CN107120520A - 一种减震减摇制荡的新型船用lng燃料储罐 - Google Patents

Abstract

一种减震减摇制荡的新型船用LNG燃料储罐，包括内罐体、外罐体、隔热层、制荡装置、支撑结构、减摇装置、鞍座和尾部防撞结构，制荡装置固定于内罐体内表面，内罐体与外罐体之间设置支撑结构，同时填充隔热层。外罐体固定于减摇装置的固定钢套内，减摇装置固定于鞍座上。鞍座依靠数个脚座通过螺栓固定于船体上，以实现整体的固定，装置尾部设置尾部防撞装置。本发明基于波浪散射原理的制荡装置，提高了罐体的制荡性能；内外罐体间内支撑结构及鞍座融入减震技术，最大程度降低罐体冲击和震动；减摇装置克服了船用燃料罐随船体晃动的缺点，保证罐体处于惯性的静止状态，罐内液体因受晃动对罐体进行冲击情况也将减小，实现高效减震减摇制荡。

Description

一种减震减摇制荡的新型船用LNG燃料储罐

技术领域

本发明属于船舶设备领域，具体涉及一种减震减摇制荡的新型船用LNG燃料储罐。

背景技术

在大力发展LNG动力船舶的趋势背景下，LNG燃料罐安全性能尤为重要，储罐所受震动冲击，结构局部疲劳及液体晃荡影响安全性的主要因素。到目前为止，仍未见LNG燃料储罐在内外壁支撑结构及鞍座结构上减震技术、罐体减摇技术应用的报道。目前LNG燃料储罐的制荡方式，采用传统的防波板，制荡效果差，安装不便，结构不稳定易脱落，易产生结构的局部疲劳等问题。

发明内容

本发明的针对现有技术中的不足，提供一种减震减摇制荡的新型船用LNG燃料储罐。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种减震减摇制荡的新型船用LNG燃料储罐，其特征在于，包括：内罐体、外罐体、隔热层、制荡装置、支撑结构、减摇装置、鞍座和尾部防撞装置；所述内罐体和外罐体之间形成真空，内罐体和外罐体之间安装有支撑结构，内罐体和外罐体之间还填充有隔热层，所述制荡装置焊接固定在内罐体的内壁，外罐体固定于减摇装置中，所述减摇装置固定在鞍座上，所述尾部防撞装置布置在外罐体的尾部。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

所述隔热层为珠光砂。

所述制荡装置包括在内罐体中左右均匀排列的多块防波板，所述防波板中设有多个按大小排布的板孔，防波板的两侧均设有圆弧边，圆弧边通过螺栓固定于角钢托板上，所述角钢托板与内罐体的内壁焊连并通过加强片固定，其中，相邻的两个防波板的板孔排布顺序相反。

所述支撑结构数量为八个，分为两组，每组四个沿内罐体的外周环向阵列排布。

所述支撑结构包括套筒、隔热加强垫、液压阻尼减震器和减震弹簧，所述液压阻尼减震器的两端均固定有隔热加强垫，一端的隔热加强垫与内罐体的外壁相接触，另一端的隔热加强垫安装在套筒中，所述套筒焊接固定在外罐体的内壁，所述减震弹簧环套于液压阻尼减震器。

所述减摇装置包括滚动轴架、固定轴架、轴杆、环架、固定钢套、连接弹簧、螺栓和滚动轴承；所述滚动轴架和固定轴架均为方形框架，滚动轴架的两端均固定有滚动轴承，固定轴架两端均固定有轴杆，所述滚动轴承套于轴杆上，使得滚动轴架和固定轴架之间能够相对旋转；所述固定钢套环向焊接在外罐体上，所述环架套设在固定钢套外，环架和固定钢套之间沿环向均匀地固定有多个连接弹簧，环架的上下两端通过螺栓固定在滚动轴架中。

所述鞍座包括支撑座、H形钢、隔热层、平台和脚座；所述支撑座通过螺栓与固定轴架相连，支撑座中由H形钢加强；所述平台固定在支撑座的底部，支撑座和平台之间设有隔热层，支撑座和平台通过螺栓固定连接，平台的两侧还固定有多个脚座，所述脚座通过螺栓固定于船体上。

所述平台包括刚性上板、刚性下板、垂直隔板和减震单元，所述刚性上板固定在隔热层的底部，所述刚性下板位于刚性上板的正下方，刚性上板和刚性下板之间均匀布置有多个垂直隔板，相邻的两个垂直隔板之间安装有减震单元。

所述减震单元包括两个交叉减震构件、球形弹簧和限位杆，两个交叉减震结构呈上下镜像对称设置，所述球形弹簧连接在两个交叉减震结构之间，球形弹簧的左右两侧设有水平的限位杆，所述限位杆一端固定在垂直隔板上，另一端通过卡爪与球形弹簧相连。

所述尾部防撞装置包括刚性包套和保护弹簧，所述刚性包套截面呈C字型，刚性包套中水平固定有多根保护弹簧。

本发明的有益效果是：采用基于波浪散射原理的制荡装置，提高罐体制荡性能；内外罐体间安装减震隔热型八点支撑结构，降低了内罐体产生的冲击和震动；采用渐变式抗冲击减震隔热型鞍座，进一步减小产生的冲击和震动；采用基于二轴陀螺仪原理的减摇装置，使船体晃动仅仅影响到减摇装置的固定轴架，固定轴架以下结构于晃动情况下仅绕滚动轴架与固定轴架间的滚动轴承晃动，不影响滚动轴架以内的罐体结构，克服了船用燃料罐随船体晃动的缺点，保证罐体处于惯性的静止状态，罐内液体晃荡程度减小，降低罐体所受液体冲击。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的侧面剖视图。

图3是本发明制荡装置的结构示意图。

图4是本发明支撑结构的结构示意图。

图5是本发明减摇装置的结构示意图。

图6是本发明鞍座的结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1-2所示的减震减摇制荡的新型船用LNG燃料储罐，包括内罐体1、外罐体2、隔热层3、制荡装置4、支撑结构5、减摇装置6、鞍座7和尾部防撞装置8。内罐体1和外罐体2之间形成真空，内罐体1和外罐体2之间安装有支撑结构5，还填充有珠光砂隔热层3，制荡装置4焊接固定在内罐体1的内壁，外罐体2固定于减摇装置6中，减摇装置6固定在鞍座7上，尾部防撞装置8布置在外罐体2的尾部。

制荡装置4的具体结构如图3所示，包括在内罐体1中左右均匀排列的多块防波板4-1、4-2，图中所示为七块，防波板4-1、4-2的数量根据内罐容积大小确定，两防波板之间容积不大于3立方米，在基于消波原理下实现制荡。防波板4-1、4-2中设有多个按大小排布的椭圆形板孔，其中，防波板4-1的板孔为从左至右依次增大排列，防波板4-2则为依次减小排列。防波板4-1、4-2的两侧均设有圆弧边，圆弧边通过螺栓4-3固定于角钢托板4-4上，角钢托板4-4与内罐体1的内壁焊连并通过加强片4-5固定，相邻的两个防波板4-1、4-2的板孔排布顺序相反。以上基于消波原理的防波板4-1、4-2、螺栓4-3、角钢托板4-4以及加强片4-5均采用09NI钢，保证装置在处于LNG低温状况下的结构强度。

图1-2所示的减震隔热型八点支撑结构5，其数量为八个，分为两组，分别对称置于内罐体1两端距封头L/6处（L为外罐体长度），每组四个沿内罐体1的外周环向阵列排布，置于内外罐体夹层（即珠光砂隔热层3）中，其中，左右相邻的两个支撑结构5与罐体截面的中心呈70°支撑夹角，上下相邻的两个支撑结构5与罐体截面的中心呈110°夹角。支撑结构5的具体结构参见图4，包括套筒5-1、隔热加强垫5-2、液压阻尼减震器5-3和减震弹簧5-4。液压阻尼减震器5-3的两端均固定有隔热加强垫5-2，一端的隔热加强垫5-2与内罐体1的外壁相接触，另一端的隔热加强垫5-2安装在套筒5-1中，隔热加强垫5-2由碳系纳米气凝胶组织制成，具有超低导热系数及强韧性特点，防止导热对罐内低温LNG的影响，保证强度和最大隔热效果。套筒5-1焊接固定在外罐体2的内壁，为液压阻尼减震器5-3提供延长空间，实现有限空间内增加装置热桥的目的，同时套筒5-1也起到了固定作用，减震弹簧5-4环套于液压阻尼减震器5-3。

减摇装置6基于二轴陀螺仪原理，具体结构如图5所示，包括滚动轴架6-1、固定轴架6-2、轴杆6-3、环架6-4、固定钢套6-5、连接弹簧6-6、螺栓6-7和滚动轴承6-8，共同构成一个自由度的陀螺仪平台。滚动轴架6-1和固定轴架6-2均为由H型加强钢制成的矩形框架，滚动轴架6-1以长边为底边垂直竖立，两高边中间各固定有滚动轴承6-8。固定轴架6-2两端朝内均固定有轴杆6-3，滚动轴承6-8套于轴杆6-3上，使得滚动轴架6-1和固定轴架6-2之间能够实现一个自由度的相对旋转。其中，固定轴架6-2略大于滚动轴架6-1（刚好能包住滚动轴架6-1），水平放置，两宽边中间朝架内固定轴杆6-3。固定钢套6-5宽L/8，环向焊接在外罐体2两侧距端部L/6处，环架6-4套设在固定钢套6-5外，环架6-4和固定钢套6-5之间沿环向均匀地固定有多个连接弹簧6-6，图中为八个，对整体结构进一步减震，减少罐体的冲击以及船体传递给罐体的震动，环架6-4的上下两端通过螺栓6-7固定在滚动轴架6-1中。减摇装置6利用陀螺仪原理保证罐体的稳定，使船体的晃动仅仅影响到固定轴架6-2，而固定轴架6-2以下结构在晃动时仅绕滚动轴架6-1于固定轴架6-2间的滚动轴承6-8晃动，不影响滚动轴架6-1以内的罐体结构，克服了船用燃料罐随船体晃动的缺点，保证罐体处于静止的惯性状态。

减摇装置6整体安装于两个渐变式抗冲击减震隔热型鞍座7上，如图6所示，鞍座7包括支撑座7-8、H形钢7-3、隔热层7-2、平台7-6和脚座7-7。支撑座7-8位于鞍座7的上部，外形为带有凹槽的等腰梯形刚性结构7-14，通过螺栓与固定轴架6-2相连，内部由H形钢7-3加强。平台7-6固定在支撑座7-8的底部，支撑座7-8和平台7-6之间设有由碳系纳米气凝胶组织构成的隔热层7-2，具有超低导热系数及强韧性抗冲击特点，支撑座7-8和平台7-6通过螺栓7-10固定连接，平台7-6的两侧还固定有多个脚座7-7，脚座7-7通过螺栓7-1固定于船体上。平台7-6包括刚性上板7-12、刚性下板7-13、垂直隔板7-11和渐变式抗冲击减震单元，刚性上板7-12固定在隔热层7-2的底部，刚性下板7-13位于刚性上板7-12的正下方，刚性上板7-12和刚性下板7-13之间均匀布置有多个垂直隔板7-11，相邻的两个垂直隔板7-11之间安装有减震单元。减震单元包括两个立体交叉式减震构件7-4、球形弹簧7-9和限位杆7-5，两个交叉减震结构7-4呈上下镜像对称设置，球形弹簧7-9连接在两个交叉减震结构7-4之间，球形弹簧7-9的左右两侧设有水平的限位杆7-5，限位杆7-5一端固定在垂直隔板7-11上，另一端通过卡爪与球形弹簧7-9相连。

尾部防撞装置8包括刚性包套8-1和保护弹簧8-2，刚性包套8-1截面呈C字型，刚性包套8-1中水平固定有多根保护弹簧8-2。在突发情况下保护罐体，尾部防撞装置8能够防止罐体进一步破坏。

需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种减震减摇制荡的新型船用LNG燃料储罐，其特征在于，包括：内罐体（1）、外罐体（2）、隔热层（3）、制荡装置（4）、支撑结构（5）、减摇装置（6）、鞍座（7）和尾部防撞装置（8）；所述内罐体（1）和外罐体（2）之间形成真空，内罐体（1）和外罐体（2）之间安装有支撑结构（5），内罐体（1）和外罐体（2）之间还填充有隔热层（3），所述制荡装置（4）焊接固定在内罐体（1）的内壁，外罐体（2）固定于减摇装置（6）中，所述减摇装置（6）固定在鞍座（7）上，所述尾部防撞装置（8）布置在外罐体（2）的尾部。

2.如权利要求1所述的一种减震减摇制荡的新型船用LNG燃料储罐，其特征在于：所述隔热层（3）为珠光砂。

3.如权利要求1所述的一种减震减摇制荡的新型船用LNG燃料储罐，其特征在于：所述制荡装置（4）包括在内罐体（1）中左右均匀排列的多块防波板（4-1、4-2），所述防波板（4-1、4-2）中设有多个按大小排布的板孔，防波板（4-1、4-2）的两侧均设有圆弧边，圆弧边通过螺栓（4-3）固定于角钢托板（4-4）上，所述角钢托板（4-4）与内罐体（1）的内壁焊连并通过加强片（4-5）固定，其中，相邻的两个防波板（4-1、4-2）的板孔排布顺序相反。

4.如权利要求1所述的一种减震减摇制荡的新型船用LNG燃料储罐，其特征在于：所述支撑结构（5）数量为八个，分为两组，每组四个沿内罐体（1）的外周环向阵列排布。

5.如权利要求4所述的一种减震减摇制荡的新型船用LNG燃料储罐，其特征在于：所述支撑结构（5）包括套筒（5-1）、隔热加强垫（5-2）、液压阻尼减震器（5-3）和减震弹簧（5-4），所述液压阻尼减震器（5-3）的两端均固定有隔热加强垫（5-2），一端的隔热加强垫（5-2）与内罐体（1）的外壁相接触，另一端的隔热加强垫（5-2）安装在套筒（5-1）中，所述套筒（5-1）焊接固定在外罐体（2）的内壁，所述减震弹簧（5-4）环套于液压阻尼减震器（5-3）。

6.如权利要求1所述的一种减震减摇制荡的新型船用LNG燃料储罐，其特征在于：所述减摇装置（6）包括滚动轴架（6-1）、固定轴架（6-2）、轴杆（6-3）、环架（6-4）、固定钢套（6-5）、连接弹簧（6-6）、螺栓（6-7）和滚动轴承（6-8）；所述滚动轴架（6-1）和固定轴架（6-2）均为方形框架，滚动轴架（6-1）的两端均固定有滚动轴承（6-8），固定轴架（6-2）两端均固定有轴杆（6-3），所述滚动轴承（6-8）套于轴杆（6-3）上，使得滚动轴架（6-1）和固定轴架（6-2）之间能够相对旋转；所述固定钢套（6-5）环向焊接在外罐体（2）上，所述环架（6-4）套设在固定钢套（6-5）外，环架（6-4）和固定钢套（6-5）之间沿环向均匀地固定有多个连接弹簧（6-6），环架（6-4）的上下两端通过螺栓（6-7）固定在滚动轴架（6-1）中。

7.如权利要求1所述的一种减震减摇制荡的新型船用LNG燃料储罐，其特征在于：所述鞍座（7）包括支撑座（7-8）、H形钢（7-3）、隔热层（7-2）、平台（7-6）和脚座（7-7）；所述支撑座（7-8）通过螺栓与固定轴架（6-2）相连，支撑座（7-8）中由H形钢（7-3）加强；所述平台（7-6）固定在支撑座（7-8）的底部，支撑座（7-8）和平台（7-6）之间设有隔热层（7-2），支撑座（7-8）和平台（7-6）通过螺栓（7-10）固定连接，平台（7-6）的两侧还固定有多个脚座（7-7），所述脚座（7-7）通过螺栓（7-1）固定于船体上。

8.如权利要求7所述的一种减震减摇制荡的新型船用LNG燃料储罐，其特征在于：所述平台（7-6）包括刚性上板（7-12）、刚性下板（7-13）、垂直隔板（7-11）和减震单元，所述刚性上板（7-12）固定在隔热层（7-2）的底部，所述刚性下板（7-13）位于刚性上板（7-12）的正下方，刚性上板（7-12）和刚性下板（7-13）之间均匀布置有多个垂直隔板（7-11），相邻的两个垂直隔板（7-11）之间安装有减震单元。

9.如权利要求8所述的一种减震减摇制荡的新型船用LNG燃料储罐，其特征在于：所述减震单元包括两个交叉减震构件（7-4）、球形弹簧（7-9）和限位杆（7-5），两个交叉减震结构（7-4）呈上下镜像对称设置，所述球形弹簧（7-9）连接在两个交叉减震结构（7-4）之间，球形弹簧（7-9）的左右两侧设有水平的限位杆（7-5），所述限位杆（7-5）一端固定在垂直隔板（7-11）上，另一端通过卡爪与球形弹簧（7-9）相连。

10.如权利要求1所述的一种减震减摇制荡的新型船用LNG燃料储罐，其特征在于：所述尾部防撞装置（8）包括刚性包套（8-1）和保护弹簧（8-2），所述刚性包套（8-1）截面呈C字型，刚性包套（8-1）中水平固定有多根保护弹簧（8-2）。