CN117485471A - 一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法 - Google Patents
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Abstract
一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，船体货舱的顶部两侧设置有顶边舱，船体货舱的底部两侧设置有压载舱，先将将单壳船舶改为双壳船舶，对甲板危险区划分，计算内部槽型舱壁个数，设置槽型舱壁类型，设置槽型舱壁下壁墩及上壁墩，确定甲醇燃料舱的舱容C及甲醇燃料舱长度，设置前、后隔离空舱，对危险区进行检查。本发明将甲醇舱分割为多个舱，舱内为净舱，方便货舱洗舱，洗舱后可装载其他油品或化学品，具有较强的兼用性和灵活性。压载水舱可兼用做隔离空舱，当甲醇舱不做甲醇舱使用时，压载水舱可正常使用。可对常规设计方法进行扩容，在保证甲醇舱装载量不变的情况下，尽量少的减少货舱舱容的占用。
Description
技术领域
本发明属于船舶建造及设计领域，具体涉及一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法。
背景技术
绿色甲醇目前备受航运界关注。
质量能量密度和体积能量密度是考察替代燃料航运适用性的重要指标，而另一项重要指标是储存环境条件。甲醇燃料可以常温常压下液态储存，具有较好的经济性，因此备受青睐。同时甲醇燃料具有闪点低、易蒸发、沸点低(64.7℃)、有毒等特性，其作为船用燃料使用需要遵照MSC.1/Circ.1621以及IGF Code等规范。根据规范要求，整体式甲醇燃料舱周围应布置隔离空舱，且目前市场上成熟产品甲醇舱内采用无机硅酸锌涂层，其特涂工艺要求十分严苛，舱内不宜布置大尺寸构件，故甲醇燃料舱周围的隔离空舱布置空间不仅需要满足规范要求的最小距离，还需要考虑结构布置空间需求，综上原因均导致甲醇燃料舱布置所需空间较大，相比MGO燃料体积比系数约为2.44，相比LNG燃料体积比系数约为1.4，故为了满足更大的续航力要求，甲醇燃料舱通常选择布置在货舱区域。
问题在于：
(1)目前没有甲醇舱如何设计的指导意见。
(2)对于新设计的船舶和改装船，在货舱区加装甲醇舱后将会损失一部分的货舱舱容，导致装载量减少。根据规范要求，整体式甲醇燃料舱周围应布置隔离空舱，甲醇燃料舱布置在机舱和货舱区域之间，由于艉部型线变瘦且变形较大，常规布置方案(如图2所示)空间浪费多，且为了保证续航力需求只能在船长方向扩展，导致货物分布沿船长方向变小，货物集中船体梁中垂弯矩急剧增大，结构增强、空船重量增大。
(3)通常船舶为单个舱，灵活性差。一旦泄露无法使用。
(4)危险区问题，甲醇燃料舱内为0类危险区，其扩散区域为1类危险区。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，其所采用的技术方案是：
一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，船体货舱的顶部两侧设置有顶边舱，船体货舱的底部两侧设置有压载舱(4)，建立甲醇燃料舱的具体步骤如下：
S1：将单壳船舶改为双壳船舶
在距离船体外板A处新增内壳，形成侧边舱，侧边舱做为甲醇燃料舱的隔离空舱，在侧边舱内、顶边舱的舱壁板上设置有第一开孔，在侧边舱内、压载舱的舱壁板上设置有第二开孔。
甲醇燃料舱的前面、后面均设置有隔离空舱。
S2：甲板危险区划分
货舱区域甲板下方设置隔离空舱，隔离空舱位于甲醇燃料舱上方，隔离空舱内为1类危险区，甲醇燃料舱内为0类危险区，货舱区域甲板上方为安全区，在甲醇燃料舱上方设置PV阀，PV阀出口向上、半径为6米的圆柱体及球体范围内为1类危险区，1类危险区外半径为4米的圆柱体及球体范围为2类危险区。
S3:计算内部槽型舱壁个数
甲醇燃料舱两侧内壳与甲板交点之间的距离为D，当0<D<20m时，纵向分割的槽型舱壁个数为0，当20<D<30m时，纵向分割的槽型舱壁个数为1，当30≤D<60m时，纵向分割的槽型舱壁个数为2。
一个槽型舱壁将甲醇燃料舱分隔成两个甲醇舱。
S4：设置槽型舱壁类型
甲醇舱的长度为L1，当L1<16m时，槽型舱壁设置为水平槽，当L1≥16m时，槽型舱壁设置为垂向槽。
S5:设置槽型舱壁下壁墩
槽型舱壁带有上壁墩和下壁墩。
垂向槽时，下壁墩高度与舱内折角最高点一致，且高度不超过槽型舱壁高度的三分之一。下壁墩斜板与舱底纵桁存在间距M，300<M<1000mm,或者M与底部纵骨间距相等。
水平槽时，上壁墩、下壁墩分别设置在甲醇燃料舱前面、后面的隔离舱内。
S6:设置槽型舱壁上壁墩
上壁墩的高度小于下壁墩的高度，上壁墩的高度不大于槽型舱壁高度的四分之一。
S7：确定甲醇燃料舱的舱容C及甲醇燃料舱长度
C＝{(里程/航速/天+储备量)*(发电机甲醇消耗/天+主机甲醇消耗/天)+锅炉甲醇消耗量}/甲醇密度*燃料充满度。
其中：储备量＝3天的甲醇用量。
甲醇密度＝0.79t/m3。
燃料充满度＝根据IGF低闪点燃料充满度为95％-2％＝93％。
甲醇燃料舱长度＝舱容C/甲醇舱截面积。
S8：设置前、后隔离空舱
甲醇燃料舱的舱容及长度确定后，分别在前舱壁和后舱壁处设置隔离空舱，通过隔离空舱将甲醇燃料舱与货舱间隔；
S9：对危险区进行检查。
上述一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，更近一步地，600mm<A<2000mm，第一开孔和第二开孔的大小为600*800mm。
上述一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，更近一步地，步骤S2中，隔离空舱的舱底板距离甲板下表面的距离为B，隔离空舱的舱底板平行于基线。
上述一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，更近一步地，步骤S2中，若货舱区域为0类危险区，则货舱区域甲板下方无需设置隔离空舱。
上述一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，更近一步地，步骤S3中，纵向分割舱壁的个数不大于2。
上述一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，更近一步地，甲醇燃料舱的底部也设置有隔离空舱。
上述一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，更近一步地，隔离空舱之间的间距600mm-2000mm。
上述一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，更近一步地，甲醇燃料舱上方设置有日用柜和燃料储存舱，日用柜与燃料储存舱四周设置有隔离空舱。
上述一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，更近一步地，甲醇燃料准备间位于机舱外，与A类机器处所之间采用A-60绝缘。
上述一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，更近一步地，甲醇燃料舱位于开敞甲板以下，甲醇燃料舱需设置独立的直通甲板的通道。
本发明在货舱区设置槽型舱壁可以将甲醇舱分割为多个舱，舱内为净舱(没有任何构件)，方便货舱洗舱，洗舱后可装载其他油品或化学品，具有较强的兼用性和灵活性。
保持纵向构件连续，压载水舱可兼用做隔离空舱，当甲醇舱不做甲醇舱使用时，压载水舱可正常使用。
本设计方法可对常规设计方法进行扩容，在保证甲醇舱装载量不变的情况下，尽量少的减少货舱舱容的占用。
充分利用现有结构，设计方案适用于改装船和现有造船设计，提供设计指导。
附图说明
图1是单壳船改双壳船横剖面示意图(垂向槽)；
图2是单壳船改双壳船横剖面示意图(水平槽)；
图3是危险区划分示意图；
图4是VLCC船中设置甲醇舱横剖面示意图；
图5是集装箱船中设置甲醇舱横剖面示意图；
其中，1-船体外板、2-内壳、3-顶边舱、4-压载舱、5-第一开孔、6-下壁墩、7-上壁墩、8-第二开孔。
具体实施方式
结合附图对本发明做进一步说明。
如图1、2所示的一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，船体货舱的顶部两侧设置有顶边舱3，船体货舱的底部两侧设置有压载舱4，建立甲醇燃料舱的具体步骤如下：
S1：将单壳船舶改为双壳船舶
在距离船体外板1A处新增内壳2，形成侧边舱，侧边舱做为甲醇燃料舱的隔离空舱，在侧边舱内、顶边舱的舱壁板上设置有第一开孔5，使得顶边舱3与压载舱4连接，600mm<A<2000mm，第一开孔为600*800mm，在侧边舱内、压载舱的舱壁板上设置有第二开孔8。
甲醇燃料舱的前面、后面均设置有隔离空舱。
如果为双壳船舶，直接跳过步骤S1。
S2：甲板危险区划分
货舱区域甲板下方设置隔离空舱，隔离空舱位于甲醇燃料舱上方，隔离空舱内为1类危险区，甲醇燃料舱内为0类危险区，货舱区域甲板上方为安全区，在甲醇燃料舱上方设置PV阀，PV阀出口向上、半径为6米的圆柱体及球体范围内为1类危险区，1类危险区外半径为4米的圆柱体及球体范围为2类危险区。
对于货舱区域不是0类危险区的船舶，通常在甲板下设置隔离空舱，即在甲板下距离B平行于基线设置隔离空舱舱壁，这样燃料舱内为0类危险区，隔离舱内为1类危险区，甲板面上仍为安全区。在甲醇燃料舱上方附近设置PV阀，用于压力调节，PV阀出口向上6米半径圆柱体及6米半径球体范围内为1类危险区(R＝6m)，1类危险区外4米范围的圆柱体和球体范围为2类危险区(R＝4m)。若货舱区域为0类危险区，则不需要设置个单独的隔离空舱。
S3:计算内部槽型舱壁个数
甲醇燃料舱两侧内壳与甲板交点之间的距离为D，当0<D<20m时，不需设置纵向分割舱壁，纵向分割的槽型舱壁个数为0，当20<D<30m时，纵向分割的槽型舱壁个数为1，当30≤D<60m时，纵向分割的槽型舱壁个数为2。
一个槽型舱壁将甲醇燃料舱分隔成两个甲醇舱。
S4：设置槽型舱壁类型
甲醇舱的长度为L1，当L1<16m时，槽型舱壁设置为水平槽，当L1≥16m时，槽型舱壁设置为垂向槽。
S5:设置槽型舱壁下壁墩
槽型舱壁带有上壁墩和下壁墩。
垂向槽时，下壁墩高度与舱内折角最高点一致，且高度不超过槽型舱壁高度的三分之一。下壁墩斜板与舱底纵桁存在间距M，300<M<1000mm,或者M与底部纵骨间距相等。
水平槽时，上壁墩、下壁墩分别设置在甲醇燃料舱前面、后面的隔离舱内。
S6:设置槽型舱壁上壁墩
上壁墩的高度小于下壁墩的高度，上壁墩的高度不大于槽型舱壁高度的四分之一。通常上壁墩7高度小于下壁墩6高度，且高度不超过槽型舱壁高度的四分之一。水平槽的上壁墩一般设置在甲醇舱隔离舱内，可按照隔离舱的大小设置。
对底部及舷侧不可作为隔离空舱使用的舱，增补隔离空舱。如图2所示，对于具有其他功能的舱室需增加隔离空舱，如出现十字相交区域需间隔一个纵骨间距设置。
通常甲醇燃料舱布置于机舱前舱壁之前，防撞舱壁之后的货舱区域并与其他货舱相连并远离安全区。为了方便使用，甲醇舱中心与机舱区管路长度不大于100m。
S7：确定甲醇燃料舱的舱容C及甲醇燃料舱长度
C＝{(里程/航速/天+储备量)*(发电机甲醇消耗/天+主机甲醇消耗/天)+锅炉甲醇消耗量}/甲醇密度*燃料充满度。
其中：储备量＝3天的甲醇用量。
甲醇密度＝0.79t/m3。
燃料充满度＝根据IGF低闪点燃料充满度为95％-2％＝93％。
甲醇燃料舱长度＝舱容C/甲醇舱截面积。
S8：设置前、后隔离空舱
甲醇燃料舱的舱容及长度确定后，分别在前舱壁和后舱壁处设置隔离空舱，通过隔离空舱将甲醇燃料舱与货舱间隔。
日用柜的布置方法与燃料储存舱相同，周围布置隔离空舱(不包括甲醇燃料储存舱和燃料准备间)。
甲醇燃料准备间的布置。甲醇燃料准备间应位于机舱外，与机舱等A类机器处所之间采用A-60绝缘。如果甲醇燃料舱布置在开敞甲板以下，需设置独立的直通甲板的通道。
S9：对危险区进行检查。
对于货舱区域不是0类危险区的船舶，需要进行危险区检查，如图3所示，甲醇燃料舱内为0类危险区；包括顶边舱3、底边舱4等在内的隔离舱为1类危险区，与之纵向相邻的压载舱等仍为安全区；上下壁墩内均为1类危险区，底管隧8的宽度在下壁墩舱界范围内，保证底管隧8与甲醇燃料舱既无相邻也无交点，底管隧为安全区，保障压载管系等不被危险区扩散影响；纵向隔离舱9为1为危险区，甲醇燃料舱前后相邻的货舱危险区域类型不受甲醇燃料舱影响，只与货物类型有关；日用柜为0类危险区，周围的隔离舱为1类危险区；燃料准备间为1为危险区。
本发明也可以用于VLCC改装船及集装箱改装船(如图4、5所示)。
在货舱区设置槽型舱壁可以将甲醇舱分割为多个舱，舱内为净舱(没有任何构件)，方便货舱洗舱，洗舱后可装载其他油品或化学品，具有较强的兼用性和灵活性。
保持纵向构件连续，压载水舱可兼用做隔离空舱，当甲醇舱不做甲醇舱使用时，压载水舱可正常使用。
本设计方法可对常规设计方法进行扩容，在保证甲醇舱装载量不变的情况下，尽量少的减少货舱舱容的占用。
充分利用现有结构，设计方案适用于改装船和现有造船设计，提供设计指导。
Claims (10)
1.一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，其特征在于，船体货舱的顶部两侧设置有顶边舱(3)，船体货舱的底部两侧设置有压载舱(4)，建立甲醇燃料舱的具体步骤如下：
S1：将单壳船舶改为双壳船舶
在距离船体外板(1)A处新增内壳(2)，形成侧边舱，侧边舱做为甲醇燃料舱的隔离空舱，在侧边舱内、顶边舱的舱壁板上设置有第一开孔(5)，在侧边舱内、压载舱的舱壁板上设置有第二开孔(8)；
甲醇燃料舱的前面、后面均设置有隔离空舱；
S2：甲板危险区划分
货舱区域甲板下方设置隔离空舱，隔离空舱位于甲醇燃料舱上方，隔离空舱内为1类危险区，甲醇燃料舱内为0类危险区，货舱区域甲板上方为安全区，在甲醇燃料舱上方设置PV阀，PV阀出口向上、半径为6米的圆柱体及球体范围内为1类危险区，1类危险区外半径为4米的圆柱体及球体范围为2类危险区；
S3:计算内部槽型舱壁个数
甲醇燃料舱两侧内壳与甲板交点之间的距离为D，当0<D<20m时，纵向分割的槽型舱壁个数为0，当20<D<30m时，纵向分割的槽型舱壁个数为1，当30≤D<60m时，纵向分割的槽型舱壁个数为2；
一个槽型舱壁将甲醇燃料舱分隔成两个甲醇舱；
S4：设置槽型舱壁类型
甲醇舱的长度为L1，当L1<16m时，槽型舱壁设置为水平槽，当L1≥16m时，槽型舱壁设置为垂向槽；
S5:设置槽型舱壁下壁墩
槽型舱壁带有上壁墩(7)和下壁墩(6)，
垂向槽时，下壁墩高度与舱内折角最高点一致，且高度不超过槽型舱壁高度的三分之一；下壁墩斜板与舱底纵桁存在间距M，300<M<1000mm,或者M与底部纵骨间距相等；
水平槽时，上壁墩、下壁墩分别设置在甲醇燃料舱前面、后面的隔离舱内；
S6:设置槽型舱壁上壁墩
上壁墩的高度小于下壁墩的高度，上壁墩的高度不大于槽型舱壁高度的四分之一；
S7：确定甲醇燃料舱的舱容C及甲醇燃料舱长度
C＝{(里程/航速/天+储备量)*(发电机甲醇消耗/天+主机甲醇消耗/天)+锅炉甲醇消耗量}/甲醇密度*燃料充满度；
其中：储备量＝3天的甲醇用量；
甲醇密度＝0.79t/m3；
燃料充满度＝根据IGF低闪点燃料充满度为95％-2％＝93％；
甲醇燃料舱长度＝舱容C/甲醇舱截面积；
S8：设置前、后隔离空舱
甲醇燃料舱的舱容及长度确定后，分别在前舱壁和后舱壁处设置隔离空舱，通过隔离空舱将甲醇燃料舱与货舱间隔；
S9：对危险区进行检查。
2.根据权利要求1所述的一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，其特征在于，600mm<A<2000mm，第一开孔和第二开孔的大小为600*800mm。
3.根据权利要求1所述的一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，其特征在于，步骤S2中，隔离空舱的舱底板距离甲板下表面的距离为B，隔离空舱的舱底板平行于基线。
4.根据权利要求1所述的一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，其特征在于，步骤S2中，若货舱区域为0类危险区，则货舱区域甲板下方无需设置隔离空舱。
5.根据权利要求1所述的一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，其特征在于，步骤S3中，纵向分割舱壁的个数不大于2。
6.根据权利要求1所述的一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，其特征在于，甲醇燃料舱的底部也设置有隔离空舱。
7.根据权利要求1所述的一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，其特征在于，隔离空舱之间的间距600mm-2000mm。
8.根据权利要求1所述的一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，其特征在于，甲醇燃料舱上方设置有日用柜和燃料储存舱，日用柜与燃料储存舱四周设置有隔离空舱。
9.根据权利要求1所述的一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，其特征在于，甲醇燃料准备间位于机舱外，与A类机器处所之间采用A-60绝缘。
10.根据权利要求1所述的一种货舱区域内增加甲醇燃料舱的设计方法，其特征在于，甲醇燃料舱位于开敞甲板以下，甲醇燃料舱需设置独立的直通甲板的通道。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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