CN112193361B - 一种集装箱船及其大容量气体燃料舱布置结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集装箱船及其大容量气体燃料舱布置结构，所述气体燃料舱设置在船体中部且其舱体下部位于船壳内、舱体上部伸出主甲板置于外界，气体燃料舱的上方设置有燃气处理房间和上层建筑，所述燃气处理房间四周的主甲板上/和其顶部放置有集装箱；气体燃料舱与位于其两侧的货舱之间、位于其上方的燃气处理房间/和上层建筑之间、以及位于其下方的双层底舱之间均设置有隔离空舱。本发明的气体燃料舱横跨主甲板布置，一部分布置在主甲板以上，一部分布置在主甲板以下，突破了气体燃料舱通常布置在主甲板下的限制，有利于扩大气体燃料舱舱容，改善整个气体燃料舱的抗液货晃荡能力。

Description

一种集装箱船及其大容量气体燃料舱布置结构
技术领域
本发明涉及船舶建造技术领域，尤其涉及一种集装箱船及其大容量气体燃料舱布置结构。
背景技术
随着国际海事组织对船舶排放要求的日趋苛刻，传统的以直接用燃油作为燃料的船舶已不能满足海事排放的要求，传统的船用燃油氮氧化物和硫氧化物含量高，仅通过提高油品等级来减少有害气体的排放代价高昂，经济性不高，会给航运业增加巨额的燃油费用。大中型集装箱船与散货以及液货船相比，其功率和油耗都比较大，所暴露出来的尾气排放问题越来越显著，越来越多船东选择采用更加清洁的气体燃料来替代传统燃油，其中包括天然气、乙烷气、氨气等，为解决这一问题，整个航运业均在探索寻找最优化的气体燃料解决方案，包括燃气系统、布置设计等。
天然气不含硫，燃烧后CO2排放小，受到航运业的普遍青睐，将是未来一段时间替代传统燃油的理想燃料。
兼具可以燃油和天然气为燃料的双燃料发动机为船东提供了低排放、多燃料灵活选择的解决方案，逐步受到各大船东的青睐。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种集装箱船及其大容量气体燃料舱布置结构，通过燃油与气体燃料舱合理的结构优化，充分的利用船舶空间利用率，提高集装箱装箱量，改善大容量气体燃料舱抗液货晃荡能力，同时保障燃油和燃气的双燃料续航能力。
一种集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，包括气体燃料舱，
所述气体燃料舱设置在船体中部且其舱体下部位于船壳内、舱体上部伸出主甲板置于外界，气体燃料舱的上方设置有燃气处理房间和上层建筑，所述燃气处理房间四周的主甲板上/和其顶部放置有集装箱；
所述气体燃料舱与位于其两侧的货舱之间、位于其上方的燃气处理房间/和上层建筑之间、以及位于其下方的双层底舱之间均设置有隔离空舱。
优选地，所述上层建筑坐落在燃气处理房间顶部或夹在燃气处理房间中间。
优选地，所述燃气处理房间包括燃气管路过渡房间、燃气供给设备房间和燃气供给电气设备房间，所述燃气管路过渡房间设置在燃气供给设备房间和燃气供给电气设备房间的后方，或燃气管路过渡房间与燃气供给设备房间和燃气供给电气设备房间并排设置。
优选地，当燃气管路过渡房间与燃气供给设备房间和燃气供给电气设备房间并排设置时，燃气管路过渡房间设置在燃气供给设备房间与燃气供给电气设备房间中间。
优选地，所述燃气管路过渡房间的长度与燃气供给设备房间和燃气供给电气设备房间的长度相等，或燃气管路过渡房间的长度长于燃气供给设备房间与燃气供给电气设备房间的长度；
优选地，所述燃气管路过渡房间的布置高度与燃气供给设备房间和燃气供给电气设备房间的布置高度相等。
优选地，所述燃气管路过渡房间内放置有用于连通气体燃料舱与燃气供给设备房间的供气管路；
所述燃气供给设备房间内放置有用以将气体燃料舱内的液态燃料增压、气化输送给气体燃料用户的供气设备；
所述燃气供给电气设备房间内放置有燃气供给电气设备。
优选地，所述气体燃料用户包括双燃料主机、气体燃料主机、双燃料发电机、气体燃料发电机、双燃料锅炉、燃气锅炉；
所述供气设备包括燃气压缩机、燃气蒸发器、燃气加热器。
优选地，所述燃气供给电气设备包括供气系统配电板、UPS应急电源。
优选地，所述供气管路上安装有安全阀和/或隔离阀，
供气管路包括气体燃料管、液体加注管。
优选地，所述气体燃料舱与位于其两侧的货舱之间的隔离空舱的共用相接舱壁上设置有防火绝缘层。
优选地，所述防火绝缘层采用的是防火等级不低于A60标准的防火绝缘材料。
优选地，所述气体燃料舱两侧的货舱为燃油舱，其中一侧的燃油舱的顶部设置有消防系统设备房间，另一侧的燃油舱的顶部设置有氮气发生器房间。
优选地，所述主甲板上设置有用以布置燃料加注管及加注辅助装置的燃料加注站，所述燃料加注站布置在上层建筑后方第一排集装箱的左、右舷侧。
优选地，所述气体燃料舱为IMO所规定TYPE A、TYPE B、TYPE C或薄膜型液货舱，其个数至少为1个。
本发明的有益效果是：
1.本发明的气体燃料舱横跨主甲板布置，一部分布置在主甲板以上，一部分布置在主甲板以下，突破了气体燃料舱通常布置在主甲板下的限制，提高了气体燃料舱的布置高度，有利于扩大气体燃料舱的舱容，并且有助于控制气体燃料舱整体的宽度，改善整个气体燃料舱抗液货晃荡能力。
2.本发明通过控制气体燃料舱宽度，可以在气体燃料舱两侧提供额外空间用于布置诸如燃油舱、货舱区、消防系统设备方面、氮气发生器方面等，通过气体燃料舱与上述功能舱或房间的合理优化组合，以获得空间利用率的最大化。
3.本发明通过特殊的布置方式，在保证与现有布置方式相同舱容的前提下，将气体燃料舱作窄作高，通过将燃料舱的宽度变窄，减小了自由液面距，明显减少了舱内液货的晃动，改善了船舶的稳性，提高安全性能。
4.本发明通过各个功能舱及房间的优化布置，将燃料加注站布置在上建居住区之后，既可以改善全船驾驶视线，又可以使得双燃料集装箱船与LNG加注船接卸靠泊更加容易实现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是实施例一和实施例二中的纵向剖视图。
图2是实施例一中A-A向纵剖视图。
图3是实施例一中C-C向横剖视图。
图4是实施例一和实施例二中B-B向纵剖视图。
图5是实施例二中C-C向横剖视图。
图6是实施例二和实施例三中A-A向纵剖视图。
图7是实施例三和实施例四中的纵向剖视图。
图8是实施例三中C-C向横剖视图。
图9是实施例三和实施例四中B-B向纵剖视图。
图10是实施例四中C-C向横剖视图。
图11是图1中D-D向横剖视图。
图中标号的含义为：
10、气体燃料舱；
20、隔离空舱；
30、双层底舱；
40、货舱；
50、舷边舱；
60、燃油舱；
70、上层建筑；
80、集装箱；
100、主甲板；
110、燃气管路过渡房间；
120、燃气供给设备房间；
130、燃气供给电气设备房间；
140、消防系统设备房间；
150、氮气发生器房间；
200、防火绝缘层；
300、燃料加注站。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。
本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
本发明给出一种集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，包括气体燃料舱10，所述气体燃料舱10设置在船体中部且其舱体下部位于船壳内、舱体上部伸出主甲板100置于外界。
主甲板100，也叫上层甲板，是指集装箱船最上一层自船首到船尾的露天甲板。
所述气体燃料舱为IMO所规定TYPE A、TYPE B、TYPE C或薄膜型液货舱，其个数至少为1个。
气体燃料舱10的上方设置有燃气处理房间和上层建筑70。燃气处理房间四周的主甲板100上/和其顶部放置有集装箱80。
气体燃料舱10与位于其两侧的货舱40之间、位于其上方的燃气处理房间/和上层建筑70之间、以及位于其下方的双层底舱30之间均设置有隔离空舱20，即气体燃料舱10的四周通过设置隔离空舱20从而与其邻侧舱室或处所相隔开。
优选地，气体燃料舱10与位于其两侧的货舱40之间的隔离空舱20的共用相接舱壁上设置有防火绝缘层200。所述防火绝缘层200采用的是防火等级不低于A60标准的防火绝缘材料。
货舱40设置在船壳内，专门用于装载集装箱。气体燃料舱10两侧的货舱40也可设置为燃油舱60，其中一侧的燃油舱的顶部设置有消防系统设备房间140，另一侧的燃油舱的顶部设置有氮气发生器房间150。消防系统设备140房间用于存储消防设备及消防介质，消防介质不限于CO2、NOVEC1230、水雾等，消防系统设备房间140布置在主甲板100以下、气体燃料舱10两侧，并且布置在燃油舱60上方。氮气发生器房间150用于存储氮气发生装置，产生氮气用于惰化气体燃料舱10，布置在主甲板100以下、气体燃料舱10两侧，并且布置在燃油舱60上方。
双层底舱30布置在船底，其由水密钢围壁构成，可以是空舱，也可以是压载舱。
上层建筑70主要包括船员居住舱室、办公舱室、驾驶室等。上层建筑70坐落在燃气处理房间顶部或夹在燃气处理房间中间。
燃气处理房间包括燃气管路过渡房间110、燃气供给设备房间120和燃气供给电气设备房间130。
燃气管路过渡房间110内放置有用于连通气体燃料舱10与燃气供给设备房间120的供气管路，所述供气管路包括气体燃料管、液体加注管，供气管路上安装有安全阀和/或隔离阀。燃气管路过渡房间110布置于靠船中位置。
燃气供给设备房间120内放置有用以将气体燃料舱10内的液态燃料增压、气化输送给气体燃料用户的供气设备。所述气体燃料用户包括双燃料主机、气体燃料主机、双燃料发电机、气体燃料发电机、双燃料锅炉、燃气锅炉等，供气设备包括燃气压缩机、燃气蒸发器、燃气加热器等。
所述燃气供给电气设备房间130内放置有燃气供给电气设备，燃气供给电气设备130包括供气系统配电板、UPS应急电源。
优选地，所述主甲板100上设置有用以布置燃料加注管及加注辅助装置的燃料加注站300，所述燃料加注站300布置在上层建筑70后方第一排集装箱的左、右舷侧。
实施例一，如图1、图2、图3、图4所示，本实施例中的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，包括气体燃料舱10，气体燃料舱10设置在船体中部且其舱体下部位于船壳内、舱体上部伸出主甲板100置于外界，气体燃料舱10的上方设置有燃气处理房间和上层建筑70，上层建筑70夹在燃气处理房间中间。所述燃气处理房间四周的主甲板100上和其顶部均放置有集装箱80。
具体地，燃气管路过渡房间110设置在燃气供给设备房间120和燃气供给电气设备房间130的后方，燃气管路过渡房间110的布置高度与燃气供给设备房间120和燃气供给电气设备房间130的布置高度相等。上层建筑70夹在燃气供给设备房间120和燃气供给电气设备房间130之间。
所述气体燃料舱10与位于其两侧的货舱40之间、位于其上方的燃气处理房间和上层建筑70之间、以及位于其下方的双层底舱30之间均设置有隔离空舱20。
实施例二，如图1、图4、图5、图6所示，本实施例中的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，包括气体燃料舱10，气体燃料舱10设置在船体中部且其舱体下部位于船壳内、舱体上部伸出主甲板100置于外界，气体燃料舱10的上方设置有燃气处理房间和上层建筑70，上层建筑70坐落在燃气处理房间顶部。所述燃气处理房间四周的主甲板100上和其顶部均放置有集装箱80。
具体地，燃气管路过渡房间110与燃气供给设备房间120和燃气供给电气设备房间130并排设置，且燃气管路过渡房间110设置在燃气供给设备房间120与燃气供给电气设备房间130中间，燃气管路过渡房间110的布置高度与燃气供给设备房间120和燃气供给电气设备房间130的布置高度相等。上层建筑70坐落在燃气管路过渡房间110、燃气供给设备房间120和燃气供给电气设备房间130的顶部。
本实施例中，燃气管路过渡房间110的长度长于燃气供给设备房间120与燃气供给电气设备房间130的长度，燃气管路过渡房间110的前端与燃气供给设备房间120与燃气供给电气设备房间130相对齐。
实施例三，如图6、图7、图8、图9所示，本实施例中的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，包括气体燃料舱10，气体燃料舱10设置在船体中部且其舱体下部位于船壳内、舱体上部伸出主甲板100置于外界，气体燃料舱10的上方设置有燃气处理房间和上层建筑70，上层建筑70坐落在燃气处理房间顶部。燃气处理房间四周的主甲板100上放置有集装箱80。
具体地，燃气管路过渡房间110与燃气供给设备房间120和燃气供给电气设备房间130并排设置，且燃气管路过渡房间110设置在燃气供给设备房间120与燃气供给电气设备房间130中间，燃气管路过渡房间110的布置高度与燃气供给设备房间120和燃气供给电气设备房间130的布置高度相等。上层建筑70坐落在燃气管路过渡房间110、燃气供给设备房间120和燃气供给电气设备房间130的顶部。
本实施例中，燃气管路过渡房间110的长度等于燃气供给设备房间120与燃气供给电气设备房间130的长度。
实施例四，如图7、图9、图10所示，本实施例中的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，包括气体燃料舱10，气体燃料舱10设置在船体中部且其舱体下部位于船壳内、舱体上部伸出主甲板100置于外界，气体燃料舱10的上方设置有燃气处理房间和上层建筑70，上层建筑70夹在燃气处理房间中间。燃气处理房间四周的主甲板100上放置有集装箱80。
具体地，燃气管路过渡房间110与燃气供给设备房间120和燃气供给电气设备房间130并排设置，且燃气管路过渡房间110设置在燃气供给设备房间120与燃气供给电气设备房间130中间，燃气管路过渡房间110的布置高度与燃气供给设备房间120和燃气供给电气设备房间130的布置高度相等。上层建筑70可夹设在燃气管路过渡房间110与燃气供给设备房间120之间或燃气管路过渡房间110与燃气供给电气设备房间130之间。
本实施例中，燃气管路过渡房间110的长度等于燃气供给设备房间120与燃气供给电气设备房间130的长度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (16)

1.一种集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，其特征在于，包括气体燃料舱，该气体燃料舱为TYPE B型舱或薄膜型液货舱，其个数至少为1个；
所述气体燃料舱设置在船体中部且其舱体下部位于船壳内、舱体上部伸出主甲板置于外界，气体燃料舱的上方设置有燃气处理房间和上层建筑，所述燃气处理房间四周的主甲板上放置有集装箱，或所述燃气处理房间四周的主甲板及燃气处理房间的顶部均放置有集装箱；
所述气体燃料舱与位于其两侧的货舱之间、位于其上方的燃气处理房间之间、以及位于其下方的双层底舱之间均设置有隔离空舱，或所述气体燃料舱与位于其两侧的货舱之间、位于其上方的燃气处理房间和上层建筑之间、以及位于其下方的双层底舱之间均设置有隔离空舱。
2.根据权利要求1所述的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，其特征在于，所述上层建筑坐落在燃气处理房间顶部或夹在燃气处理房间中间。
3.根据权利要求2所述的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，其特征在于，所述燃气处理房间包括燃气管路过渡房间、燃气供给设备房间和燃气供给电气设备房间，所述燃气管路过渡房间设置在燃气供给设备房间和燃气供给电气设备房间的后方，或燃气管路过渡房间与燃气供给设备房间和燃气供给电气设备房间并排设置。
4.根据权利要求3所述的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，其特征在于，当燃气管路过渡房间与燃气供给设备房间和燃气供给电气设备房间并排设置时，燃气管路过渡房间设置在燃气供给设备房间与燃气供给电气设备房间中间。
5.根据权利要求4所述的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，其特征在于，所述燃气管路过渡房间的长度与燃气供给设备房间和燃气供给电气设备房间的长度相等，或燃气管路过渡房间的长度长于燃气供给设备房间与燃气供给电气设备房间的长度。
6.根据权利要求3或4或5所述的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，其特征在于，所述燃气管路过渡房间的布置高度与燃气供给设备房间和燃气供给电气设备房间的布置高度相等。
7.根据权利要求6所述的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，其特征在于，所述燃气管路过渡房间内放置有用于连通气体燃料舱与燃气供给设备房间的供气管路；
所述燃气供给设备房间内放置有用以将气体燃料舱内的液态燃料增压、气化输送给气体燃料用户的供气设备；
所述燃气供给电气设备房间内放置有燃气供给电气设备。
8.根据权利要求7所述的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，其特征在于，所述气体燃料用户包括双燃料主机、气体燃料主机、双燃料发电机、气体燃料发电机、双燃料锅炉、燃气锅炉；
所述供气设备包括燃气压缩机、燃气蒸发器、燃气加热器。
9.根据权利要求7所述的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，其特征在于，所述燃气供给电气设备包括供气系统配电板、UPS应急电源。
10.根据权利要求7所述的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，其特征在于，所述供气管路上安装有安全阀和/或隔离阀，
供气管路包括气体燃料管、液体加注管。
11.根据权利要求1所述的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，其特征在于，所述气体燃料舱与位于其两侧的货舱之间的隔离空舱的共用相接舱壁上设置有防火绝缘层。
12.根据权利要求11所述的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，其特征在于，所述防火绝缘层采用的是防火等级不低于A60标准的防火绝缘材料。
13.根据权利要求11所述的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，其特征在于，所述气体燃料舱两侧的货舱为燃油舱，其中一侧的燃油舱的顶部设置有消防系统设备房间，另一侧的燃油舱的顶部设置有氮气发生器房间。
14.根据权利要求1所述的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，其特征在于，所述主甲板上设置有用以布置燃料加注管及加注辅助装置的燃料加注站，所述燃料加注站布置在上层建筑后方第一排集装箱的左、右舷侧。
15.根据权利要求1所述的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构，其特征在于，所述气体燃料舱为IMO所规定TYPE A或TYPE C型液货舱，其个数至少为1个。
16.一种集装箱船，其特征在于，包括权利要求1-15中任一项所述的集装箱船大容量气体燃料舱布置结构。
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