CN110498020A - 两栖式lng罐式集装箱换装船及换装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种两栖式LNG换装船，包括船体，船体上设有起吊装置，在船体的一端设有首压载舱，首压载舱的底部设有与斜坡车道相接触的斜面，还设有用于调节首压载舱内负载的泵舱；在船体靠近首压载舱的一端设有行车跳板。使用时将船体牵引至斜坡车道适当位置，通过泵舱向首压载舱内注水增加负载，使首压载舱的底部与斜坡车道接触；系固船尾与岸基的八字缆索，车辆将LNG罐式集装箱从岸上运输至船体上，由起吊装置将LNG罐式集装箱从车辆上吊装到船体的甲板上，实现LNG罐式集装箱的换装。本发明克服水位升降变化，实现了仅需占用较小的岸线资源，即可完成从陆上向水上的LNG船的罐式集装箱的换装，且作业速度快，安全效率高。

Description

两栖式LNG罐式集装箱换装船及换装方法

技术领域

本发明涉及船用LNG能源换装领域，特别是一种两栖式LNG罐式集装箱换装船及换装方法。

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供应。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掌控的状态，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罐式集装箱运输和换装都需要建设很大规模的陆上或水上换装站，建设周期长，投资巨大，还没有一种经济适用的LNG罐式集装箱换装模式和装船应用方法。

由于江河受枯、洪水影响水位落差极大，特别是长江和三峡库区，水位落差可达30多米，要建成岸基式换装站，因为要适应大落差的水位变化，其建设投资非常巨大，而且岸线审批困难；再则建设岸基式加注站要在江河中建设桩、柱和岸壁，会严重影响行洪安全，其审批又涉及消防、防洪、国土、住建等部门，比如京杭运河岸站需要在堤坝内建造。因此，防洪评价很难通过；岸线资源更是“千金难求”；岸线加注站土地又不能“招拍挂”，航道又不招标等诸多因素，也使投资岸基换装站困难重重。因此，开发一种经济适用，占用岸线资源极少的两栖式LNG罐式集装箱换装船将会为推进长江及内河航运高质量发展及环境大保护做出积极贡献。

中国专利文献CN202990001U两栖式河道作业平台，包括带有支撑平台的船体，船体尾部装有推进装置，船体的底部两侧设置有履带传动装置，履带传动装置由所述支撑平台上设置的电机驱动；船体前侧装有连接装置，支撑平台前部装有起吊装置，起吊装置与连接装置之间由钢索连接；支撑平台上设有发电机组件。通过履带传动装置的设置以及传统的水上牵引装置的配合使用，可以实现在无水滩地以及水上两种环境下进行作业，且可爬越小角度斜坡，在一些河岸较低的河道能够自行出入淤泥地，通过连接装置的设置，可以将清淤装置及垃圾清理装置等作业装置根据作业需要装置到连接装置上。但是该结构较为复杂，不利于生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种两栖式LNG罐式集装箱换装船及换装方法，能够减少对岸线资源的占用，换装作业方便，且能够克服水位升降变化的影响。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种两栖式LNG换装船，包括船体，船体上设有起吊装置，在船体的一端设有首压载舱，首压载舱的底部设有与斜坡车道相接触的斜面，还设有用于调节首压载舱内负载的泵舱；

在船体靠近首压载舱的一端设有行车跳板。

优选的方案中，在船体远离首压载舱的一端，还设有尾压载舱，泵舱分别与首压载舱和尾压载舱连接。

优选的方案中，船体的宽度足够车辆360°转弯。

优选的方案中，所述的起吊装置的结构为：门架上设有起吊纵梁，起吊纵梁上设有沿纵向行走的起吊大车，起吊大车上设有沿横向行走的起吊小车，起吊小车上设有用于起吊的卷扬起吊装置。

所述的起吊纵梁设有悬臂段，悬臂段位于远离首压载舱，并伸出到船体之外。

优选的方案中，悬臂段伸出到船体之外的长度大于或等于LNG船的宽度。

优选的方案中，所述的门架的结构为：在靠近首压载舱的位置设有两根后立柱，在靠近尾压载舱的位置设有两根前立柱，前立柱的高度大于后立柱的高度，在后立柱的顶部设有起吊纵梁，在前立柱和后立柱之间设有横梁；

在前立柱设有多根斜拉索，斜拉索分别连接起吊纵梁的悬臂段和非悬臂段。

优选的方案中，在前立柱与后立柱之间还设有强化立柱，强化立柱与前立柱或后立柱之间设有斜撑。

优选的方案中，所述的行车跳板与船体的首压载舱所在一端的船体甲板铰接，定滑轮组与行车跳板铰接，动滑轮组与门架铰接，卷扬起吊装置固定安装在船体上，钢丝绳穿过导轮与定滑轮组和动滑轮组连接。

一种采用上述的两栖式LNG换装船的换装方法，包括以下步骤：

S1、将船体牵引至斜坡车道适当位置，通过泵舱向首压载舱内注水增加负载，使首压载舱的底部与斜坡车道接触；

S2、系固船尾与岸基的八字缆索，八字缆索一端与安装在船体尾部的电动绞缆绞盘连接，另一端与斜坡车道上的地牛连接；

S3、放下行车跳板；

车辆将LNG罐式集装箱从岸上运输至船体上，由起吊装置将LNG罐式集装箱从车辆上吊装到船体的甲板上，或者直接吊装到LNG船上，并将LNG船上的LNG罐式集装箱卸下到船体的甲板上，或者直接卸下到车辆上；

通过以上步骤实现LNG罐式集装箱的换装。

当需要移动时，卷扬起吊装置启动，升起行车跳板，通过泵舱将首压载舱内的负载水抽出，并向尾压载舱注水增加负载，使首压载舱的底部离开斜坡车道，同时逐步松开船尾与岸基的八字缆索；

将船体牵引至斜坡车道适当位置，重复步骤S1、S2，即完成了船体的重新定位。

本发明提供的一种两栖式LNG换装船及换装方法，通过在船体上设置起吊装置，并采用调整船体吃水水位，克服水位升降变化的方案，实现了仅需占用较小的岸线资源，即可完成从陆上向水上的LNG船的罐式集装箱的换装，且作业速度快，安全效率高。本发明通过采用两栖式的框形结构，以很低的成本获得两栖式LNG罐式集装箱换装稳定的操作平台。通过直取直卸的方法更换LNG罐式集装箱的方式方便地实现LNG燃料供应。按照长江干线上海至泸州总里程2760KM计算，布置15艘两栖式LNG罐式集装箱换装船即可解决长江干线LNG加注难题。能够实现水上、陆上多式联运对LNG燃料动力船的燃料供应，还可以由水上向陆上供应由LNG罐式集装箱进行运输、储存的LNG清洁能源，实现“一罐到底”产业链快速形成。

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为本发明中LNG船进行换装时的结构示意图。

图2为本发明的两栖式LNG换装船靠岸时的结构示意图。

图3为本发明中的两栖式LNG换装船的甲板俯视图。

图4为本发明中舱室的布置俯视图。

图5为本发明中门架的侧视图。

图中：船体1，首压载舱2，尾压载舱3，泵舱4，行车跳板5，卷扬装置6，动滑轮组7，钢丝绳8，定滑轮组9，门架10，斜拉索11，起吊小车12，悬臂段13，LNG船14，起吊大车15，后立柱16，起吊纵梁17，横梁18，前立柱19，强化立柱20，斜撑21，斜坡车道22，卷扬起吊装置23，导轮24。

具体实施方式

实施例1：

如图2~5中，一种两栖式LNG换装船，包括船体1，船体1上设有起吊装置，在船体1的一端设有首压载舱2，首压载舱2为两个，在船体首部的两侧各布置一个，首压载舱2的底部设有与斜坡车道22相接触的斜面，优选的，斜坡车道22的倾斜度为8°，首压载舱2底部的斜面相应也为8°。在斜面的位置设置用于耐磨的耐磨材料，例如橡胶。还设有用于调节首压载舱2内负载的泵舱4；

在船体1靠近首压载舱2的一端设有行车跳板5，优选的，行车跳板5采用可收放的结构。由此结构，通过调节首压载舱2内的负载水，即可使船体1在漂浮状态和靠岸状态之间轻松切换。

优选的方案如图2中，在船体1远离首压载舱2的一端，还设有尾压载舱3，泵舱4分别与首压载舱2和尾压载舱3连接。由此结构，能够通过调节平衡压载，实现漂浮状态和靠岸状态之间的快速切换。当本船抵坡靠岸妥之后向首压载舱2注满压载水，依靠压载水的重力足够将其泊碇于岸基的斜坡车道22，从而又使得船舶重心大为降低，能够提高船体的稳定性，同时，将八字型系船缆索与船体尾部带缆桩和岸基的地牛系泊，再加上跳板抵坡形成的三角形支点，本发明的靠泊方法安全可靠。而且，还免于设置锚设备，减少了建造成本，又避免了锚设备锚泊时需启用锚机和抛锚船的能源浪费，也避免了对前来靠泊船舶和更换LNG罐式集装箱LNG船14与锚链碰擦的安全隐患。当涨水、退水需要移泊本发明的船体1时，启动泵舱4内水泵泄放首部压载舱的压载水，使船舶自由漂浮，视具体情况也可以向尾部压载舱加注压载水使船体自由漂浮。再启动船上电动绞缆绞盘对系泊缆索进行调节，或松、或紧实现本发明的船体移泊；该方案移泊便捷、安全可靠。移泊到位后按前述方法向首部压载舱加注压载水使本船泊碇即完成一个移泊作业流程。

优选的方案如图3中，船体1的宽度足够车辆360°转弯。由此结构，使船体1具有足够的宽度，便于行车。

优选的方案中，所述的起吊装置的结构为：门架10上设有起吊纵梁17，起吊纵梁17上设有沿纵向行走的起吊大车15，起吊大车15上设有沿横向行走的起吊小车12，起吊小车12上设有用于起吊的卷扬起吊装置23。起吊装置用于起吊LNG罐式集装箱。

如图1、2中，所述的起吊纵梁17设有悬臂段13，悬臂段13位于远离首压载舱2，并伸出到船体1之外。优选的方案如图2中，悬臂段13伸出到船体1之外的长度大于或等于LNG船14的宽度。由此结构，便于使起吊小车12能够在两栖式LNG换装船的甲板上方和LNG船14的上方来回移动，实现LNG罐式集装箱的换装。

优选的方案如图1、2、5中，所述的门架10的结构为：在靠近首压载舱2的位置设有两根后立柱16，在靠近尾压载舱3的位置设有两根前立柱19，前立柱19的高度大于后立柱16的高度，在后立柱16的顶部设有起吊纵梁17，在前立柱19和后立柱16之间设有横梁18，优选的，位于后立柱16之间的横梁采用“C”字型的结构，“C”字型的横梁与后立柱16的外侧焊接连接，以提高安全性；

如图2中，在前立柱19设有多根斜拉索11，斜拉索11分别连接起吊纵梁17的悬臂段13和非悬臂段，由此结构，确保悬臂段13的受力可靠。

优选的方案中，在前立柱19与后立柱16之间还设有强化立柱20，强化立柱20与前立柱19或后立柱16之间设有斜撑21。由此结构，强化前立柱19的支承强度。

优选的方案如图2中，所述的行车跳板5与船体1的首压载舱2所在一端的船体甲板铰接，定滑轮组9与行车跳板5铰接，动滑轮组7与门架10铰接，卷扬起吊装置23固定安装在船体1上，钢丝绳8穿过导轮24与定滑轮组9和动滑轮组7连接。本发明的行车跳板5长18m，宽7.2m米，便于车辆上下。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图1中，一种采用上述的两栖式LNG换装船的换装方法，包括以下步骤：

S1、将船体1牵引至斜坡车道22适当位置，通过泵舱4向首压载舱2内注水增加负载，使首压载舱2的底部与斜坡车道22接触；在水道中采用拖船牵引，在靠近陆基的位置采用缆索牵引，缆索一端与安装在船体1尾部的电动绞缆绞盘连接，另一端与斜坡车道22上的地牛连接，通过电动绞缆绞盘收紧或放松缆索实现船体1位置的牵引调节。

S2、系固船尾与岸基的八字缆索，八字缆索一端与安装在船体1尾部的电动绞缆绞盘连接，另一端与斜坡车道22上的地牛连接；

S3、卷扬装置6启动，松开钢丝绳8，放下行车跳板5，行车跳板5搭在斜坡车道22上；

车辆将LNG罐式集装箱从岸上运输至船体1上，由起吊装置的将LNG罐式集装箱从车辆上吊装到船体1的甲板上，或者直接吊装到LNG船14上，并将LNG船14上的LNG罐式集装箱卸下到船体1的甲板上，或者直接卸下到车辆上；

通过以上步骤实现LNG罐式集装箱的换装。优选的方案如图3中本发明的船体1的甲板较为宽阔，通过行车跳板5与陆基连接，载运LNG罐式集装箱的车辆可以方便的进行上、下作业。亦可以在甲板上方便的掉头。据此，对于节约利用港口岸线资源可以达到极致，即只需要一条大于等于8°的斜坡车道就可以停靠两栖式LNG换装船，LNG罐式集装箱能够采用直取直装的港口安全装卸。

当需要移动时，卷扬起吊装置23启动，升起行车跳板5，通过泵舱4将首压载舱2内的负载水抽出，并向尾压载舱3注水增加负载，使首压载舱2的底部离开斜坡车道22，同时逐步松开船尾与岸基的八字缆索；

将船体1以电动绞缆绞盘收紧或放松八字缆索的方式牵引至斜坡车道22适当位置，重复步骤S1、S2，即完成了船体1的重新定位。

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)

1.一种两栖式LNG换装船，包括船体（1），船体（1）上设有起吊装置，其特征是：在船体（1）的一端设有首压载舱（2），首压载舱（2）的底部设有与斜坡车道（22）相接触的斜面，还设有用于调节首压载舱（2）内负载的泵舱（4）；

在船体（1）靠近首压载舱（2）的一端设有行车跳板（5）。

2.根据权利要求1所述的一种两栖式LNG换装船，其特征是：在船体（1）远离首压载舱（2）的一端，还设有尾压载舱（3），泵舱（4）分别与首压载舱（2）和尾压载舱（3）连接。

3.根据权利要求1所述的一种两栖式LNG换装船，其特征是：船体（1）的宽度足够车辆360°转弯。

4.根据权利要求1所述的一种两栖式LNG换装船，其特征是：所述的起吊装置的结构为：门架（10）上设有起吊纵梁（17），起吊纵梁（17）上设有沿纵向行走的起吊大车（15），起吊大车（15）上设有沿横向行走的起吊小车（12），起吊小车（12）上设有用于起吊的卷扬起吊装置（23）；

所述的起吊纵梁（17）设有悬臂段（13），悬臂段（13）位于远离首压载舱（2），并伸出到船体（1）之外。

5.根据权利要求4所述的一种两栖式LNG换装船，其特征是：悬臂段（13）伸出到船体（1）之外的长度大于或等于LNG船（14）的宽度。

6.根据权利要求4所述的一种两栖式LNG换装船，其特征是：所述的门架（10）的结构为：在靠近首压载舱（2）的位置设有两根后立柱（16），在靠近尾压载舱（3）的位置设有两根前立柱（19），前立柱（19）的高度大于后立柱（16）的高度，在后立柱（16）的顶部设有起吊纵梁（17），在前立柱（19）和后立柱（16）之间设有横梁（18）；

在前立柱（19）设有多根斜拉索（11），斜拉索（11）分别连接起吊纵梁（17）的悬臂段（13）和非悬臂段。

7.根据权利要求6所述的一种两栖式LNG换装船，其特征是：在前立柱（19）与后立柱（16）之间还设有强化立柱（20），强化立柱（20）与前立柱（19）或后立柱（16）之间设有斜撑（21）。

8.根据权利要求4所述的一种两栖式LNG换装船，其特征是：所述的行车跳板（5）与船体（1）的首压载舱（2）所在一端的船体甲板铰接，定滑轮组（9）与行车跳板（5）铰接，动滑轮组（7）与门架（10）铰接，卷扬起吊装置（23）固定安装在船体（1）上，钢丝绳（8）穿过导轮（24）与定滑轮组（9）和动滑轮组（7）连接。

9.一种采用权利要求1~8任一项所述的两栖式LNG换装船的换装方法，其特征是包括以下步骤：

S1、将船体（1）牵引至斜坡车道（22）适当位置，通过泵舱（4）向首压载舱（2）内注水增加负载，使首压载舱（2）的底部与斜坡车道（22）接触；

S2、系固船尾与岸基的八字缆索，八字缆索一端与安装在船体（1）尾部的电动绞缆绞盘连接，另一端与斜坡车道（22）上的地牛连接；

S3、放下行车跳板（5）；

车辆将LNG罐式集装箱从岸上运输至船体（1）上，由起吊装置将LNG罐式集装箱从车辆上吊装到船体（1）的甲板上，或者直接吊装到LNG船（14）上，并将LNG船（14）上的LNG罐式集装箱卸下到船体（1）的甲板上，或者直接卸下到车辆上；

通过以上步骤实现LNG罐式集装箱的换装。

10.根据权利要求9所述的一种两栖式LNG换装船的换装方法，其特征是：当需要移动时，卷扬起吊装置（23）启动，升起行车跳板（5），通过泵舱（4）将首压载舱（2）内的负载水抽出，并向尾压载舱（3）注水增加负载，使首压载舱（2）的底部离开斜坡车道（22），同时逐步松开船尾与岸基的八字缆索；

将船体（1）牵引至斜坡车道（22）适当位置，重复步骤S1、S2，即完成了船体（1）的重新定位。