CN113200127A - 一种新能源智能集装箱船 - Google Patents

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王伟
陈京普
程红蓉
刁峰
杨恩
苗飞
顾立君
刘杨
阚甜甜
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Abstract

一种新能源智能集装箱船，包括船体，所述船体的上表面设置有主甲板，所述主甲板以下的首部型线为直首，尾部型线为方尾型，主甲板上设置有敞开式的货舱区；首部设置有平台甲板，平台甲板上方设置有首楼甲板，所述平台甲板处安装有锚链设备舱、一号设备舱、二号设备舱、淡水舱、生活污水舱、首尖舱；首楼甲板上安装有流线型首楼，减小航行风阻，具体分布有公共处所间、锚机舱、A甲板船员生活室、B甲板船员生活室、智能控制驾驶室、尾甲板室；尾部为智能机舱区，在尾部设置有两台电力全回转推进器，电力全回转推进器实现360度旋转，为船舶的航行推进、倒车以及转向提供动力，工作可靠。

Description

一种新能源智能集装箱船
技术领域
本发明涉及大型运输船技术领域，尤其是一种新能源智能集装箱船。
背景技术
目前，对船舶污染物排放的要求日益严格，传统船用柴油已经难以满足IMO对NOx、SOx、温室气体和颗粒物等排放物的限制和能效要求。
当前，LNG、氢能、氨燃料、甲醇燃料等低碳燃料已成为船舶未来主要替代燃料。在现有技术条件下，仅有不到1％的船可以满足EEDI第三阶段的要求。因此使用绿色燃料作为传统柴油的替代品是大势所趋。这些绿色燃料在减排效果、经济性等方面具有独到的优势。“低碳零排”成为未来造船及航运业的发展趋势。
随着人工智能技术的发展，船舶智能化也已经成为当今船舶与航运领域发展的必然趋势。现有技术中的海船，智能集装箱船、散货船暂无在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行的船舶，船舶的智能化技术应用仍处于探索和发展的初级阶段。船舶的智能化可以提高船舶营运效率，大幅减少船员数量，减少营运成本。智能船舶必然也会随着其他行业的人工智能化发展得到普及和应用。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种新能源智能集装箱船，从而完全实现“低碳零排”，满足未来环保要求，同时，该船安装智能化系统，可在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行，大幅减少船员数量，降低运营成本。
本发明所采用的技术方案如下：
一种新能源智能集装箱船，包括船体，所述船体的上表面设置有主甲板，所述主甲板以下的首部型线为直首，尾部型线为方尾型，主甲板上设置有敞开式的货舱区；
船体分为三个部分，分别为首部、中部和尾部；
首部设置有平台甲板，平台甲板上方设置有首楼甲板，所述平台甲板处安装有锚链设备舱、一号设备舱、二号设备舱、淡水舱、生活污水舱、首尖舱；
首楼甲板上安装有流线型首楼，减小航行风阻，具体分布有公共处所间、锚机舱、A甲板船员生活室、B甲板船员生活室、智能控制驾驶室、尾甲板室；
中部为装载集装箱的货舱区，设置有并列的一号货舱和二号货舱；
尾部为智能机舱区，在尾部设置有两台电力全回转推进器，电力全回转推进器实现360度旋转，为船舶的航行推进、倒车以及转向提供动力；尾部的机舱内还设置有数台LNG发电机和配套的机电设备；
尾部的主甲板上方还安装有LNG液罐和锂电池集装模块，
舷侧和底部分别设置有舷侧压载水舱、舷侧空舱和双层底压载水舱。
其进一步技术方案在于：
主甲板的下方设置有二平台，在主甲板与二平台之间从船首到船尾依次设置有一号空舱、二号空舱、三号空舱、四号空舱和五号空舱。
位于船体底部设置有双层底，并从船首至船尾依次设置有一号压载舱、二号压载舱、三号压载舱、四号压载舱、五号压载舱、六号压载舱、七号压载舱、八号压载舱、九号压载舱、十号压载舱和十一号压载舱，其中一号压载舱位于平台甲板的下方。
主甲板尾部的中间位置安装锂电池集装模块，位于锂电池集装模块的两旁分别安装LNG液罐，单个LNG液罐的一旁设置有尾甲板室。
主甲板尾部中间位置安装有尾甲板室，所述尾甲板室的两旁安装锂电池集装模块，主甲板尾部还对称安装有尾部锚机，在尾部锚机和尾甲板室之间安装LNG液罐。
尾部主甲板下方中间位置安装多个LNG发电机，位于LNG发电机的两旁分别安装有LNG液罐。
所述船体为双壳结构。
所述货舱区为两个窗口货舱和高出主甲板的舱口围栏。
所述一号货舱和二号货舱之间设置有一号绑扎过桥，所述二号货舱中间位置有二号绑扎过桥。
所述智能控制驾驶室的顶面安装有通信导航设备，智能控制驾驶室内安装有智能集控台。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，采用新能源燃料和锂电池集装模块供电系统，可完全实现“低碳零排”。该船配备新能源LNG发电机和LNG燃料罐，以及箱式锂电池集装模块。在海况环境较好的情况下，本发明开启LNG发电机直接给推进器供电航行，在较差海况下可以切换到锂电池集装模块直接供电，以保证稳定的动力输出，保证航行的稳定性和安全性；该船具有较高的装箱率，集装箱堆叠达到7层；船体首部设有流线型的首驾驶上层建筑，减小了受风面积形成的船舶阻力；船体尾部采用方形船尾，设置两台全回转电力推进器，首部设置一台槽道推进器，配合人工智能自主避碰和DP定位系统可实现船舶原地360度转向，以及船舶航行、进出港的航行路线自主规划和避碰。同时，该船搭载智能化系统，可在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行，大幅减少船员数量，降低运营成本。
本发明搭载了LNG新能源动力系统和智能化船舶系统，可完全实现“低碳零排”，以及在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行。本发明可航行于近海、沿海以及内河航区，在良好的海况下开启LNG发电机直接给推进器供电航行，在较差海况下可以切换到锂电池集装模块直接供电推进器，以保证稳定的航行动力来源，保证航行的稳定性和安全性。入级中国船级社CCS，可申请国内航行海船关于绿色生态船舶相关附加标志(环境保护附加标志：Gd-EP(X)，生态保护附加标志：Gd-ECO(X)，绿色生态技术附加标志：Natural Gas Fuel、Hybrid)，同时可申请相关的智能船舶符号I-ship(No、Hm、Mm/a/p、Es/t、C、I、R1)：智能航行、智能船体、智能机舱、智能能效、智能货物管理、智能集成平台、远程控制操作。鉴于目前LNG新能源比其他燃料(类似于氢气、甲醇、氨气、燃料电池等)的存储技术和港口配套加注站更为成熟，成本也比其他燃料更为经济，所以本发明在当前和未来市场较为实际可行，该发明的推广和应用可以大幅减少集装箱船舶的船员数量，降低其运营成本，助力节能减排政策以及航运业绿色智能船舶的推广和发展。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1中A部的局部放大图。
图3为图1中B部的局部放大图。
图4为本发明的俯视图。
图5为图4中C部的局部放大图。
图6为图4中D部的局部放大图。
图7为本发明舱内的俯视图。
图8为图7中E部的局部放大图。
图9为图7中F部的局部放大图。
图10为本发明LNG液罐的安装示意图(实施例二)。
图11为本发明智能控制驾驶室的俯视图。
图12为本发明LNG液罐的安装示意图(实施例三)。
图13为图12的俯视图。
图14为图12中主甲板层的俯视图。
其中：1、船体；2、主甲板；3、首楼甲板；4、双层底；5、平台甲板；6、二平台；7、流线型首楼；8、通信导航设备；9、槽道推进器；10、LNG液罐；11、锂电池集装模块；12、电力全回转推进器；13、尾部锚机；14、呆木；15、LNG发电机；16、智能集控台；
301、锚链设备舱；302、一号设备舱；303、二号设备舱；
401、一号压载舱；402、二号压载舱；403、三号压载舱；404、四号压载舱；405、五号压载舱；406、六号压载舱；407、七号压载舱；408、八号压载舱；409、九号压载舱；410、十号压载舱；411、十一号压载舱；
501、淡水舱；502、生活污水舱；503、首尖舱；
601、一号空舱；602、二号空舱；603、三号空舱；604、四号空舱；605、五号空舱；
701、公共处所间；
702、锚机舱；
703、A甲板船员生活室；704、B甲板船员生活室；
705、智能控制驾驶室；
706、尾甲板室；
801、一号绑扎过桥；802、二号绑扎过桥；
901、一号货舱；902、二号货舱。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1-图4所示，本实施例的新能源智能集装箱船，包括船体1，船体1的上表面设置有主甲板2，主甲板2以下的首部型线为直首，尾部型线为方尾型，主甲板2上设置有敞开式的货舱区；
船体1分为三个部分，分别为首部、中部和尾部；
首部设置有平台甲板5，平台甲板5上方设置有首楼甲板3，平台甲板5处安装有锚链设备舱301、一号设备舱302、二号设备舱303、淡水舱501、生活污水舱502、首尖舱503；
首楼甲板3上安装有流线型首楼7，减小航行风阻，具体分布有公共处所间701、锚机舱702、A甲板船员生活室703、B甲板船员生活室704、智能控制驾驶室705、尾甲板室706；
中部为装载集装箱的货舱区，设置有并列的一号货舱901和二号货舱902；
尾部为智能机舱区，在尾部设置有两台电力全回转推进器12，电力全回转推进器12实现360度旋转，为船舶的航行推进、倒车以及转向提供动力；尾部的机舱内还设置有数台LNG发电机15和配套的机电设备；
尾部的主甲板2上方还安装有LNG液罐10和锂电池集装模块11，
舷侧和底部分别设置有舷侧压载水舱、舷侧空舱和双层底压载水舱。
主甲板2的下方设置有二平台6，在主甲板2与二平台6之间从船首到船尾依次设置有一号空舱601、二号空舱602、三号空舱603、四号空舱604和五号空舱605。
位于船体1底部设置有双层底4，并从船首至船尾依次设置有一号压载舱401、二号压载舱402、三号压载舱403、四号压载舱404、五号压载舱405、六号压载舱406、七号压载舱407、八号压载舱408、九号压载舱409、十号压载舱410和十一号压载舱411，其中一号压载舱401位于平台甲板5的下方。
主甲板2尾部的中间位置安装锂电池集装模块11，位于锂电池集装模块11的两旁分别安装LNG液罐10，单个LNG液罐10的一旁设置有尾甲板室706。
主甲板2尾部中间位置安装有尾甲板室706，尾甲板室706的两旁安装锂电池集装模块11，主甲板2尾部还对称安装有尾部锚机13，在尾部锚机13和尾甲板室706之间安装LNG液罐10。
尾部主甲板2下方中间位置安装多个LNG发电机15，位于LNG发电机15的两旁分别安装有LNG液罐10。
船体1为双壳结构。
货舱区为两个窗口货舱和高出主甲板2的舱口围栏。
一号货舱901和二号货舱902之间设置有一号绑扎过桥801，二号货舱902中间位置有二号绑扎过桥802。
智能控制驾驶室705的顶面安装有通信导航设备8，智能控制驾驶室705内安装有智能集控台16。
机舱后面设置了推进器设备舱，两个舱室中间用水密舱壁分割。推进器设备舱布置了电力全回转推进器12的电机和系统控制模块，以及其他配套设备。
尾部甲板后方设置了尾部锚机13，用于停泊靠港的系泊。
本发明的具体结构和功能如下：
船型为直首，流线型首楼7，设置呆木14，船体1为钢质、单甲板、尾机型、配双全回转电力推进系统，电力来源采用LNG新能源燃料，配多台LNG发电机15全船供电。
货舱区为双底、双舷侧，首尾为单底，设首楼甲板3，
首部设四层上层建筑，尾部设一层甲板室，中部为敞口式货舱区。
船体1首部型线为垂直艏，尾部型线为方尾型，带尾部呆木14。
垂直首可减小船体1行驶时的阻力，可节省燃料、降低排放和运行成本；
船体1的总长约96m，型宽18.6m，型深8.2m，载重量约6200t，货舱区域分成一号货舱901和二号货舱902，货舱中间设置有一号绑扎过桥801和二号绑扎过桥802，货舱区域最大可装箱七层，可装载大于400箱标准集装箱。
本发明LNG新能源动力系统可完全实现“低碳零排”，可满足CCS绿色生态船舶规范的相关要求。
本船智能控制驾驶室705配备智能驾驶系统，可实现该船舶的智能航行、智能机舱控制、智能能效管理、智能货物管理、远程控制操作。
主甲板2位于船体1上表面，主甲板2下方从船首部至尾部依次为：锚链设备舱301、一号设备舱302、二号设备舱303、淡水舱501、生活污水舱502、首尖舱503、一号空舱601、二号空舱602、三号空舱603、四号空舱604、五号空舱605、压载舱、一号货舱901和二号货舱902。
船体1首部设置一台槽道推进器9，船体1尾部安装有两台电力全回转推进器12，该推进器可实现360度旋转，按照中国船级社(CCS)DP-2级要求配置，可为船舶的航行推进、倒车、定位以及转向提供动力。
槽道推进器9和电力全回转推进器12由智能控制驾驶室705中的智能系统集控台集中控制，可实现本船舶原地360度转向，以及船舶航行、进出港的航行路线自主规划和避碰。
本发明智能控制驾驶室705中智能集控台16和通信导航系统中搭载了传感器、通信设备、物联网、互联网等技术手段，可自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据。
智能控制驾驶室705中智能集控台16的功能可选择地按照中国船级社CCS的以下智能船舶符号配置：
(a)智能航行I-ship(No)：在航路航速设计优化功能的基础上，船舶在船上人员监视下具有开阔水域自主航行能力；
(b)智能能效I-ship(Es/t)：具有航速优化功能，具有基于纵倾优化的最佳配载功能；
(c)智能货物管理I-ship(C)：船舶具有货物、货舱及货物相关系统的监测、优化装/卸货方案及辅助决功能；
(d)智能集成平台I-ship(I)：智能集成平台功能标志，代表船舶能够至少集成两个系统的数据，具有智能集成平台基本功能，平台具备开放性，能够接入新增系统；
(e)远程控制操作I-ship(R1)：船舶主要功能有远程控制站控制操作，船上船员对船舶状态进行监视，在应急情况或必要时接管船舶的操作，根据设计确定的船舶运行场景，对非远程控制的系统和设备进行操作。本发明不限于申请以上智能符号。
船体1尾部的机舱内部设置有数台LNG发电机15和配套其他的机电设备。船体1尾部甲板上布置有LNG液罐10和锂电池集装模块11。
LNG液罐10布置方式有三种，
方案一：两个LNG液罐10配置方案，设置在尾部主甲板2上方，位于两个尾部甲板室后方，锂电池模块11布置在尾部甲板中间区域；
方案二：一个LNG液罐10配置方案，可以设置在尾部主甲板2的上方，位于尾部甲板室后方。
方案三：两个LNG液罐10配置方案，可以设置在机舱内部左右两舷，位于LNG发电机15两侧。
本发明搭载了LNG和锂电池新能源动力系统，可完全实现“低碳零排”。
本发明可航行于近海、沿海以及内河航区，在良好的海况下开启LNG发电机15直接给推进器供电航行，在较差海况下可以切换到锂电池集装模块直接供电推进器，以保证稳定的航行动力来源，保证航行的稳定性和安全性。
本发明鉴于目前LNG新能源比其他燃料(类似于氢气、甲醇、氨气、燃料电池等)的存储技术和港口配套加注站更为成熟，成本也比其他燃料更为经济，所以本发明在当前和未来市场较为实际可行。
同时，本发明搭载了智能化船舶系统，在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行。
本发明配置的新能源动力系统和智能化系统，可在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行和管理，大幅减少船员数量，降低运营成本。助力节能减排政策以及航运业绿色智能船舶的推广和发展。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种新能源智能集装箱船，其特征在于：包括船体(1)，所述船体(1)的上表面设置有主甲板(2)，所述主甲板(2)以下的首部型线为直首，尾部型线为方尾型，主甲板(2)上设置有敞开式的货舱区；
船体(1)分为三个部分，分别为首部、中部和尾部；
首部设置有平台甲板(5)，平台甲板(5)上方设置有首楼甲板(3)，所述平台甲板(5)处安装有锚链设备舱(301)、一号设备舱(302)、二号设备舱(303)、淡水舱(501)、生活污水舱(502)、首尖舱(503)；
首楼甲板(3)上安装有流线型首楼(7)，减小航行风阻，具体分布有公共处所间(701)、锚机舱(702)、A甲板船员生活室(703)、B甲板船员生活室(704)、智能控制驾驶室(705)、尾甲板室(706)；
中部为装载集装箱的货舱区，设置有并列的一号货舱(901)和二号货舱(902)；
尾部为智能机舱区，在尾部设置有两台电力全回转推进器(12)，电力全回转推进器(12)实现360度旋转，为船舶的航行推进、倒车以及转向提供动力；尾部的机舱内还设置有数台LNG发电机(15)和配套的机电设备；
尾部的主甲板(2)上方还安装有LNG液罐(10)和锂电池集装模块(11)，舷侧和底部分别设置有舷侧压载水舱、舷侧空舱和双层底压载水舱。
2.如权利要求1所述的一种新能源智能集装箱船，其特征在于：主甲板(2)的下方设置有二平台(6)，在主甲板(2)与二平台(6)之间从船首到船尾依次设置有一号空舱(601)、二号空舱(602)、三号空舱(603)、四号空舱(604)和五号空舱(605)。
3.如权利要求1所述的一种新能源智能集装箱船，其特征在于：位于船体(1)底部设置有双层底(4)，并从船首至船尾依次设置有一号压载舱(401)、二号压载舱(402)、三号压载舱(403)、四号压载舱(404)、五号压载舱(405)、六号压载舱(406)、七号压载舱(407)、八号压载舱(408)、九号压载舱(409)、十号压载舱(410)和十一号压载舱(411)，其中一号压载舱(401)位于平台甲板(5)的下方。
4.如权利要求1所述的一种新能源智能集装箱船，其特征在于：主甲板(2)尾部的中间位置安装锂电池集装模块(11)，位于锂电池集装模块(11)的两旁分别安装LNG液罐(10)，单个LNG液罐(10)的一旁设置有尾甲板室(706)。
5.如权利要求1所述的一种新能源智能集装箱船，其特征在于：主甲板(2)尾部中间位置安装有尾甲板室(706)，所述尾甲板室(706)的两旁安装锂电池集装模块(11)，主甲板(2)尾部还对称安装有尾部锚机(13)，在尾部锚机(13)和尾甲板室(706)之间安装LNG液罐(10)。
6.如权利要求1所述的一种新能源智能集装箱船，其特征在于：尾部主甲板(2)下方中间位置安装多个LNG发电机(15)，位于LNG发电机(15)的两旁分别安装有LNG液罐(10)。
7.如权利要求1所述的一种新能源智能集装箱船，其特征在于：所述船体(1)为双壳结构。
8.如权利要求1所述的一种新能源智能集装箱船，其特征在于：所述货舱区为两个窗口货舱和高出主甲板(2)的舱口围栏。
9.如权利要求1所述的一种新能源智能集装箱船，其特征在于：所述一号货舱(901)和二号货舱(902)之间设置有一号绑扎过桥(801)，所述二号货舱(902)中间位置有二号绑扎过桥(802)。
10.如权利要求1所述的一种新能源智能集装箱船，其特征在于：所述智能控制驾驶室(705)的顶面安装有通信导航设备(8)，智能控制驾驶室(705)内安装有智能集控台(16)。
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