CN205327337U

CN205327337U - 一种远洋双燃料动力运输船舶的lng储气罐布置系统

Info

Publication number: CN205327337U
Application number: CN201620052233.0U
Authority: CN
Inventors: 管义锋; 史腾飞; 谷家扬; 李岳洋; 陈智同; 蒋汝斌
Original assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Current assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Priority date: 2016-01-19
Filing date: 2016-01-19
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2026-01-19

Abstract

本实用新型公开了一种远洋双燃料动力运输船舶的LNG储气罐布置系统，包括机舱、靠近机舱一侧的货舱和另一侧的双燃料主机，货舱下方设置有LNG储气罐舱，LNG储气罐舱与货舱之间设置有第二隔离空舱，LNG储气罐舱与机舱之间设置有第一隔离空舱，所述LNG储气罐舱内设置有LNG储气罐，所述LNG储气罐与双燃料主机之间通过气体燃烧供应系统连接。气体燃气供应系统通过高压管路一端与LNG储气罐连接另一端经过高压低温泵后与第一高压水浴汽化器和第二高压水浴汽化器连接之后通过供气管经过压缩机室的五级压缩机、手动截止阀和主气体燃料阀后与双燃料主机连接。本实用新型解决了LNG储气罐的布置安全问题，同时实现了LNG作为燃料在远洋运输船舶上的应用。

Description

一种远洋双燃料动力运输船舶的LNG储气罐布置系统

技术领域

本实用新型属于船舶技术领域，特别涉及一种远洋双燃料动力运输船舶的LNG储气罐布置系统。

背景技术

北美及北欧硫化物排放控制区(ECA)内的船舶从2015年1月1日开始，船用燃料含硫量上限从目前的1％大幅缩减至0.1％。受此影响，越来越多的船东开始将目光投向LNG作为船用燃料。在对于远洋船舶来说，双燃料动力船舶设计建造才刚刚起步，其中制约远洋双燃料动力运输船舶建造的重要因素之一就是LNG储气罐位置。

目前，在现有技术中，双燃料动力船舶主要应用于内河散货船，但它与远洋双燃料动力运输船舶截然不同。对于内河双燃料船舶来说，主要是将LNG储气罐布置在船舶艉部开敞甲板处，这样布置不会影响散货船的载重量，产生巨大的环境效益和经济效益。但对于大型远洋双燃料运输船舶来说，尤其是远洋运货船舶。由于大洋天气环境变化复杂，波浪载荷对于位于船艉的LNG储气罐冲击极大，同时将LNG储气罐布置在远洋船舶艉部开敞甲板，还会影响船舶稳性，增加远洋船舶航行危险。因此将LNG储气罐布置在远洋船舶船艉开敞甲板危险系数极高。此外，对于远洋运输船舶来说，由于船体巨大，如果将LNG储气罐布置在船艉开敞甲板，储气罐与主机之间的管路连接会极其复杂，增加管路危险系数以及建造难度。如果将储气罐布置在机舱内，由于机舱本身结构复杂空间狭小，也会增加建造和后期维修难度。

实用新型内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种适合于远洋双燃料动力运输船舶的LNG储气罐布置系统，解决了LNG储气罐的布置安全问题，同时实现了LNG作为燃料在远洋运输船舶上的应用。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型包括机舱、靠近机舱一侧的货舱和另一侧的双燃料主机，货舱下方设置有LNG储气罐舱，LNG储气罐舱与货舱之间设置有第二隔离空舱，其作用在于保护上部货舱中货物的安全。LNG储气罐舱与机舱之间设置有第一隔离空舱，其作用在于保护机舱中的主机。所述LNG储气罐舱内设置有LNG储气罐，所述LNG储气罐与双燃料主机之间通过气体燃烧供应系统连接。

进一步的，气体燃气供应系统包括高压管路，高压管路一端与LNG储气罐连接另一端经过高压低温泵后与第一高压水浴汽化器和第二高压水浴汽化器连接，第一高压水浴汽化器和第二高压水浴汽化器通过供气管经过压缩机室的五级压缩机、手动截止阀和主气体燃料阀后与双燃料主机连接。

进一步的，LNG储气罐上设置有压力传感器、罐内液体温度传感器、液位传感器和溢流口温度传感器。通过压力传感器、罐内液体温度传感器、液位传感器和溢流口温度传感器来监测报警点，当各监测点传感器达到设限值时触发主机安保系统和机舱监测系统内的声光报警系统进行报警。其中火灾报警系统与主机安保系统和机舱监测系统均设有通信连接。

进一步的，高压管路上设置有第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀。

进一步的，LNG储气罐设置在半围蔽处所内，半围蔽处所内设置有第一可燃气体探测器和第二可燃气体探测器。压缩机室内设置有第三可燃气体探测器和第四可燃气体探测器。第一可燃气体探测器、第二可燃气体探测器、第三可燃气体探测器和第四可燃气体探测器均有自检功能。当探测到气罐处所气体浓度>20％LEL时触发声光报警、浓度>40％LEL时自动关闭正在使用气罐的主阀以及各管路上的截止阀。

进一步的，第一可燃气体探测器、第二可燃气体探测器、第三可燃气体探测器和第四可燃气体探测器均与声光报警器连接，其中声光报警器设置在驾驶室和集控室内，且与机舱监测系统和主机安保系统有通信连接，能够实现报警延伸功能。

进一步的，供气管为双壁管路。其中双壁管路为由内管和外管组成的同心管，内管含有LNG。内、外管之间的空腔充满压力高于内管的惰性气体，惰性气体可以为氮气N2。当空腔内氮气压力降低时，在机舱或驾驶室报警并显示压力低。

进一步的，LNG储气罐内设置有冷箱，LNG储气罐下方固定设置有鞍座和基座。

进一步的，双燃料主机上设置有一组自动截止阀。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、将LNG储气罐布置在靠近机舱的货舱下面的LNG储气罐舱中。这种布置方式通过燃料供应管路将天然气输送到双燃料主机中，为双燃料主机提供清洁燃料，具有更好的过渡性以及灵活性。

2、由于货舱部分结构简单易于改造，因此相对于将LNG储气罐布置在船舶艉部开敞甲板处或者机舱处来说，将LNG储气罐布置在货舱下面的LNG储气罐舱中可以有效控制建造以及维修成本。

3、将LNG储气罐布置在远洋运输船舶靠近机舱的货舱下面的LNG储气罐舱中，即可以保证远洋运输船舶的稳性，又可以减小大海中的波浪载荷对LNG储气罐的冲击，有效的减小了双燃料动力船舶航行时的危险性增加了安全性能。

4、将LNG储气罐布置在远洋运输船舶靠近机舱的货舱下面的LNG储气罐舱中，可以减小供气管路布置，即减小了建造难度，又减小了后期维修难度。

5、本实用新型解决了远洋运输船舶LNG储气罐位置的问题，使得远洋运输船舶将清洁燃料作为燃料变得可能，有效地优化动力系统，提高运输效率，减少对环境和生态的影响。使用性强，适用范围广泛，易于推广。

附图说明

图1为装有本实用新型的远洋双燃料动力运输船舶的结构示意图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型的内部结构示意图。

1、货舱，2、集装箱，3、第二隔离空舱，4、LNG储气罐，5、LNG储气罐舱，6、第一隔离空舱，7、机舱，8、双燃料主机，9、半围壁处所，10、第一可燃气体探测器，11、第二可燃气体探测器，12、压力传感器，13、罐内液体温度传感器，14、高压低温泵，15、第一高压水浴汽化器，16、第三可燃气体探测器，17、压缩机室，18、五级压缩机，19、第四可燃气体探测器，20、手动截止阀，21、主气体燃烧法，22、供气管，23、第二高压水浴汽化器，24、溢流口温度传感器，25、液位传感器，26、第五截止阀，27、第四截止阀，28、第三截止阀，29、第二截止阀，30、第一截止阀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1和图2所示，远洋双燃料集装箱船具有球鼻首、前倾艏柱、方型艉，并且设有双层底。适用于在全球范围内运输货物。其设计要素有：总长(Loa)237.80m；垂线间长(L)221.50m；型宽(B)38.8m；型深(D)21.80m；结构吃水(d)14.00m；航速21.5kn；可以装载5300箱集装箱。

该远洋双燃料动力集装箱船选用双燃料主机8，并在传统集装箱船燃料系统基础上增加了一套LNG燃料系统，为双燃料主机提供LNG燃料。改建集装箱船靠近机舱的货舱，将其改建为上下两部分，上部分货舱1，主要装运集装箱2。下部分改为LNG储气罐舱5，LNG储气罐舱5内设置有LNG储气罐4。在货舱1与LNG储气罐舱5之间设置有第二隔离空舱3，用于保护货舱1中的货物。在机舱1与机舱7之间形成第一隔离空舱6，用于保护机舱7中的双燃料主机8。将两个300m³LNG储气罐4沿船长方向放置，布置在LNG储气罐舱5中，具体位于集装箱船FR84-FR104位置，约占20个肋位。其中，LNG储气罐4与双燃料主机8之间通过气体燃烧供应系统连接。

如图3所示，根据本实用新型的内部结构可以看出，气体燃气供应系统包括高压管路，高压管路从LNG储气罐4引出与高压低温泵14相连接，LNG储气罐4布置在围蔽处所内9。高压管路经过高压低温泵14后与第一高压水浴汽化器15和第二高压水浴汽化器23相连接，其功能是将液态天然气转化为高压气态的天然气。第一高压水浴汽化器15和第二高压水浴汽化器23通过供气管22经过压缩机室17中的五级压缩机18、手动截止阀20和主气体燃料阀21后与双燃料主机8相连。LNG供气管22采用双壁管路，由内管和外管组成的双壁管，内管含有LNG。内、外管之间的空腔充满压力高于内管的惰性气体，本船为氮气N2。当空腔内氮气压力降低时，在机舱或驾驶室报警显示压力低报警。

LNG储气罐4的压力为1.0MPa，LNG储气罐4处所为半围壁处所9。LNG储气罐4带有冷箱，储气罐4的下方设有鞍座和基座，基座的高度为200mm，储气罐4的基座牢固地焊接在内底板1800mm+200mm平台加强复板上，鞍座与基座采用螺栓可靠连接。

LNG储气罐4采用C型独立气罐，其寿命不少于30年。LNG储气罐4上设有罐内液体温度传感器13、溢流口温度传感器24、压力传感器12和液位传感器25。通过压力传感器12、罐内液体温度传感器13、液位传感器25和溢流口温度传感器24来监测报警点，当各监测点传感器达到设限值时触发主机安保系统和机舱监测系统内的声光报警系统进行报警。其中火灾报警系统与主机安保系统和机舱监测系统均设有通信连接。

第一高压水浴式汽化器15和第二高压水浴式汽化器23选用水浴式，进水温度不低于35℃，本船配置的第一高压水浴式汽化器15和第二高压水浴式汽化器23的汽化量为1700Nm³/h。

LNG储气罐4设置在半围蔽处所9内，半围蔽处所9内设置有第一可燃气体探测器10和第二可燃气体探测器11。压缩机室17内设置有第三可燃气体探测器16和第四可燃气体探测器19。第一可燃气体探测器10、第二可燃气体探测器11、第三可燃气体探测器16和第四可燃气体探测器19均有自检功能。当探测到气罐处所气体浓度>20％LEL时触发声光报警、浓度>40％LEL时自动关闭正在使用气罐的主气体燃烧阀21以及高压管路上的第一截止阀27、第二截止阀28、第三截止阀29、第四截止阀30、第五截止阀31。

第一可燃气体探测器10、第二可燃气体探测器11、第三可燃气体探测器16和第四可燃气体探测器19均与声光报警器连接，其中声光报警器设置在驾驶室和集控室内，且与机舱监测系统和主机安保系统有通信连接，能够实现报警延伸功能。

双燃料主机8上配置有1组自动截止阀(互锁气体阀)。当发生故障时，能自动关闭串接阀并自动打开透气阀，并自动进行透气，泄放机舱内天然气管线中的天然气，防止天然气机舱处所继续泄漏。

具有本实用新型结构的双燃料动力运输船舶上设置有两台主消防泵，每台主消防泵的排量和压力应确保在任何消火栓处维持至少0.27MPa。LNG储气罐4处所和燃料充装站的消防水枪为带开关的两用型水枪(水柱/水雾型)。

具有本实用新型结构的双燃料动力运输船舶的燃料充装站区域内设置固定式干粉灭火系统或大型推车式干粉灭火设备，其覆盖所有可能的泄露点。其灭火能力应至少确保能以容量至少3.5kg/s的速率释放45s。系统的布置使其能从安全位置手动释放。燃料充装站附近设置了1具手提式干粉灭火器，机舱入口处至少设置1具手提式干粉灭火器。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种远洋双燃料动力运输船舶的LNG储气罐布置系统，包括机舱、靠近机舱一侧的货舱和另一侧的双燃料主机，其特征在于：货舱下方设置有LNG储气罐舱，LNG储气罐舱与货舱之间设置有第二隔离空舱，LNG储气罐舱与机舱之间设置有第一隔离空舱，所述LNG储气罐舱内设置有LNG储气罐，所述LNG储气罐与双燃料主机之间通过气体燃烧供应系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种远洋双燃料动力运输船舶的LNG储气罐布置系统，其特征在于：所述气体燃气供应系统包括高压管路，高压管路一端与LNG储气罐连接另一端经过高压低温泵后与第一高压水浴汽化器和第二高压水浴汽化器连接，第一高压水浴汽化器和第二高压水浴汽化器通过供气管经过压缩机室的五级压缩机、手动截止阀和主气体燃料阀后与双燃料主机连接。

3.根据权利要求1所述的一种远洋双燃料动力运输船舶的LNG储气罐布置系统，其特征在于：所述LNG储气罐上设置有压力传感器、罐内液体温度传感器、液位传感器和溢流口温度传感器。

4.根据权利要求2所述的一种远洋双燃料动力运输船舶的LNG储气罐布置系统，其特征在于：所述高压管路上设置有第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀。

5.根据权利要求2所述的一种远洋双燃料动力运输船舶的LNG储气罐布置系统，其特征在于：所述LNG储气罐设置在半围蔽处所内，半围蔽处所内设置有第一可燃气体探测器和第二可燃气体探测器。

6.根据权利要求5所述的一种远洋双燃料动力运输船舶的LNG储气罐布置系统，其特征在于：所述压缩机室内设置有第三可燃气体探测器和第四可燃气体探测器。

7.根据权利要求2所述的一种远洋双燃料动力运输船舶的LNG储气罐布置系统，其特征在于：所述供气管为双壁管路。

8.根据权利要求1至7之一所述的一种远洋双燃料动力运输船舶的LNG储气罐布置系统，其特征在于：所述LNG储气罐内设置有冷箱，LNG储气罐下方固定设置有鞍座和基座。

9.根据权利要求6所述的一种远洋双燃料动力运输船舶的LNG储气罐布置系统，其特征在于：所述第一可燃气体探测器、第二可燃气体探测器、第三可燃气体探测器和第四可燃气体探测器均与声光报警器连接，其中声光报警器设置在驾驶室和集控室内。

10.根据权利要求8所述的一种远洋双燃料动力运输船舶的LNG储气罐布置系统，其特征在于：所述双燃料主机上设置有一组自动截止阀。