CN114771799B - 一种用于低温液货舱的冷藏系统及低温液货舱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于低温液货舱的冷藏系统及低温液货舱，该冷藏系统围设于低温液货舱的外表面，包括多块能够凹凸嵌合的绝热板，绝热板包括依次叠置的低温层、真空层及高温层。左右相邻及上下相邻的绝热板通过凹凸部相互嵌扣，极大地提高了稳固性。绝热板设有贯穿低温层的固定孔，固定孔内安装有螺柱，螺柱的一端连接有固定盘，固定盘压紧在低温层的外表面以固定低温层。通过螺柱与焊钉配合的单点固定、以及凹凸嵌套双重定位方式对绝热板的位置进行限制，这种非硬式定位方式有效保证了绝热板在超低温/低温/常温等环境下热胀冷缩的物理特性，避免了绝热板在多种应力形变下自身受到损坏，并在与低温液货舱连接牢固的同时保证整体的绝热效果。

Description

一种用于低温液货舱的冷藏系统及低温液货舱
技术领域
本发明涉及液化气船技术领域，尤其涉及一种用于低温液货舱的冷藏系统及低温液货舱。
背景技术
液化气船是用于运输液化石油气、液化天然气、液氢等低温液货的专用船舶，液货装载在液化气船中的液货舱内。根据所装载液货的类型和工作场景，液货舱分为三种类型：A型、B型和C型，A型液货舱主要是平板结构，其具有完整的次屏蔽；B型液货舱是平板结构或者是球罐式结构，其具有局部的次屏蔽；C型液货舱是球罐式结构，其不需要次屏蔽。液货舱内液货的温度较低，外界的温度远远大于液货的温度，则需为液货舱设置绝热系统来达到保温和防止外部热量进行液货舱的目的，并减少液货舱舱内液货的蒸发量。由于三种液货舱的结构特性和性能要求不同，三种液货舱所对应的绝热系统也不同。
对于B型液货舱来说，由于其本身具备舱容利用率高，内部结构强悍同时不具晃荡，因此经常被广泛应用于装载大批量的低温液货气体，但是过低的液货温度也往往给给B型液货舱的绝热系统设计带来极大挑战，如液氢的温度可达-252.87℃，为了达到必要的绝热效果，选用常规的绝热系统会导致绝热层厚度急剧增加，这会导致在有限船体空间内舱容的显著损失，并且保温效果也很难达到理想状态。同时，过厚的绝热系统会导致B型液货舱的绝热系统施工难度显著提高，甚至在B型液货舱的局部结构复杂区域出现无法安装或无法保冷的情况。
因此，如何提供一种适用于超低温的B型液货舱的绝热系统，以对液货舱上的复杂支撑结构设置区域提供绝热保护，并使整体绝热层的厚度可控，成为本领域亟需解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种用于低温液货舱的冷藏系统，所述冷藏系统围设于低温液货舱的外表面，包括多块能够凹凸嵌合的绝热板，所述绝热板包括从内至外依次叠置的低温层、真空层及高温层，所述绝热板的4个侧边分别设有位于上边缘的第一凹部、位于右边缘的第二凹部、位于下边缘的第一凸部、位于左边缘的第二凸部；
所述第一凹部和/或第二凹部处设置有贯穿所述低温层的固定孔，所述固定孔内安装有螺柱，所述低温液货舱的外表面固定有焊钉，所述焊钉与所述螺柱螺纹连接，所述螺柱远离所述焊钉的一端连接有固定盘，固定盘压紧在所述低温层的外表面，从而实现所述低温层的固定。
优选地，所述真空层的上边缘凹进于所述低温层及高温层从而形成所述第一凹部，所述真空层的右边缘凹进于所述低温层及高温层从而形成所述第二凹部，所述真空层的下边缘凸出于所述低温层及高温层从而形成所述第一凸部，所述真空层的左边缘凸出于所述低温层及高温层从而形成所述第二凸部。
优选地，所述第一凸部和/或第二凸部处的真空层的内表面设有凹腔，以使相邻的所述绝热板拼合后，能够容纳所述固定盘的突出部分。
与所述凹腔连通有竖直设置的溢流通道，所述溢流通道开设于所述真空层中，所述溢流通道的上端及下端分别连通有注流进口及溢流出口，所述注流进口及溢流出口均贯穿所述真空层及高温层，所述注流进口及溢流出口分别位于所述真空层的上端部及下端部。
所述注流进口及溢流出口均连接有预留软管，所述注流进口处的预留软管的端部伸入至所述注流进口的底部到达所述溢流通道；所述溢流出口处的预留软管的端部设置于所述高温层的开口处。
所述注流进口、溢流通道、凹腔、及溢流出口注流进口、注流通道及凹腔中填充有发泡聚氨酯。
优选地，还包括铺设于所述高温层外表面的铝制薄膜，相邻铝制薄膜的间隙处敷设有丁基胶带。
优选地，所述低温层与所述低温液货舱外表面之间设有垫片，以保证所述低温层与所述低温液货舱外表面之间具有一定的间隙。
优选地，所述低温层的内表面还设有防漏薄膜，从而防止液化舱内的低温液体渗漏至整个冷藏系统。
本发明还提供一种低温液货舱，所述低温液货舱包括所述的冷藏系统。
如上所述，本发明提供一种用于低温液货舱的冷藏系统及低温液货舱，该冷藏系统围设于低温液货舱的外表面，包括多块能够凹凸嵌合的绝热板，绝热板包括从内至外依次叠置的低温层、真空层及高温层。通过低温层、真空层及高温层相叠置的三明治结构的设计，能够最大程度的实现绝热，同时相比传统保温材料，又只占据很小的空间。左右相邻的绝热板及上下相邻的绝热板通过凹凸部相互嵌扣，极大地提高了稳固性。绝热板的4个侧边分别设有第一凹部、第二凹部、第一凸部、第二凸部，第一凹部或第二凹部处设置有贯穿低温层的固定孔，固定孔内安装有螺柱，螺柱的一端连接有固定盘，固定盘压紧在低温层的外表面，从而实现低温层的固定。通过螺柱与焊钉配合的单点固定、以及凹凸嵌套双重定位方式对绝热板的位置进行限制，这种非硬式定位方式有效保证了绝热板在超低温/低温/常温等环境下热胀冷缩的物理特性，避免了绝热板在多种应力形变下自身受到损坏，并在与在保证绝热板与低温液货舱连接牢固的同时，保证整体的绝热效果。同时，设置注流进口、溢流通道与溢流出口用于在凹腔中填充发泡聚氨酯，以确保整个系统的密封性。此外，在低温层的内表面还设有防漏薄膜，从而防止液化舱内的低温液体渗漏至整个冷藏系统，整个系统有效实现了气密与液密处理，增加了安全性及可靠性，且施工方便，具有较高的实用价值。
附图说明
图1显示为本发明中绝热板的主视结构示意图。
图2显示为图1中沿A-A方向的剖面结构示意图。
图3显示为图1中沿B-B方向的剖面结构示意图。
图4显示为本发明中相邻绝热板拼合后的结构示意图。
图5显示为图1中沿C-C方向的剖面结构示意图。
元件标号说明
1 低温层
2 真空层
3 高温层
4 垫片
5 螺柱
6 固定盘
7 玻璃棉
8 发泡聚氨酯
9 焊钉
10 低温液货舱
11 固定孔
21 凹腔
31 注流进口
32 溢流出口
33 溢流通道
41 铝制薄膜
42 丁基胶带
101 第一凹部
102 第二凹部
103 第一凸部
104 第二凸部
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。本文使用的“介于……之间”表示包括两端点值。
在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1-图4所示，本实施例提供一种用于低温液货舱的冷藏系统，所述冷藏系统围设于低温液货舱10的外表面，具体包括多块能够凹凸嵌合的绝热板，所述绝热板包括从内至外依次叠置的低温层1、真空层2及高温层3，所述绝热板的4个侧边分别设有位于上边缘的第一凹部101、位于右边缘的第二凹部102、位于下边缘的第一凸部103、位于左边缘的第二凸部104；
具体地，所述真空层的上边缘凹进于所述低温层1及高温层3从而形成第一凹部101，所述真空层2的右边缘凹进于所述低温层1及高温层3从而形成第二凹部102，所述真空层2的下边缘凸出于所述低温层1及高温层3从而形成第一凸部103，所述真空层2的左边缘凸出于所述低温层1及高温层3从而形成第二凸部104。其中，该绝热板可以提前预制好，待施工时再将其安装于低温液货舱的外表面，左右相邻的绝热板及上下相邻的绝热板通过凹凸部相互扣合，极大地提高了稳固性。
进一步地，所述第一凹部101和/或第二凹部102处设置有贯穿所述低温层1的固定孔11(图中是以第二凹部102处的固定孔11为例)，所述固定孔11内安装有螺柱5，所述低温液货舱10的外表面固定有焊钉9，所述焊钉9与所述螺柱5螺纹连接，所述螺柱5远离所述焊钉9的一端连接有固定盘6，固定盘6压紧在所述低温层1的外表面，从而实现所述低温层1的固定。所述焊钉9可以通过焊钉厚板固定于所述低温液货舱的外表面，防止焊钉9在焊接时损伤低温液货舱母材。
通过螺柱与焊钉配合的单点固定、以及凹凸嵌套双重定位方式对绝热板的位置进行限制，两种方式均为非硬性定位，在保证绝热板与低温液货舱(液罐)连接牢固的同时，保证整体的绝热效果，还有效避免了绝热板自身受到损坏。通过一组螺柱与焊钉的配合，即可对四个相邻绝热板的四个相邻拐角处进行位置确定，限制绝热板产生位移，同时又允许绝热板在热胀冷缩时产生轻微形变。
具体地，所述低温层1及高温层3为保温板，所述保温板的主体材料为聚氨酯(PU)或聚苯乙烯(EPS)等保温材料。保温板具有导热系数低的优异特性，为保温、隔热的优良材料；同时防火性能好，能够满足防火及耐火性的要求；此外，还具有密度小、重量轻、耐老化性好等特点。EPS具有较高的抗拉强度、较低的弹性模量、较低的热膨胀系数，这使得EPS具有更强的抗热变形、抗开裂能力，因此本实施例中优选为EPS材料。
所述真空层2为真空板，也称真空绝热板(Vacuum Insulation Panel，VIP板)，是真空保温材料中的一种，是由填充芯材与真空保护表层复合而成，能够有效地避免空气对流引起的热传递，因此导热系数可大幅度降低，可以达到0.002-0.004w/m.k，为传统保温材料导热系数的1/10。船舶液货舱(液罐)外侧采用真空绝热板，其厚度仅为传统保温材料的五分之一至十分之一，且VIP板在生产过程中不使用消耗臭氧层物质(ODS)或者产生温室气体物质，还可以回收利用，兼具绿色环保和安全节能的双重优势，并达到节省空间的目的，是理想的保温隔热材料，适用于受空间限制及保温性能要求比较高的场合。同时，由于真空绝热板一般较薄，强度较低，因此需要两侧的低温层1与高温层3对其进行加固。因为热量在不同介质间传递时，会有较大的损耗，因此通过低温层、真空层及高温层相叠置的三明治结构的设计，能够最大程度的实现绝热，同时相比传统保温材料，又只占据很小的空间。
进一步地，所述第一凹部101处的低温层1的上边缘相对高温层3的上边缘更加靠上，所述第二凹部102处的低温层1的右边缘相对高温层3的右边缘更加靠右，从而显露部分的固定孔1以便于钢制托架5与焊钉9的拧紧操作。相应地，对于第一凸部103处的低温层1的下边缘相对高温层3的下边缘更加靠上，所述第二凸部104处的低温层1的左边缘相对高温层3的左边缘更加靠右。
进一步地，所述第一凸部和/或第二凸部处的真空层2的内表面设有凹腔21，以使相邻的所述绝热板拼合后，能够容纳所述固定盘6的突出部分。
进一步地，如图5所示，与所述凹腔21连通有竖直设置的溢流通道33，所述溢流通道33开设于所述真空层2中，所述溢流通道33的上端及下端分别连通有注流进口31及溢流出口32，所述注流进口31及溢流出口32均贯穿所述真空层2及高温层3。其中，所述注流进口31及溢流出口32均连接有预留软管，所述注流进口31处的预留软管的端部伸入至所述注流进口31的底部到达所述溢流通道33，所述溢流出口32处的预留软管的端部设置于所述高温层3的开口处，以确保发泡聚氨酯在浇注时能够不留缝隙地完全充满整个空腔。当绝热板拼合完成后，从注流进口31浇筑发泡聚氨酯8，发泡聚氨酯8充入所述注流进口31、溢流通道33、凹腔21、及溢流出口32，当发泡聚氨酯从溢流出口32的预留软管流出时，则达到注满状态，此时可拆除预留软管。
具体地，所述注流进口31及溢流出口32分别位于所述真空层的上端部及下端部，使其保持较远的距离，以保证这种嵌套板式绝热安装的液密性。优选地，所述注流进口31及溢流出口32的距离大于其所在侧边边长的4/5。
进一步地，相邻的所述绝热板拼合时，相邻的真空层2之间填充有玻璃棉7。
进一步地，相邻的所述绝热板拼合时，相邻的高温层3之间填充有玻璃棉。
进一步地，在相邻的所述绝热板拼合后，在所述注流进口31、溢流通道33、凹腔21、及溢流出口32中填充发泡聚氨酯8，以确保密封性。相邻的低温层1之间为无缝贴合，因此无需做特殊处理。
进一步地，所述高温层3也可以不设注流进口31，相邻的所述绝热板拼合后，将相邻的高温层3之间的间隙作为注入口。具体地，图3所示的注流进口31为高温层中开设的孔洞用于填充发泡聚氨酯；图4中高温层3的发泡聚氨酯8则是填充于相邻的高温层3之间的间隙中。
进一步地，所述冷藏系统还包括铺设于所述高温层3外表面的铝制薄膜41，相邻铝制薄膜41的间隙处敷设有丁基胶带42。铝制薄膜41可以最大程度反射外界的太阳光线，能够反射70％-90％的热辐射，丁基胶带42则具有粘结强度高、耐腐蚀性好、防水性和密封性好等优异特性，从而进一步保证所述冷藏系统的隔热性能。
进一步地，所述低温层1及高温层3的厚度均不超过所述冷藏系统总厚度的1/3，其主要作用为整个冷藏系统提供强度支持，并保证一定的隔热性能；
进一步地，所述低温层1与所述低温液货舱10外表面之间设有垫片4，以保证所述低温层1与所述低温液货舱10外表面之间具有一定的间隙。
进一步地，所述低温层1的内表面还设有防漏薄膜，从而防止液化舱内的低温液体渗漏至整个冷藏系统。
综上所述，本发明提供一种用于低温液货舱的冷藏系统及低温液货舱，该冷藏系统围设于低温液货舱的外表面，包括多块能够凹凸嵌合的绝热板，绝热板包括从内至外依次叠置的低温层、真空层及高温层。通过低温层、真空层及高温层相叠置的三明治结构的设计，能够最大程度的实现绝热，同时相比传统保温材料，又只占据很小的空间。左右相邻的绝热板及上下相邻的绝热板通过凹凸部相互嵌扣，极大地提高了稳固性。绝热板的4个侧边分别设有第一凹部、第二凹部、第一凸部、第二凸部，第一凹部或第二凹部处设置有贯穿低温层的固定孔，固定孔内安装有螺柱，螺柱的一端连接有固定盘，固定盘压紧在低温层的外表面，从而实现低温层的固定。通过螺柱与焊钉配合的单点固定、以及凹凸嵌套双重定位方式对绝热板的位置进行限制，这种非硬式定位方式有效保证了绝热板在超低温/低温/常温等环境下热胀冷缩的物理特性，避免了绝热板在多种应力形变下自身受到损坏，并在与在保证绝热板与低温液货舱连接牢固的同时，保证整体的绝热效果。同时，设置注流进口、溢流通道与溢流出口用于在凹腔中填充发泡聚氨酯，以确保整个系统的密封性。此外，在低温层的内表面还设有防漏薄膜，从而防止液化舱内的低温液体渗漏至整个冷藏系统，整个系统有效实现了气密与液密处理，增加了安全性及可靠性，且施工方便，具有较高的实用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种用于低温液货舱的冷藏系统，其特征在于，所述冷藏系统围设于低温液货舱的外表面，包括多块能够凹凸嵌合的绝热板，所述绝热板包括从内至外依次叠置的低温层、真空层及高温层，所述绝热板的4个侧边分别设有位于上边缘的第一凹部、位于右边缘的第二凹部、位于下边缘的第一凸部、位于左边缘的第二凸部；
所述第一凹部和/或第二凹部处设置有贯穿所述低温层的固定孔，所述固定孔内安装有螺柱，所述低温液货舱的外表面固定有焊钉，所述焊钉与所述螺柱螺纹连接，所述螺柱远离所述焊钉的一端连接有固定盘，固定盘压紧在所述低温层的外表面，从而实现所述低温层的固定；
所述第一凸部和/或第二凸部处的真空层的内表面设有凹腔，以使相邻的所述绝热板拼合后，能够容纳所述固定盘的突出部分；与所述凹腔连通有竖直设置的溢流通道，所述溢流通道开设于所述真空层中，所述溢流通道的上端及下端分别连通有注流进口及溢流出口，所述注流进口及溢流出口均贯穿所述真空层及高温层，所述注流进口及溢流出口分别位于所述真空层的上端部及下端部，所述注流进口、溢流通道、凹腔、及溢流出口中填充有发泡聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的冷藏系统，其特征在于，所述真空层的上边缘凹进于所述低温层及高温层从而形成所述第一凹部，所述真空层的右边缘凹进于所述低温层及高温层从而形成所述第二凹部，所述真空层的下边缘凸出于所述低温层及高温层从而形成所述第一凸部，所述真空层的左边缘凸出于所述低温层及高温层从而形成所述第二凸部。
3.根据权利要求1所述的冷藏系统，其特征在于，所述注流进口及溢流出口均连接有预留软管，所述注流进口处的预留软管的端部伸入至所述注流进口的底部到达所述溢流通道；所述溢流出口处的预留软管的端部设置于所述高温层的开口处。
4.根据权利要求1所述的冷藏系统，其特征在于，还包括铺设于所述高温层外表面的铝制薄膜，相邻铝制薄膜的间隙处敷设有丁基胶带。
5.根据权利要求1所述的冷藏系统，其特征在于，所述低温层与所述低温液货舱外表面之间设有垫片，以保证所述低温层与所述低温液货舱外表面之间具有一定的间隙。
6.根据权利要求1所述的冷藏系统，其特征在于，所述低温层的内表面还设有防漏薄膜，从而防止液化舱内的低温液体渗漏至整个冷藏系统。
7.一种低温液货舱，其特征在于，所述低温液货舱包括权利要求1-6任一所述的冷藏系统。
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