一种用于油船的氨燃料B型独立舱的制作方法

一种用于油船的氨燃料b型独立舱
技术领域
1.本实用新型涉及油船技术领域，尤其是涉及一种用于油船的氨燃料b型独立舱。


背景技术：

2.油船是运输原油的一类船舶。常规的油船驱动燃料是重油，但是其排放的废气含有大量的碳、硫氧化物，会对大气造成较为严重的污染。随着imo的碳减排战略和国内“碳达峰，碳中和”目标的制定，零碳燃料在船舶上的应用势在必行。以氨燃料为船舶动力的船型会是未来一大趋势。针对油船，本专利采用一种b型独立舱来储存液态氨。
3.油船的一个特点是对于特定的航线，为了保证油品的流动性，需要对货油进行加热。加热需要耗费相当可观的能源。
4.氨作为油船燃料的特点：氨(液相)密度随温度和压力而变化，在-33.35℃， 1个大气压时的密度为696kg/m3，有较大的毒性。为了较为经济地存储氨，需要将其进行液化，用液舱来存储液态氨，并需要控制其蒸发率。液态氨会对船体结构钢材产生应力腐蚀。
5.b型独立液货舱是完全独立的，不是船体结构的组成部分，专门用于储存低温的液化气体。b型舱有多种形式，本专利针对平面结构组成的棱柱型液货舱。 b型舱由符合船舶规范要求的低温钢制造，周界的船体材料也需根据规范要求选取。b型舱的主屏壁、绝热系统和次屏壁构成完整的液货围护系统，燃料舱周围的空间填充干燥惰性气体，防止液货舱泄漏成为可燃环境。
6.目前已有的双燃料油船船型均选用lng作为燃料，且燃料舱布置在上甲板上。但是，lng作为燃料还是会产生碳排放，选用氨可以彻底解决这一问题。氨热值较低，对于续航力要求高的油船，燃料舱的容积较大，布置在甲板上会影响甲板布置并阻碍视线，所以需要应用另外的方案。
7.目前b型舱方案主要针对lng/leg运输船或者lng/leg浮式生产储存海洋结构物，对于在油船上的氨燃料储存并不适用。油船上的货油属于危险物品，独立燃料舱与货油舱之间不能直接相邻，燃料舱的结构也需要选用适合氨燃料的材料。加热的货油和燃料舱之间的温度梯度过大会导致结构应力过高，且浪费货油舱的加热能量，并增加燃料舱的蒸发率。另外，氨一旦泄漏对船体结构和人员也会带来较大的危害。


技术实现要素：

8.针对存在的技术问题，本专利提供了一种在油船上应用的b型氨燃料舱。
9.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案提供了一种用于油船的氨燃料b 型独立舱，包括b型氨燃料舱，b型氨燃料舱外周分布有用于分隔的隔离空舱；隔离空舱的隔离空舱纵舱壁和油船的内底板均设有船体板绝热层。
10.优选的，b型氨燃料舱位于油船的上甲板及内底板之间。
11.优选的，油船的上甲板与b型氨燃料舱之间设有强横梁，b型氨燃料舱包括位b型舱舱壁、设于内底板与b型舱舱壁之间的垂向支撑支座、以及分布于内底板与b型舱舱壁和强
横梁与b型舱舱壁之间的限位装置。
12.优选的，b型舱舱壁表面设有燃料舱绝热层。
13.优选的，内底板和隔离空舱纵舱壁上设有船体板绝热层。
14.优选的，船体板绝热层包括聚氨酯泡沫层和不锈钢层。
15.优选的，b型氨燃料舱还包括设于强横梁与b型舱舱壁之间的止浮装置。
16.优选的，隔离空舱内部相隔一定垂向高度布置水平桁。
17.优选的，水平桁开设有通孔。
18.优选的，隔离空舱内设有探测、报警装置。
19.综上所述，本实用新型包括以下有益技术效果：
20.(1)提供了一种应用在货油舱区域的b型氨燃料舱，周围用隔离空舱与货油隔离，确保了氨燃料舱的舱容和布置，并对氨泄漏采取了保护措施，确保了船体与人员的安全。
21.(2)通过在b型氨燃料舱表面和船体板表面同时敷设绝热材料，确保了船体结构上的温度梯度不会过大，进而确保了结构安全。
22.(3)减小了货舱区的热量损失和燃料舱区域的蒸发率，降低了油船在运营时的能量损耗。
23.(4)本专利的技术方案，可以降低b型舱油船的使用成本，提高运营经济效益，提高船体结构的安全性，降低风险。
附图说明
24.图1为b型氨燃料舱在油船中应用的侧视图。
25.图2为b型氨燃料舱在油船中应用的俯视图。
26.图3为b型氨燃料舱的横剖面图。
27.图4为船体板绝热层详图。
28.附图标记：1、b型氨燃料舱；2、隔离空舱；3、上甲板；4、内底板；5、货油舱；6、舷侧外板；7、货油舱纵舱壁；8、隔离空舱纵舱壁；9、外底板；10、底部纵桁；11、水平桁；12、强横梁；13、b型舱舱壁；14、垂向支撑支座；15、限位装置；16、燃料舱绝热层；17、止浮装置；18、斜板；19、船体板绝热层； 20、不锈钢；21、聚氨酯泡沫。
具体实施方式
29.本说明书中附图所显示的大小、比例等只是示意性的，用以配合说明书所描述的内容，并非用以限定本专利的实施条件，不影响本专利所产生的功效。本说明书中所述的“上”、“下”、“内”、“外”等位置关系仅是为了方便描述，而非用以限定本专利的可实施范围，其相对关系的改变，在无实质变更技术内容下亦视为本专利的可实施范畴。
30.本实用新型实施例公开一种用于油船的氨燃料b型独立舱，其包括b型氨燃料舱1，应用于对燃料舱舱容要求较高的油船场景。b型氨燃料舱1在油船中应用时，布置在货油舱5区域，周围均分布货油舱5。
31.与b型氨燃料舱1相邻的船体结构和构件包括：位于b型氨燃料舱1下方的内底板4、位于b型氨燃料舱1上方的上甲板3、位于上甲板3与b型氨燃料舱 1之间的强横梁12、设于b型氨燃料舱1周围并用于与货油舱5分隔的隔离空舱 2、设于货油舱5靠近隔离空舱2侧面的
货油舱纵舱壁7、设于隔离空舱2靠近b 型氨燃料舱1侧面的隔离空舱纵舱壁8、倾斜连接隔离空舱纵舱壁8和内底板4 的斜板18、相隔一定垂向高度布置于隔离空舱2内部的水平桁11、以及敷设于内底板4和隔离空舱纵舱壁8的船体板绝热层19。
32.其中，隔离空舱2内部设置探测、报警装置，一旦发生氨泄漏，对船上人员及时报警并进行处置；通过隔离空舱2将燃料舱区域与货油区域分隔开，为了满足规范的要求，隔离空舱2的宽度不小于900mm；b型氨燃料舱1通过隔离空舱纵舱壁8和货油舱纵舱壁7将货油区域与氨燃料区域分隔开；船体板绝热层19 由聚氨酯泡沫21和不锈钢20组成，并用螺栓固定到船体板上。
33.斜板18与内底板4的夹角控制在30度～60度的范围，在与隔离空舱纵舱壁 8相交的位置处设置一水平桁11，其上设置一定数量的通孔；隔离空舱2的内部相隔一定的垂向高度布置水平桁11，其作用是除了保证隔离空舱2的强度和刚度之外，还作为人员通行和检查的通道；水平桁11上设置一定数量的通孔，保证通风和流水的需求。
34.b型氨燃料舱1包括设于内底板4上的垂向支撑支座14、设于强横梁12下的止浮装置17、分布于内底板4上和强横梁12下的限位装置15、连接垂向支撑支座14和限位装置15的b型舱舱壁13、以及敷设于b型舱舱壁13表面的燃料舱绝热层16。
35.b型氨燃料舱1通过垂向支撑支座14放置在内底板4上，通过限位装置15 来进行横向和纵向的限位，通过止浮装置17来防止船体进水时b型氨燃料舱1 漂浮起来。b型氨燃料舱1的垂向支撑支座14和限位装置15的数量和位置可根据b型氨燃料舱1的具体尺寸进行调整。调整的原则是以保证b型氨燃料舱1的结构安全为准，并满足规范的要求。
36.b型舱舱壁13的材料为碳锰钢、高锰钢或者不锈钢20；垂向支撑支座14、限位装置15、止浮装置17由承压木和船体结构钢组成。
37.本专利在b型舱舱壁13表面敷设了燃料舱绝热层16；在内底板4和隔离空舱纵舱壁8上敷设船体板绝热层19。这样做的好处是解决了货油舱5高温加热的需求以及b型氨燃料舱1的低温需求之间的矛盾。船体板绝热层19可以提高隔离空舱纵舱壁8上的温度，降低隔离空舱纵舱壁8与货油舱纵舱壁7之间的温度梯度。船体板绝热层19还进一步阻隔了货油舱5的热量向b型氨燃料舱1传递，减少了货油舱5的热量损失，进而节约了能源。同时，船体板绝热层19还有利于b型氨燃料舱1将氨维持在一个较低的温度，降低液态氨的蒸发率。
38.船体板绝热层19的敷设方式可采用预制聚氨酯泡沫21块的方式进行，施工简单方便。船体板绝热层19在b型氨燃料舱1吊装之前敷设，与b型氨燃料舱 1表面的燃料舱绝热层16的距离需要满足规范要求的最小间距要求(一般情况下大于600mm)。除了满足上述规范的最小要求之外，还需要保证b型氨燃料舱1 在施工时的吊装需求和人员操作需求。
39.船体板绝热层19的厚度取为燃料舱绝热层16厚度的1/3左右。燃料舱绝热层16和船体板绝热层19的绝热层的具体厚度需要根据蒸发率要求以及货油舱5 的温度进行温度场计算得到。温度场计算通常通过计算流体力学(cfd)的方法或者热阻网络法进行。计算时，要考虑到船体板绝热层19和燃料舱绝热层16的共同作用。
40.船体板绝热层19的组成如图4所示，由不锈钢20和聚氨酯泡沫21组成。图中不锈钢20的厚度约为2mm，材料可以为304或316不锈钢20。不锈钢20和聚氨酯泡沫21之间用树脂或其他粘结材料固定。聚氨酯泡沫21通过螺栓固定到船体板上。
41.不锈钢20可以在一定程度上可以抵御液态氨的应力腐蚀，并且可以对聚氨酯泡沫
21进行一定的保护。船体板绝热层19可以在液态氨发生泄漏时，对b型氨燃料舱1周围的船体结构起到保护作用。
42.上述实施例仅用以说明本专利专利的原理和功效，而非用于限制本专利。任何熟悉此技术的人士可以在不违背本专利的精神和范畴下很容易对这些实施例作出各种修改。因此，本专利不限于上述实施例，所属领域的通常技术人员在未脱离本专利所揭示技术思想下所完成的改进和修改都应该在本专利的保护范围之内。