CN106672189B

CN106672189B - 一种单一lng燃料动力货船

Info

Publication number: CN106672189B
Application number: CN201610721286.1A
Authority: CN
Inventors: 于全虎
Original assignee: JIANGSU SHIP DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO LTD
Current assignee: JIANGSU SHIP DESIGN & RESEARCH INSTITUTE CO LTD
Priority date: 2016-08-24
Filing date: 2016-08-24
Publication date: 2018-07-06
Anticipated expiration: 2036-08-24
Also published as: CN106672189A

Abstract

本发明涉及一种单一LNG燃料动力货船,其主推进装置型式为双机、双桨。主机为两台单一天然气体燃料发动机，通过减速齿轮箱、螺旋桨轴及轴承和短轴组成的轴系驱动两只定距螺旋桨。从艉向艏看，左、右主机转向都为逆时针，螺旋桨的转向分别为左桨逆时针方向和右桨顺时针方向。发电系统由一台单一天然气体燃料发电机组和一台主机轴带发电机组成。其解决LNG供气汽化器的加热热源问题，提供一种安全性高的本质安全型机舱；实现同时或单独提供余热，增强当季节环境温度变化时LNG汽化器的调节能力；实现零排放管制水域零排放和非零排放管制水域处理达标后排放双重功能；提高操纵安全性；代表江河联运新能源绿色动力货船的发展方向。

Description

一种单一LNG燃料动力货船

技术领域

本发明属于船舶技术领域，具体涉及一种单一LNG(液化天然气(liquefiednatural gas))燃料动力货船。

背景技术

目前，为提升内河航运效益和发展绿色清洁动力运输船舶的目标，需要一种安全性高的本质安全型机舱；以实现运用主机淡水内循环余热，解决LNG供气汽化器的加热热源问题，实现同时或单独提供余热，增强当季节环境温度变化时LNG汽化器的调节能力；实现零排放管制水域零排放和非零排放管制水域处理达标后排放双重功能；提高操纵安全性；代表江河联运新能源绿色动力货船的发展方向。

发明内容

本发明提供一种单一LNG燃料动力货船，解决现有技术中所存在的LNG供气汽化器的加热热源问题，提供一种安全性高的本质安全型机舱；实现同时或单独提供余热，增强当季节环境温度变化时LNG汽化器的调节能力；实现零排放管制水域零排放和非零排放管制水域处理达标后排放双重功能；提高操纵安全性；代表江河联运新能源绿色动力货船的发展方向。

为实现上述目的，本发明提供一种单一LNG燃料动力货船，包括船体，船体上设有主机、齿轮箱、发电机组、生活污水处理装置、电动总用消防舱底泵、主机带动总用消防舱底泵、轴带发电机带稳压装置、轴带发电机、空气压缩机、杂用空气瓶、高位滑油箱、滑油手摇泵、艉轴润滑油箱及泵、主配电板、辅机启动蓄电池、主机启动蓄电池、生活污水箱、污水分离装置、污油手摇泵、污油水箱、江水箱、闸阀、滤器、第一主机膨胀节、第二主机膨胀节、排气热水消音器、第一辅机膨胀节、第二辅机膨胀节、辅机消音器、风机、干粉灭火器、泡沫灭火器、钳工台、台虎钳、舵机油箱、舵机电机油泵组、舵机电机油箱、舵机主机带动齿轮泵、三相变压器、主机箱、辅机箱、轴带空压机、热水循环泵、粉碎泵和安保箱；

第二辅机膨胀节设置在第二主机膨胀节旁，高位滑油箱设置在第二主机膨胀节旁；生活污水箱设置在污油水箱旁，生活污水箱和污油水箱设置在生活污水处理装置旁，江水箱设置在污油水箱旁；艉轴润滑油箱及泵设置在第一主机膨胀节旁，第一主机膨胀节设置在热水循环泵旁，主机和齿轮箱相连接，主机箱设置在主机旁，主机带动总用消防舱底泵设置在主机旁，轴带发电机与主机相连接，舵机主机带动齿轮泵设置在轴带发电机旁，排气热水消音器分别与主机和第一主机膨胀节相连接，主机启动蓄电池设置在热水循环泵旁，主机启动蓄电池、三相变压器、舵机电机油箱、舵机电机油泵组、污油水箱和江水箱依次相邻分布，污水分离装置、污油手摇泵与设置在污油水箱上，舵机油箱设置在江水箱旁，干粉灭火器、泡沫灭火器设置在污油水箱旁，钳工台、台虎钳设置在干粉灭火器和泡沫灭火器旁，闸阀、滤器设置在江水箱旁；第一辅机膨胀节与发电机组相连接，辅机箱设置在发电机组旁，电动总用消防舱底泵设置在发电机组旁，污油水箱设置在发电机组旁；轴带发电机带稳压装置设置在轴带空压机旁，安保箱设置在轴带发电机带稳压装置旁，辅机启动蓄电池、主机启动蓄电池、滑油手摇泵、高位滑油箱、空气压缩机、杂用空气瓶和粉碎泵依次相邻分布；辅机消音器和第一辅机膨胀节相连接；

船体上还设有主机燃气过滤器、主机紧急切断常开互锁阀、主机调压阀、主机紧急切断常闭互锁阀、主机燃气喷射阀、发电气体机燃气过滤器、发电气体机紧急切断常开互锁阀、发电气体机减压器、发电气体机紧急切断常闭互锁阀、主机曲轴箱透气阻火器、发电气体机曲轴箱透气阻火器、主机进气双壁软管和发电气体机进气双壁管；

主机燃气过滤器和主机紧急切断常开互锁阀相连接，主机调压阀分别与主机燃气过滤器和主机紧急切断常开互锁阀相连接，主机紧急切断常闭互锁阀和主机调压阀相连接，主机燃气喷射阀和主机紧急切断常闭互锁阀相连接，以形成管路结构；

主机燃气过滤器、主机紧急切断常开互锁阀、主机调压阀、主机紧急切断常闭互锁阀和主机燃气喷射阀的数量分别为两个，其形成的管路结构为两套；

发电气体机燃气过滤器和发电气体机紧急切断常开互锁阀相连接，发电气体机减压器分别与发电气体机燃气过滤器和发电气体机紧急切断常开互锁阀相连接，发电气体机紧急切断常闭互锁阀与发电气体机减压器相连接，主机进气双壁软管和主机燃气喷射阀相连接，主机曲轴箱透气阻火器和主机进气双壁软管相连接，发电气体机进气双壁管和发电气体机紧急切断常闭互锁阀相连接，发电气体机曲轴箱透气阻火器和发电气体机进气双壁管相连接；

船体上还设有钢制甲板、螺栓和螺母、设备机脚、平垫片和弹簧垫圈、锡箔垫片、管路、密封垫片、跨接铜片、接地板、铜螺栓和螺母、导线接头、接地导线和接地环；

钢制甲板和设备机脚通过螺栓和螺母相连接，螺栓和螺母与钢制甲板之间设有平垫片和弹簧垫圈，设备机脚和钢制甲板之间设有锡箔垫片；管路上设有跨接铜片，跨接铜片上设有密封垫片；钢制甲板上设有与之垂直的接地板，接地板通过铜螺栓和螺母与接地导线一端的导线接头相连接，接地导线的另一端连接设有接地环；

船体上还设有机舱透气管桅口、气罐连接处所出风口、机舱供气管路自动透气管、气体发动机曲轴箱透气管、机舱通风机口、机舱自然通风口、机舱供气双壁管进风口、机舱供气双壁管出风口、蓄电池间自然出风口、蓄电池间自然出风口、厨房窗户、卫生间窗户、LNG储罐透气管桅口、餐厅出入口、机舱出入口、尾舱自然通风口和气罐连接处所进风口；

机舱透气管桅口设置在机舱供气双壁管出风口旁，尾舱自然通风口设置在机舱透气管桅口旁，厨房窗户设置在机舱供气双壁管出风口旁，餐厅出入口、机舱出入口、机舱通风机口和机舱自然通风口依次相邻分布，蓄电池间自然出风口设置在餐厅出入口旁；LNG储罐透气管桅口设置在蓄电池间自然出风口旁；气罐连接处所出风口设置在尾舱自然通风口旁，尾舱自然通风口、机舱透气管桅口和机舱供气双壁管出风口依次相邻分布，气罐连接处所进风口设置在机舱供气双壁管进风口旁，厨房窗户、餐厅出入口、机舱出入口和机舱通风机口依次相邻分布，机舱自然通风口设置在机舱通风机口和气体发动机曲轴箱透气管之间，卫生间窗户设置在蓄电池间自然出风口旁；机舱供气管路自动透气管与尾舱自然通风口相连接。

在以上方案中优选的是，舵机电机油箱设为机带泵的结构。

还可以优选的是，主机箱设为主机GVU(地面检验装置)箱。

还可以优选的是，辅机箱设为辅机GVU(地面检验装置)箱。

还可以优选的是，尾舱自然通风口设为舵机舱自然通风口。

还可以优选的是，机舱透气管桅口处设有防护网。

还可以优选的是，防护网设有方形网孔。

还可以优选的是，主机的自由端拖带设备设有座架和皮带轮。

还可以优选的是，皮带轮设有保护罩壳。

还可以优选的是，主机的上方机舱棚顶处焊接有耳环以进行手动葫芦安装。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供了一种单一LNG燃料动力货船，解决现有技术中所存在的LNG供气汽化器的加热热源问题，提供一种安全性高的本质安全型机舱；实现同时或单独提供余热，增强当季节环境温度变化时LNG汽化器的调节能力；实现零排放管制水域零排放和非零排放管制水域处理达标后排放双重功能；提高操纵安全性；代表江河联运新能源绿色动力货船的发展方向。其解决了如下问题：(1)同时兼顾运河干支流和江河联运的航区特点综合要求，在主尺度、结构、线型、吃水等方面充分体现了联运船型不同于单一航区船型，或单一航区参考跨航区局部提升船型的综合优化；(2)机舱安全设置完全满足安全型机舱设置要求；机舱通风系统运用热平衡计算原理，运用主机淡水内循环余热既解决了LNG供气汽化器的加热热源问题，又有效利用了发动机余热，提高了经济效益，实现了节能减排。双主发动机可同时或单独提供余热，增强了当季节环境温度变化时LNG汽化器的调节能力，避免了供气管线结霜甚至LNG液滴进入主机导致损机现象的缺陷，优于常见的单主机供热或电加热供热。采用淡水循环加热LNG汽化器系统，避免了常见的使用主机冷却用舷外水来加热LNG汽化器，干净度较差的内河航道舷外水容易造成壳管式汽化器阻塞、寿命降低的缺陷；生活污水处理系统和油污水处理系统采用双功能设计，处理达标后排放，在运河等零排放管制水域则储存在船上相应箱柜中，靠港后排岸处理，实现零排放；(3)单一LNG燃料动力货船以纯天然气作为船用燃料，与燃油相比可减少80％的二氧化氮排放量，二氧化碳排放量降低25％，二氧化硫以及颗粒物排放量减少100％。在废气排放方面，LNG发动机的尾气排放中不合铅和苯，硫含量极微，CO、HC、NOx等有害排放物含量相对于柴油机均有不同程度的降低，能更好适应未来的发展要求；(4)在LNG储存罐上设有气罐连接处所(冷箱)，使用密封容器包裹该处所的管路和接头，提高了防LNG泄漏的能力，同时在该处所加设了感温、感烟火灾探头及LNG气体探头，统一接入船舶报警控制系统，提高了安全性。其具有如下有益效果：(1)采用加强结构，既适用于运输钢材等高密度货物，也适用于运输焦炭等低密度货物，市场应用适应性更高；(2)主尺度完全满足标准船型主尺度要求；(3)按安全性高的本质安全型机舱设置，较同类船舶普遍采用的增强防护型机舱设置更安全，同时突破了增强防护型机舱设置对各系统的设计与工艺要求；(4)LNG储存系统设有气罐连接处所，较同类船舶普遍未设气罐连接处所的现状，进一步提高了安全性；(5)运用清水循环及发动机余热利用技术，解决了LNG供气汽化器的加热热源问题，双主发动机可同时或单独提供淡水循环余热，增强了当季节环境温度剧烈变化时LNG汽化器的调节能力。较同类船舶普遍使用发动机冷却排水(舷外水)加热技术，既节能又极大降低了LNG汽化器的堵塞故障率；(6)生活污水处理系统和油污水处理系统采用零排放管制水域和非管制水域双功能设计，真正实现了节能减排；(7)双机双桨推进，较之目前很多单机单桨推进方式，极大地提高了船舶的操纵性能，提高了航行安全性；(8)全船主推进发动机和发电机组均采用单一天然气燃料，完全不使用燃油，尾气排放的环保性有很大提升。采用加大LNG供气系统上的缓冲储存罐容积，解决了气体燃料发电机的冷启动问题；通过设置水、电双重加热汽化器的方式，解决了主机启动阶段的LNG汽化供气问题。实现了安全、经济、环保的综合统一，是一型综合经济技术优良的多用途绿色动力货船；(9)注重除动力系统以外的节能减排技术的应用，如生活污水处理系统和油污水处理系统采用零排放管制水域和非管制水域双功能设计；(10)相对于同类船舶加强了货舱结构，对高密度货物和低密度货物适应性更好，市场推广应用前景广阔；(11)船型综合考虑京河干支流-江河联运设计，较目前普遍采用单一运河船型执行江河联运，船型更为先进。

附图说明

图1为本发明的单一LNG燃料动力货船的主视图；

图2为本发明的单一LNG燃料动力货船的俯视图；

图3为本发明的单一LNG燃料动力货船的舱底结构示意图；

图4为本发明的单一LNG燃料动力货船的机舱布置主视图局部放大图；

图5为本发明的单一LNG燃料动力货船的机舱布置主视图局部放大图；

图6为本发明的单一LNG燃料动力货船的机舱布置主视图；

图7为本发明的单一LNG燃料动力货船的机舱布置俯视图局部放大图；

图8为本发明的单一LNG燃料动力货船的机舱布置俯视图局部放大图；

图9为本发明的单一LNG燃料动力货船的机舱布置俯视图局部放大图；

图10为本发明的单一LNG燃料动力货船的机舱布置俯视图局部放大图；

图11为本发明的单一LNG燃料动力货船的机舱布置俯视图；

图12为本发明的单一LNG燃料动力货船的气体燃料系统的管路处原理图；

图13为本发明的单一LNG燃料动力货船的气体燃料系统的机舱处原理图；

图14为本发明的单一LNG燃料动力货船的气体燃料系统的接地示意图；

图15为本发明的单一LNG燃料动力货船的气体燃料系统的接地示意图；

图16为本发明的单一LNG燃料动力货船的气体燃料系统的接地示意图；

图17为本发明的单一LNG燃料动力货船的气体燃料系统的原理图；

图18为本发明的单一LNG燃料动力货船的起居处所、储气罐处所开口、及透气管、空气开口布置的左侧视图；

图19为本发明的单一LNG燃料动力货船的起居处所、储气罐处所开口、及透气管、空气开口布置的右侧视图；

图20为本发明的单一LNG燃料动力货船的起居处所、储气罐处所开口、及透气管、空气开口布置的俯视图；

图21为本发明的单一LNG燃料动力货船的起居处所、储气罐处所开口、及透气管、空气开口布置的管路示意图；

图22为本发明的单一LNG燃料动力货船的起居处所、储气罐处所开口、及透气管、空气开口布置的管路示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作了详细说明。但是，显然可对本发明进行不同的变型和改型而不超出后附权利要求限定的本发明更宽的精神和范围。因此，以下实施例具有例示性的而没有限制的含义。

实施例:

一种单一LNG燃料动力货船，如图1至图22所示，包括船体，船体上设有主机1、齿轮箱2、发电机组3、生活污水处理装置4、电动总用消防舱底泵5、主机带动总用消防舱底泵6、轴带发电机带稳压装置7、轴带发电机8、空气压缩机9、杂用空气瓶10、高位滑油箱11、滑油手摇泵12、艉轴润滑油箱及泵13、主配电板14、辅机启动蓄电池15、主机启动蓄电池16、生活污水箱17、污水分离装置18、污油手摇泵19、污油水箱20、江水箱21、闸阀22、滤器23、第一主机膨胀节24、第二主机膨胀节25、排气热水消音器26、第一辅机膨胀节27、第二辅机膨胀节28、辅机消音器29、风机30、干粉灭火器31、泡沫灭火器32、钳工台33、台虎钳34、舵机油箱35、舵机电机油泵组36、舵机电机油箱37、舵机主机带动齿轮泵38、三相变压器39、主机箱40、辅机箱41、轴带空压机42、热水循环泵43、粉碎泵44和安保箱45；

第二辅机膨胀节28设置在第二主机膨胀节25旁，高位滑油箱11设置在第二主机膨胀节25旁；生活污水箱17设置在污油水箱20旁，生活污水箱17和污油水箱20设置在生活污水处理装置4旁，江水箱21设置在污油水箱20旁；艉轴润滑油箱及泵13设置在第一主机膨胀节24旁，第一主机膨胀节24设置在热水循环泵43旁，主机1和齿轮箱2相连接，主机箱40设置在主机1旁，主机带动总用消防舱底泵6设置在主机1旁，轴带发电机8与主机1相连接，舵机主机带动齿轮泵38设置在轴带发电机8旁，排气热水消音器26分别与主机1和第一主机膨胀节24相连接，主机启动蓄电池16设置在热水循环泵43旁，主机启动蓄电池16、三相变压器39、舵机电机油箱37、舵机电机油泵组36、污油水箱20和江水箱21依次相邻分布，污水分离装置18、污油手摇泵19与设置在污油水箱20上，舵机油箱35设置在江水箱21旁，干粉灭火器31、泡沫灭火器32设置在污油水箱20旁，钳工台33、台虎钳34设置在干粉灭火器31和泡沫灭火器32旁，闸阀22、滤器23设置在江水箱21旁；第一辅机膨胀节27与发电机组3相连接，辅机箱41设置在发电机组3旁，电动总用消防舱底泵5设置在发电机组3旁，污油水箱20设置在发电机组3旁；轴带发电机带稳压装置7设置在轴带空压机42旁，安保箱45设置在轴带发电机带稳压装置7旁，辅机启动蓄电池15、主机启动蓄电池16、滑油手摇泵12、高位滑油箱11、空气压缩机9、杂用空气瓶10和粉碎泵44依次相邻分布；辅机消音器29和第一辅机膨胀节27相连接；

船体上还设有主机燃气过滤器4601、主机紧急切断常开互锁阀4602、主机调压阀4603、主机紧急切断常闭互锁阀4604、主机燃气喷射阀4605、发电气体机燃气过滤器4606、发电气体机紧急切断常开互锁阀4607、发电气体机减压器4608、发电气体机紧急切断常闭互锁阀4609、主机曲轴箱透气阻火器4610、发电气体机曲轴箱透气阻火器4611、主机进气双壁软管4612和发电气体机进气双壁管4613；

主机燃气过滤器4601和主机紧急切断常开互锁阀4602相连接，主机调压阀4603分别与主机燃气过滤器4601和主机紧急切断常开互锁阀4602相连接，主机紧急切断常闭互锁阀4604和主机调压阀4603相连接，主机燃气喷射阀4605和主机紧急切断常闭互锁阀4604相连接，以形成管路结构；

主机燃气过滤器4601、主机紧急切断常开互锁阀4602、主机调压阀4603、主机紧急切断常闭互锁阀4604和主机燃气喷射阀4605的数量分别为两个，其形成的管路结构为两套；

发电气体机燃气过滤器4606和发电气体机紧急切断常开互锁阀4607相连接，发电气体机减压器4608分别与发电气体机燃气过滤器4606和发电气体机紧急切断常开互锁阀4607相连接，发电气体机紧急切断常闭互锁阀4609与发电气体机减压器4608相连接，主机进气双壁软管4612和主机燃气喷射阀4605相连接，主机曲轴箱透气阻火器4610和主机进气双壁软管4612相连接，发电气体机进气双壁管4613和发电气体机紧急切断常闭互锁阀4609相连接，发电气体机曲轴箱透气阻火器4611和发电气体机进气双壁管4613相连接；

船体上还设有钢制甲板47、螺栓和螺母48、设备机脚49、平垫片和弹簧垫圈50、锡箔垫片51、管路52、密封垫片53、跨接铜片54、接地板55、铜螺栓和螺母56、导线接头57、接地导线58和接地环59；

钢制甲板47和设备机脚49通过螺栓和螺母48相连接，螺栓和螺母48与钢制甲板47之间设有平垫片和弹簧垫圈50，设备机脚49和钢制甲板47之间设有锡箔垫片51；管路52上设有跨接铜片54，跨接铜片54上设有密封垫片53；钢制甲板47上设有与之垂直的接地板55，接地板55通过铜螺栓和螺母56与接地导线58一端的导线接头57相连接，接地导线58的另一端连接设有接地环59；

船体上还设有机舱透气管桅口60、气罐连接处所出风口61、机舱供气管路自动透气管62、气体发动机曲轴箱透气管63、机舱通风机口64、机舱自然通风口65、机舱供气双壁管进风口66、机舱供气双壁管出风口67、蓄电池间自然出风口68、蓄电池间自然出风口69、厨房窗户70、卫生间窗户71、LNG储罐透气管桅口72、餐厅出入口73、机舱出入口74、尾舱自然通风口75和气罐连接处所进风口76；

机舱透气管桅口60设置在机舱供气双壁管出风口67旁，尾舱自然通风口75设置在机舱透气管桅口60旁，厨房窗户70设置在机舱供气双壁管出风口67旁，餐厅出入口73、机舱出入口74、机舱通风机口64和机舱自然通风口65依次相邻分布，蓄电池间自然出风口68设置在餐厅出入口73旁；LNG储罐透气管桅口72设置在蓄电池间自然出风口69旁；气罐连接处所出风口61设置在尾舱自然通风口75旁，尾舱自然通风口75、机舱透气管桅口60和机舱供气双壁管出风口67依次相邻分布，气罐连接处所进风口76设置在机舱供气双壁管进风口66旁，厨房窗户70、餐厅出入口73、机舱出入口74和机舱通风机口64依次相邻分布，机舱自然通风口65设置在机舱通风机口64和气体发动机曲轴箱透气管63之间，卫生间窗户71设置在蓄电池间自然出风口68旁；机舱供气管路自动透气管62与尾舱自然通风口75相连接。

在上述实施例中，舵机电机油箱37设为机带泵的结构。

在上述实施例中，主机箱40设为主机GVU(地面检验装置)箱。

在上述实施例中，辅机箱41设为辅机GVU(地面检验装置)箱。

在上述实施例中，尾舱自然通风口75设为舵机舱自然通风口。

在上述实施例中，机舱透气管桅口60处设有防护网。

在上述实施例中，防护网设有方形网孔。

在上述实施例中，主机1的自由端拖带设备设有座架和皮带轮。

在上述实施例中，皮带轮设有保护罩壳。

在上述实施例中，主机1的上方机舱棚顶处焊接有耳环以进行手动葫芦安装。

本发明的单一LNG燃料动力货船，其主推进装置型式为双机、双桨。主机1为两台单一天然气体燃料发动机，通过减速齿轮箱、螺旋桨轴及轴承和短轴组成的轴系驱动两只定距螺旋桨。从艉向艏看，左、右主机1转向都为逆时针，螺旋桨的转向分别为左桨逆时针方向和右桨顺时针方向。发电系统由一台单一天然气体燃料发电机组和一台主机轴带发电机组成。

1工作环境：

内河A级航区，确定主、辅机功率所根据的环境条件，应参照采用下列基准环境条件：绝对大气压0.1MPa；环境温度45℃；相对湿度60％；江水温度25℃；

2柴油-LNG混合动力推进系统

2.1主机

型式	直列、水冷、增压、中冷、电控单点喷射、稀薄燃烧
		额定功率	182kW
额定转速	1800r/min
		缸数	6
缸径	126mm
		行程	130mm
燃料	单一天然气
		排量	10L
燃气耗率	195g/kW·h
		启动系统	电马达启动

注：备件和专用工具按规范和维修保养要求供给。

2.2减速齿轮箱

传动型式	圆柱斜齿轮三轴五齿轮传动
		离合器型式	液压操纵湿式多片摩擦离合器
输入功率	182kW
		输入转速	18000r/min
减速比	4.05：1

2.3轴系和螺旋桨

螺旋桨中心线在^#2⁺¹⁶⁰mm处，齿轮箱输出端法兰端面中心在^#9^-60mm处，轴线与基线水平，距BL450mm，轴系全长为3575mm。轴系由艉轴管装置和短轴构成，艉轴管装置设有两道油润滑白合金轴承，艉轴承间距和轴径之比约16.9。艉管与前后轴毂均用环氧树脂定位工艺粘接。

螺旋桨为两只铜合金定距桨，与螺旋桨轴通过键连接。

3发电装置

3.1柴油发电机组

机舱内设一台30kW单一天然气体燃料发电机组和一台20kW主机轴带发电机，气体燃料发电机组由船用气体燃料发动机和船用发电机及其调速、励磁调压系统组成。发电机组的备件和专用工具按规范和维修保养要求配备。

(1)气体燃料发电机组主要参数见下表：

(2)主机轴带发电机主要参数见下表：

4泵

本发明的单一LNG燃料动力货船，机舱内共设一台电动和一台主机带动总用/舱底/消防泵，具体参数见下表：

机舱内设有一台滑油手摇泵和一台污油水手摇泵，具体参数见下表：

机舱内还设有一台粉碎泵，具体参数见下表：

5机舱风机

机舱配备两台电动机驱动可逆转轴流风机，电动机正转时用于机舱供风，逆

转时用于抽风。

风量(m³/h)	6500
		全压(Pa)	735
静压(Pa)	685
		型式	可逆转

6其它设备

6.1防污染设备

6.1.1油污水处理装置

名称	数量(台)	规格
			油污水分离装置	1	0.1m³/h

本发明的单一LNG燃料动力货船，污油箱的容积配备已满足法规不需配备油污水分离装置的要求，考虑到航行于非运河航区的需要，同时设有一台油污水分离装置。

6.1.2生活污水处理装置

名称	数量(台)	规格
			生活污水处理装置	1	处理量：5人

6.2其它设备及箱柜

名称	数量	型号或规格
			生活淡水箱	1	2000L
滑油箱	1	120L
			污油水箱	1	500L
生活污水储存柜	1	450L

7机舱布置

机舱位于^#7～^#21肋位间，总长7.0m，最宽处9.5m。机舱花纹钢板铺设高度为距BL600mm，在机舱前部^#16～^#20肋位间两舷位置设斜梯可进出机舱。

机舱按本质安全机器处所要求设计。

8驾机合一控制系统和机舱监控

主机组控制采用电遥控操纵驾机合一遥控系统，主机组操纵由驾驶室内操纵手柄，经电缆通过执行机构来控制柴油机转速快慢及齿轮箱倒、顺、停。驾驶室

操纵台还设有舵机操纵器、舵角指示器、推进主机组和辅机的延伸仪表及其它电气仪表和开关等。

9管系

9.1总体结构

9.1.1非气体燃料管

管系布置应尽可能考虑可接近和可拆性。管系应有足够柔性以防止管系由于膨胀和收缩或船体变形引起的胀缩应力。管子弯曲通常用冷弯法、高频热弯法或焊接弯头。弯头的弯曲半径将不小于管子直径的2.5倍。对大尺寸的低压管子可采用斜接弯头。所有管子应有牢固的支架和支撑防止由于振动引起的损坏，排气管应采用金属弹簧吊架支撑。酸洗滑油日用系统和液压管路、控制管路等应按制造厂标准工艺或有关工艺进行。

所有管系安装前应清除电焊渣杂质，并用压缩空气吹清。对柴油机的燃、滑油日用系统和液压管路、控制管路等应按制造厂标准工艺或有关工艺进行酸洗处理和清洗。所有管路按标准与船东要求涂标志色漆。

穿过水密或油密舱壁、甲板或柜顶的管子应采用钢结构的通舱管件。

所有无缝钢管外径应遵照船舶工业标准。焊接钢管一般用电阻焊。

每一舷外排出口应装设钢质或铜质的截止止回阀，该阀装在带有贯通外板凸肩的座板上。

考虑到冰冻，应在所有水管路上加设若干放水旋塞。

9.1.2气体燃料管

主要用于向气体燃料发动机供气的管路由内管和外管组成双壁结构管，内管采用不锈钢燃气输送管，外管采用钢质管。内、外管均应保证气密性。并应通过试验证明当内供气管路破裂时，气体在外通风导管内流动产生的静压小于通风导管设计压力。

当管路与船体结构之间采用绝缘隔离时，需对管路采取电气接地措施，对所有具有密封垫片的管接头和软管接头也需作电气连接，所有具有填料的管接头和软管接头应有电气接地措施。

供气管路上除与发动机进气口的连接管外，尽量不使用软管。

管路连接方式及试验方法应满足规范对气体燃料管的相关要求。

9.2动力管系

9.2.1气体燃料供给系统

本发明的单一LNG燃料动力货船，在尾部开敞甲板上设几何容积为3m³的LNG储罐一台，充装率为0.90。气罐内的LNG通过水浴式汽化器汽化成气态天然气后，供单一天然气动力主机燃用，船舶续航力约15小时。

LNG气源→低压电磁阀→稳压器→低压滤清器→喷射阀→混合器，系统的供气是利用闭环控制、单点喷射的燃气喷射系统。“闭环控制”是ECM根据氧传感器反馈的船机工作时的实际空燃比信号，实时的对船机供气进行修正和补偿，使船机在最佳状态工作。点火系统由ECM控制点火线圈分别对各气缸对应的火花塞顺序点火。系统进入工作状态后，ECM控制系统全部部件的工作，并实时地对其进行监测，一旦系统出现故障，“船机故障指示灯”亮，及时提醒车辆驾驶人员。

9.2.2冷却水系统

本发明的单一LNG燃料动力货船，主机、发电机组发动机均采用闭式循环水冷却(海淡水双重冷却)，主机机带海水泵自江水总管吸水，先冷却主机中冷器，再串联冷却齿轮箱和主机后排舷外，齿轮箱冷却器进出口设有旁通阀。总用泵提供主、辅机冷却水备用。

9.2.3主、辅机排气系统

主、辅机均采用干式排气，排气管经两舷向尾部排出，主机排气管设有灭火星排气热水消音器，辅机排气管设有干式灭火星消音器，排气管口均设有防火网。

9.2.4滑油及污油水系统

主、辅机滑油自成系统，机舱内设一只120l高位滑油箱，以作储备，通过软管给主、辅机补充滑油。

本发明的单一LNG燃料动力货船，设油污水分离装置一套，在非运河航段，对机舱、舵机舱油污水进行处理后，分别排于污油水箱(污油)与舷外(清水)，污油水箱内污油由污油手摇泵泵至主甲板上的排岸接头，排放至岸上污油收集处。在京杭运河航段，油污水应直接储存在污油水箱内，定点排入岸上的收集站，实现对河水的零排放。污油手摇泵将主、辅机油底壳中的废油抽至污油水箱。

9.2.5压缩空气系统

本发明的单一LNG燃料动力货船，设一台电动和一台主机带动空压机、一只杂用空气瓶，杂用空气瓶供江水箱冲洗、汽笛、机舱杂用以及气体燃料管路气动阀件用压缩空气。

9.2.6控制用压缩空气系统

本发明的单一LNG燃料动力货船，LNG储罐气体燃料管路上的紧急切断阀采用气动控制开、闭，控制气路由气动电磁阀控制，压缩空气源来自压缩空气系统杂用空气瓶。

9.2.7水浴式汽化器热水循环系统

本发明的单一LNG燃料动力货船，采用水浴式汽化器将LNG储罐内的液态天然气汽化成气态天然气，循环热水来自于淡水循环箱，并通过热水循环泵将水泵至主机排气管上的排气热水消音器，利用主机排气加热。

9.3船舶管系与舱室通风系统

9.3.1注入、透气、测深系统

本发明的单一LNG燃料动力货船，所有水舱、空舱及高位滑油箱均在该舱顶部或主甲板上设有空气管头和测深兼注入头。污油水箱设有带防火网的透气弯管，污油水箱装有测深自闭阀，其它箱柜设有自闭式液位计指示液面。

9.3.2疏排水及生活污水系统

驾驶室和生活舱室棚顶设有漏水口和排水管排泄积水，卫生间、厨房和餐厅的地漏及水池落水管的排水直接排舷外。

在非运河水域，卫生间便池产生的生活污水排入生活污水处理装置，经处理合格后排放；在京杭运河、淮河水域，生活污水排入生活污水储存箱，由粉碎泵定点通过主甲板上的排岸接头，排放至岸上的收集站，满足零排放要求。

9.3.3舱底、压载、消防和生活水系统

全船各水密底舱均按规范设有舱底水支管及吸入滤网，机舱还设有舱底水支吸口和一个直通吸口处理舱底水。货舱的舱底水汇集流入货舱污水井，艉部压载舱通过压载阀可注、排压载水，舱底水和压载水的抽送通过总用泵完成。艏部索具舱和首尖舱内的舱底水由一台喷射泵处理，喷射泵工作水源由总用泵提供。

本发明的单一LNG燃料动力货船，设一个2.0m³棚顶日用淡水重力水箱，供全船生活用淡水。

全船设DN50消防栓六只，机舱口每舷一个，货舱口每舷一个，首部驾驶室处每舷一个，设有水枪六只，水枪口径为13mm。

9.3.4通风系统

9.3.4.1机舱通风系统

机舱配备2台可逆转轴流风机，单台风机在全压735Pa时可向机舱内提供6500m³/h新风，供风时空气经由无门水密百叶窗引入机舱内的风道，经风道上的风栅散布整个机舱空间，风机逆转时还可用于机舱抽风。另设4只鹅颈式通风筒用于自然通风。天气晴好温度适宜的情况下，机舱门打开后提供的自然通风量即可满足机舱通风要求。

9.3.4.2天然气双壁供气管抽风系统

本发明的单一LNG燃料动力货船，机舱按本质安全机器处所要求设计，机舱内所有供气管路采用双壁管，气体阀件设于气体阀件单元(GVU)内，配备2台防爆离心风机，单台风机在全压539Pa时可提供800m³/h的抽风量，满足天然气双壁供气管和GVU箱每小时至少30次的换气要求。发动机处于工作状态时，通风系统持续运转。

9.3.4.3气罐连接处所(冷箱)抽风系统

气罐连接处所(冷箱)配备2台防爆离心风机，单台风机在全压549Pa时可提供500m³/h的抽风量，满足每小时换气至少30次的要求。当发动

机处于工作状态时，通风系统持续运转。

9.3.4.4蓄电池室通风

配备风雨密百叶窗两只，组成自然通风系统，满足要求。

9.3.4.5机舱外自然通风系统

艏部索具舱设有两只、尾部舵机舱设有一只鹅颈式通风筒用于自然通风。

10气体燃料储存系统

根据本发明的单一LNG燃料动力货船，的总体布置以及营运航行区域内的航道特点，结合规范和法规的要求，LNG气罐处所设置于主甲板尾部开敞甲板，设有几何容积为3m³的C型LNG储罐一台，充装率为0.90，储罐内胆和外壳均为不锈钢，夹层空间充填珍珠岩并抽真空。储罐自带安全泄放、液位显示等装置，并集成安装有水浴式汽化器等。

储气罐依托船甲板作为支撑，储气罐下方的尾甲板上设有与主甲板焊接在一起的钢制基座，储气罐底座与基座采用螺栓紧固连接，基座按规范进行强度校核计算。

储气罐周围设有方型钢管和钢板网组成的防撞、隔离装置，储罐鞍座与甲板钢制基座间采用玻璃钢绝热，储罐与船体间保持良好的电气接地。

11气体燃料充装系统

本发明的单一LNG燃料动力货船，经由充装总管接头对LNG储罐进行加注。充装管路上靠近通岸接头处

串联安装一个带手动功能的遥控截止阀，能在燃料充装作业的控制位置操作遥控阀。

设有充装结束后将液体或气体燃料从充装管路中排出的措施：

(1)当储液罐液位达到要求时，关闭供气设备上的液体输送阀门，用供气设备内的BOG(闪蒸汽(Boil Off Gas))将进液管道内的LNG吹至储罐内；

(2)待残液吹扫干净后，关闭储罐进液阀，打开供气设备进液管放散阀，对进液软管放散，放散彻底后(当软管无力时)卸下软管并拆下接地线，关闭放空阀。

为预防LNG储气罐充装LNG液体时发生泄漏，而导致周围船体结构遭受无法承受的激冷，在充装接头的下方设有不锈钢承滴盘，承滴盘底部带有绝热材料。

充装完毕后进行惰性气体吹扫，惰性气体由供气方提供。

12生活垃圾收集系统

本发明的单一LNG燃料动力货船，设400L生活垃圾收集储存柜一只，分类收集生活垃圾，定点排放至岸上的收集站，满足运河的零排放要求。

二甲板机械部分

1操舵液压系统

本发明的单一LNG燃料动力货船，为双舵，该系统由一台交流电动组合泵站、一台主机带恒流泵组、舵机主机泵专用油箱及阀组、储备油箱、操纵台和推舵装置等组成。通过控制液压油的流动，变换油流方向，推动舵杆使舵叶转动。

公称扭矩	40kN·m
		转舵时间	≤20s
最大舵角	±35^o
		工作压力	11.6MPa
配置要求	内河A级

三其它参数

1施工要求

1.1所有机械设备的安装均应不妨碍其他设备的拆装、修理与操作。

1.2箱柜类的安装需现场焊制搁架或垫块，用螺栓固牢防止摇动。

1.3备件架及工具架均由船厂在船上配制。

1.4凡暴露在外面的回转运动部件等均需现场安装简便可拆式的防护罩壳。

1.5管路排装路线参照有关管系图在施工安装过程中，应根据实际情况进行管路放样。

1.6所有有关联的阀件应尽量集中安装以利操作，阀的安装要照顾到船员操作方便。

1.7各种压力表、温度表等仪表应牢固地安装在明显易见之处，尽可能集中安装在一起。

1.8管路上阀门、泵应有刻字铭牌。

1.9主机自由端拖带设备现场加设座架，皮带轮自制，带涨紧装置，皮带应加罩壳保护。

2备件及工具

2.1备件

艉轴螺母、螺旋桨键和联轴节键每船各配备用一套(双轴系)。

尽管以上已经对本发明的各种优选实施方式和特征进行了描述，但在不脱离本发明的目的和宗旨的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明做出许多变化、补充、改变和删减。以上结合本发明的具体实施例做的详细描述，并非是对本发明的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims

1.一种单一LNG燃料动力货船，包括船体，船体上设有主机(1)、齿轮箱(2)、发电机组(3)、生活污水处理装置(4)、电动总用消防舱底泵(5)、主机带动总用消防舱底泵(6)、轴带发电机带稳压装置(7)、轴带发电机(8)、空气压缩机(9)、杂用空气瓶(10)、高位滑油箱(11)、滑油手摇泵(12)、艉轴润滑油箱及泵(13)、主配电板(14)、辅机启动蓄电池(15)、主机启动蓄电池(16)、生活污水箱(17)、污水分离装置(18)、污油手摇泵(19)、污油水箱(20)、江水箱(21)、闸阀(22)、滤器(23)、第一主机膨胀节(24)、第二主机膨胀节(25)、排气热水消音器(26)、第一辅机膨胀节(27)、第二辅机膨胀节(28)、辅机消音器(29)、风机(30)、干粉灭火器(31)、泡沫灭火器(32)、钳工台(33)、台虎钳(34)、舵机油箱(35)、舵机电机油泵组(36)、舵机电机油箱(37)、舵机主机带动齿轮泵(38)、三相变压器(39)、主机箱(40)、辅机箱(41)、轴带空压机(42)、热水循环泵(43)、粉碎泵(44)和安保箱(45)；

其特征在于：第二辅机膨胀节(28)设置在第二主机膨胀节(25)旁，高位滑油箱(11)设置在第二主机膨胀节(25)旁；生活污水箱(17)设置在污油水箱(20)旁，生活污水箱(17)和污油水箱(20)设置在生活污水处理装置(4)旁，江水箱(21)设置在污油水箱(20)旁；艉轴润滑油箱及泵(13)设置在第一主机膨胀节(24)旁，第一主机膨胀节(24)设置在热水循环泵(43)旁，主机(1)和齿轮箱(2)相连接，主机箱(40)设置在主机(1)旁，主机带动总用消防舱底泵(6)设置在主机(1)旁，轴带发电机(8)与主机(1)相连接，舵机主机带动齿轮泵(38)设置在轴带发电机(8)旁，排气热水消音器(26)分别与主机(1)和第一主机膨胀节(24)相连接，主机启动蓄电池(16)设置在热水循环泵(43)旁，主机启动蓄电池(16)、三相变压器(39)、舵机电机油箱(37)、舵机电机油泵组(36)、污油水箱(20)和江水箱(21)依次相邻分布，污水分离装置(18)、污油手摇泵(19)与设置在污油水箱(20)上，舵机油箱(35)设置在江水箱(21)旁，干粉灭火器(31)、泡沫灭火器(32)设置在污油水箱(20)旁，钳工台(33)、台虎钳(34)设置在干粉灭火器(31)和泡沫灭火器(32)旁，闸阀(22)、滤器(23)设置在江水箱(21)旁；第一辅机膨胀节(27)与发电机组(3)相连接，辅机箱(41)设置在发电机组(3)旁，电动总用消防舱底泵(5)设置在发电机组(3)旁，污油水箱(20)设置在发电机组(3)旁；轴带发电机带稳压装置(7)设置在轴带空压机(42)旁，安保箱(45)设置在轴带发电机带稳压装置(7)旁，辅机启动蓄电池(15)、主机启动蓄电池(16)、滑油手摇泵(12)、高位滑油箱(11)、空气压缩机(9)、杂用空气瓶(10)和粉碎泵(44)依次相邻分布；辅机消音器(29)和第一辅机膨胀节(27)相连接；

船体上还设有主机燃气过滤器(4601)、主机紧急切断常开互锁阀(4602)、主机调压阀(4603)、主机紧急切断常闭互锁阀(4604)、主机燃气喷射阀(4605)、发电气体机燃气过滤器(4606)、发电气体机紧急切断常开互锁阀(4607)、发电气体机减压器(4608)、发电气体机紧急切断常闭互锁阀(4609)、主机曲轴箱透气阻火器(4610)、发电气体机曲轴箱透气阻火器(4611)、主机进气双壁软管(4612)和发电气体机进气双壁管(4613)；

主机燃气过滤器(4601)和主机紧急切断常开互锁阀(4602)相连接，主机调压阀(4603)分别与主机燃气过滤器(4601)和主机紧急切断常开互锁阀(4602)相连接，主机紧急切断常闭互锁阀(4604)和主机调压阀(4603)相连接，主机燃气喷射阀(4605)和主机紧急切断常闭互锁阀(4604)相连接，以形成管路结构；

主机燃气过滤器(4601)、主机紧急切断常开互锁阀(4602)、主机调压阀(4603)、主机紧急切断常闭互锁阀(4604)和主机燃气喷射阀(4605)的数量分别为两个，其形成的管路结构为两套；

发电气体机燃气过滤器(4606)和发电气体机紧急切断常开互锁阀(4607)相连接，发电气体机减压器(4608)分别与发电气体机燃气过滤器(4606)和发电气体机紧急切断常开互锁阀(4607)相连接，发电气体机紧急切断常闭互锁阀(4609)与发电气体机减压器(4608)相连接，主机进气双壁软管(4612)和主机燃气喷射阀(4605)相连接，主机曲轴箱透气阻火器(4610)和主机进气双壁软管(4612)相连接，发电气体机进气双壁管(4613)和发电气体机紧急切断常闭互锁阀(4609)相连接，发电气体机曲轴箱透气阻火器(4611)和发电气体机进气双壁管(4613)相连接；

船体上还设有钢制甲板(47)、螺栓和螺母(48)、设备机脚(49)、平垫片和弹簧垫圈(50)、锡箔垫片(51)、管路(52)、密封垫片(53)、跨接铜片(54)、接地板(55)、铜螺栓和螺母(56)、导线接头(57)、接地导线(58)和接地环(59)；

钢制甲板(47)和设备机脚(49)通过螺栓和螺母(48)相连接，螺栓和螺母(48)与钢制甲板(47)之间设有平垫片和弹簧垫圈(50)，设备机脚(49)和钢制甲板(47)之间设有锡箔垫片(51)；管路(52)上设有跨接铜片(54)，跨接铜片(54)上设有密封垫片(53)；钢制甲板(47)上设有与之垂直的接地板(55)，接地板(55)通过铜螺栓和螺母(56)与接地导线(58)一端的导线接头(57)相连接，接地导线(58)的另一端连接设有接地环(59)；

船体上还设有机舱透气管桅口(60)、气罐连接处所出风口(61)、机舱供气管路自动透气管(62)、气体发动机曲轴箱透气管(63)、机舱通风机口(64)、机舱自然通风口(65)、机舱供气双壁管进风口(66)、机舱供气双壁管出风口(67)、蓄电池间自然出风口(68)、蓄电池间自然出风口(69)、厨房窗户(70)、卫生间窗户(71)、LNG储罐透气管桅口(72)、餐厅出入口(73)、机舱出入口(74)、尾舱自然通风口(75)和气罐连接处所进风口(76)；

机舱透气管桅口(60)设置在机舱供气双壁管出风口(67)旁，尾舱自然通风口(75)设置在机舱透气管桅口(60)旁，厨房窗户(70)设置在机舱供气双壁管出风口(67)旁，餐厅出入口(73)、机舱出入口(74)、机舱通风机口(64)和机舱自然通风口(65)依次相邻分布，蓄电池间自然出风口(68)设置在餐厅出入口(73)旁；LNG储罐透气管桅口(72)设置在蓄电池间自然出风口(69)旁；气罐连接处所出风口(61)设置在尾舱自然通风口(75)旁，尾舱自然通风口(75)、机舱透气管桅口(60)和机舱供气双壁管出风口(67)依次相邻分布，气罐连接处所进风口(76)设置在机舱供气双壁管进风口(66)旁，厨房窗户(70)、餐厅出入口(73)、机舱出入口(74)和机舱通风机口(64)依次相邻分布，机舱自然通风口(65)设置在机舱通风机口(64)和气体发动机曲轴箱透气管(63)之间，卫生间窗户(71)设置在蓄电池间自然出风口(68)旁；机舱供气管路自动透气管(62)与尾舱自然通风口(75)相连接。

2.如权利要求1所述的单一LNG燃料动力货船，其特征在于：舵机电机油箱(37)设为机带泵的结构。

3.如权利要求2所述的单一LNG燃料动力货船，其特征在于：主机箱(40)设为主机GVU箱。

4.如权利要求3所述的单一LNG燃料动力货船，其特征在于：辅机箱(41)设为辅机GVU箱。

5.如权利要求4所述的单一LNG燃料动力货船，其特征在于：尾舱自然通风口(75)设为舵机舱自然通风口。

6.如权利要求5所述的单一LNG燃料动力货船，其特征在于：机舱透气管桅口(60)处设有防护网。

7.如权利要求6所述的单一LNG燃料动力货船，其特征在于：防护网设有方形网孔。

8.如权利要求1-7中任一项所述的单一LNG燃料动力货船，其特征在于：主机(1)的自由端拖带设备设有座架和皮带轮。

9.如权利要求8所述的单一LNG燃料动力货船，其特征在于：皮带轮设有保护罩壳。

10.如权利要求1-7中任一项所述的单一LNG燃料动力货船，其特征在于：主机(1)的上方机舱棚顶处焊接有耳环以进行手动葫芦安装。