满足的强度要求；

(2)在C型液舱大型化以及设计温度低于-100℃时，解决液舱低温收缩变形较大带来的支撑设计问题；

本发明所述支撑系统可适用于单舱容积超过20000立方米，设计温度低达-165℃的独立C型液舱。

附图说明

图1显示为本发明实施例的独立C型液舱支承系统在常温下的横截面剖视图及支承座布置图。

图2显示为本发明实施例的独立C型液舱支承系统在低温下的横截面剖视图及支承座布置图。

图3显示为本发明实施例的独立C型液舱支承系统的俯视图。

图4显示为本发明实施例的独立C型液舱支承系统的仰视图。

图5显示为图1中A的放大视图。

图6显示为图1中B的放大视图。

图7显示为图1中V-1的截面图。

图8显示为图1中C的放大视图。

图9显示为传统C型液舱支承座在常温下的横截面剖视图。

图10显示为传统C型液舱支承座在低温下的横截面剖视图。

零件标号说明

1 船体

2 C型液舱

3 绝缘层

4 液舱内加强环

5、5’ 垂向支承座

6 顶部防横摇装置

7 底部防横摇装置

8、8’ 纵向限位装置

9、9’ 止浮装置

51、71、81、91 凸出结构

52、72、82、92 层压木

53、73、83、93 限位机构

54 限位平台

74、84 凸出结构垂直可活动空间

10 C型液舱传统垂向支承座

11 C型液舱传统垂向支承座上层压木

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

一种独立C型液舱支承系统，可适用于单舱容积超过20000立方米，设计温度低达-165℃的独立C型液舱。

本实施例提供一种独立C型液舱支承系统，应用在双耳C型液舱上，根据C型液舱的结构设计和布置，C型液舱2内设有加强环4；为了阻止外界的热量进入装载低温LPG的液舱，C型液舱2外设有绝缘层3，C型液舱2截面的顶部和底部设有防横摇装置6、7，C型液舱2截面的下方两侧对称设有纵向限位装置8、8’，C型液舱截面的左右对称布置垂直支承座5、5’，C型液舱截面侧上方对称设有止浮装置9、9’。

根据附图9、10所示的传统C型液舱支承座在常温和低温下的横截面剖视图，可知，传统的C型液舱支承系统是由两只横向布置的近似半圆的弧形支座10和止浮装置组成，它们都与液舱通过环氧树脂和上层压木11连接，其中一只弧形支座设有止移扁钢起到纵向限位的作用，因装运货物要求，设计温度低至-165℃时，液舱在营运状态下会发生较大低温收缩变形，传统类型的支撑系统无法保证较大尺度的C型液舱及其货物载荷良好地传递到船体结构，无法应对较大低温收缩变形的影响。

再对比附图1、2所示的本实施例的C型液舱支承座在常温和低温下的横截面剖视图，可知，通过在C型液舱上设置防横摇装置6、7、纵向限位装置8、8’、垂直支承座5、5’和止浮装置9、9’，可以有效的解决液舱营运状态下发生较大低温收缩变形时，对载荷传递的影响。

根据附图1、2、3、4，在双耳C型液舱的左右舱体的上下连接处分别纵向布置顶部防横摇装置6和底部防横摇装置7各3个，其布置与液舱加强环4的数目布置保持一致，对整个液舱进行横向限位。由于防横摇装置嵌入在船体上，限制液舱的左右横摇。两处结构连接方式一致，此处以底部防横摇装置7为例说明。根据附图6，防横摇装置7包括液舱2上的凸出结构71，船体1上设有限位结构73，限位结构73成对设置，形成凸出结构71的上下可活动空间74，凸出结构71上通过环氧树脂固定连接层压木72，层压木72与两侧的限位结构73直接接触。

根据附图1、2、4，在双耳C型液舱的左右舱体的最低点对称布置纵向限位装置8、8’各一个，与防横摇装置7成“十”字排列。由于船舶在航行时，在行进的前后方向上有速度和加速度，通过纵向限位装置8、8’限制液舱的前后方向的位移，以避免液舱与货舱前后的横舱壁碰撞。根据附图7，纵向限位装置8、8’包括液舱2上的凸出结构81，船体1上设有限位结构83，限位结构83成对设置，形成凸出结构81的上下可活动空间84，凸出结构81上通过环氧树脂固定连接层压木82，层压木82与两侧的限位结构83直接接触。纵向限位装置8、8’设置两个，为了弥补数量上的不足，纵向限位装置8、8’的尺寸较防横摇装置更大，强度要求也更高。

根据附图1、2、4，在双耳C型液舱的腰部左右对称布置垂向支承座5、5’，C型液舱的重量和所装货物的重量，以及在船舶航行中由于风浪引起的垂向加速度而产生的惯性力，都需要通过垂向支承座5、5’传递到船体结构上。该布置使得C型液舱在发生较大低温收缩，与船体结构发生较大相对位移的情况下，仍然能够使得支撑系统与船体结构有足够的接触面积，保证载荷的传递，避免产生较大应力危及结构安全。考虑到实际垂向载荷较大，所以该支承座5、5’沿长度方向连续布置，最大可连续范围为罐体的平直部分。根据附图5，支承座5包括液舱的凸出结构51，船体1上的限位结构53构成限位平台54，凸出结构51为一个近似三角棱柱，其中一个棱面与C型液舱2固定连接，底部棱面通过环氧树脂固定层压木52，层压木52放置在限位平台54上。同时考虑到实际建造时的精度问题，层压木沿长度方向可以分成几段并前后留有间隙，在装配时分别调整。

根据附图1、2、3，在C型液舱的侧上方左右对称布置3对止浮装置9、9’，止浮装置9、9’的布置也与液舱加强环的布置保持一致，当船舶货舱发生破损，货舱内进水，液舱在进水浮力作用下上浮时，通过止浮装置9、9’避免液舱2与船体1钢结构的直接接触产生液舱和船体结构的损坏。根据附图8，止浮装置9包括液舱的凸出结构91，凸出结构91通过环氧树脂与层压木92连接，层压木92与船体1的限位机构93之间留有间隙，使液舱与船体1之间有可活动的空间。本实施例层压木由榉木在油脂中浸泡制成。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种独立C型液舱支承系统，包括船体和C型液舱，C型液舱内设有加强环，C型液舱外设有绝缘层，其特征在于：C型液舱的顶部和底部设有防横摇装置，C型液舱的下方两侧对称设有纵向限位装置，C型液舱的左右对称布置垂直支承座，C型液舱的侧上方对称设有止浮装置；垂直支承座可横向移动地支撑在船体的限位结构上。

2.根据权利要求1所述的独立C型液舱支承系统，其特征在于：所述防横摇装置、纵向限位装置、支承座、止浮装置均包括液舱的凸出结构，所述凸出结构通过环氧树脂与层压木粘为一体，再与船体的限位结构配合。

3.根据权利要求2所述的独立C型液舱支承系统，其特征在于：所述层压木由榉木在油脂中浸泡制成。

4.根据权利要求1或2或3所述的独立C型液舱支承系统，其特征在于：所述防横摇装置在C型液舱的顶部和底部分别纵向布置，所述防横摇装置的数目与加强环的数目对应，防横摇装置的层压木与船体的限位结构直接接触。

5.根据权利要求1或2或3所述的独立C型液舱支承系统，其特征在于：所述纵向限位装置对称分布2个，纵向限位装置的层压木与船体的限位结构直接接触，所述纵向限位装置与所述防横摇装置呈“十”字排列。

6.根据权利要求5所述的独立C型液舱支承系统，其特征在于：所述C型液舱为双耳C型液舱，纵向限位装置对称布置在左右舱体的最低点处。

7.根据权利要求1或2或3所述的独立C型液舱支承系统，其特征在于：所述垂直支承座对称设置在C型液舱的腰部，沿轴向连续或间断布置。

8.根据权利要求2或3所述的独立C型液舱支承系统，其特征在于：所述止浮装置的层压木与船体的限位结构之间留有间隙。