CN116353772A - 一种低温存储液货舱结构及船舶 - Google Patents

一种低温存储液货舱结构及船舶 Download PDF

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胡可一
陈兵
王冰
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China State Shipbuilding Corp Ltd
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Abstract

本申请提供了低温存储液货舱结构及船舶，该液货舱包括第一舱体，第二舱体，以及第一隔离层。通过将第二舱体设置于第一舱体的内部，以使第二舱体的壳体将第一舱体内部间隔为两个能够存储液货且又相互独立的空间，即第一空腔和第二空腔，其中，第二空腔位于第二舱体内部。将第一隔离层环绕包覆在第二舱体的壳体外侧，能够有效避免分装在第一空腔和第二空腔内的两种不同液货之间的热传递，满足了同一液货舱对不同种类低温液货的同时装载需求。同时，在第二舱体的壳体结构出现损坏时，第一隔离层还能够作为防溅屏壁，起到防止分装在第一空腔和第二空腔内的不同液货相互混合的情况发生。

Description

一种低温存储液货舱结构及船舶
技术领域
本申请涉及船舶建造相关技术领域，尤其涉及一种低温存储液货舱结构及船舶。
背景技术
液化气船是用于运输液化石油气、液化天然气、绿氨等各种低温液货的专用船舶，也经历了从小型、简单、和单一到目前的大型、复杂和多样化的发展历程。围护系统作为液化气船研制的核心技术之一，其主要功能在于如何通过屏壁层确保内部液货安全性的同时，兼顾良好的绝热能力。
传统的液化气船通常仅设计有一个货舱，相应的也就只能每次装载一种液货，在具有多种不同液货装载需求的任务，单一种类的液货舱装载已经不再能够满足现有液化气船的市场需求，也不符合液货运输的经济效益。然而，不同液货保持的液化温度不同，当在液化气船上装载不同种类的液货时，首先需要解决的便是如何防止不同液货之间热传递的问题。
因此，如何提供一种低温存储液货舱结构及船舶，能够满足对不同种类液货的装载需求，成为本领域亟需解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种低温存储液货舱结构及船舶，其能够满足对不同种类液货的装载需求。
第一方面，本申请提供一种低温存储液货舱结构，其包括船体和安装在所述船体内的液货舱，所述液货舱包括第一舱体，第二舱体，以及第一隔离层，所述第二舱体设置于所述第一舱体的内部，并在所述第一舱体和第二舱体之间形成存储液货的第一空腔；所述第一隔离层位于所述第一空腔内，并将所述第二舱体环绕包覆；所述第二舱体内设有存储液货的第二空腔；其中，所述第二空腔与第一空腔不相连通。
在一种可能的实施方式中，所述第一舱体的壳体包括由多个平面构成的一个截面为多边形的棱柱状气密性结构，所述第二舱体的壳体包括由多个曲面构成的一个截面为圆形的圆柱状气密性结构。
在一种可能的实施方式中，所述第二舱体包括纵向舱壁，所述纵向舱壁自所述第二舱体的底部贯穿延伸至顶部，并将所述第二空腔间隔为两个分腔。
在一种可能的实施方式中，所述第二舱体还包括沿壳体内壁间隔设置的多个加强环和第二型材；所述第一舱体内设有第一型材，所述第一型材的设置位置与所述第二型材相对应。
在一种可能的实施方式中，所述第一舱体包括多个横向舱壁，多个所述横向舱壁自所述第一舱体的壳体内壁垂直延伸至所述第一隔离层，并将所述第一空腔间隔为多个分腔，所述第一空腔内的多个分腔通过设置在所述横向舱壁上的多个通孔相互连通。
在一种可能的实施方式中，所述液货舱还包括积液槽和导流通道，所述导流通道设置于所述第一隔离层与所述第二舱体之间，并将所述第一隔离层与所述第二舱体相间隔；所述积液槽设置于所述第一舱体底部，并贯穿所述第一舱体的底部壳体，与所述导流通道相连通。
在一种可能的实施方式中，所述积液槽包括多个围板和多个挡板，以及第二隔离层，多个所述围板与所述第一舱体的底部围成一个方形的槽状结构，所述第二隔离层位于所述槽状结构的底部，多个所述挡板水平设置于所述第二隔离层的上方，并与所述围板垂直连接。
在一种可能的实施方式中，所述液货舱的底部还设有多个支撑组件，所述支撑组件包括支座和支撑垫，所述支撑垫位于所述支座上，并与所述第一舱体的壳体外壁相抵接。
在一种可能的实施方式中，所述支座通过多个肘板拼接制成，所述肘板之间填充设有第三隔离层。
第二方面，本申请还提供一种船舶，包括采用上述任意一种实施方式所述的低温存储液货舱结构。
与现有技术相比，本申请的有益效果至少如下：
本申请提供了低温存储液货舱结构及船舶，包括第一舱体，第二舱体，以及第一隔离层。通过将第二舱体设置于第一舱体的内部，以使第二舱体的壳体将第一舱体内部间隔为两个能够存储液货且又相互独立的空间，即第一空腔和第二空腔，其中，第二空腔位于第二舱体内部。将第一隔离层环绕包覆在第二舱体的壳体外侧，以避免分装在第一空腔和第二空腔内的两种不同液货之间的热传递，满足了同一液货舱对不同种类低温液货的同时装载需求。同时，在第二舱体的壳体结构出现损坏时，第一隔离层还能够作为防溅屏壁，起到防止分装在第一空腔和第二空腔内的不同液货相互混合的情况发生。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。
图1为根据本申请实施例示出的一种低温存储液货舱结构俯视示意图。
图2为根据本申请实施例示出的一种低温存储液货舱结构截面示意图。
图3为根据图2中区域B的局部放大示意图。
图示说明：
100船体；200液货舱；210第一舱体；210a第一空腔；211横向舱壁；212第一型材；213通孔；220第二舱体；220a第二空腔；221纵向舱壁，222加强环；223第二型材；230第一隔离层；240积液槽；240a导流通道；241围板；242挡板；243第二隔离层；250支撑组件；251支座；252支撑垫；252a第一支撑垫；252b第二支撑垫；253第三隔离层。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本申请的实施方式，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申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或营业，本申请中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，术语“第一”和“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
根据本申请的一个方面，提供了一种低温存储液货舱结构，包括船体100和安装在船体100内的液货舱200。参见图1，该液货舱200包括第一舱体210，第二舱体220，以及第一隔离层230。其中，第一舱体210和第二舱体220均为内部中空的空腔型结构，通过将第二舱体220设置于第一舱体210的内部，以使第二舱体220的壳体将第一舱体210和第二舱体220间隔为两个能够存储液货且相互独立的空间，即位于第二舱体220内的第二空腔220a和位于第二舱体220与第一舱体210之间的第一空腔210a。第一空腔210a与第二空腔220a之间不相连通，也就是说，第一空腔210a和第二空腔220a可以用于独立装载不同材料两种低温液货。第一隔离层230则设置在第一空腔210a内，并将第二舱体220环绕包覆，以进一步将分装在第一空腔210a和第二空腔220a内的低温液货相间隔。
本领域人员可以知道，不同材料的液货之间保持的低温液化的温度不同，一旦液货蒸发有液态变成气态，会直接导致液货舱200的内压升高，若不能及时处理，可能直接导致液货舱200的结构出现损坏。为了避免不同液货之间出现热传递导致液货气化，影响液货舱200使用安全，本申请在第二舱体220的壳体外侧环绕包覆第一隔离层230，其能起到保温的作用，即可以最大限度的减小分装在第一空腔210a和第二空腔220a内的两种不同液货之间的热传递。也就是说，本申请所采用的液货舱200结构，既能够将两种不同的液货独立分装，还能够避免不同液货之间的热传递问题。与此同时，第一隔离层230还能够作为防溅屏壁，即在第二舱体220的壳体结构出现损坏时，第一隔离层230也能起到防止分装在第一空腔210a和第二空腔220a内的不同液货相互混合的情况发生。
在一种实施方式中，第一舱体210的壳体包括由多个平面构成的一个截面为多边形的棱柱状气密性结构，即相当于B型棱柱式独立液货舱结构。第二舱体220的壳体包括由多个曲面构成的一个截面为圆形的圆柱状气密性结构，即相当于C型液货舱结构。第二舱体220圆柱状的结构设计，充分利用了曲面板抗压能力更强的优势，使第二舱体220的抗压能力得到进一步提高，进而解决了常规B型液货舱无法耐高压的技术问题。
较佳地，第二舱体220包括纵向舱壁221。纵向舱壁221的材质需满足液体的密性要求，且设置位置自第二舱体220的底部贯穿延伸至顶部，以将第二空腔220a间隔为两个分腔。通常情况下，液货在液货舱200内会随船体100的运输而晃动，在恶劣的航运条件下甚至会增加船舶航行风险。而在第二舱体220内设置纵向舱壁221，可以用于调整第二舱体220内液货的晃动频率，进而起到减少液货的晃动幅度的作用。需要说明的是，纵向舱壁221的设置与船体100类型以及液货舱200的设计密切相关，即当理论计算可以证明液货的晃动频率对船体100安全航行不会产生影响时，也可以取消在第二舱体220内设置纵向舱壁221。
在一种实施方式中，第二舱体220还包括沿壳体内壁间隔设置的多个加强环222和第二型材223。通过第二型材223和加强环222，并结合曲面板结构组成的第二舱体220壳体，能够进一步提高第二舱体220的耐高压能力，进而可以将第二舱体220设计为具有耐高压能力的主屏壁结构。
较佳地，第一舱体210内设有第一型材212，且第一型材212的设置位置与第二型材223相对应，进而保证液货舱200结构的连续性和稳定性。例如，在本实施例中，第一型材212和第二型材223的数量包括多个，且均为“T”型材。其中，第一型材212的“T型”顶部与第二型材223的“T型底部相对应。
在一种实施方式中，第一舱体210包括多个横向舱壁211，设置在第二空腔220a的内部，自第一舱体210的壳体内壁垂直延伸至第一隔离层230，以将第一空腔210a间隔为多个分腔，以用于调整第一舱体210内液货的晃动频率，进而起到减少液货的晃动幅度的作用。
较佳地，横向舱壁211上还设有多个间隔设置的通孔213，以使横向舱壁211间隔的多个分腔之间相互连通，保证液货在第一空腔210的不同分腔内能够正常流动。每个通孔213设计为人孔大小，起到了减轻第一舱体210重量的作用，同时，每个通孔213的设置位置位于任意相邻的两个第一型材212之间，还能够起到通道孔的作用，方便工作人员的进出，以便于后续对液货舱200进行检测和维修。
较佳地，横向舱壁211的设置位置与加强环222的设置位置相对应，以保证液货舱200内部受力的连续性，增强液货舱200结构的稳定性。
在一种实施方式中，液货舱200还包括积液槽240和导流通道240a，导流通道240a设置于第一隔离层230与第二舱体220之间，并将第一隔离层230与第二舱体220相间隔；积液槽240设置于第一舱体210底部，并贯穿第一舱体210的底部壳体，与导流通道240a相连通。根据IGC CODE(International Code for the Construction and Equipment ofShips Carrying Liquefied Gases in Bulk；国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则)要求，B型舱应考虑主屏壁内舱(即第二舱体220的外壳)破损导致液货泄漏的情况。也就是说，当第二舱体220的外壳出现破损后，低温液货可以从第二舱体220的壳体破损的裂纹处泄漏，在重力的作用下，自导流通道240a流动至积液槽240中。
较佳地，积液槽240包括多个围板241和多个挡板242，以及第二隔离层243，多个围板241与第一舱体210的底部围成一个方形的槽状结构，第二隔离层243敷设于槽状结构的底部，采用的是预制尺寸的隔热绝缘板材，进而在泄漏的液货自导流通道240a流入积液槽240中时，第二隔离层243能够对隔离槽内液货进行保温，避免此部分液货由于温度升高而气化导致液货舱200内压升高。多个挡板242水平设置于第二隔离层243的上方，与第一舱体210的位置相对应，并与围板241垂直连接。
较佳地，第一隔离层230还延伸覆盖在隔离槽的围板241的部分外壁上，以进一步对隔离槽内的液货进行保温。需要说明的是，对于积液槽240的容积大小，可以根据理论计算或低温试验得出泄漏量确定。同时，考虑到船舶一般设计为尾倾姿态，船舶在海上航行时，会产生6个方向的运动，从到经济性和实用性的角度出发，积液槽240的设计数量一般选择为1个，放置于第一舱体210的尾部。而当泄漏量的预估值过大并超出单个积液槽240的容积要求时，可在第一舱体210的首部再增设一个积液槽240，以增加液货舱200的设计安全阈度。
较佳地，积液槽240内还可以设置多个传感器装置，例如温度传感器或压力传感器等，以对积液槽240内的温度和压力状态进行实时监控。液货舱200内的液货通过导流通道240a泄漏流入积液槽240内时，必然引起积液槽240内压力和温度的变化，工作人员即能够根据传感器装置发出的报警信号迅速对液货泄漏迅速作出处理，避免安全事故的发生。
在一种实施方式中，液货舱200的底部还设有多个支撑组件250，每个支撑组件250可以包括支座251和支撑垫252，支撑垫252位于支座251上并与第一舱体210的壳体外壁相抵接，以用于将液货舱200的重力载荷传递至支座251，再通过支座251传递到船体100。也就是说，多个支撑组件250相互配合，共同对液货舱200底部起到支撑的作用。
较佳地，支撑组件250对于液货舱200的底部的支撑至少需要包括对液货舱200底部平边以及与平边相邻的两个侧向平边形成支撑。也就是说，支撑组件250不仅能够用于对液货舱200形成支撑，还能够防止液货舱200因热胀冷缩或船体100剧烈晃动等原因产生的侧向滑移的情况发生。
较佳地，支撑组件250的设置数量可以根据液货舱200的载荷重量灵活配置，通常不应不低于4个，其设置位置与液货舱200加强环222的位置相对应，以保证液货舱200在支撑组件250的支撑下的受力连续性，进而增加液货舱200的安全性。
在一种实施方式中，支撑垫252可以包括第一支撑垫252a和第二支撑垫252b，第一支撑垫252a对应的设置位置与第一舱体210棱柱状的壳体外壁的平面部分相抵接，第二支撑点则对应设置在第一舱体210棱柱状的壳体外壁的棱边部分相抵接。其中，第一舱体210棱柱状的壳体外壁的棱边通过圆弧过度，因而第二支撑垫252b与第一舱体210的接触面(第二支撑垫252b上表面)被设置为圆弧面，以增加第二支撑垫252b与第一舱体210壳体的贴合度。同时，第二支撑垫252b的下表面同样为圆弧面，并带有圆形开孔，且与支座251的转角位置相对应，提高第二支撑垫252b与支座251之间的接触区的受力均匀性。
较佳地，支座251通过多个肘板拼接制成，肘板之间还填充设有第三隔离层253。第三隔离层253采用发泡式隔离再冲在支座251的上下肘板之间，以避免船体100在装载低温液货时，液货舱200的低温传递至船体100，引起传递结构发生低温脆性破坏，影响船体100的使用安全。
需要说明的是，对于支撑组件250的设置位置与积液槽240的设置位置相互干涉时，积液槽240的底部应直接与支座251相抵接。也就是说，靠近积液槽240的第二支撑垫252b应避开积液槽240而与第一舱体210的底部壳体相抵接，以保证支撑组件250在积液槽240位置的支撑稳定性。
另一方面，本申请还提供一种船舶，包括采用上述任意一种实施方式所述的低温存储液货舱结构。
本申请提供了低温存储液货舱结构及船舶，包括第一舱体210，第二舱体220，以及第一隔离层230。通过将第二舱体220设置于第一舱体210的内部，以使第二舱体220的壳体将第一舱体210内部间隔为两个能够存储液货且又相互独立的空间，即第一空腔210a和第二空腔220a，其中，第二空腔220a位于第二舱体220内部。将第一隔离层230环绕包覆在第二舱体220的壳体外侧，以避免分装在第一空腔210a和第二空腔220a内的两种不同液货之间的热传递，满足了同一液货舱对不同种类低温液货的同时装载需求。同时，在第二舱体220的壳体结构出现损坏时，第一隔离层230还能够作为防溅屏壁，起到防止分装在第一空腔210a和第二空腔220a内的不同液货相互混合的情况发生。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种低温存储液货舱结构，包括船体和安装在所述船体内的液货舱，其特征在于，所述液货舱包括第一舱体，第二舱体，以及第一隔离层，所述第二舱体设置于所述第一舱体的内部，并在所述第一舱体和第二舱体之间形成存储液货的第一空腔；所述第一隔离层位于所述第一空腔内，并将所述第二舱体环绕包覆；所述第二舱体内设有存储液货的第二空腔；其中，所述第二空腔与第一空腔不相连通。
2.根据权利要求1所述的低温存储液货舱结构，其特征在于，所述第一舱体的壳体包括由多个平面构成的一个截面为多边形的棱柱状气密性结构，所述第二舱体的壳体包括由多个曲面构成的一个截面为圆形的圆柱状气密性结构。
3.根据权利要求2所述的低温存储液货舱结构，其特征在于，所述第二舱体包括纵向舱壁，所述纵向舱壁自所述第二舱体的底部贯穿延伸至顶部，并将所述第二空腔间隔为两个分腔。
4.根据权利要求2所述的低温存储液货舱结构，其特征在于，所述第二舱体还包括沿壳体内壁间隔设置的多个加强环和第二型材；所述第一舱体内设有第一型材，所述第一型材的设置位置与所述第二型材相对应。
5.根据权利要求2所述的低温存储液货舱结构，其特征在于，所述第一舱体包括多个横向舱壁，多个所述横向舱壁自所述第一舱体的壳体内壁垂直延伸至所述第一隔离层，并将所述第一空腔间隔为多个分腔，所述第一空腔内的多个分腔通过设置在所述横向舱壁上的多个通孔相互连通。
6.根据权利要求1所述的低温存储液货舱结构，其特征在于，所述液货舱还包括积液槽和导流通道，所述导流通道设置于所述第一隔离层与所述第二舱体之间，并将所述第一隔离层与所述第二舱体相间隔；所述积液槽设置于所述第一舱体底部，并贯穿所述第一舱体的底部壳体，与所述导流通道相连通。
7.根据权利要求6所述的低温存储液货舱结构，其特征在于，所述积液槽包括多个围板和多个挡板，以及第二隔离层，多个所述围板与所述第一舱体的底部围成一个方形的槽状结构，所述第二隔离层位于所述槽状结构的底部，多个所述挡板水平设置于所述第二隔离层的上方，并与所述围板垂直连接。
8.根据权利要求1所述的低温存储液货舱结构，其特征在于，所述液货舱的底部还设有多个支撑组件，所述支撑组件包括支座和支撑垫，所述支撑垫位于所述支座上，并与所述第一舱体的壳体外壁相抵接。
9.根据权利要求8所述的低温存储液货舱结构，其特征在于，所述支座通过多个肘板拼接制成，所述肘板之间填充设有第三隔离层。
10.一种船舶，其特征在于，包括采用权利要求1～9任意一项所述的低温存储液货舱结构。
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