一种双燃料集装箱船的制作方法

1.本发明属于船舶技术领域，尤其涉及一种双燃料集装箱船。


背景技术：

2.船舶是一种常用的海上交通运输工具，常规船舶一般采用燃油驱动，其通常具有油耗成本高、污染大等的缺陷。而随着人们对海洋环境的越发重视及国际海事组织发布的“限硫令”的生效，能够降低硫含量的清洁能源被越来越广泛地应用于船舶以替代燃油。
3.船用替代燃料种类较多，主要有甲醇、lng、生物燃料及氢气等，其中甲醇因产量高、储存及运输方便以及使用成本低等优点被逐渐应用于船舶燃料供给中。然而由于甲醇燃料供给系统占用空间较大，而集装箱船对装箱容量要求较高，甲板可利用面积有限，导致甲醇燃料供给系统在常规油船上的设置方式无法使其应用在集装箱船上，使得现有集装箱船难以使用甲醇作为燃料。
4.因此，亟需一种双燃料集装箱船，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种双燃料集装箱船，以在减小对集装箱船装箱容量占用的同时，实现甲醇燃料在集装箱船上的应用，且能够使得集装箱船的燃料供给方式灵活可供选择，降低集装箱船的硫排放量。
6.为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
7.一种双燃料集装箱船，包括：
8.船体，所述船体于主甲板的上方分别设置有上层建筑和集装箱码放区，所述集装箱码放区位于所述上层建筑的后侧，所述船体的尾部设置有螺旋桨，所述船体尾部的机舱内设置驱动所述螺旋桨转动的发动机；
9.燃油燃料供给系统，与所述发动机连接，用于为所述发动机供给燃油燃料；
10.甲醇燃料供给系统，包括采用管路依次连通的加注站、甲醇储存舱及甲醇燃料处理舱，所述甲醇燃料处理舱中设置有通过管路依次连接的甲醇驳运泵、甲醇日用舱、甲醇供给设备及甲醇阀组，所述甲醇驳运泵连接于所述甲醇储存舱和所述甲醇日用舱之间，所述甲醇供给设备通过所述甲醇阀组与所述发动机连接，所述甲醇燃料处理舱位于所述机舱外侧并位于所述集装箱码放区下方，所述甲醇储存舱位于所述上层建筑下方，所述加注站位于所述主甲板上方且位于所述上层建筑沿船宽方向的至少一侧，所述甲醇储存舱及所述甲醇燃料处理舱的外围均设置有隔离空舱。
11.作为一种双燃料集装箱船的可选技术方案，每个所述隔离空舱内均设置有甲醇探测装置及通风系统，所述甲醇探测装置用于检测所述隔离空舱内的甲醇浓度，所述通风系统用于对所述隔离空舱进行通风换气。
12.作为一种双燃料集装箱船的可选技术方案，所述甲醇驳运泵通过甲醇驳运管路与所述甲醇储存舱连通，所述甲醇驳运管路为双管壁管路且经过所述船体底部的管隧。
13.作为一种双燃料集装箱船的可选技术方案，所述双燃料集装箱船还包括发电机，所述甲醇阀组包括第一阀组和第二阀组，所述甲醇供给设备通过第一甲醇供给管路与所述发动机连接，所述甲醇供给设备通过第二甲醇供给管路与所述发电机连接，所述第一甲醇供给管路上设置有所述第一阀组，所述第二甲醇供给管路上设置有所述第二阀组。
14.作为一种双燃料集装箱船的可选技术方案，所述第一甲醇供给管路及所述第二甲醇供给管路均包括相连的双管壁管段和单管壁管段，所述单管壁管段位于所述甲醇燃料处理舱的内部，所述双管壁管段位于所述甲醇燃料处理舱的外部并与所述发动机或所述发电机连接，所述第一阀组和所述第二阀组均设置于对应的单管壁管路上。
15.作为一种双燃料集装箱船的可选技术方案，所述甲醇储存舱包括沿船长方向并排设置的甲醇设备舱及所述甲醇日用舱，所述甲醇供给设备及所述甲醇阀组均设置于所述甲醇设备舱中，所述甲醇设备舱位于所述甲醇日用舱的后侧。
16.作为一种双燃料集装箱船的可选技术方案所述上层建筑沿所述船宽方向的两侧均设置有所述加注站，每个所述加注站均与所述甲醇储存舱连接。
17.作为一种双燃料集装箱船的可选技术方案，所述隔离空舱的外舱壁与对应的所述甲醇储存舱或所述甲醇燃料处理舱的舱壁之间的间距为800mm～2000mm。
18.作为一种双燃料集装箱船的可选技术方案，所述双燃料集装箱船还包括惰气惰化吹扫系统，所述惰气惰化吹扫系统用于对所述甲醇日用舱、所述甲醇储存舱及所述甲醇供给设备进行惰化和/或吹扫。
19.作为一种双燃料集装箱船的可选技术方案，所述机舱内设置有氮气设备间，所述惰气惰化吹扫系统包括设置于所述氮气设备间内的氮气发生装置及氮气存储装置，所述氮气发生装置与所述氮气存储装置连接，且所述氮气存储装置通过惰化管路和吹扫管路分别与所述甲醇日用舱、所述甲醇储存舱及甲醇供给设备连通。
20.本发明的有益效果在于：
21.本发明提供的双燃料集装箱船，通过设置甲醇燃料供给系统及燃油燃料供给系统，能够为双燃料集装箱船的运行提供两种可供选择的燃料，从而能够在满足续航要求的同时，降低硫排放含量，满足环保要求；同时，将甲醇储存舱设置在上层建筑下方、将加注站设置在上层建筑侧部以及将甲醇燃料处理舱设置在集装箱码放区的下方及机舱的外侧，能够使得甲醇储存舱的设置及甲醇燃料处理舱的设置能够避开船舶艏部及艉部线形收缩区域，最大程度地利用空间，获得较大的舱容，而不损失装箱量，使得甲醇燃料供给系统的布局能够较好地满足集装箱船的使用；通过设置隔离空舱，能将甲醇储存舱及甲醇燃料处理舱与其他舱室隔离，在有利于甲醇防泄漏检测的同时，也避免甲醇泄露至其他舱室中而影响其他舱室的使用安全性。
附图说明
22.图1是本发明实施例提供的双燃料集装箱船的主视图；
23.图2是图1中i处的局部放大图；
24.图3是本发明实施例提供的双燃料集装箱船的侧视图。
25.图中标记如下：
26.1、船体；11、机舱；12、管隧；13、上层建筑；14、集装箱码放区；15、氮气设备间；16、
隔离空舱；
27.2、甲醇燃料供给系统；21、甲醇储存舱；22、甲醇供给设备；23、甲醇日用舱；24、甲醇驳运泵；25、甲醇阀组；251、第一阀组；252、第二阀组；26、甲醇加注系统；261、加注站；262、加注管路；27、甲醇驳运管路；28、第一甲醇供给管路；281、第一双管壁管段；282、第一单管壁管段；29、第二甲醇供给管路；291、第二双管壁管段；292、第二单管壁管段；210、甲醇设备间；220、第一甲醇输送管路；230、第二甲醇输送管路；
28.3、螺旋桨；4、发动机；5、发电机。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
30.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
33.如图1-3所示，本实施例提供了一种双燃料集装箱船，其具备燃油燃料供给系统及甲醇燃料供给系统，可灵活选择船舶运行所需燃料，满足船舶硫排放的要求，达到船舶节能减排的效用。
34.具体地，双燃料集装箱船包括船体1及动力系统，其中动力系统包括螺旋桨3、发电机5、燃油燃料供给系统及甲醇燃料供给系统2，螺旋桨3设置于船体1艉部，用于实现船舶推进，满足船舶航行需求；燃油燃料供给系统和甲醇燃料供给系统2分别与发动机4连接，以为发动机4工作提供燃料；发动机4与螺旋桨3连接，发动机4用于驱动螺旋桨3转动，以实现推进。
35.船体1包括形成船舶主体结构的船壳及水平设置的主甲板，船壳及主甲板合围形成有位于主甲板下方的船舱空间，船舱空间由横隔舱板和纵隔舱板分隔为若干个独立的船舱，船舱包括位于船体1尾部的机舱11，发动机4设置于机舱11内。主甲板的上方靠近船艏处设置有上层建筑13，上层建筑13作为双燃料船舶的居住区；主甲板上方还设置有位于上层
建筑13后侧的集装箱码放区14，集装箱码放区14设置有用于吊装集装箱的吊装装置。
36.甲醇燃料供给系统2包括甲醇储存舱21、甲醇燃料处理舱、甲醇加注系统26及甲醇管路系统。甲醇储存舱21设置在主甲板的下方并位于上层建筑13下方，甲醇储存舱21用于储存大容量的甲醇，以实现甲醇供给；甲醇燃料处理舱位于集装箱码放区14下方并位于机舱11的外侧靠近机舱11前壁的位置，甲醇燃料处理舱中设置有通过管路依次连接的甲醇驳运泵24、甲醇日用舱23、甲醇供给设备22及甲醇阀组25，甲醇驳运泵24连接于甲醇储存舱21和甲醇日用舱23之间，甲醇供给设备22通过甲醇阀组25与发动机4连接；甲醇加注系统26包括加注站261，加注站261设置甲醇储存舱21的上方且位于上层建筑13沿船宽方向的至少一侧，加注站261用于向甲醇储存舱21补充甲醇。
37.本实施例提供的双燃料集装箱船，通过设置甲醇燃料供给系统2及燃油燃料供给系统，能够为双燃料集装箱船的运行提供两种可供选择的燃料，从而能够在满足续航要求的同时，降低硫排放含量，满足环保要求；同时，将甲醇储存舱21设置在上层建筑13下方、将加注站261设置在上层建筑13侧部以及将甲醇燃料处理舱设置在集装箱码放区14的下方及机舱11的外侧，能够使得甲醇储存舱21的设置及甲醇燃料处理舱的设置能够避开船舶艏部及艉部线形收缩区域，最大程度地利用空间，获得较大的舱容，而不损失装箱量，使得甲醇燃料供给系统2的布局能够较好地满足集装箱船的使用。
38.由于甲醇易燃的特性，甲醇储存舱21和甲醇燃料处理舱所在区域均为危险区域，提高甲醇燃料供给系统2及双燃料集装箱船的使用安全性，甲醇储存舱21及甲醇燃料处理舱的外围均设置有隔离空舱16，隔离空舱16用于将甲醇储存舱21及甲醇燃料处理舱与其他舱室隔离，在有利于甲醇防泄漏检测的同时，也避免甲醇泄露至其他舱室中而影响其他舱室的使用安全性。可以理解的是，上述危险区域的划分主要遵从标准iec-60092-502关于运载闪点不超过60
°
可燃液体的液货船的相关规定。
39.在本实施例中，甲醇储存舱21及甲醇燃料处理舱的前、后、左、右、上及下侧均设置有隔离空舱16，以实现对甲醇储存舱及甲醇燃料处理舱的全方位隔离。隔离空舱16的外舱壁与对应的甲醇储存舱21或甲醇燃料处理舱的舱壁之间的间距为800mm～2000mm，以在保证隔离效果的同时，避免隔离空舱16占用较大空间。该间距最优为900mm～1100mm。
40.甲醇加注系统26包括加注站261和加注管路262，加注站261通过加注管路262与甲醇储存舱21连通，加注站261用于外部甲醇通过加注管路262向甲醇储存舱21内加注甲醇，保证甲醇储存舱21内的甲醇容量。优选地，加注站261设置有两个，两个加注站261分别设置于上层建筑13沿船宽方向的两侧，两个加注站261分别通过加注管路262与甲醇储存舱21连通。
41.为控制甲醇加注的时机，甲醇储存舱21内设置有液位检测装置，以检测加注站261内的甲醇含量，控制甲醇加注时机，且在甲醇容量不足时及时切断甲醇燃料供给系统2对发动机4的甲醇供给，保证发动机4的正常使用。
42.甲醇燃料处理舱包括并排设置的甲醇设备间210及甲醇日用舱23，甲醇供给设备22、甲醇阀组25及甲醇驳运泵24均设置于甲醇设备间210内，甲醇储存舱21通过甲醇驳运管路27连接甲醇驳运泵24，甲醇驳运泵24通过第一甲醇输送管路220连接甲醇日用舱23，甲醇日用舱23通过第二甲醇输送管路230连接至甲醇供给设备22。其中，甲醇日用舱23为甲醇的小容积储存舱室，用于存放少量甲醇以供日用，以及作为船舶中回收的甲醇存放舱室。甲醇
阀组25用于控制甲醇燃料供给管路的通断，以实现甲醇燃料对发动机3的供给及切断。
43.甲醇驳运管路27优选经过船体1底部的管隧12，以提高管路布置的安全性，降低空间占用，且降低甲醇泄露至舱室的概率。甲醇驳运管路27优选为双管壁管路，能有效提高甲醇输送的安全性。
44.甲醇驳运管路27可以为负压通风双管壁，也可以为真空双管壁。在本实施例中，甲醇驳运管路27包括内管、外管及设置于内管和外管之间的支架，外管套设在内管内。外管和内管之间优选弹性设置，以吸收流体压力变化引起的内管振动。优选地，内管和外管之间设置有双管壁通风系统，用于抽走可能逸出到内管和外管之间的甲醇蒸汽，以对内管和外管之间的空间进行换气，防止甲醇泄露后发证蒸汽聚集的危险。进一步地，内管和外管之间设置甲醇气体传感器，以监测内管和外管之间的甲醇含量，以在甲醇泄露时能够及时发现，提高甲醇驳运管路27的使用安全性。
45.由于第一甲醇输送管路220和第二甲醇输送管路230均设置在甲醇燃料处理舱中，优选地，第一甲醇输送管路220和第二甲醇输送管路230均为单壁管路，以降低成本。
46.双燃料集装箱船还包括发电机5，甲醇阀组25包括第一阀组251和第二阀组252，甲醇供给设备22通过第一甲醇供给管路28与发动机4连接，甲醇供给设备22通过第二甲醇供给管路29与发电机5连接，第一甲醇供给管路28上设置有第一阀组251，第二甲醇供给管路29上设置有第二阀组252。即，在本实施例中，甲醇燃料供给系统2不仅向发动机4供给甲醇，以使甲醇燃料可以用于船舶推进，甲醇燃料供给系统2还向发电机5供给甲醇燃料，以使发电机5可以利用甲醇燃料进行发电，以对船舶上的其他用电设备进行电力供给，提高船舶续航力。
47.优选地，第一甲醇供给管路28及第二甲醇供给管路29均包括相连的双管壁管段和单管壁管段，单管壁管段位于甲醇燃料处理舱的内部，双管壁管段位于甲醇燃料处理舱的外部并与发动机4或发电机5连接，第一阀组251和第二阀组252均设置于对应的单管壁管路上。即在本实施例中，位于甲醇燃料处理舱内部的甲醇供给管路部分为单壁管路，位于甲醇燃料处理舱外部的管路为双壁管路，能够在保证甲醇输送安全性的同时，有效降低管路布置成本。
48.具体地，第一甲醇供给管路28包括第一双管壁管段281和第一单管壁管段282，第一双管部管段281的两端分别连接第一单管壁管段282及发动机4，第一单管壁管路282连接甲醇供给设备22，第一阀组251设置于第一单管壁管段282上。第二甲醇供给管路29包括第二双管壁管段291和第二单管壁管段292，第二双管部管段291的两端分别连接第二单管壁管段292及发电机5，第二单管壁管路292连接甲醇供给设备22，第二阀组252设置于第二单管壁管段292上。
49.优选地，第一双管壁管段281和第二双管壁管段291可以为负压通风双管壁，也可以是真空双管壁，本发明对此不做限制。
50.双燃料集装箱船还包括通风系统和甲醇探测装置，甲醇探测装置用于检测船舱内空气的甲醇含量，以检测甲醇是否产生泄露，通风系统用于进行通风，以将舱室内的甲醇抽排处双燃料集装箱船外部。在本实施例中，优选地，每个隔离空舱16内均设置有甲醇探测装置及通风系统，以及时检查甲醇储存舱21和/或甲醇燃料处理舱是否发生甲醇泄露，并及时通风，降低隔离空舱16内的甲醇含量。进一步地，甲醇燃料处理舱及机舱11内均设置有通风
系统及甲醇探测装置，以实现甲醇易泄露的各个地点处的甲醇检测及通风，有效保证甲醇一旦泄露即可被有效检测到，有效提高双燃料集装箱船的使用安全性。
51.为提高双燃料集装箱船的安全性，双燃料集装箱船还包括惰气惰化吹扫系统，惰气惰化吹扫系统用于对甲醇日用舱23、甲醇储存舱21及甲醇供给设备22及相关连接管路进行惰化及吹扫。具体地，惰气惰化吹扫系统包括气源供给组件、惰气吹扫系统及惰气惰化系统，气源供给组件分别与惰气吹扫系统及惰气惰化系统连接。气源供给组件包括氮气发生装置及氮气存储装置，氮气发生装置与氮气存储装置连接，且氮气存储装置通过惰化管路和吹扫管路分别惰气吹扫系统及惰气惰化系统连接。在本实施例中，机舱11内设置有氮气设备间15，氮气发生装置及氮气存储装置设置在氮气设备间15中。
52.惰气吹扫系统通过吹扫管路与甲醇储存舱21、甲醇日用舱23、甲醇供给设备22、加注站261、第一甲醇供给管路28、第二甲醇供给管路29、甲醇驳运管路27等连通，以实现惰气吹送，以将管路和设备中的甲醇蒸汽吹回甲醇储存舱21及甲醇日用舱23。惰气吹扫系统在甲醇加注、发动机4燃料切换、发动机4停机以及发动机4和供给设备维护保养时，将加压后的氮气通入管路中，将管路和设备中的残留甲醇吹回到甲醇日用舱23中，避免甲醇释放到空气中，以确保维护人员的安全以及避免产生火灾、爆炸的危险。
53.氮气惰化系统通过惰化管路用于往甲醇储存舱21和甲醇日用舱23充入氮气，结合pv阀(高速透气阀)透气和氮气自动补气，确保船舶航行过程中，船舱内液面晃动的情况下，使甲醇储存舱21和甲醇日用舱23处于惰化环境，避免空气混入发生燃爆的危险。所谓惰化即是在甲醇燃料储存舱和甲醇日用舱23中充入氮气从而降低甲醇储存舱21和甲醇日用舱23中氧气的浓度，从而避免甲醇储存舱21和甲醇日用舱23中发生起火或爆炸。
54.在优选实施例中，双燃料集装箱船还包括火警探测系统、监控系统、紧急停车系统及消防系统等，且火警探测系统、监控系统、紧急停车系统及消防系统的设置可以参考其他使用甲醇的船舶上的设置，此处不再赘述。
55.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。