专利名称：一种应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及船舶与海洋工程技术领域，特别涉及航运及工程作业辅助装备，尤其涉及一种应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮。
背景技术：
全球航运业所面临的排放限制变得日益严苛，绿色低碳、节能减排的理念在船舶设计与建造领域得到了广泛的重视。清洁能源替代传统燃料的应用已经成为行业发展的大趋势，而天然气作为适用清洁能源的代表具有经济、环保、稳定等诸多明显优势，液化天然气(LNG)已经成为船舶新型环保动力的首当之选。传统燃油作为燃料港作拖轮的缺陷和不足主要表现在1)营运成本高；燃油的价格约为8600元/吨，LNG燃料的价格为5400元/吨。经测算使用LNG燃料能有效降低拖 轮营运成本。2)污染排放量大，不利于环境保护；LNG燃料比传统燃油在硫氧化物、氮氧化物、可吸入颗粒物和二氧化碳排放等方面的指标都有显著降低；其中二氧化碳排量减少约22%，硫氧化物和颗粒物排放降低约100%，氮氧化物排放约降低92%。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对传统燃油港作拖轮所存在的问题而提供一种能够在港口内提供辅助大型船舶操纵作业服务并且满足沿海航区拖带作业要求的应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮。该应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮在设计上满足国内外技术及行政部门(包括国际海事组织、国际石油及天然气行业协会与论坛、中国船级社、中国政府主管部门等)所有适用于LNG运输船和气体燃料动力船的最新公约、规范、法律、法规的要求。本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现—种应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮,包括—横骨架式、单甲板、前倾板型首柱和圆角方尾的全焊接钢质船体；设置在所述船体上的主甲板；设置在所述主甲板上的主甲板室；设置在所述主甲板室上的起居甲板室；设置在所述起居甲板室上的驾驶室；所述主甲板下方与船体之间的空间采用四道水密横舱壁分隔成首尖舱、应急消防泵舱、锚链舱、LNG罐存储舱、机舱和舵桨舱；其中所述首尖舱、所述应急消防泵舱和所述锚链舱位于所述船体的前部，所述LNG罐存储舱和所述机舱位于船体的中部，所述舵桨舱设置在船体的尾部，所述LNG罐存储舱位于所述机舱的前方；在所述LNG罐存储舱内以船体的中轴线对称设置有两个模块化气体燃料供应装置，所述机舱内以船体的中轴线对称设置有两个LNG/燃油发动机，所述舵桨舱内以船体的中轴线对称设置有两个舵桨机构；位于船体中轴线同侧的所述模块化气体燃料供应装置和所述LNG/燃油发动机通过天然气管路连接，所述LNG/燃油发动机的动力输出端通过传动机构与位于船体中轴线同侧的舵桨机构的动力输入端连接，所述舵桨机构中的螺旋桨和舵延伸至船体尾部外；在所述主甲板上设置有一加气装置，所述加气装置与所述模块化气体燃料供应装置的入口连接。在本实用新型的一个优选实施例中，所述加气装置包括充装管路和设置在充装管路通岸接头处且与所述充装管路串联的阀组件，所述充装管路与所述模块化气体燃料供应装置的入口连接。在本实用新型的一个优选实施例中，所述阀组件包括相互串联的一个手动截止阀和一个遥控切断阀。在本实用新型的一个优选实施例中，所述阀组件为手动操作和遥控操作的组合 阀。在本实用新型的一个优选实施例中，在所述充装管路通岸接头下方设置有一承滴盘，所述承滴盘上设置有一通向船体舷外的排气管。所述加气装置采用A-60级防火分隔。在本实用新型的一个优选实施例中，在所述充装管路上设置有一充氮接口，所述充氮接口通过充氮管路连接一氮气瓶。在本实用新型的一个优选实施例中，所述机舱的舱底和所述LNG罐存储舱的舱底均为双层舱底。在本实用新型的一个优选实施例中，所述机舱为本质安全型机舱。在本实用新型的一个优选实施例中，所述LNG罐存储舱为本质安全型LNG罐存储舱。所述LNG罐存储舱与所述机舱、所述应急消防泵舱、所述锚链舱和所述主甲板之间的边界采用气密性填料分隔。在本实用新型的一个优选实施例中，所述模块化气体燃料供应装置包括一个隔离柜、设置在所述隔离柜内的LNG罐和设置在所述隔离柜上的抽吸式机械通风系统以及用于加热LNG罐的辅助加热装置，所述抽吸式机械通风系统具有一安装在所述隔离柜上的风机和与所述风机连接的风道，所述风道延伸出船体外，所述风道内设置有自动防火风闸；所述LNG罐通过天然气管路与所述LNG/燃油发动机连接。所述辅助加热装置包括一加热器、一蒸发器和制冷剂控制循环管路，所述加热器设置在所述天然气管路的入口处，所述蒸发器与船上中央冷却系统热交换连接，所述加热器和所述蒸发器通过所述制冷剂控制循环管路连接；所述辅助加热装置的循环液为乙二醇。由于采用了如上的技术方案，本实用新型的应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮采用LNG/燃油双燃料动力系统，船舶日常作业时85%以上的时间以LNG燃料为主要动力，极大地减少了污染排放，对环境保护有积极意义。本实用新型应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮的机舱、LNG罐存储舱都采用了 “本质安全型”设计，既保证了船舶营运安全性又简化了设备配置、降低了建造成本。本实用新型应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮的机械系统、燃料供应系统采用模块化设计、分区布置、集群装配，便于安装、使用和维护保养。[0029]本实用新型应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮的LNG存贮、供应、加注等系统为创新型设计，属国内外首创，在保证营运安全的前提下，体现了低碳节能的设计理念。整个LNG燃料系统的设计科学合理、易于实现、便于操作。与传统燃料油相比，应用LNG作为动力燃料能够有效地降低污染排放二氧化碳排放降低约22%，硫氧化物排放降低接近100%，颗粒物排放降低接近100%，氮氧化物排放降低约92%。以LNG和燃油为燃料的船舶双燃料动力系统涉及发动机、燃料储存和供应系统、控制安全监测系统、燃料补充添装系统等诸多系统的整合。双燃料系统在世界范围内尚无应用在港作拖轮上的实例。本实用新型描述的船型能够满足港作拖轮的灵活作业要求，在有限的船体空间内成功地应用了双燃料动力系统。本船通过优化系统布置，应用了诸多国际领先的高新技术和先进设备，同时实现了船舶的安全性、操纵性、环保性，是一条具有高科技含量的新型船舶。双燃料港作拖轮应用LNG或者燃油为动力燃料，可以控制两种燃料之间的相互切换，但不能混合共用。出于经济性和环保性能的考虑，本船设计以LNG为主要动力燃料，应用最新的船用双燃料发动机和LNG燃料存储和输送系统。本船型在技术上填补了国内海船设计和建造领域的空白，在世界范围内属于行业科技领先产品，具备较大的发展潜力和较高的技术领先水平。
图I为本实用新型应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮正面布置示意图；图2为图I的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
来进一步详细描述本实用新型。参见图I和图2，图中给出的一种应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮，包括一横骨架式、单甲板、前倾板型首柱、圆角方尾的全焊接钢质船体100 ;在该船体100上设置有主甲板110,在主甲板110上靠近船体100的中前部设置有主甲板室180,在主甲板室180上设置有起居甲板室190，在起居甲板室190上设置有驾驶室190a。全船的主甲板110下方与与船体100之间的空间采用四道水密横舱壁分隔成首尖舱120、应急消防泵舱130、锚链舱140、LNG罐存储舱150、机舱160、舵桨舱170 ;其中首尖舱120、应急消防泵舱130、锚链舱140位于船体100的前部，LNG罐存储舱150和机舱160位于船体100的中部，舵桨舱170设置在船体100的尾部，LNG罐存储舱150位于机舱160的前方；LNG罐存储舱150与机舱160、应急消防泵舱130、锚链舱140、主甲板110之间的边界采用气密性填料分隔。在每一 LNG罐存储舱150内以船体100的中轴线对称设置有两个模块化气体燃料供应装置200，每一机舱160内以船体的中轴线对称设置有两个LNG/燃油发动机300，每一舵桨舱170内以船体的中轴线对称设置有两个舵桨机构400。船体100的中轴线同一侧的模块化气体燃料供应装置200通过天然气管路与该侧的LNG/燃油发动机300连接，该侧的LNG/燃油发动机300的动力输出通过传动机构与该侧的舵桨机构400的动力输入端连接，舵桨机构400中的螺旋桨410和舵420延伸至船体100尾部外。本船将动力系统设计为LNG/燃油双燃料发动机推进，双机双舵桨、中机舱型布置。机舱机械设备按系统分区、集群的原则布置，并考虑到安装、维修保养方便，采用单元组装化设计。机舱160为本质安全型机舱，机舱160的舱底为双层舱底，这样机舱风机及其他电气设备不需防爆。LNG罐存储舱150为本质安全型LNG罐存储舱，LNG罐存储舱150的舱底为双层舱底，这样LNG罐存储舱内的电气设备不做特殊防爆要求。本船提供两套专供LNG/燃油发动机300的模块化气体燃料供应装置200。每套模 块化气体燃料供应装置200包括一个独立的隔离柜210(TANK ROOM)，在隔离柜210内设置有一个不锈钢LNG罐220，不锈钢LNG罐220为压力容器，其通过天然气管路与LNG/燃油发动机300连接。不锈钢LNG罐220、天然气管路和其他同气体接触的部件的材料根据相关规范要求做相应的技术处理。天然气管路的设计和安装满足相关规范要求。模块化气体燃料供应装置200的储存、供给和使用，布置设计时使其所产生的危险区域尽可能小。天然气管路的布置设计，考虑热变形以及不锈钢LNG罐220和船体100构件的移动而引起过大应力的影响。天然气管路适当加以支撑和固定，天然气管路的安装具有足够的挠性，防止其被机械损伤。天然气管路上尽量少使用软管、法兰，不使用滑动式膨胀接头。对天然气管路和不锈钢LNG罐220均需采取良好的电气接地措施。天然气管路和不锈钢LNG罐220离船体100外板的最小距应满足相关规范要求。天然气管路避免贯穿起居处所、服务处所或控制站。燃料加注，供气系统以及气体燃料发动机的监测报警系统应符合相关规范要求。在隔离柜210上的抽吸式机械通风系统，该抽吸式机械通风系统具有一安装在隔离柜210上的风机和与风机连接的风道，风道延伸出船体外，该风道内设置有自动防火风闸。每套模块化气体燃料供应装置200还包括用于加热LNG罐的辅助加热装置，辅助加热装置包括一加热器、一蒸发器和制冷剂控制循环管路，加热器设置在天然气管路的入口处，蒸发器与船上中央冷却系统热交换连接，所述加热器和所述蒸发器通过所述制冷剂控制循环管路连接；辅助加热装置的循环液为乙二醇。在主甲板110上设置有一加气装置，用于槽罐车或专门加气站的加气。加气装置与其它处所之间采用A-60级防火分隔。加气装置包括充装管路410和设置在充装管路410通岸接头处且与充装管路410串联的阀组件，该充装管路与不锈钢LNG罐220的入口连接。其中阀组件可以为相互串联的一个手动截止阀和一个遥控切断阀或者为手动操作和遥控操作的组合阀，能够在燃料充装作业的控制位置或其他安全位置操作阀组件。起居处所、服务处所、机器处所和控制站的入口、空气进口及其他开口不面向充装管路510通岸接头。在充装管路510通岸接头下方设置有一承滴盘，承滴盘上设置有一通向船体舷外的排气管。[0052]在充装管路510上设置有一充氮接口，充氮接口通过充氮管路连接一氮气瓶。充装结束时应采用N2将液体或燃气从充装管路中排出。·
权利要求1.一种应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮，其特征在于，包括 一横骨架式、单甲板、前倾板型首柱和圆角方尾的全焊接钢质船体； 设置在所述船体上的主甲板； 设置在所述主甲板上的主甲板室； 设置在所述主甲板室上的起居甲板室； 设置在所述起居甲板室上的驾驶室； 所述主甲板下方与船体之间的空间采用四道水密横舱壁分隔成首尖舱、应急消防泵舱、锚链舱、LNG罐存储舱、机舱和舵桨舱；其中所述首尖舱、所述应急消防泵舱和所述锚链舱位于所述船体的前部，所述LNG罐存储舱和所述机舱位于船体的中部，所述舵桨舱设置在船体的尾部，所述LNG iil存储舱位于所述机舱的如方；在所述LNG iil存储舱内以船体的中轴线对称设置有两个模块化气体燃料供应装置，所述机舱内以船体的中轴线对称设置有两个LNG/燃油发动机，所述舵桨舱内以船体的中轴线对称设置有两个舵桨机构；位于船体中轴线同侧的所述模块化气体燃料供应装置和所述LNG/燃油发动机通过天然气管路连接，所述LNG/燃油发动机的动力输出端通过传动机构与位于船体中轴线同侧的舵桨机构的动力输入端连接，所述舵桨机构中的螺旋桨和舵延伸至船体尾部外； 在所述主甲板上设置有一加气装置，所述加气装置与所述模块化气体燃料供应装置的入口连接。
2.如权利要求I所述的一种应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮，其特征在于，所述加气装置包括充装管路和设置在充装管路通岸接头处且与所述充装管路串联的阀组件，所述充装管路与所述模块化气体燃料供应装置的入口连接。
3.如权利要求2所述的一种应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮，其特征在于，所述阀组件包括相互串联的一个手动截止阀和一个遥控切断阀。
4.如权利要求2或3所述的一种应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮，其特征在于，在所述充装管路上设置有一充氮接口，所述充氮接口通过充氮管路连接一氮气瓶。
5.如权利要求I所述的一种应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮，其特征在于，所述机舱的舱底和所述LNG罐存储舱的舱底均为双层舱底。
6.如权利要求I所述的一种应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮，其特征在于，所述机舱为本质安全型机舱。
7.如权利要求I所述的一种应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮，其特征在于，所述LNG罐存储舱为本质安全型LNG罐存储舱。
8.如权利要求I所述的一种应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮，其特征在于，所述LNG罐存储舱与所述机舱、所述应急消防泵舱、所述锚链舱和所述主甲板之间的边界采用气密性填料分隔。
9.如权利要求I所述的一种应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮，其特征在于，所述模块化气体燃料供应装置包括一个隔离柜、设置在所述隔离柜内的LNG罐和设置在所述隔离柜上的抽吸式机械通风系统以及用于加热LNG罐的辅助加热装置，所述抽吸式机械通风系统具有一安装在所述隔离柜上的风机和与所述风机连接的风道，所述风道延伸出船体夕卜，所述风道内设置有自动防火风闸；所述LNG罐通过天然气管路与所述LNG/燃油发动机连接。
10.如权利要求9所述的一种应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮，其特征在于，所述辅助加热装置包括一加热器、一蒸发器和制冷剂控制循环管路，所述加热器设置在所述天然气管路的入口处，所述蒸发器与船上中央冷却系统热交换连接，所述加热器和所述蒸发器通过所述制冷剂控制循环管路连接；所述辅助加热装置的循环液为乙二醇。
专利摘要本实用新型公开的一种应用液化天然气/燃油双燃料的港作拖轮，其包括全焊接钢质船体；设置在船体上的主甲板；主甲板下方与船体之间的空间采用四道水密横舱壁分隔成首尖舱、应急消防泵舱、锚链舱、LNG罐存储舱、机舱、舵桨舱；在LNG罐存储舱内设置有两个模块化气体燃料供应装置，机舱内设置有两个LNG/燃油发动机，舵桨舱内设置有两个舵桨机构，模块化气体燃料供应装置通过天然气管路与LNG/燃油发动机连接，LNG/燃油发动机的动力输出通过传动机构与舵桨机构的动力输入端连接。本实用新型采用LNG/燃油双燃料动力系统，船舶日常作业时85%以上的时间以LNG燃料为主要动力，极大的减少了污染排放，对环境保护有积极意义。
文档编号B63B35/66GK202686704SQ20122033937
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者陈瑞权, 刘楠, 盛苏建, 秦柄军, 管明利, 王良波, 张龙, 郑玄亮 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油能源发展股份有限公司, 上海佳豪船舶工程设计股份有限公司