CN107013803A - 船舶及船用液化天然气加注系统 - Google Patents

船舶及船用液化天然气加注系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种船舶及船用液化天然气加注系统。船舶包括船体及上述船用液化天然气加注系统。船用液化天然气加注系统包括至少一储罐以及安装于储罐的尾端的冷箱结构。储罐包括筒体及封闭筒体两端的封头。冷箱结构包括大冷箱、小冷箱及波纹补偿器。大冷箱固定在船体上。小冷箱连接在每个储罐的封头上。小冷箱与船体之间相互分离。波纹补偿器的两端分别与大冷箱与小冷箱密封连接，使大冷箱与小冷箱相互连通。上述船用液化天然气加注系统可以避免储罐与小冷箱之间的焊缝拉裂，减少上述船用液化天然气加注系统的维护工作量。

Description

船舶及船用液化天然气加注系统
技术领域
本发明涉及液化天然气加气领域，特别是一种船舶及船用液化天然气加注系统。
背景技术
随着经济全球化和水运贸易的发展，液化天然气LNG (Liquefied Natural Gas) 作为新兴船用燃料，凭借低碳、环保、经济等优势，将会随着我国国家政策和资金的扶持以及相关配套措施的逐步到位，逐渐呈现广阔的前景。
目前LNG 可作为新兴船用燃料。通常趸船LNG 加注系统包括有位于趸船船体甲板上用于储存LNG 的储罐及冷箱。冷箱内包含加注系统的管路进出口、深冷阀件、LNG热交换器、LNG泵等。加注趸船上的LNG加注系统的冷箱一般都直接与储罐焊接。上述冷箱的设计方式在长时间使用后由于船体有微量变形或者尾部长时间重量较重的情况下，会导致储罐与冷箱之间的焊缝拉裂，甚至会拉裂封头，储罐会丧失真空，并需返厂维修，增加液化天然气加注系统的维护工作量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够方便维护的船舶及船用液化天然气加注系统。
一种船用液化天然气加注系统，包括至少一储罐以及安装于所述储罐的尾端的冷箱结构，所述储罐包括筒体及封闭所述筒体两端的封头，所述冷箱结构包括大冷箱、小冷箱及波纹补偿器，所述大冷箱固定在船体上，所述小冷箱连接在每个储罐的封头上，所述小冷箱与所述船体之间相互分离，所述波纹补偿器的两端分别与所述大冷箱与所述小冷箱密封连接，使所述大冷箱与所述小冷箱相互连通。
在其中一实施方式中，所述波纹补偿器为圆形波纹管或方形波纹管。
在其中一实施方式中，所述大冷箱包括主箱体及框架，所述框架设于所述主箱体的底部，所述框架与所述船体通过螺栓和螺母连接。
在其中一实施方式中，所述冷箱结构还包括通风系统，所述通风系统包括设于所述大冷箱上的主进风管和出风管、设于所述小冷箱上的辅进风管、及连通所述大冷箱与所述小冷箱的连通管，气流分别从所述主进风管及所述辅进风管进入，通过所述连通管从所述出风管排出。
在其中一实施方式中，所述出风管的出风口处设有风机，所述风机用于抽出所述通风系统内的气流。
在其中一实施方式中，所述连通管与所述小冷箱连接处为所述小冷箱的最高处。
在其中一实施方式中，所述储罐为多个，每个所述储罐上均对应设置一个所述小冷箱。
在其中一实施方式中，所述出风管为多个，每个所述出风管与所述主进风管的距离、所述出风管与所述辅进风管之间的距离均大于4.5米。
在其中一实施方式中，所述大冷箱设有检修门，所述小冷箱上设有检修孔。
一种船舶，包括船体及上述船用液化天然气加注系统，所述船用液化天然气加注系统安装于所述船体上，所述储罐通过鞍座固定设于所述船体上。
在上述船用液化天然气加注系统中，大冷箱固定安装在船体上，储罐的尾部设计小型的小冷箱，小冷箱用于包覆储罐的尾端的封头，并包覆安装于封头上的储罐根部阀和紧急切断阀。由于小冷箱的体积较小，重量较轻。因此小冷箱与封头连接处的应力较小。当大冷箱随船体发生微小形变的时候，大冷箱与小冷箱之间通过波纹补偿器补偿大冷箱的微小形变，避免该微小形变对小冷箱与封头之间的焊缝产生的影响。因此，上述船用液化天然气加注系统可以避免储罐与小冷箱之间的焊缝拉裂，增强上述船用液化天然气加注系统的质量，减少上述船用液化天然气加注系统的维护工作量。
附图说明
图1为本实施方式的船用液化天然气加注系统的立体结构图；
图2为根据图1所示的船用液化天然气加注系统的仰视图。
附图标记说明如下：1、储罐；11、筒体；12、封头；13、鞍座；2、冷箱结构；21、大冷箱；211、主箱体；212、框架；213、主进风管；214、出风管；215、检修门；216、检修口；22、小冷箱；221、辅进风管；223、连通管；225、检修孔；23、波纹补偿器；24、通风系统。
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。
本实施方式的船舶（图未示）包括船体、安装于船体上的船用液化天然气加注系统。船用液化天然气加注系统对过往的船只进行加注液化天然气。
请参阅图1，本实施方式的船用液化天然气加注系统包括至少一储罐1以及安装于储罐1的尾端的冷箱结构2。储罐1用于存储液化天然气。船用液化天然气加注系统在储罐1的一端设有加注管阀，加注管阀位于储罐1的外侧。冷箱结构2作为加注管阀的次屏壁结构，保护加注管阀。并且，冷箱结构2有利于船体上危险区域的划分。
储罐1的数目不限，在满足标准中关于容积要求的情况下，储罐1的数目是可以调整的，例如可以是一个或者更多个。多个储罐1的布置方式也可以多种多样。具体在本实施方式中，储罐11为两个，两个储罐11相互平行放置。
储罐1包括筒体11、封闭筒体11 两端的封头12 以及支撑筒体11 的鞍座13。鞍座13 材质可以是耐低温材料。筒体11的外壳及鞍座13采用不锈钢S30408 材料设计及制造。鞍座13与筒体11的连接面与筒体11的外表面相同，以使鞍座13能够与筒体11完全贴合连接，保证鞍座13与筒体11之间的连接强度。鞍座13通过螺栓与船体的甲板固定连接。
冷箱结构2设于储罐1尾端。冷箱结构2包覆加注管阀。冷箱结构2包括大冷箱21、小冷箱22及波纹补偿器23。大冷箱21、小冷箱22由耐低温材料制成，例如由S30408 材料制成。加注管阀分成两部分，分别收容于大冷箱21、小冷箱22内。
大冷箱21固定在船体上。每个储罐1上均对应设置一个小冷箱22。小冷箱22连接在每个储罐1的封头12上。小冷箱22与船体之间相互分离。即，小冷箱22与船体之间不相互连接。封头12上尽量少的安装加注管阀。具体在本实施方式中，封头12上仅安装有储罐1根部阀和紧急切断阀。因此小冷箱22仅需要包覆储罐1根部阀和紧急切断阀，小冷箱22的质量和体积较小，减小了小冷箱22与封头12连接处的应力。
波纹补偿器23的两端分别与大冷箱21与小冷箱22密封连接，使大冷箱21与小冷箱22相互连通，从而使大冷箱21、小冷箱22内的加注管阀可经由波纹补偿器23而实现相互连通。波纹补偿器23利用其工作主体波纹管的有效伸缩变形，以吸收由于船体变形导致的大冷箱21与小冷箱22之间而产生的微小变形。并且，波纹补偿器23还可以补偿船体的轴向、横向和角向位移所导致的大冷箱21与小冷箱22之间的位置移动。
波纹补偿器23为圆形波纹管或方形波纹管。请参阅图2，具体在本实施方式中，波纹补偿器23为圆形波纹管。由于圆形波纹管的尺寸限制，往往需要多设置几个圆形波纹管以保证能够顺利通过加注管阀。则多个圆形波纹管可以均匀分布于大冷箱21与小冷箱22之间。则多个圆形波纹管能够较好的分散大冷箱21与小冷箱22之间的微小形变，防止波纹管与大冷箱21与小冷箱22之间的连接处的应力过于集中。
可以理解，波纹补偿器23还可以为方形波纹管。方形波纹管的开口较大，在大、小冷箱21、22之间只需使用一个方形波纹管即可实现中间加注管阀的通过。方形波纹管安装较为简单，避免多次复杂安装，容易保证波纹补偿器23的两端与大、小冷箱21、22的连接的密封性。
在上述船用液化天然气加注系统中，大冷箱21固定安装在船体上，储罐1的尾部设计小型的小冷箱22，小冷箱22用于包覆储罐1的尾端的封头12，并包覆安装于封头12上的储罐1根部阀和紧急切断阀。由于小冷箱22的体积较小，重量较轻。因此小冷箱22与封头12连接处的应力较小。当大冷箱21随船体发生微小形变的时候，大冷箱21与小冷箱22之间通过波纹补偿器23补偿大冷箱21的微小形变，避免该微小形变对小冷箱22与封头12之间的焊缝产生的影响。因此，上述船用液化天然气加注系统可以避免储罐1与小冷箱22之间的焊缝拉裂，增强上述船用液化天然气加注系统的质量，减少上述船用液化天然气加注系统的维护工作量。
大冷箱21包括主箱体211及框架212。框架212设于主箱体211的底部，框架212用于与船体刚性连接。框架212为方钢或型钢制作而成。框架212与船体之间通过螺栓固定连接。可以理解，框架212与船体也可通过焊接的方式刚性连接。主箱体211固定设于框架212上。当船体发生微小形变的时候，由于框架212增大主箱体211与船体之间的接触面积，可以降低微小形变对大冷箱21的影响。
冷箱结构2还包括通风系统24。通风系统24包括设于大冷箱21上的主进风管213和出风管214、设于小冷箱22上的辅进风管221、及连通大冷箱21与小冷箱22的连通管223。气流分别从主进风管213及辅进风管221进入，通过连通管223从出风管214排出。
主进风管213的进风口为位于大冷箱21外侧的一端的开口。主进风管213的进风口处设有风闸和风帽。主进风管213的另一端进入大冷箱21的内部，并且延伸至大冷箱21的底部。
辅进风管221的进风口为位于小冷箱22外侧的一端的开口，进风口处设有风闸和风帽。辅进风管221的另一端进入小冷箱22的内部，并且延伸至小冷箱22的底部。
连通管223连通大冷箱21与小冷箱22。连通管223与小冷箱22连接处为小冷箱22的最高处。气流从辅进风管221的开口处进入到小冷箱22内，气体从小冷箱22的底部被排到小冷箱22的顶部。小冷箱22的顶部最高处开设有小冷箱22的出风口，连通管223的一端与该出风口连通，则小冷箱22内部的气体从出风口排出，进入连通管223内。连通管223的另一端与大冷箱21连通，最终通过出风管214排出。
具体在本实施方式中，连通管223的另一端与出风管214连通。则小冷箱22内部的气体可以经过大冷箱21进入出风管214，还可以通过连通管223直接进入出风管214，最终从出风管214排出。
出风管214为多个。出风管214的出风口处设有风闸、风阀及风机。风机用于抽出通风系统24内的气流。风机加速气流的排出，实现大冷箱21与小冷箱22每小时至少换风30次的功能。
每个出风管214与主进风管213的距离、出风管214与辅进风管221之间的距离均大于4.5米。保证出风管214与主进风管213、辅进风管221之间的距离足够大，避免影响进风的洁净度，影响通风系统24的换气效果。
由于小冷箱22的体积较小，不容易实现出风口与进风口的距离大于4.5米的要求。并且，由于出风管214的出风口处需要设置风机，避免在小冷箱22上设置出风管214，则减少风机的使用数量，降低冷箱结构2的成本。并且，避免在小冷箱22上设置风机，可以减少小冷箱22的重量。
大冷箱21设有检修门215。当大冷箱21内的阀件及管道需要检修或更换时可以通过检修门215进行操作。由于大冷箱21的体积较大，在大冷箱21的顶面还开设有检修口216。对于大冷箱21顶面的阀件及管道可以通过检修口216进行维护，操作方便。
小冷箱22上设有检修孔225。当小冷箱22内的阀件需要检修时可以通过此检修孔225进行检修和更换，便于对小冷箱22进行维护。
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 (10)

1.一种船用液化天然气加注系统，包括至少一储罐以及安装于所述储罐的尾端的冷箱结构，所述储罐包括筒体及封闭所述筒体两端的封头，其特征在于，所述冷箱结构包括大冷箱、小冷箱及波纹补偿器，所述大冷箱固定在船体上，所述小冷箱连接在每个储罐的封头上，所述小冷箱与所述船体之间相互分离，所述波纹补偿器的两端分别与所述大冷箱与所述小冷箱密封连接，使所述大冷箱与所述小冷箱相互连通。
2. 根据权利要求1所述的船用液化天然气加注系统，其特征在于，所述波纹补偿器为圆形波纹管或方形波纹管。
3. 根据权利要求1所述的船用液化天然气加注系统，其特征在于，所述大冷箱包括主箱体及框架，所述框架设于所述主箱体的底部，所述框架与所述船体通过螺栓和螺母连接。
4. 根据权利要求1所述的船用液化天然气加注系统，其特征在于，所述冷箱结构还包括通风系统，所述通风系统包括设于所述大冷箱上的主进风管和出风管、设于所述小冷箱上的辅进风管、及连通所述大冷箱与所述小冷箱的连通管，气流分别从所述主进风管及所述辅进风管进入，通过所述连通管从所述出风管排出。
5. 根据权利要求4所述的船用液化天然气加注系统，其特征在于，所述出风管的出风口处设有风机，所述风机用于抽出所述通风系统内的气流。
6. 根据权利要求4所述的船用液化天然气加注系统，其特征在于，所述连通管与所述小冷箱连接处为所述小冷箱的最高处。
7. 根据权利要求4所述的船用液化天然气加注系统，其特征在于，所述储罐为多个，每个所述储罐上均对应设置一个所述小冷箱。
8. 根据权利要求7所述的船用液化天然气加注系统，其特征在于，所述出风管为多个，每个所述出风管与所述主进风管的距离、所述出风管与所述辅进风管之间的距离均大于4.5米。
9. 根据权利要求1所述的船用液化天然气加注系统，其特征在于，所述大冷箱设有检修门，所述小冷箱上设有检修孔。
10. 一种船舶，其特征在于，包括船体及如权利要求1-9 中任一项所述的船用液化天然气加注系统，所述船用液化天然气加注系统安装于所述船体上，所述储罐通过鞍座固定设于所述船体上。
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