CN110131583A - 船用液货舱叠拼多体储罐 - Google Patents
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Abstract
船用液货舱叠拼多体储罐，属于液化气体储罐领域，为解决现有液货舱空间利用率不高的问题，要点是由至少两个以上的罐体在竖向布置并形成多瓣叠拼且连通的储罐，效果是具有相同的宽度、长度、罐体直径或各罐体宽度、长度、直径不同，而高度具有要求的工况下，就能够将高度空间充分利用，对于长‑高‑窄空间的利用率更高。
Description
技术领域
本发明属于液化气体储罐领域，尤其涉及一种船用C型储罐的叠拼结构。
背景技术
目前液货舱的主体结构主要形式如下：单筒C罐、双体C罐(横向布置)、三体C罐(三角、横向布置)适合用于气体运输船。而对于集装箱、矿砂船的长-高-窄型的液货舱区，现有的结构均不能满足空间利用率。而B型舱受制于内部蒸汽压力低仅有＜0.7bar，对BOG处理需要更高昂的液货处理系统，大大增加成本。
发明内容
为解决现有液货舱空间利用率不高的问题，本发明提出如下技术方案：一种船用液货舱叠拼多体储罐，由至少两个以上的罐体在竖向布置并形成多瓣叠拼且连通的储罐。
进一步的，部分在下的罐体的长度较部分在上的罐体的长度更小，将一个靠近上部的且长度较长的罐体的一段下圆周面，嵌接在环形的层压木的内周面，层压木的外周面嵌接在具有环形凹面的支撑座中。
进一步的，上罐体的顶端面靠近两侧封头的位置，各安装一个顶部止转装置，下罐体的下圆周嵌接在环形的层压木的内周面，层压木的外周面嵌接在具有环形凹面的支撑座中，支撑座沿着储罐的长向而具有两段，前段是固定端支撑座，后段是滑动端支撑座。
进一步的，上罐体安装的第一顶部止转装置，其安装位置对应在下罐体的相应位置，所相对的层压木的部分被开出空间，以容置底部固定止转装置，使得该底部固定止转装置位于下罐体与固定端支撑座之间，并与第一顶部止转装置上、下相对；
上罐体安装的第二顶部止转装置，其安装位置对应在下罐体的相应位置，所相对的层压木的部分被开出空间，以容置底部滑动止转装置，使得该底部滑动止转装置位于下罐体与滑动端支撑座之间，并与第二顶部止转装置上、下相对。
进一步的，顶部止转装置包括罐侧止移扁钢，罐侧止移扁钢直接或通过其他构件被固定在上罐体的顶端外周面上，层压木与罐侧止移扁钢固定，船体结构侧止移扁钢直接或通过其他构件焊接在船体上，层压木与船体结构侧止移扁钢固定，层压木与层压木相互挤压配合。
进一步的，底部固定止转装置包括罐体侧楔形层压木，罐体侧楔形层压木固定在下罐体的底端外圆周面，船体侧楔形槽层压木固定在固定支撑座内周面，固定支撑座被固定在船体，罐体侧楔形层压木与船体侧楔形槽通过楔与槽的配合而相互上、下压合，楔平面顺向Y向；
底部滑动止转装置包括罐体侧楔形层压木，罐体侧楔形层压木固定在下罐体的底端外圆周面，船体侧楔形槽层压木固定在滑动支撑座内周面，滑动支撑座被固定焊接在船体，罐体侧楔形层压木与船体侧楔形槽通过楔与槽的配合而相互上、下压合，楔平面顺向Y向，在船体侧楔形槽层压木的凹面沿着Y向安装钢板，罐体侧楔形层压木与船体侧楔形槽通过楔与槽的配合，使得该钢板与罐体侧楔形层压木的外表面接触。
进一步的，在底部固定止转装置、底部滑动止转装置所对的各自上方的多层相连的罐体被安装与其形状相匹配的加强环。
进一步的，罐体设置横向隔舱壁、水平隔舱壁，横向隔舱壁是储罐的竖向设置的隔舱壁，水平隔舱壁是在储罐的长向设置的隔舱壁。
进一步的，在下体罐偏上部的两侧的对应支座位置处设置止浮装置，所述的止浮装置包括横板、斜板和立板，横板底面由斜板上横边支撑以形成水平面，且横板和斜板的下横边连接在罐体，而横板与斜板的侧边与立板的侧面连接，在横板顶面固定安装木头，且木头与船体构件连接。
进一步的，罐体是C型储罐，储罐封头是球封头、椭圆封头、碟形封头中的一种。
有益效果：两个以上的罐体在竖向布置并形成多瓣叠拼且连通的储罐，具有相同的宽度(窄)、长度、罐体直径或空间利用无需叠加宽度、长度、直径(即各罐体宽度、长度、直径不同)，而高度具有要求的工况下，就能够将高度空间充分利用，对于长-高-窄空间的利用率更高。而部分在下的罐体的长度较部分在上的罐体的长度更小，将一个靠近上部的且长度较长的罐体的一段下圆周面，嵌接在环形的层压木的内周面，层压木的外周面嵌接在具有环形凹面的支撑座中，这就是说，对于上宽、下窄等不规则空间形状，本发明的方案也可以根据改变固定的罐体而利用空间，空间利用率高。
在下体罐下部设置一个固定端及一个滑动端水平支座。固定端支座在靠近DOME下方侧，在Y方向控制罐体移动，Z方向承受液罐本体的重力作用；滑动支座在DOME远侧，Z方向承受罐体本体的重力作用。在罐子底部，固定端支座中心处设置底部固定止转装置，在X方向控制罐体移动；滑动支座中心处设置底部滑动止转装置，在X方向控制罐体移动，Y方向在罐体热胀冷缩时起到滑移作用。在固定、滑动支座侧上体罐上部设置顶部止转装置，在X方向控制罐体移动，Z方向在罐体热胀冷缩时起到导向滑移作用；在下体罐偏上部两侧支座位置处设置止浮装置，主要起到止浮作用；在支座位置处设置较强的内加强环，主要起到支撑作用。罐体内部设置横向、水平隔舱壁，主要起到减小晃荡冲击力，减小疲劳作用。在上罐体上部设置一个DOME，用于接管、仪器仪表穿舱，由于叠拼罐最低液位在下罐体最低处，所以仅有一个最低液位，仅设置一套仪器仪表即满足规范要求。下罐体下面与支座间设置层压木，罐体外部整体包裹保温层，降低BOG蒸发率。
附图说明
图1是船用液货舱叠拼多体储罐的纵向剖视示意图；
图2是图1的横向剖视图；
图3是底部固定止转装置
图4是底部滑动止转装置
图5顶部止转装置剖视图；
图6是图5的俯视图；
图7是封头对比图；
图8是具有等同下罐体的储罐示意图。
其中：1.上罐体，2.中罐体，3.下罐体，4.固定端支撑座，5.滑动端支撑座，6.底部固定止转装置，6-1.罐体侧楔形层压木，6-2.船体侧楔形槽层压木，7.底部滑动止转装置，7-1.罐体侧楔形层压木，7-2.船体侧楔形槽层压木，8.止转装置，8-1.罐侧止移扁钢，8-2.层压木，8-3.层压木，8-4.船体结构侧止移扁钢，9.止浮装置，10.内加强环，11.横向隔舱壁，12.水平隔舱壁，13.层压木，14.DOME，15.保温层，16.吊耳。
具体实施方式
实施例1：如图1、2所示，一种船用液货舱叠拼多体储罐，主要是由上罐体1、中间罐体2、下罐体3间连接而形成罐体表面连接而内部连通的储罐，且，在一种方案中，所述的三个罐体的轴向方向一致，且为上、下堆叠安装，在一种方案中，下罐体的长度较其他两个罐体的长度更小，而在另一种方案中，罐体与罐体之间通过水平隔舱壁12和/或横向隔舱壁12连接，水平隔舱壁12和/或横向隔舱壁12固定在罐体上，并作为罐与罐之间的密封，减小晃荡冲击力，减小疲劳作用，需要说明的是：上罐体是指最上面的罐体，下罐体是指最下面的罐体。多瓣叠拼是两个以上的罐体在竖向布置并形成的直接的罐体连接。
需要说明书的是，本实施例中，储罐是沿着船体的宽度方向布置的，即水平隔舱壁12的长度方向即储罐的轴向方向(储罐的长向)，其与船体的宽度方向(船体的宽向)一致，水平隔舱壁12的宽度方向(储罐的宽向)与船体的长度方向(船体的长向)一致，船体的长向(储罐的宽向)是X向，船体的宽向(储罐的长向)是Y向。
在一种方案中，上罐体的顶端面安装DOME，且顶端面上靠近两侧的封头的位置，各安装一个顶部止转装置，优选安装在圆周面的最好位置，分别是第一顶部止转装置和第二顶部止转装置。
在一种方案中，DOME安装在两个顶部止转装置之间，其安装位置为更靠近其中一个顶部止转装置，为第一顶部止转装置，需要说明的是，上罐体的第一顶部止转装置相对的下罐体的位置，其下方对应固定端支撑座4，也就是说，在优选的方案中，DOME安装在上罐体的对应固定端支撑座4位置部分的附近，其可也是安装在上罐体的对应固定端支撑座4位置与滑动端支撑座5之间部分，也可以不在二者之间的部分，只要在对应固定端支撑座4位置部分即可。
下罐体的下圆周嵌接在环形的层压木13的内周面，层压木13的外周面嵌接在具有环形凹面的支撑座中，支撑座沿着储罐的长向而具有两段，当然，支撑座也可以是一个整体，为表达方便，而分为两段对其说明，前段是固定端支撑座，后段是滑动端支撑座，各支撑座焊接在船体，用于支撑固定端、滑动端，即支撑底部固定止转装置6、底部滑动止转装置7。
上罐体安装的第一顶部止转装置，其安装位置对应在下罐体3的相应位置，所相对的层压木13的部分被开出空间，以容置底部固定止转装置6，使得该底部固定止转装置6位于下罐体与固定端支撑座4之间，并与第一顶部止转装置上、下相对。
上罐体安装的第二顶部止转装置，其安装位置对应在下罐体3的相应位置，所相对的层压木13的部分被开出空间，以容置底部滑动止转装置7，使得该底部滑动止转装置7位于下罐体与滑动端支撑座5之间，并与第二顶部止转装置上、下相对。
如图5、6所示，在一种具体方案中，顶部止转装置8包括罐侧止移扁钢8-1，且通过罐侧止移扁钢8-1焊接在上罐体的顶端外圆周面上，优选为圆周面的最高位置。也就是说，罐侧止移扁钢8-1直接或通过其他构件被焊接在上罐体上，通过胶水将层压木8-2与罐侧止移扁钢8-1固定，使得层压木8-2镶嵌并粘贴在罐侧止移扁钢8-1上，从而实现了层压木8-2被固定在罐侧；船体结构侧止移扁钢8-4直接或通过其他构件焊接在船体上，通过胶水将层压木8-3与船体结构侧止移扁钢8-4固定，使得层压木8-3镶嵌并粘贴在船体结构侧止移扁钢8-4，从而实现了层压木8-3被固定在船体侧，层压木8-2与层压木8-3相互挤压配合，当罐体受到X方向的加速度，通过层压木制约移动，并且分别与底部件6、件7止转装置形成一个上下止移结构，从而也防止罐子转动，Z方向不起到约束作用，温度引起的罐子整体的热胀冷缩而可以自由滑动。
如图3所示，在一种具体方案中，底部固定止转装置6由罐体侧楔形层压木6-1通过重力与船体侧楔形槽层压木6-2贴实而形成，满足阻止X向移动的目的。罐体侧楔形层压木6-1镶嵌并焊接在下罐体的底端外圆周面，优选为圆周面的最低位置，船体侧楔形槽层压木6-2镶嵌并焊接在固定支撑座内周面，支撑座被固定焊接在船体，使得船体侧楔形槽层压木6-2能够被固定在船侧，楔的平面顺向Y向，由于罐子重力，罐体侧楔形层压木6-1与船体侧楔形槽6-2通过楔与槽的配合而相互上、下压合，当罐子受到X向(横向)加速度时，件6-2的楔形槽面制约了件6-1的楔的移动，因此此结构有效防止罐子向X向的移动，而Y向不起到约束作用。
如图4所示，在一种具体方案中，底部滑动止转装置7是由罐体侧楔形层压木7-1通过重力与船体侧楔形槽层压木7-2贴实而形成，满足阻止X向移动的目的，而两侧层压木之间可在Y向滑移。具体结构是：罐体侧楔形层压木7-1镶嵌并焊接在下罐体的底端外圆周面，优选为圆周面的最低位置，船体侧楔形槽层压木7-2镶嵌并焊接在滑动支撑座内周面，支撑座被固定焊接在船体，使得船体侧楔形槽层压木7-2能够被固定在船侧，楔平面顺向Y向，由于罐子重力，罐体侧楔形层压木7-1与船体侧楔形槽7-2通过楔与槽的配合而相互上、下压合，当罐子受到X向加速度时，件7-2的楔形槽面制约了件7-1的楔的移动，因此此结构有效防止罐子X向的移动。而Y向不起到约束作用。在船体侧楔形槽层压木7-2的凹面沿着Y向安装钢板，罐体侧楔形层压木7-1与船体侧楔形槽7-2通过楔与槽的配合，使得该钢板与罐体侧楔形层压木7-1的外表面接触，即两块层压木间有不锈钢板，起到由于温度引起的罐子整体的热胀冷缩而滑动的作用。
在底部固定止转装置6、底部滑动止转装置7所对的各自上方的三层相连的罐体被安装与其形状相匹配的加强环，罐体设置横向隔舱壁11、水平隔舱壁12，在横向和竖直水平向将储罐内部空间分隔及密封，罐体外部整体包裹保温层15，在下体罐3偏上部的两侧对应的支撑座位置处设置止浮装置16，所述的止浮装置16包括横板、斜板和立板，横板底面由斜板上横边支撑以形成水平面，且横板和斜板的下横边连接在罐体，而横板与斜板的侧边与立板的侧面连接，在横板顶面固定安装木头，且木头与船体构件连接，以使得船体构件传递船体的固定及支撑，限制罐体产生的浮动，起到止浮作用。
实施例2：一种船用液货舱叠拼多体储罐，包括上罐体1、中间罐体2、下罐体3，当然，可以只包括上、下两个罐体，也可以包括多于三个的罐体，罐体间通过水平隔舱壁12连接，在上罐体1靠近DOME14侧的位置，其对应的下罐体3的部位，设置底部固定止转装置6，其下方设置固定端支撑座4，下罐体与固定端支撑座间间安装有层压木13，底部固定止转装置6它是通过罐体侧楔形层压木6-1通过重力与船体侧楔形槽层压木6-2贴实以满足阻止X向的移动。
在上罐体1远离DOME14侧的位置，其对应的下罐体3的部位，设置底部滑动止转装置7，其下方设置滑动端支撑座5，下罐体与滑动端支撑座间安装有层压木13。底部滑动止转装置7是通过罐体侧楔形层压木7-1通过重力与船体侧楔形槽层压木7-2贴实以满足阻止X向的移动，并且两侧层压木之间可在Y向滑移。
在固定端支撑座4和滑动端支撑座5所对的上体罐1的相应位置设置上部顶部止转装置8，或者更为精确的，在底部固定止转装置6、底部滑动止转装置7所对的上体罐1的相应位置设置上部顶部止转装置8。它是通过罐侧止移扁钢8-1焊接在上罐体上，通过胶水将层压木8-2镶嵌粘贴在罐侧；船体结构侧止移扁钢8-4焊接在船体上，通过胶水将层压木8-3镶嵌粘贴在船体侧，两个层压木相互挤压接触。当罐体受到X方向的加速度，通过层压木制约移动，并且分别与底部止转装置6、7形成一个上下止移结构，从而也防止罐子转动，Z方向不起到约束作用，温度引起的罐子整体的热胀冷缩而可以自由滑动。
在固定端支撑座4和滑动端支撑座5所对的其上方的储罐处设置内加强环10。罐体内部设置横向隔舱壁11、竖向水平隔舱壁12。在上罐体1上部设置一个DOME14。下罐体3与固定端支撑座4和滑动端支撑座5间设置层压木13，罐体外部整体包裹保温层15，在下体罐3上部两侧支座位置处设置止浮装置16，起到止浮作用。
由上述方案，船横向布置的叠拼形IMO-C型罐，横向布置，连接处为筒体：圆缺，封头：球缺(如图1)、椭圆缺(如图7)、碟形缺(如图7)形式，也就是说，封头结构是多样的,可以是椭圆封头、碟形封头，亦可长度不同组合式支座支撑在中间罐体上等。其采用了水平支座，采用上下止“转”装置，止浮装置布置在下罐部，能够适用于“长-高-窄”空间的利用，当然其不限于使用中三个罐体，可以是二个筒、四个筒或更多。
如图8所示，在一种方案中，部分在下的罐体的长度较部分在上的罐体的长度更小，将一个靠近上部的且长度较长的罐体的一段下圆周面，嵌接在环形的层压木的内周面，层压木的外周面嵌接在具有环形凹面的支撑座中，即支撑座的位置可以设置在任意罐体上，对于上述任意种方案，若下罐体不为最下面的罐体，而是指等同下罐体，则上述方案的与支撑座连接的即是等同下罐体。等同下罐体的定义如下：在下的罐体的长度较部分在上的罐体的长度更小，将一个靠近上部的且长度较长的罐体的一段下圆周面，嵌接在环形的层压木的内周面，层压木的外周面嵌接在具有环形凹面的支撑座中，该处所述的靠近上部的且长度较长的罐体就是等同下罐体。
优点在于：
①罐舱空间的有效利用率高达79％
②仅有一个DOME利用下体罐最低点设置一套仪器仪表即满足工艺要求
③比B型舱、薄膜舱有更高蒸汽压力，有较好的BOG承压能力
④本罐型更易使用于集装箱、矿砂船
⑤比薄膜舱有更短的模块化制造周期。如下表所示，叠拼罐将多种液货舱型优点集于一体：
| 蒸汽压力 | 成本 | 制造周期 | 容积率 | 控制系统套数 | 适合船型 | |
| 叠拼C型罐 | ≥3bar | 低 | 短 | 高 | 1套 | 集装箱、矿砂船 |
| 单筒C型罐 | ≥3bar | 低 | 短 | 低 | 1套 | 运输船 |
| 卧式双耳C型罐 | ≥3bar | 低 | 短 | 低 | 2套 | 运输船 |
| 三体C型罐 | ≥3bar | 高 | 短 | 中 | 3套 | 运输船 |
| B型舱 | ＜0.7bar | 中 | 中 | 高 | 1套 | 集装箱、矿砂船 |
| 薄膜舱 | ＜0.25bar | 高 | 长 | 高 | 1套 | 运输船 |
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范。
Claims (10)
1.一种船用液货舱叠拼多体储罐，其特征在于，由至少两个以上的罐体在竖向布置并形成多瓣叠拼且连通的储罐。
2.如权利要求1所述的船用液货舱叠拼多体储罐，其特征在于，部分在下的罐体的长度较部分在上的罐体的长度更小，将一个靠近上部的且长度较长的罐体的一段下圆周面，嵌接在环形的层压木的内周面，层压木的外周面嵌接在具有环形凹面的支撑座中，靠近上部的且长度较长的罐体是等同下罐体。
3.如权利要求1或2所述的船用液货舱叠拼多体储罐，其特征在于，上罐体的顶端面靠近两侧封头的位置，各安装一个顶部止转装置，下罐体的下圆周嵌接在环形的层压木(13)的内周面，层压木(13)的外周面嵌接在具有环形凹面的支撑座中，支撑座沿着储罐的长向而具有两段，前段是固定端支撑座，后段是滑动端支撑座，所述的下罐体是最下面的罐体或等同下罐体。
4.如权利要求3所述的船用液货舱叠拼多体储罐，其特征在于，上罐体安装的第一顶部止转装置，其安装位置对应在下罐体的相应位置，所相对的层压木的部分被开出空间，以容置底部固定止转装置，使得该底部固定止转装置位于下罐体与固定端支撑座之间，并与第一顶部止转装置上、下相对；
上罐体安装的第二顶部止转装置，其安装位置对应在下罐体的相应位置，所相对的层压木的部分被开出空间，以容置底部滑动止转装置，使得该底部滑动止转装置位于下罐体与滑动端支撑座之间，并与第二顶部止转装置上、下相对。
5.如权利要求3所述的船用液货舱叠拼多体储罐，其特征在于，顶部止转装置包括罐侧止移扁钢，罐侧止移扁钢(8-1)直接或通过其他构件被固定在上罐体的顶端外周面上，层压木(8-2)与罐侧止移扁钢(8-1)固定，船体结构侧止移扁钢(8-4)直接或通过其他构件焊接在船体上，层压木(8-3)与船体结构侧止移扁钢(8-4)固定，层压木(8-2)与层压木(8-3)相互挤压配合。
6.如权利要求4所述的船用液货舱叠拼多体储罐，其特征在于，底部固定止转装置包括罐体侧楔形层压木，罐体侧楔形层压木固定在下罐体的底端外圆周面，船体侧楔形槽层压木固定在固定支撑座内周面，固定支撑座被固定在船体，罐体侧楔形层压木与船体侧楔形槽通过楔与槽的配合而相互上、下压合，楔平面顺向Y向；
底部滑动止转装置包括罐体侧楔形层压木，罐体侧楔形层压木固定在下罐体的底端外圆周面，船体侧楔形槽层压木固定在滑动支撑座内周面，滑动支撑座被固定焊接在船体，罐体侧楔形层压木与船体侧楔形槽通过楔与槽的配合而相互上、下压合，楔平面顺向Y向，在船体侧楔形槽层压木的凹面沿着Y向安装钢板，罐体侧楔形层压木与船体侧楔形槽通过楔与槽的配合，使得该钢板与罐体侧楔形层压木的外表面接触；
船体的宽向和储罐的长向是Y向。
7.如权利要求1所述的船用液货舱叠拼多体储罐，其特征在于，在底部固定止转装置、底部滑动止转装置所对的各自上方的多层相连的罐体被安装与其形状相匹配的加强环；罐体设置横向隔舱壁、水平隔舱壁，横向隔舱壁是储罐的竖向设置的隔舱壁，水平隔舱壁是在储罐的长向设置的隔舱壁。
8.如权利要求1所述的船用液货舱叠拼多体储罐，其特征在于，在下体罐偏上部的两侧的对应支座位置处设置止浮装置，所述的止浮装置包括横板、斜板和立板，横板底面由斜板上横边支撑以形成水平面，且横板和斜板的下横边连接在罐体，而横板与斜板的侧边与立板的侧面连接，在横板顶面固定安装木头，且木头与船体构件连接。
9.如权利要求1、1所述的船用液货舱叠拼多体储罐，其特征在于，DOME安装在上罐体的对应固定端支撑座位置部分的附近。
10.如权利要求1所述的船用液货舱叠拼多体储罐，其特征在于，罐体是C型储罐，储罐封头是球封头、椭圆封头、碟形封头中的一种。
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