船舶及其双供气系统的制作方法

本实用新型涉及船舶动力装置领域，尤其涉及一种船舶及其双供气系统。

背景技术：

液化天然气(LNG)作为新兴船舶能源，具有低碳、环保、经济等优势，并逐步形成天然气船舶动力产业链。

天然气单燃料船用发动机在此行业背景下应运而生，它是由单一的天然气燃料作为驱动燃料，现已完成国产化的设计和制造。为这种新型船用发动机提供符合要求的燃料具有现实的需求。尤其是随着近年来的水上天然气的大力发展和应用，包括长江、京杭大运河等多条河流均成功改造或新建了多艘天然气动力船舶，但目前都是单供气系统，若发生故障影响整船运作。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型在于提供一种船舶及其双供气系统，以解决现有技术因单供气系统故障不能而影响整船运作等问题。

针对上述技术问题，本实用新型提出一种船用双供气系统，用于天然气单燃料动力船，该双供气系统包括：储罐和两供气管路系统；储罐用以储存LNG燃料；两供气管路系统分别设置于所述储罐的两端且通过管路与所述储罐内部空间连通，所述储罐内的LNG燃料能够分别通过所述两供气管路系统向外供气。

在优选方案中，每个供气管路系统包括：第一管路和设置于第一管路上的换热装置和比例调节阀，所述储罐内的LNG燃料输送至所述换热装置进行加热并气化为气体燃料，所述比例调节阀对该气化的气体燃料的流量、压力和温度进行调节以满足外部用气设备的用气要求。

在优选方案中，所述外部用气设备为气体发动机；每个供气管路系统还包括：第二管路和设置于第二管路上的缓冲装置；所述缓冲装置通过第二管路分别与所述罐体内的LNG燃料和气体发动机连通；所述缓冲装置与所述罐体之间的第二管路分段内的LNG燃料能够在环境温度下气化为气体燃料，并且该气体燃料收集于所述缓冲装置内以向气体发动机提供首次点火燃料。

在优选方案中，每个供气管路系统还包括：根部阀，其设置于第一管路与所述罐体连接的端部，通过所述根部阀的启闭以控制LNG燃料从所述罐体内向所述换热装置的输送。

在优选方案中，每个供气管路系统包括：增压系统，所述增压系统包括：第一增压管路和第二增压管路，所述第一增压管路通过增压阀与所述储罐内的液相空间连通，所述第二增压管路与所述储罐内的气相空间连通；当所述储罐内的LNG燃料压力低于设定值时，通过所述增压阀的控制所述储罐内的液相介质能够经所述第一增压管路流入所述换热装置进行气化，之后，气化后的气体介质经所述第二增压管路流入所述储罐的气相空间。

在优选方案中，供气管路系统还包括：优先用气系统，所述优先用气系统包括：气体管路和设置于所述气体管路上的阀门；所述气体管路的一端与所述储罐的气相空间连通，另一端以向外供气，当所述储罐内的气相压力超过设定安全值时，所述阀门能够自动打开，并使所述储罐内的气相介质经所述气体管路向外供气。

在优选方案中，供气管路系统还包括：充装系统；所述充装系统包括：液相管路、气相管路、过滤装置和溢流装置；所述液相管路和气相管路均分别与所述罐体和外部的充装设备连接，所述过滤装置设置于所述液相管路上；外部的充装设备的LNG燃料能够经所述液相管路输送至所述过滤装置进行过滤，并且将过滤后的LNG燃料向所述储罐进行充液；在向所述储罐进行充液的过程中，所述储罐内的压力达到一预警值时，所述储罐内的气相介质能够经所述气相管路输送至外部的充装设备；当所述储罐内的LNG燃料达到预设值后，所述溢流装置能够发出警报并自动切断对所述储罐的充液。

在优选方案中，所述储罐包括：筒状的罐体和设置于所述罐体两端的封头，所述两供气管路系统分别从储罐的外部与两封头连接；所述储罐每个封头位置连接一具有侧开口的箱体，所述箱体与封头围成一封闭的空间，所述供气管路系统于该空间内；所述储罐和两个箱体上均设有气体排放管路，其中，所述储罐上的气体排放管路与储罐内的气相空间连通，所述箱体上的气体排放管与箱体内部空间连通，所述储罐和两个箱体上的气体排放管路向外延伸并汇聚至安全放散装置。

在优选方案中，所述储罐和两个箱体上的气体排放管路上均设有控制阀，以分别控制所述储罐的气相空间和两箱体内部空间内的气体排放。

在优选方案中，所述箱体包括底壁和连接于所述底壁下表面的支撑件。

本实用新型还提出一种船舶，其包括：船体、设置于所述船体内的气体发动机，以及设置于所述船体主甲板上的上述的船用双供气系统，所述双供气系统的两供气管路系统能够分别向船体上的气体发动机进行供气。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型双供气系统在储罐的两端各设置一套供气管路系统，解决了船舶运行中一供气管路系统发生故障的情况下，另一供气管路系统仍能够工作，保证了船舶燃料动力的持续供应，避免船舶失去动力而带来的危险发生。

附图说明

图1是本实施例双供气系统的结构示意图。

图2是图1中A-A方向(左端)的结构示意图。

图3是图1中C-C方向(右端)的结构示意图。

图4是本实施例双供气系统左端的结构示意图。

图5是图4的俯视结构示意图。

图6是本实施例双供气系统右端的结构示意图。

图7是图6的俯视结构示意图。

附图标记说明如下：2、储罐；21、罐体；22、封头；31、第一管路；301、换热装置；32、第二管路；304、缓冲装置；4、箱体；41、侧壁；42、顶壁；43、底壁；401、方管支撑件；402、气体排放管；100、安全放散装置；5、增压系统；51、第一增压管路(右端供气管路系统省略示出)；6、优先用气系统；71、液相管路；72、气相管路；701、过滤装置；702、溢流装置。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

本实施例提供的船舶为天然气单燃料动力船，其包括：船体、设置于船体内的气体发动机，以及设置于船体主甲板上的船用双供气系统。

参阅图1，该双供气系统包括：储罐2和两供气管路系统。储罐2用以储存LNG燃料；两供气管路系统分别设置于储罐2的两端且通过管路与储罐2内部空间连通，储罐2内的LNG燃料能够分别通过两供气管路系统向船体上的气体发动机进行供气。

需要说明的是，本实施例的双供气系统不限于使用于船舶上。

本实施例的双供气系统在储罐的两端各设置一套供气管路系统，解决了船舶运行中一供气管路系统发生故障的情况下，另一供气管路系统仍能够工作，保证了船舶燃料动力的持续供应。

具体而言，参阅图1至图7，本实施例储罐2为卧式储罐，其通过支座放置于船体的主甲板上。该储罐2包括：筒状的罐体21和设置于罐体21两端的封头22，储罐2的每个封头22位置连接一具有侧开口的箱体4；箱体4由不锈钢制成，其与封头22围成封闭的空间，两供气管路系统分别从储罐2的外部与两封头22连接并分别设置于两箱体4内，以使在储罐2的两端分别构成围护气密装置，以是供气管路系统集中设置于该围护气密装置内，并防止该位置的泄漏天然气向更大范围扩散。

储罐2两端设置的箱体4包括：侧壁41、顶壁42和底壁43，其中底壁43下表面连接有方管支撑件401，以使底壁43与船体的主甲板之间具有间隙，防止箱体4内因LNG的泄漏对对船体主甲板造成冻伤和损坏；此外，方管支撑件401的设置还能够减少箱体4对封头22的拉力载荷，确保整体结构的稳定性。

在其他实施例中，方管支撑件401还可以由其他形状的支撑件代替。

进一步地，储罐2和两个箱体4上均设有气体排放管路。其中，储罐2上的气体排放管路(图中未示出)与储罐2内的气相空间连通，两个箱体4上的气体排放管402与箱体4内部空间连通，与储罐2连接的气体排放管路和与箱体4连接的气体排放管路402均向外延伸并汇聚至安全放散装置100，从而实现集中排放，减少气体排放区，降低船舶危险区域的面积，预防发生安全事故。较优地，与储罐2连接的在气体排放管路和箱体4连接气体排放管路402上均设有控制阀(图中未示出)，既能够分别控制储罐2的气相空间和两箱体4内部空间内的气体排放，又能够避免储罐2及两个箱体4向外放散的气体的相互回流。

此外，封头22和箱体4构成的围护气密装置还设有抽风系统以及时排出其内天然气；箱体4的底壁43上设计有排污结构，以通过该排污结构向外流至安全区域，降低在围护气密装置内因天然气的卸料而带来的各种可能发生的危险事故。

以图1所示的左右方向来具体说明，本实施例的供气管路系统分别位于储罐2的左右两端，作为供气功能右端的供气管路系统为主系统。其中，左右两端的主要供气管路系统还分别具有其他功能，具体地，右端的供气管路系统还具有为气体发动机提供首次点火功能、增压功能和充装功能，左端供气管路系统除同时具有为气体发动机提供首次点火功能和增压功能之外，还具有优先用气功能。

接下来，对上述供气管路系统所具有的各功能所对应配置的子系统进行详细说明。每个供气管路系统均包括：第一管路31、设置于第一管路31上的换热装置301、比例调节阀(图中未示出)以及根部阀(图中未示出)。储罐2内的LNG燃料在储罐2内气相空间的作用下输送至换热装置301进行加热并气化为气体燃料，比例调节阀对该气化的气体燃料的流量、压力和温度进行调节以满足船体上的气体发动机的用气要求。其中，根部阀设置于第一管路31与储罐2封头22连接的端部，通过根部阀的启闭以控制LNG燃料从储罐2内向换热装置301的输送，以便于切断出现故障的一供气管路系统的故障源。

进一步地，每个供气管路系统还包括：第二管路32和设置于第二管路32上的缓冲装置304。缓冲装置304通过第二管路32分别与储罐2内的LNG燃料和气体发动机连通；缓冲装置304与储罐2之间的第二管路分段内的LNG燃料能够在环境温度下气化为气体燃料，并且该气体燃料收集于缓冲装置304内以向气体发动机提供首次点火燃料。缓冲装置304的设置既为正常供气提供稳定的气体燃料，又为气体发动机首次点火提供气体燃料；尤其是是后者，避免由于气体发动机无循环水，不能为换热装置301提供热交换的循环水源，而使换热装置301不能正常的气化LNG燃料的问题。

在本实施例中，每个供气管路系统还包括：增压系统5。该增压系统5包括：第一增压管路51和第二增压管路(图中未示出)，第一增压管路51通过调节阀(图中未示出)与储罐2内的液相空间连通，第二增压管路与储罐2内的气相空间连通。由于储罐2内的LNG连续被使用，储罐2内的压力会随着液体的减少而降低，当压力低于设定值时，不能满足气体发动机对气体燃料压力的要求，而通过增压阀的控制储罐2内的液相介质能够经第一增压管路51流入换热装置301进行气化，之后，气化后的气体介质经第二增压管路流入储罐2的气相空间，从而实现对储罐2的增压，达到增压设定值时，增压阀自动关闭。

每个供气管路系统中仅设置一个换热装置301，其既可用于向外部供气的热交换装置，也可用于该增压系统5的增压，使得换热装置301合二为一具有双重功能，节省了船舶上有限的空间。

其中，仅设置于左端的供气管路系统中的优先用气系统6包括：气体管路(图中未示出)和设置于气体管路上的阀门(图中未示出)；气体管路的一端与储罐2的气相空间连通，另一端以向气体发动机供气。当储罐2内气相压力较高并达到设定安全值时，整个系统会优先打开阀门，让储罐2内的气相介质经气体管路向气体发动机供气，以使储罐2内的气相介质优先被使用，以避免储罐2压力过高以及燃料的放空损失，减少LNG燃料的使用损耗率。

仅设置于右端的供气管路系统中的充装系统包括：液相管路71、气相管路72、过滤装置701和溢流装置702。

液相管路71和气相管路72均分别与储罐2和外部的充装设备(如槽车或加气站)的液相管线和气相管线连接，过滤装置701设置于液相管路71上。具体地，通过液体泵或增压将外部充装设备的LNG燃料经液相管路71输送至过滤装置701进行过滤，并且将过滤后的LNG燃料向储罐2进行充液；在向储罐2进行充液的过程中，储罐2内的压力达到一预警值时，储罐2内的气相介质能够经气相管路72输送至外部的充装设备，释放了压力，且能够减少放空损失。当储罐2内的LNG燃料达到预设值后，溢流装置702能够发出警报并自动切断对储罐2的充液，防止过充。

在本实施例中，位于储罐2左右两端的供气管路系统的结构稍有不同，使得两端的供气管路系统所具有的功能也有所差异，本实施例右端的供气管路系统主系统，左端为副系统，在保证双供气功能的前提下，尽量减少系统成本。然而，在实际使用中，位于左右两端的供气管路系统的结构可以相同，也可以通过增减使储罐两端的供气管路系统具有所需的功能。

虽然已参照以上典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。