CN109110049A - 半潜式lng换装船及船用lng装船应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半潜式LNG换装船及船用LNG装船应用方法，船体的横截面为框形结构，框形结构的中间构成容纳船驶入的空间，在船体的顶部设有起重装置。沿江河布置多个半潜式LNG换装船，使半潜式LNG换装船的浮箱甲板位于水位线以下，采用LNG罐式集装箱作为燃料的船或者集装箱船驶入到半潜式LNG换装船的框形结构结构空间内，利用半潜式LNG换装船顶部的起重装置，为LNG燃料船更换LNG罐式集装箱，或者从集装箱船装卸LNG罐式集装箱。通过采用半潜式的框形结构，以较低的成本获得水上稳固的半永久操作平台，便于给采用LNG罐式集装箱作为燃料的船更换LNG罐式集装箱，或者给运载LNG罐式集装箱的集装箱船停靠以装卸LNG罐式集装箱。

Description

半潜式LNG换装船及船用LNG装船应用方法

技术领域

本发明涉及LNG能源装船应用领域，特别是一种半潜式LNG换装船及船用LNG装船应用方法。

背景技术

LNG是液化天然气（Liquefied Natural Gas，简称LNG）的简称，主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的化石能源。无色、无味、无毒且无腐蚀性。我国内河船舶众多，水运潜能巨大。现有技术中的LNG燃料动力船采用的燃料储存方式是固定式储罐，由于固定式储罐要依赖岸上加注站或岸边加注趸船对其进行加注，例如中国专利文献CN106428445A中记载的一种移动加液船，即采用加注方式进行燃料应用。加注站点建设面临选址困难，投资巨大，审批时期长，从而导致现阶段投入使用的LNG加注站点数量增加缓慢，短期内不能满足水运行业已经起步应用的LNG燃料动力船的加注需求，是LNG燃料动力船不能快速发展的主要障碍。

LNG在境外资源丰富，我国进口量大，现在运输市场均采用大型运输船+大型接收站的运输模式，而这种模式长期处于大型集团垄断的状态，且基础设施建设周期长，投资巨大，门槛很高。目前LNG中小批量的贸易交收需要更为灵活的方式，通过陆、水多式联运直接到达用户。现有LNG罐式集装箱运输环节的模式是，从源头→水上或陆上→运输→陆上中转→终端用户的模式，还没有一种从源头→运输→直接到水运船舶用户的装船应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供半潜式LNG换装船，能够不依赖岸边设施给采用LNG作为燃料的船更换LNG罐式集装箱。实现水上船与船之间的LNG罐式集装箱更换，使应用LNG为燃料的船很方便的获得LNG燃料,操作简便，使用安全。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种船用LNG装船应用方法，能够克服现有技术中加注站点建设面临选址困难，投资巨大，审批时期长的问题，实现水上快速供应LNG燃料，且操作安全，使用简便，能够大幅降低LNG燃料供应和应用成本。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种半潜式LNG换装船，船体的横截面为框形结构，框形结构的中间构成容纳船驶入的空间，在船体的顶部设有起重装置。

优选的方案中，在船体的底部，多个压载水仓构成框形结构的底部，压载水仓的顶部为浮箱甲板，在压载水仓附近还设有泵房。

优选的方案中，在船体的两侧设有支撑架，所述的支撑架上设有沿船体长度方向的支撑梁，行走梁安装在支撑梁上，并可沿着支撑梁的长度方向行走，起吊小车安装在行走梁上，并可沿着行走梁的长度方向行走。

优选的方案中，支撑架的顶部设有多个顶联结梁，顶联结梁将两侧的支撑架连接在一起；

所述的支撑架设有多个立柱，立柱上设有牛腿支撑部，支撑梁固设在牛腿支撑部。

优选的方案中，在船体的两侧设有支撑架，在支撑架的内侧设有用于堆码LNG罐式集装箱的堆码空间。

优选的方案中，在堆码空间的内侧设有内舷，内舷的高度高于进入的船的船舷。

优选的方案中，在船体的底部，多个压载水仓构成框形结构的底部，压载水仓的顶部为浮箱甲板，堆码空间位于浮箱甲板；

浮箱甲板之上还依次设有安全甲板、船员甲板和顶棚甲板，安全甲板位于水位线之上；

在船体的两端设有锚链筒；

在船体主甲板的至少一端设有可折叠的廊桥。

一种采用上述的半潜式LNG换装船的船用LNG装船应用方法，沿江河布置多个半潜式LNG换装船，使半潜式LNG换装船的浮箱甲板位于水位线以下，采用LNG罐式集装箱作为燃料的船或者集装箱船驶入到半潜式LNG换装船的框形结构结构空间内，利用半潜式LNG换装船顶部的起重装置，为LNG燃料船更换LNG罐式集装箱，或者从集装箱船装卸LNG罐式集装箱。

优选的方案中，还设有多个自航式LNG罐式集装箱换装船，自航式LNG罐式集装箱换装船设有用于容纳LNG罐式集装箱的货舱，用于与半潜式LNG换装船装卸LNG罐式集装箱；

在自航式LNG罐式集装箱换装船的货舱还设有多个LNG罐式集装箱舱，LNG罐式集装箱装载在LNG罐式集装箱舱，舱内的LNG罐式集装箱通过管路系统与动力装置的内燃机连接；

在自航式LNG罐式集装箱换装船的船体上固设有沿船体长度方向的天轨，天轨的一端设有天轨端头延伸部，天轨端头延伸部的水平面投影延伸至船体的端头之外，在天轨上设有沿着天轨行走的纵向行走大车，纵向行走大车上设有横向行走小车，横向行走小车上设有起吊装置，用于以首尾相接的方式将LNG罐式集装箱吊装至应用LNG罐式集装箱作为燃料容器的船上。

优选的方案中，还设有LNG罐式集装箱船，LNG罐式集装箱船设有用于容纳LNG罐式集装箱的货舱，用于与半潜式LNG换装船装卸LNG罐式集装箱；

货舱还设有多个LNG罐式集装箱舱，LNG罐式集装箱装载在LNG罐式集装箱舱，舱内的LNG罐式集装箱通过管路系统与动力装置的内燃机连接；

LNG罐式集装箱装载在燃料舱内，LNG罐式集装箱通过管路系统与动力装置的内燃机连接。

本发明提供的一种半潜式LNG换装船及船用LNG装船应用方法，通过采用半潜式的框形结构，以较低的成本获得水上稳固的半永久操作平台，便于给采用LNG罐式集装箱作为燃料的船更换LNG罐式集装箱，或者通过增设的加注站给小型的LNG燃料船加注LNG燃料，又或者给运载LNG罐式集装箱的集装箱船停靠以装卸LNG罐式集装箱。优选的方案中，将LNG罐式集装箱储存在框形结构的内侧，船通道的两侧位置，便于起重装置快速完成装卸。按照长江至上海至沪州长江干线总里程为2583km计算，这一段长江干线仅需要13艘半潜式LNG换装船即可解决长江干线LNG加注难题。实现水上船与船之间的LNG罐式集装箱更换，使应用LNG为燃料的船很方便的获得LNG燃料,操作简便，使用安全。航行中的船舶可以不需要靠岸，通过自航式LNG罐式集装箱换装船就能够实现航行过程中的LNG罐式集装箱换装，也可以停靠半潜式LNG换装船进行换装。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体布置方案示意图。

图2为本发明中半潜式LNG换装船的主视示意图。

图3为本发明中半潜式LNG换装船的俯视示意图。

图4为本发明中半潜式LNG换装船的浮箱甲板的俯视示意图。

图5为图2的A-A剖视示意图。

图6为图2的B-B剖视示意图。

图7为本发明中自航式LNG罐式集装箱换装船的主视图。

图8为本发明中自航式LNG罐式集装箱换装船的天轨俯视图。

图9为图7的D-D剖视示意图。

图10为本发明中LNG罐式集装箱船的主视图。

图11为本发明中LNG罐式集装箱船的俯视图。

图12为本发明中自航式LNG罐式集装箱换装船为LNG燃料船更换LNG罐式集装箱的示意图。

图中：半潜式LNG换装船1，支撑架101，支撑梁102，立柱103，牛腿支撑部1031，起吊小车104，主甲板105，顶棚甲板1051，船员甲板1052，安全甲板1053，锚链筒106，锚链收放装置107，锚链仓108，压载水仓109，泵房110，通道111，顶联结梁112，内舷113，行走梁114，浮箱甲板115，廊桥116，堆码空间117，自航式LNG罐式集装箱换装船2，天轨21，天轨端头延伸部22，纵向行走大车23，横向行走小车24， LNG罐式集装箱船3， LNG罐式集装箱4，LNG罐式集装箱舱5，动力装置6，水位线7。

具体实施方式

实施例1：

如图2~6中，一种半潜式LNG换装船，船体的横截面为框形结构，框形结构的中间构成容纳船驶入的空间，在船体的顶部设有起重装置。使用时，使框形结构的船体部分的位于水位线7之下，船驶入到框形结构的空间中，利用起重装置装卸LNG罐式集装箱4。从而获得稳定的水上半永久稳固平台，能够方便地为LNG燃料船供应燃料，LNG罐式集装箱的运输船也能够方便地装卸LNG罐式集装箱。

优选的方案如图4、5中，在船体的底部，多个压载水仓109构成框形结构的底部，压载水仓109的顶部为浮箱甲板115，在压载水仓109附近还设有泵房110，泵房110用于调节压载水仓109内的充水量。利用压载水仓109调节船体的吃水深度，以平衡LNG罐式集装箱4的重量变化。实际上，由于本发明采用的是换装的方式，因此LNG罐式集装箱4的重量变化不大。

优选的方案如图2~5中，在船体的两侧设有支撑架101，所述的支撑架101上设有沿船体长度方向的支撑梁102，行走梁114安装在支撑梁102上，并可沿着支撑梁102的长度方向行走，起吊小车104安装在行走梁114上，并可沿着行走梁114的长度方向行走。由此结构，能够在主甲板105的任何范围内，实现LNG罐式集装箱4的吊装，本例找那个优选的采用两组起重装置，即行走梁114和起吊小车104为两组。在一组进行卸货的同时，另一组实现吊装，大幅提高装卸效率。

优选的方案如图5中，支撑架101的顶部设有多个顶联结梁112，顶联结梁112将两侧的支撑架101连接在一起；由此结构，提高框架结构的强度。

所述的支撑架101设有多个立柱103，立柱103上设有牛腿支撑部1031，支撑梁102固设在牛腿支撑部1031。

优选的方案如图3、5中，在船体的两侧设有支撑架101，在支撑架101的内侧设有用于堆码LNG罐式集装箱4的堆码空间117。由此结构，能够缩短装卸距离，降低能耗。

优选的方案如图3、5中，在堆码空间117的内侧设有内舷113，优选的，内舷113的高度高于进入的船的船舷。由此结构，能够增强对堆码的LNG罐式集装箱4的防护效果，避免碰撞引起事故。

优选的方案如图4、5中，在船体的底部，多个压载水仓109构成框形结构的底部，压载水仓109的顶部为浮箱甲板115，堆码空间117位于浮箱甲板115；

浮箱甲板115之上还依次设有安全甲板1053、船员甲板1052和顶棚甲板1051，安全甲板1053位于水位线7之上；由此结构，获得稳定的装卸平台，也便于人员通行，而且能够降低建造成本。

在船体的两端的两侧设有锚链筒106；由此结构，能够避免对停靠的船造成干涉。

如图2中，在船体主甲板105的至少一端设有可折叠的廊桥116。由此结构，便于人员通行和引导船进入到半潜式LNG换装船1内，必要的话，也能够用廊桥116封闭半潜式LNG换装船1的入口。

实施例2：

如图1~12中，一种采用上述的半潜式LNG换装船的船用LNG装船应用方法，沿江河布置多个半潜式LNG换装船1，使半潜式LNG换装船1的浮箱甲板115位于水位线7以下，采用LNG罐式集装箱4作为燃料的船或者集装箱船驶入到半潜式LNG换装船1的框形结构结构空间内，利用半潜式LNG换装船1顶部的起重装置，为LNG燃料船更换LNG罐式集装箱4，或者从集装箱船装卸LNG罐式集装箱4。由此方案，克服了岸边设施审批困难，水上船舶停靠不便的问题，尤其是吃水较深的大型集装箱船停靠不便的问题。

优选的方案如图7~9、12中，还设有多个自航式LNG罐式集装箱换装船2，自航式LNG罐式集装箱换装船2设有用于容纳LNG罐式集装箱的货舱，用于与半潜式LNG换装船1装卸LNG罐式集装箱4；

在自航式LNG罐式集装箱换装船2的货舱还设有多个LNG罐式集装箱舱5，LNG罐式集装箱4装载在LNG罐式集装箱舱5，舱内的LNG罐式集装箱4通过管路系统与动力装置6的内燃机连接；

在自航式LNG罐式集装箱换装船2的船体上固设有沿船体长度方向的天轨21，天轨21的一端设有天轨端头延伸部22，天轨端头延伸部22的水平面投影延伸至船体的端头之外，在天轨21上设有沿着天轨21行走的纵向行走大车23，纵向行走大车23上设有横向行走小车24，横向行走小车24上设有起吊装置，用于以首尾相接的方式将LNG罐式集装箱4吊装至应用LNG罐式集装箱4作为燃料容器的船上。在自航式LNG罐式集装箱换装船2的甲板上靠近天轨端头延伸部22的位置一块专门用于LNG罐式集装箱4换装的区域，以减少位于天轨端头延伸部22位置的纵向行走大车23的行走距离，从而提高LNG罐式集装箱4换装的效率。设置的自航式LNG罐式集装箱换装船2，能够实现在两个半潜式LNG换装船1之间为LNG燃料船舶更换LNG罐式集装箱4。提高LNG燃料船舶的用户体验度。

优选的方案如图10~11中，还设有LNG罐式集装箱船3，LNG罐式集装箱船3设有用于容纳LNG罐式集装箱4的货舱，用于与半潜式LNG换装船1装卸LNG罐式集装箱4；

货舱还设有多个LNG罐式集装箱舱5，LNG罐式集装箱4装载在LNG罐式集装箱舱5，舱内的LNG罐式集装箱4通过管路系统与动力装置6的内燃机连接；

LNG罐式集装箱4装载在燃料舱5内，LNG罐式集装箱4通过管路系统与动力装置6的内燃机连接。LNG罐式集装箱船3还可用于从海到江河的LNG罐式集装箱4运输，即将海上停泊的LNG罐式集装箱船上的LNG罐式集装箱4运输到沿江河布置的半潜式LNG换装船1上，以供LNG燃料船舶使用。

优选的方案如图7、8中，在部分江段，例如岸边较高和水流较急的江段，在岸上设置的岸边起吊装置10，通过岸边起吊装置10的悬臂梁，利用起吊装置将LNG罐式集装箱4，吊装至自航式LNG罐式集装箱换装船2、LNG罐式集装箱船3或其他以LNG罐式集装箱4作为燃料的LNG燃料船。

可选的方案中，在部分江段，例如岸边较高和水流较急的江段，在岸上设置的岸边起吊装置，通过岸边起吊装置的悬臂梁，利用起吊装置将LNG罐式集装箱，吊装至自航式LNG罐式集装箱换装船、LNG罐式集装箱船或其他以LNG罐式集装箱作为燃料的LNG燃料船。

优选的方案中，所述的内燃机采用柴油和LNG双燃料内燃机；由此结构，在过闸过程中，能够将内燃机的动力切换到柴油燃料，从而确保过闸安全。当LNG燃料船的安全性得到确保，允许LNG燃料船过闸的情形下，采用单独的LNG燃料内燃机也是可行的。

自航式LNG罐式集装箱换装船2和LNG罐式集装箱船3还设有独立的管弄独立通风口7和LNG罐式集装箱舱独立通风口8，管弄独立通风口7与管路系统的管弄连通，LNG罐式集装箱舱独立通风口8与LNG罐式集装箱舱5连通；由此结构，确保LNG罐式集装箱舱的安全。LNG罐式集装箱舱5设置燃料围护系统，燃料管系及其它燃料释放源的设置和布置能够使释放的气体通向露天的安全位置。燃料管系采用围护壁、管和护栏等方法予以保护，可以防止机械损伤。将两套推进系统分隔成两套独立的处所，推进系统和燃料应用系统设计或任何气体泄漏后的安全动作不会导致不可接受的功能损失。为了将设有用气设备的机器处所内的气体操作概率降至最低，本发明设置独立的燃料准备、燃气准备的专用舱室，所有燃料管与通过处均设置专供检测人员可以进入的通道，即管弄，在通道的合适位置设自闭式空气闸，其通道顶部设置抽风口；在机舱的管系通道通向LNG燃料发动机的这一段距离的供气管系均采用双壁管加水套。并严格按照规范要求进行制造和检验。

自航式LNG罐式集装箱换装船2和LNG罐式集装箱船3的LNG罐式集装箱舱5作为燃料舱布置于开敞甲板，四周设置钢质围壁予以保护，用以防止机械损伤，存放处所的上方为开敞式，能够确保有足够的自然通风。LNG罐式集装箱舱5靠近船侧向内沿垂直于满载水线的中线量取至少B／１０其中Ｂ为船宽，或1.0m处，取其较小值。燃料舱5接头处所，在接头和阀件位置设有用于冷液的泄漏保护的集液盘。与船舶结构之间所采用的连接形式，可以供其周围船体或甲板结构在LNG燃料泄漏时不会面临无法承受的低温冷却。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半潜式LNG换装船，其特征是：船体的横截面为框形结构，框形结构的中间构成容纳船驶入的空间，在船体的顶部设有起重装置。

2.根据权利要求1所述的一种半潜式LNG换装船，其特征是：在船体的底部，多个压载水仓（109）构成框形结构的底部，压载水仓（109）的顶部为浮箱甲板（115），在压载水仓（109）附近还设有泵房（110）。

3.根据权利要求1所述的一种半潜式LNG换装船，其特征是：在船体的两侧设有支撑架（101），所述的支撑架（101）上设有沿船体长度方向的支撑梁（102），行走梁（114）安装在支撑梁（102）上，并可沿着支撑梁（102）的长度方向行走，起吊小车（104）安装在行走梁（114）上，并可沿着行走梁（114）的长度方向行走。

4.根据权利要求3所述的一种半潜式LNG换装船，其特征是：支撑架（101）的顶部设有多个顶联结梁（112），顶联结梁（112）将两侧的支撑架（101）连接在一起；

所述的支撑架（101）设有多个立柱（103），立柱（103）上设有牛腿支撑部（1031），支撑梁（102）固设在牛腿支撑部（1031）。

5.根据权利要求1所述的一种半潜式LNG换装船，其特征是：在船体的两侧设有支撑架（101），在支撑架（101）的内侧设有用于堆码LNG罐式集装箱（4）的堆码空间（117）。

6.根据权利要求5所述的一种半潜式LNG换装船，其特征是：在堆码空间（117）的内侧设有内舷（113），内舷（113）的高度高于进入的船的船舷。

7.根据权利要求5所述的一种半潜式LNG换装船，其特征是：在船体的底部，多个压载水仓（109）构成框形结构的底部，压载水仓（109）的顶部为浮箱甲板（115），堆码空间（117）位于浮箱甲板（115）；

浮箱甲板（115）之上还依次设有安全甲板（1053）、船员甲板（1052）和顶棚甲板（1051），安全甲板（1053）位于水位线（7）之上；

在船体的两端设有锚链筒（106）；

在船体主甲板（105）的至少一端设有可折叠的廊桥（116）。

8.一种采用权利要求1~7任一项所述的半潜式LNG换装船的船用LNG装船应用方法，其特征是：沿江河布置多个半潜式LNG换装船（1），使半潜式LNG换装船（1）的浮箱甲板（115）位于水位线（7）以下，采用LNG罐式集装箱（4）作为燃料的船或者集装箱船驶入到半潜式LNG换装船（1）的框形结构结构空间内，利用半潜式LNG换装船（1）顶部的起重装置，为LNG燃料船更换LNG罐式集装箱（4），或者从集装箱船装卸LNG罐式集装箱（4）。

9.根据权利要求8所述的一种船用LNG装船应用方法，其特征是：还设有多个自航式LNG罐式集装箱换装船（2），自航式LNG罐式集装箱换装船（2）设有用于容纳LNG罐式集装箱的货舱，用于与半潜式LNG换装船（1）装卸LNG罐式集装箱（4）；

在自航式LNG罐式集装箱换装船（2）的货舱还设有多个LNG罐式集装箱舱（5），LNG罐式集装箱（4）装载在LNG罐式集装箱舱（5），舱内的LNG罐式集装箱（4）通过管路系统与动力装置（6）的内燃机连接；

在自航式LNG罐式集装箱换装船（2）的船体上固设有沿船体长度方向的天轨（21），天轨（21）的一端设有天轨端头延伸部（22），天轨端头延伸部（22）的水平面投影延伸至船体的端头之外，在天轨（21）上设有沿着天轨（21）行走的纵向行走大车（23），纵向行走大车（23）上设有横向行走小车（24），横向行走小车（24）上设有起吊装置，用于以首尾相接的方式将LNG罐式集装箱（4）吊装至应用LNG罐式集装箱（4）作为燃料容器的船上。

10.根据权利要求8或9所述的一种船用LNG装船应用方法，其特征是：还设有LNG罐式集装箱船（3），LNG罐式集装箱船（3）设有用于容纳LNG罐式集装箱（4）的货舱，用于与半潜式LNG换装船（1）装卸LNG罐式集装箱（4）；

货舱还设有多个LNG罐式集装箱舱（5），LNG罐式集装箱（4）装载在LNG罐式集装箱舱（5），舱内的LNG罐式集装箱（4）通过管路系统与动力装置（6）的内燃机连接；

LNG罐式集装箱（4）装载在燃料舱（5）内，LNG罐式集装箱（4）通过管路系统与动力装置（6）的内燃机连接。