CN105644759B - Cng运输船 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种CNG运输船，包括主船体、通风系统和冷却系统；所述主船体内设有至少一货舱；通风系统包括进风筒、出风筒和排风机，所述进风筒和出风筒安装于所述货舱上并与货舱内部相通，所述排风机安装于所述出风筒内，将货舱内空气向外排出而促使外界空气经所述进风筒进入所述货舱内；冷却系统包括风机冷却盘管和用以向风机冷却盘管提供冷水的冷水机组，所述风机冷却盘管设置于所述货舱内以冷却货舱内空气。本发明在保证了货舱保护及冷却功能的基础上，简化了系统结构，节省了成本；货舱内保持空气流通，方便检查维护。
Description
技术领域
本发明涉及船舶领域，特别涉及一种CNG运输船。
背景技术
天然气作为一种清洁、高效的优质能源，目前在各国家得到了普遍应用。由于天然气常温常压下为气体、可压缩性强、流动性好的特点，管道运输为天然气运输的最合适方式。然而对于海上天然气的运输，特别当运输距离过长时，采用管道运输的铺设难点大、成本高，一般会将天然气进行液化后由LNG运输船进行运输。LNG运输时需对天然气进行液化、对LNG储罐的绝热具有较高要求、长途运输需对BOG进行再液化、使用前需对LNG进行再气化，各过程需配备相应的功能设备，LNG船的投入成本较高。
压缩天然气（Compressed Natural Gas ，简称CNG）运输船是指运送压缩天然气的货船，由于无需液化装置和再气化终端等昂贵的设施，CNG运输船投资费用明显低于LNG运输车，因此受到日益受到青睐。最早的CNG运输船概念出现于1968年，CNG的压力值和温度分别为80bar和-60℃，原型船在美国新泽西州建造和试验，并通过美国海岸警卫队审核，但并未商业化应用。世界各地虽一直有研究CNG运输船的各种设计方案，但现实投入运营的CNG运输船还尚未出现。
参照现有的其他运输船的结构形式，CNG运输船较优地通过货舱来运载CNG，由于天然气在高浓度下具有易爆性，按照常规的措施，一般会采用在货舱内充注惰性气体，控制舱内可能存在的天然气浓度在爆炸浓度范围以下，达到安全目的。如果采用惰性气体充注，货舱需配备惰性气体发生器装置及一系列相对应的辅助系统，如货舱的快速透气阀、通风置换风机及额外的货舱降温冷却器等；另外此系统由于需要货舱内保持一定的压力，整个货舱的结构强度需要额外考虑；因此系统复杂，成本高昂。而且舱内充注惰性气体，每次人员进入舱内检查前都需先用通风机对货舱内充外界空气，降低惰性气体浓度，增加货舱内的氧浓度到人员安全范围；检验完之后又需重新充注惰性气体，而这过程通常需要至少十几个小时的时间，对货舱内瓶组及阀组的检查维护很不方便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CNG运输船，解决现有技术中系统复杂、维护不便的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种CNG运输船，包括主船体、通风系统和冷却系统；所述主船体内设有至少一货舱；通风系统包括进风筒、出风筒和排风机，所述进风筒和出风筒安装于所述货舱上并与货舱内部相通，所述排风机安装于所述出风筒内，将货舱内空气向外排出而促使外界空气经所述进风筒进入所述货舱内；冷却系统包括风机冷却盘管和用以向风机冷却盘管提供冷水的冷水机组，所述风机冷却盘管设置于所述货舱内以冷却货舱内空气。
优选地，所述通风系统还包括用以检测所述货舱内天然气浓度的气体探测装置，所述气体探测装置安装于所述货舱内，并与对应安装在该货舱上的所述排风机电连接以根据检测结果控制排风机的运转。
优选地，所述排风机为双速风机，在正常状态下以低速运转，在所述气体探测装置检测到的天然气浓度超过设定的报警值时，排风机以高速运转。
优选地，所述进风筒和所述出风筒均设置于所述货舱的舱顶甲板上，且分别靠近货舱两端的舱壁。
优选地，所述货舱于靠近所述出风筒的舱壁上设有风道，所述风道沿竖直方向延伸，风道的侧壁设有上下间隔的进风孔，风道上端与所述出风筒相通。
优选地，所述进风筒在每一所述货舱上均设有多个，进风筒沿所述主船体的舯线对称布置；所述出风筒亦设置有多个，同样沿所述主船体的舯线对称布置。
优选地，所述风机冷却盘管在所述货舱内的位置靠近所述进风筒所在处的舱壁。
优选地，所述货舱内布置有多组用以装载CNG的气瓶单元，多组气瓶单元沿所述主船体的宽度方向间隔布置而在相邻两气瓶单元之间形成通道；所述风机冷却盘管布置在通道的尽头。
优选地，每个通道对应设置一组所述风机冷却盘管，每组所述风机冷却盘管在竖直方向上间隔设置有多个风机冷却盘管。
优选地，所述冷水机组为海水冷却式冷水机组，布置于所述主船体的艏部。
由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：本发明中，货舱内采用机械排风机和风机冷却盘管相结合的方式，依靠通风系统的排风机对货舱进行通风实现安全保护，通过冷却系统的风机冷却盘管控制货舱内温度达到设计要求点。通风系统和冷却系统仅含有必备的通风设备和冷却设备，系统结构相对简单，对结构强度等无特殊要求。相比运用惰性气体系统要经济至少30%。并且，本发明中货舱内空气通过排风机的运行一直保持为流通状态，货舱内的氧浓度可始终维持在正常范围，因此人员可随时进入货舱内，方便检查维护。
附图说明
图1是本发明CNG运输船实施例的外部结构俯视图。
图2是本发明CNG运输船实施例的内部结构俯视图。
图3是本发明CNG运输船实施例的内部结构侧视图。
附图标记说明如下：1、主船体；11、货舱；111、前舱壁；112、后舱壁；113、舱顶甲板；11a、第一货舱；11b、第二货舱；12、主甲板；2、通风系统；21、排风机；22、进风筒；23、出风筒；24、风道；241、进风孔；25、延伸风道；3、冷却系统；31、风机冷却盘管；4、气瓶单元；41、气瓶。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
下文所出现的代表方位的“前”、“后”方向说明如下：如无特别说明，均以船的艏部方向为“前”，以船的艉部方向为“后”。
参阅图1至图3，本实施例的CNG运输船在主船体1内设有多个货舱11，各货舱11沿主船体1的长度方向排布。其中，图1至图3中仅示意了主船体1前端两个货舱11的结构。每一货舱11均具有前舱壁111、后舱壁112和舱顶甲板113，货舱11高度超出主船体1的主甲板12，货舱11的舱顶甲板113相应位于主甲板12之上。各货舱11内布置有多组用以装载CNG的气瓶单元4，多组气瓶单元4在沿主船体1的宽度方向上间隔布置，相邻两气瓶单元4之间形成通道；每组气瓶单元4具有多个呈竖直状态安装的气瓶41，气瓶41底部支撑于货舱11底部，气瓶41上端超出主甲板12。
基于对货舱11保护及冷却的功能需求，本实施例的CNG运输船上设置有相应的通风系统2及冷却系统3。
通风系统2主要包括进风筒22、出风筒23和排风机21，用以促进货舱11内空气的强制流动，保持货舱11的空气循环，使货舱11保持一定的换气量。
如图1所示，各货舱11的舱顶甲板113上均设有与货舱11内部相通的进风筒22和出风筒23，进风筒22和出风筒23分别靠近货舱11两端的舱壁，进风筒22和出风筒23的数量根据实际需要可设置为多个。如本实施例中，位于前端的货舱11（以下称为第一货舱11a）设有两个进风筒22和两个出风筒23，两进风筒22靠近第一货舱11a的后舱壁112，且两进风筒22相对于主船体1的舯线L对称；两出风筒23靠近第一货舱11a的前舱壁111，两出风筒23相对于主船体1的舯线L对称。位于后端的货舱11（以下称为第二货舱11b）设有四个进风筒22和两个出风筒23，四个进风筒22靠近第二货舱11b的前舱壁111，四个进风筒22位于一条直线上，并相对于主船体1的舯线L对称，两出风筒23靠近第二货舱11b的后舱壁112，两出风筒23相对于主船体1的舯线L对称。在其他实施例中，货舱11上所设置的进风筒22和出风筒23的数量也可以为其他数值。进风筒22可以为百叶窗的形式，并在通风入口配备防火金属网，同时兼用阻挡老鼠或飞虫进入货舱11内。
排风机21安装于出风筒23内，每一出风筒23内均设有一排风机21，通过排风机21将货舱11内空气向外排出，货舱11内空气排出形成的负压将促使外界空气不断经进风筒22补充至货舱11内，由此而保持货舱11的换气量。本实施例的这两个货舱11均配备有两台排风机21，每台排风机21具有总需求的50%风量，通过对排风机21规格的选取，可使得每个货舱11都具有最大30次/时换气量的能力。
较优地，通风系统2还包括气体探测装置，在每一货舱11内均安装该气体探测装置，用以监测该货舱11内天然气浓度。气体探测装置与同一货舱11内的排风机21电连接以根据检测结果控制排风机21的运转。在本实施例中，排风机21为双速风机，在正常状态下（即天然气浓度在安全值以内时）排风机21以低速运转，保持货舱11具有8次/时换气量的能力。当某个货舱11天然气浓度超过气体探测装置设定的报警值时，排风机21将自动转为高速运转，满足货舱11b内30次/时换气量的能力，快速稀释货舱11内的天然气浓度到安全值，起到保护作用。此处，8次/时和30次/时换气量的数值为一应用实例，可根据安全需求进行合理调整。排风机21与气体探测装置的联动可实时监测货舱11内的可燃气体浓度，并保持可燃气体浓度在安全范围之内，因此人员可随时进入货舱11内检查维护瓶组及其阀门，相当便利。
如图2和图3所示，货舱11于靠近出风筒23的舱壁上还设有风道24，如第一货舱11a的风道24设置于前舱壁111处，第二货舱11b的风道24设置于后舱壁112处。风道24沿竖直方向延伸，风道24侧壁设有上下间隔的进风孔241，风道24上端与出风筒23相通。通过这些风道24可以对空气流动起到导向作用，起到更好的换气效果。图中第一货舱11a和第二货舱11b内均设置有多个沿主船体1宽度方向间隔排布的风道24，第一货舱11a的风道24从进风孔241处还设有延伸风道25，延伸风道25上同样也设有进风孔，更适应于第一货舱11a的形状。
该CNG运输船的冷却系统3主要是在气瓶41装载时冷却气瓶41，充注完毕后，在运输过程及CNG卸载时都无需开启。通过该冷却系统3控制货舱11内温度达到设计要求点，以确保CNG装载量达到设计要求量。
冷却系统3主要包括风机冷却盘管31和用以向风机冷却盘管31提供冷水的冷水机组（图中未示出）。根据冷量需求，冷水机组可配置为一台或多台并布置于主船体1的艏部。较优地，冷水机组为海水冷却式冷水机组，充分利用CNG运输船海上运输的条件。冷水机组所提供的冷水通过循环水泵输送至风机冷却盘管31。
参阅图2和图3，在每一货舱11内均布置有多个风机冷却盘管31，风机冷却盘管31在货舱11内的位置靠近进风筒22所在处的舱壁，如第一货舱11a中，风机冷却盘管31靠近后舱壁112，第二货舱11b中，风机冷却盘管31靠近前舱壁111。这种布置结构配合通风系统2可使冷空气贯通货舱11前后，使冷空气能流经所有气瓶41，更好地冷却气瓶41。
风机冷却盘管31在沿竖直方向和沿主船体1宽度方向上均设置有多个。如图3所示的实施例中，风机冷却盘管31在竖直方向上间隔设置有3个，分别可对气瓶41的上部、中部、下部进行冷却。以竖直方向上的3个风机冷却盘管31为一组，再参阅图2，在沿主船体1宽度方向，相应地具有多组这样的风机冷却盘管31，每组风机冷却盘管31设置于相邻的两组气瓶单元4之间的通道内并布置于通道的尽头，即经风机冷却盘管31冷却后的冷空气可以经两组气瓶单元4之间的通道流过，保证排列在下游的气瓶41也能得到较好的冷却效果。
上述实施例中，货舱内的气瓶呈竖直状态安装，通风系统和冷却系统可以实现良好的通风和冷却效果。上述通风系统和冷却系统的结构还可推广应用至采用卧式瓶组装载CNG的CNG运输船上。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种CNG运输船，其特征在于，包括：
主船体，其内设有至少一货舱；
通风系统，包括进风筒、出风筒和排风机，所述进风筒和出风筒安装于所述货舱上并与货舱内部相通，所述排风机安装于所述出风筒内，将货舱内空气向外排出而促使外界空气经所述进风筒进入所述货舱内；
冷却系统，包括风机冷却盘管和用以向风机冷却盘管提供冷水的冷水机组，所述风机冷却盘管设置于所述货舱内以冷却货舱内空气；所述风机冷却盘管在所述货舱内的位置靠近所述进风筒所在处的舱壁；所述风机冷却盘管在沿竖直方向和沿所述主船体宽度方向上均设置有多个；所述冷水机组为海水冷却式冷水机组。
2.根据权利要求1所述的CNG运输船，其特征在于：所述通风系统还包括用以检测所述货舱内天然气浓度的气体探测装置，所述气体探测装置安装于所述货舱内，并与对应安装在该货舱上的所述排风机电连接以根据检测结果控制排风机的运转。
3.根据权利要求2所述的CNG运输船，其特征在于：所述排风机为双速风机，在正常状态下以低速运转，在所述气体探测装置检测到的天然气浓度超过设定的报警值时，排风机以高速运转。
4.根据权利要求1-3任一项所述的CNG运输船，其特征在于：所述进风筒和所述出风筒均设置于所述货舱的舱顶甲板上，且分别靠近货舱两端的舱壁。
5.根据权利要求4所述的CNG运输船，其特征在于：所述货舱于靠近所述出风筒的舱壁上设有风道，所述风道沿竖直方向延伸，风道的侧壁设有上下间隔的进风孔，风道上端与所述出风筒相通。
6.根据权利要求4所述的CNG运输船，其特征在于：所述进风筒在每一所述货舱上均设有多个，进风筒沿所述主船体的舯线对称布置；所述出风筒亦设置有多个，同样沿所述主船体的舯线对称布置。
7.根据权利要求4所述的CNG运输船，其特征在于：所述货舱内布置有多组用以装载CNG的气瓶单元，多组气瓶单元沿所述主船体的宽度方向间隔布置而在相邻两气瓶单元之间形成通道；所述风机冷却盘管布置在通道的尽头。
8.根据权利要求7所述的CNG运输船，其特征在于：每个通道对应设置一组所述风机冷却盘管，每组所述风机冷却盘管在竖直方向上间隔设置有多个风机冷却盘管。
9.根据权利要求1-3任一项所述的CNG运输船，其特征在于：所述冷水机组布置于所述主船体的艏部。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |