CN112682694A - 一种b型储舱绝热结构 - Google Patents

Abstract

一种B型储舱绝热结构，有B型储舱，B型储舱主屏壁外表面的板缝或应力集中或产生裂纹、泄露高风险区域处设置有瓦块式绝热层，B型储舱主屏壁外表面远离板缝处，喷涂有喷涂式绝热层，喷涂式绝热层由内向外依次是止裂层、泡沫层、外保护层，瓦块式绝热层由内向外依次是导流装置和瓦块式绝热构件、外保护层，喷涂式绝热层与瓦块式绝热层之间设置有挡板。采用喷涂式绝热层与瓦块式绝热层相结合的方式，可以有目的性的对高风险泄漏区域进行绝热隔离保护，在非高风险泄漏区域采用一般保护，其达到成本最低的情况下，对主屏壁最大化的进行隔热保护。

Description

一种B型储舱绝热结构

技术领域

本发明涉及船舶与海洋工程中的低温储舱领域，具体涉及设置在B型储舱主屏壁外表面的隔热保护结构。

背景技术

国际海事组织(IMO)在其《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》(IGC规则)以及《使用气体或其它低闪点燃料船舶国际安全规则》(IGF规则)中明确限定了B型独立储舱(以下简称“B型舱”)的功能和定义。B型舱多用于大型船舶及海洋工程结构物中，其功能包括但不限于运输液化气体、用作液化气燃料舱等，其装载的液化气体包括但不限于液化天然气(LNG)、液氨燃料(NH3)、液化乙烯气体(LEG)等。

根据IMO IGF/IGC的规定，应按要求设置绝热层以防止船体温度降至许用值以下并将进入储舱的热流限制在特定的压力和温度控制系统能维持的水平。在确定绝热性能时，应适当注意与船上的再液化装置、主推进机械或其他温度控制系统有关的可接受的蒸发量。

B型储舱是非承压型独立液舱，其在营运过程中面临着疲劳破坏和裂纹扩展的风险，从而导致低温液化气体泄漏。经研究，低温液化气体的泄漏位置通常发生在主屏壁的焊缝区域，因此，既需要相应的针对泄漏液体的导流装置，又需要采取必要的保温隔热措施，防止外界的温度和湿度等不利因素渗入到主绝热层内。

由于B型舱是安装在船舶与海洋工程结构物内部，并且自身尺寸较大，那么根据舱体尺寸、厂房规模、施工条件以及工艺工法的需求，B型储舱的现场安装可分为整体式安装和分段式安装两种。B型储舱在实际生产建造过程中，在某些情况下需设置生产环缝，如厂房和施工条件受限的情况下，B型舱需要分段建造。对于传统的喷涂式施工方式而言，目前常用的绝缘材料是不防火的材料，如果绝缘层预制在主屏壁上，在分段合拢时的焊接就需要大量的动火操作，显然是不满足防火要求；如果先合拢再安装绝缘，由于B型舱一般是安装浮式结构物内部，受制于现场的安装空间，很多部位的绝缘安装工作将无法进行。

发明内容

为解决上述问题本发明提供一种B型储舱绝热结构，旨在达到对B型舱主屏壁提供一种更安全有效地隔火保护结构，其所采用的技术方案是：

一种B型储舱绝热结构，有B型储舱，所述B型储舱主屏壁外表面的板缝或应力集中或产生裂纹、泄露高风险区域处设置有瓦块式绝热层，所述B型储舱主屏壁外表面远离所述板缝或应力集中或产生裂纹、泄露高风险区域处，喷涂有喷涂式绝热层，所述喷涂式绝热层由内向外依次是止裂层、泡沫层、外保护层，所述瓦块式绝热层由内向外依次是导流装置、瓦块式绝热构件、外保护层，所述喷涂式绝热层与瓦块式绝热层之间设置有挡板，所述导流装置位于所述瓦块式绝热构件底部中心处，所述导流装置带有长条形导流槽，所述导流槽的截面呈“Ω”型，沿所述导流槽长度方向开有长条形开口，所述开口位于所述板缝或应力集中或产生裂纹、泄露高风险区域处，所述导流槽罩扣在所述板缝或应力集中或产生裂纹、泄露高风险区域上方，通过胶水与所述主屏壁粘接。导流装置是位于主屏壁与瓦块式绝热构件之间，导流槽是连续布置在板缝或应力集中或产生裂纹、泄露高风险区域处，其按照板缝或应力集中或产生裂纹、泄露高风险区域的走向设置，导流槽最终通往次屏壁处，其罩扣在主屏壁的板缝或应力集中或产生裂纹、泄露高风险区域上方，B型储舱泄漏的液体经由板缝或应力集中或产生裂纹、泄露高风险区域向外渗出，导流槽会盛接住渗透液体，并引导渗透液体的流向，流入次屏壁中。外保护层是一个整体结构，是位于瓦块式绝热层和喷涂式绝热层的最外面，外保护层是整体、连续铺设在泡沫层与瓦块式绝热构件外表面。导流槽开口的中心线与板缝或应力集中或产生裂纹、泄露高风险区域处的中心线相重合。

所述瓦块式绝热构件有绝热板与缓冲件，所述绝热板与所述缓冲件并排交替设置，所述绝热板置在两块绝热板之间，铺设在导流装置外表面，对主屏壁进行隔热板与所述缓冲件粘接连接，所述绝热板、所述缓冲件的宽度相同，并且大于所述导流槽宽度，导流装置是嵌入瓦块式绝热构件内部的，导流装置的底部与瓦块式绝热构件的底部是在同一平面上。所述绝热板、所述缓冲件通过螺钉或粘胶固定在所述主屏壁外表面，所述绝热板、所述缓冲件外表面粘接有外保护层。绝热板与缓冲件粘接连接，并列交错设置形成一个整体层面，即，缓冲件是在隔热保护的同时，对导流装置进一步固定，进而保证导流装置盛接、导流B型储舱渗透液进入安全区域。

B型储舱主屏壁外表面的绝热层是由喷涂式绝热层和瓦块式绝热层及外保护层组合而成，高风险泄漏区和板缝处铺设瓦块式绝热层，在非高风险泄漏区设置带有泡沫层的喷涂式绝热层。瓦块式绝热层与喷涂式绝热层相结合，形成一个完整的、整体的绝热层，在板缝处、高风险泄漏区形成最佳保护，其做到成本最低的情况下，对主屏壁最大化的进行隔热保护。

两个所述导流槽之间通过导流槽连接件连接，所述导流槽连接件的截面呈“Ω”型，所述导流槽两端带有过渡件，所述导流槽连接件一端插入所述过渡件内与所述导流槽卯榫连接，所述导流槽连接件的端部为斜面，形成榫件，所述导流槽端部带有与所述导流槽连接件端部相配合的斜面，形成卯件，所述导流槽连接件位于所述缓冲件下方。导流槽与导流槽连接件是在过渡件内部进行连接的，过渡件对导流槽与导流槽连接件的连接处起到保护作用。

上述一种B型储舱绝热结构，更进一步地，所述挡板连续设置在所述喷涂式绝热层与所述瓦块式绝热层之间。挡板的连续设置，形成了挡板层，在瓦块式绝热层与喷涂式绝热层之间起到衔接作用，很好的将瓦块式绝热层与喷涂式绝热层形成一个整体。

上述一种B型储舱绝热结构，更进一步地，所述过渡件的截面呈“Ω”型，所述过渡件半径大于所述导流槽半径，所述过渡件与所述导流槽连接件通过胶水粘接。过渡件的结构形状与导流槽的结构形状相同，其覆盖在导流槽与导流槽连接件的连接处，对导流槽与导流槽连接件连接处进行保护。过渡件与导流槽呈一体结构，过渡件与导流槽连接件连接部分采用胶水粘接。

上述一种B型储舱绝热结构，更进一步地，所述绝热板底面是正方形或十字形或三角形或“L”形，所述绝热板的材料采用聚苯乙烯或聚乙烯或聚氨酯，厚度是50mm-500mm。绝热板底面可以是各种形状，根据瓦块式绝热层铺设在主屏壁的位置不同，绝热板底面采用的形状可以不同，位于导流装置交叉处的绝热板底面呈十字形；位于削斜边缘处的绝热板底面呈三角形；位于平面折角处的绝热板底面呈“L”形；位于主屏壁其他位置的绝热板底面为正方形。

上述一种B型储舱绝热结构，更进一步地，所述缓冲件为海绵，其厚度是10mm-150mm，所述缓冲件的材料是聚苯乙烯或聚乙烯或聚氨酯。

上述一种B型储舱绝热结构，更进一步地，所述挡板是厚度在10mm-150mm的板，其竖立固定在喷涂式绝热层与瓦块式绝热层之间，所述挡板高度与所述瓦块式绝热层高度相同。

上述一种B型储舱绝热结构，更进一步地，所述保护层连续铺设在所述缓冲间与所述绝热板外表面，所述保护层的厚度是5mm-10mm，所述保护层采用增强型玻璃纤维或增强型聚四氟乙烯。

本发明的有益效果是：

(1)绝热板之间的缓冲件可以有效消除主屏壁低温收缩对本发明绝热机构的不利影响，当主屏壁发生低温收缩时，缓冲件受到挤压变形，从而避免绝热板自身发生相互挤压或滑动撕裂的趋势。

(2)瓦块式绝热构件带有的绝热板下部设置导流装置，组成泄漏液体的导流通道。一旦板缝处发生低温液体泄漏，泄漏的液体就可以沿着导流通道流入次屏壁中。一方面可以留有足够的空间以便在焊缝处设置泄漏液体监测点，另一方面可以高效的导流泄漏液体，有利于结构安全性。

(3)相比较于泡沫式绝热层，瓦块式绝热层与喷涂式绝热层相结合的刚性、可塑性以及结构的规则性使得开导流装置更加容易。因此，在板缝等泄漏高风险区域设置瓦块式绝热机构，可以更便捷的处理泄漏液体。同时，在泄漏非核心区域采用喷涂式绝热层结构，也有利于本发明解热机构的成本控制。

(4)如果特定B型舱的厂房规模、施工条件以及工艺工法受限，B型舱就需要进行分段建造。相对应地，隔热绝缘结构也需要分段建造。本发明的绝热机构可以预制在B型舱主屏壁上，由于瓦块式绝热层可覆盖核心焊缝区域，其形状规则，便于施工操作和防火处理。

(5)两个导流槽之间通过导流槽连接件连接，导流槽与导流槽连接件之间采用卯榫连接，并在相连接处设置过渡件的这种结构，采用这种结构的导流装置密封性好，增强了导流装置的整体密封性，不易留存泄漏的液体和蒸发气体，过渡件构与导流槽连接件通过胶水连接，可以在低温收缩的情况下为导流机构之间提供缓冲和低温应力的释放。

(6)瓦块式绝热层以及相邻挡板的设置将本发明的绝热机构分割为形状规则的若干区域，既方便了施工定位，也有利于B型舱营运期间的维修工作。

附图说明

图1是本发明B型储舱绝热结构的正面结构示意图；

图2是图1中圈A放大结构示意图；

图3是图2中A-A截面结构示意图；

图4是图2中B-B截面结构示意图；

图5是本发明导流装置立体结构示意图；

图6是本发明中导流槽立体结构示意图；

图7是本发明中导流槽连接件结构示意图；

其中：1-主屏壁、2-泡沫层、3-绝热板、4-缓冲件、6-挡板、7-外保护层、8-焊缝、9-导流装置、91-导流槽、92-导流槽连接件、95-过渡件。

具体实施方式

实施例1

结合附图对本发明做进一步说明，如图1、2、3、4所示的一种B型储舱绝热结构，有B型储舱，在B型储舱主屏壁1外表面设置绝热层，主屏壁板缝处通过焊枪焊接形成焊缝8，绝热层是有喷涂式绝热层和瓦块式绝热层组成，在主屏壁的焊缝处及高风险泄漏处，铺设有瓦块式绝热层，在非板缝处和非高风险泄漏处喷涂有喷涂式绝热层，瓦块式绝热层和喷涂式绝热层及外保护层相结合，形成完整的绝热层结构。

喷涂式绝热层由内向外依次是止裂层和泡沫层2，泡沫层对主屏壁起到隔热隔火的作用。止裂层喷涂在主屏壁外表面，防止低温收缩对泡沫层材料性能的影响。泡沫层主要采用喷涂的方式固定在B型舱主屏壁上，其厚度与瓦块式绝热构件带有的绝热板相同，泡沫层的材料优选但不限于苯乙烯、聚乙烯、聚氨酯。

瓦块式绝热层铺设在焊缝处，沿焊缝的走向而连续性设置，并最终延伸至次屏壁处。瓦块式绝热层由内向外依次是导流装置9、瓦块式绝热构件。如图5、6、7所示，导流装置带有导流槽91，导流槽是长条形，沿导流槽长度方向开有一条开口，导流槽带有的开口对准焊缝，罩扣在焊缝上方，并通过螺钉固定在主屏壁上，导流槽的截面呈“Ω”型。导流槽两端带有一体成型的过渡件95，过渡件的截面也呈“Ω”型，并且过渡件的半径大于导流槽半径，由于过渡件的半径大于导流槽半径，因此，过渡件是包裹在导流槽外表面，过渡件包裹住导流槽端口，过渡件与导流槽端部呈一体结构，过渡件与导流槽是一个整体，两个导流槽之间通过导流槽连接件92连接，导流槽连接件一端插入过渡件内部，与位于过渡件内部的导流槽端口卯榫连接。在过渡件内部，导流槽端口呈斜面，形成榫件，导流槽连接件端部带有与导流槽端部相配合的斜面，形成卯件，导流槽与导流槽连接件卯榫连接，保证连接处的密封性及结构稳定性，避免船舶在航行过程中产生的碰撞颠簸导致导流槽连接错位。导流槽连接件一端插入过渡件内部，在过渡件内部与导流槽的端口卯榫连接。经研究，低温液化气体的泄漏位置通常发生在主屏壁应力集中的焊缝区域，一旦发生液体泄漏，其能够盛接从焊缝处渗透出来的液体燃料，并且由于其“Ω”型的这种结构，可以引导液体燃料的流向，将渗透液体导流至次屏壁处。导流装置内部空间在建造阶段应预制填充物，填充物可以是海绵或泡沫塑料等，以避免建造阶段的胶水漏出污染内部空间。

导流装置外部设置有瓦块式绝热构件，导流装置位于瓦块式绝热构件底部中心线处，其嵌入瓦块式绝热构件内部，瓦块式绝热构件是由绝热板3和缓冲件4并列交替排列形成的一个整体层面，即，每两个绝热板之间就设置有一个缓冲件，绝热板的厚度选为400mm，缓冲件的厚度选为100mm，绝热板与缓冲件之间采用粘接连接。当主屏壁发生低温收缩时，绝热板将同时发生滑动和变形，缓冲层位于两块绝热板中间，可以有效消除低温收缩带来的不利影响。绝热板的底面中心线与焊缝线重合，绝热板与缓冲件的宽度相同，并且大于导流槽的宽度，进而绝热板与缓冲件形成的层面是通过螺栓固定在主屏壁上的，螺栓穿过绝热板和缓冲件的两端，将瓦块式绝热构件固定在主屏壁上。导流装置带有的导流槽连接件位于缓冲件下方。

泡沫层与瓦块式绝热构件之间设置有连续的挡板6，形成挡板层，挡板层的高度与瓦块式绝热构件的高度相同，起到衔接喷涂式绝热层和瓦块式绝热层的作用。

在瓦块式绝热构件与泡沫层外铺设有外保护层7，外保护层是连续性、完整性的铺设在瓦块式绝热构件与泡沫层外。外保护层可以为内部的绝热机构提供机械保护，同时防止外界的温度、湿度、腐蚀液体以及其他不利因素对绝热机构的性能造成破坏。

本发明的这种瓦块式绝热层也可以应用于船体主屏壁应力集中处，或主屏壁产生裂纹、泄露高风险区域处，在主屏壁应力集中处，或主屏壁产生裂纹、泄露高风险区域处，导流槽开口的中心线与应力集中区域的中心位置重合，导流槽开口中心线与产生裂纹、泄露高风险区域的中心位置重合。

Claims (7)

1.一种B型储舱绝热结构，有B型储舱，其特征在于：所述B型储舱主屏壁(1)外表面的板缝或应力集中或产生裂纹、泄露高风险区域处设置有瓦块式绝热层，所述B型储舱主屏壁外表面远离所述板缝处，喷涂有喷涂式绝热层，所述喷涂式绝热层由内向外依次是止裂层、泡沫层(2)、外保护层(7)，所述瓦块式绝热层由内向外依次是导流装置(9)、瓦块式绝热构件、外保护层(7)，所述喷涂式绝热层与瓦块式绝热层之间设置有挡板(6)，所述导流装置位于所述瓦块式绝热构件底部中心处，所述导流装置带有长条形导流槽(91)，所述导流槽的截面呈“Ω”型，沿所述导流槽长度方向开有长条形开口，所述开口位于所述板缝或应力集中或产生裂纹、泄露高风险区域处，所述导流槽罩扣在所述板缝或应力集中或产生裂纹、泄露高风险区域上方，通过胶水与所述主屏壁粘接；

所述瓦块式绝热构件有绝热板(3)与缓冲件(4)，所述绝热板与所述缓冲件并排交替设置，所述绝热板与所述缓冲件粘接连接，所述绝热板、所述缓冲件的宽度相同，并且大于所述导流槽宽度，所述绝热板、所述缓冲件通过螺钉或粘胶固定在所述主屏壁外表面，所述绝热板、所述缓冲件外表面粘接有外保护层；

两个所述导流槽之间通过导流槽连接件(92)连接，所述导流槽连接件的截面呈“Ω”型，所述导流槽两端带有过渡件(95)，所述导流槽连接件一端插入所述过渡件内与所述导流槽卯榫连接，所述导流槽连接件的端部为斜面，形成榫件，所述导流槽端部带有与所述导流槽连接件端部相配合的斜面，形成卯件，所述导流槽连接件位于所述缓冲件下方。

2.根据权利要求1所述的一种B型储舱绝热结构，其特征在于：所述挡板连续设置在所述喷涂式绝热层与所述瓦块式绝热层之间。

3.根据权利要求1所述的一种B型储舱绝热结构，其特征在于：所述过渡件的截面呈“Ω”型，所述过渡件半径大于所述导流槽半径，所述过渡件与所述导流槽连接件通过胶水粘接。

4.根据权利要求1所述的一种B型储舱绝热结构，其特征在于：所述绝热板底面是正方形或十字形或三角形或“L”形，所述绝热板的材料采用聚苯乙烯或聚乙烯或聚氨酯，厚度是50mm-500mm。

5.根据权利要求1所述的一种B型储舱绝热结构，其特征在于：所述缓冲件为海绵，其厚度是10mm-150mm，所述缓冲件的材料是聚苯乙烯或聚乙烯或聚氨酯。

6.根据权利要求1或2所述的一种B型储舱绝热结构，其特征在于：所述挡板是厚度在10mm-150mm的板，其竖立固定在喷涂式绝热层与瓦块式绝热层之间，所述挡板高度与所述瓦块式绝热层高度相同。

7.根据权利要求1所述的一种B型储舱绝热结构，其特征在于：所述保护层连续铺设在所述缓冲间与所述绝热板外表面，所述保护层的厚度是5mm-10mm，所述保护层采用增强型玻璃纤维或增强型聚四氟乙烯。

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