一种cng安全高效运输船气货系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于压缩气体海上运输系统，涉及一种CNG运输船，尤其是一种CNG安全高效运输船气货系统。
【背景技术】
[0002]压缩天然气(CNG)运输船是指运送压缩天然气的货船，由于无需液化装置和再气化终端等昂贵的设施，有利于降低船运成本，因此日益受到青睐。申请号为US4，846，088的美国专利公开了一种运输压缩天然气的方法，其在海上驳船的甲板或甲板以上设有储藏容器，包括许多由水平安放在驳船甲板上的管道式管子所形成的压力瓶。该运输方法的缺点是压力瓶数量上受到限制，因为这些压力瓶是放在甲板以上，为了保持驳船足够的稳定性，大大限制了单艘驳船所能装载的气体量，导致单位装载气体的价格升高。
[0003]美国恩朗液化天然气发展有限公司在中国申请的申请为96191260.X的专利公开了一种压缩天然气船运系统，其在船上设置了压缩气体储存容器，每个压缩气体储存容器包括3~30个气瓶，气瓶以垂直方向安装在船舱内，船舱用舱口盖盖住，以防在海水进入。该系统中未公开气瓶的固定方式，总所周知，海上运输不同于陆地，其受海浪及恶劣天气的影响，运输船在行驶过程经常上下颠簸、左右摇摆，因此，气瓶的固定是安全运输首要解决的问题；而且上述系统中将气瓶全部用舱口盖盖住，万一发生了压缩天然气的泄漏，后果不堪设想，在CNG运输船上如何将泄漏的天然气排放至货舱外也是一个亟待解决的技术问题，申请号为201420667174.9的专利公开的压缩天然气运输船在货舱盖上设置了透气桅杆，所述透气桅杆包括一中空管状结构的杆体和设置在杆体上的通气管路，通过通气管路将气瓶瓶口泄漏的天然气排放至货舱外；但是该结构增加管路设置的复杂性。
[0004]在中国申请号为200680023284.X的专利公开了一种压缩天然气运输船，其上的储罐除了上端均在密闭的空间内，这些储罐的上端配备一个边围，在甲板上设置延展套节，将储罐借助边围直接悬挂在了延展套节上，所有配套管路均设置在船舱外。该结构虽然降低了天然气可能泄露的风险，但是储罐借助边围直接悬挂在了延展套节的结构安全性较差。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种CNG安全高效运输船气货系统，其将储气单元的底部和中部与船体限位、顶端自由膨胀，减小船体颠簸和摇摆对储气单元的冲击力，并实现储气单元与管路的隔离，提高了 CNG运输船的安全系数，适用于恶劣的海上环境。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种CNG安全高效运输船气货系统，包括船体，限位在船体内的储气单元、配套管路系统、以及相应的控制单元和伺服机构，所述储气单元包括设置在密闭舱内、沿船体呈竖直排布的气瓶组，气瓶上端借助上端塞组件伸出密闭舱之外，所述配套管路系统借助于上端塞组件和受控气动阀门设置在密闭舱上方、与气瓶实现通、断连接，所述控制单元及其附属手控部件和随机检测显示部件设置在密闭舱上方的巡回通道两侧。
[0007]所述气瓶的下端借助摆动减震机构与船体底部限位、中部借助绑带组件与船体上的龙骨阻尼限位、上端借助所述上端塞组件与密闭舱的舱盖柔性限位。
[0008]优选的，所述摆动减震机构包括与气瓶的下瓶口螺纹连接、具有球面凸台的法兰，以及焊接在气瓶底座上、承载所述球面凸台的法兰托圈；所述法兰借助套装有缓冲减震组件的预紧力螺栓限位在气瓶底座上、与法兰托圈形成摆动限位结构。
[0009]所述龙骨连接在两船舷之间，龙骨上设置限位气瓶的定位靠板，所述绑带组件包括环绕气瓶的绑带、以及设置在龙骨上与绑带两端定位的螺柱螺母副，所述气瓶在定位靠板与绑带之间形成限位结构；绑带的设置高度不低于气瓶的重心高度。
[0010]所述船体借助隔板分隔为3~6个密闭舱，所述气瓶在密闭舱内按列沿船体轴向排布，与上端塞组件连通的装卸气支管汇集至设置在两列气瓶中间的单元汇气管，各单元汇气管分别经前半区总管或后半区总管汇集至装卸气总管，所述装卸气总管的两端延伸至船体两侧、分别借助装卸气座弯管与装卸气座连通。
[0011]上述技术方案中，气瓶底部借助摆动减震机构使气瓶与船体限位，减小船体颠簸和摇摆时对气瓶的冲击力，在进一步改进的优选方案中，采用球面法兰的凸球面与法兰托圈之间、借助缓冲减震机构形成摆动限位结构，这样当船体左右摇摆或上下颠簸时，与法兰一体连接的气瓶瓶体可以在随船体摆动过程中，进行缓冲和随动调整，吸收来自船体对气瓶施加的向上或者向下的应力，相当于形成了一个摆动支座，减小船体由于惯性而施加到瓶体或者气瓶支座上的冲击应力，提高了气瓶定位的安全性，以适应船体的颠簸和摇摆；在中部用绑带固定、上部穿出舱盖自由膨胀，并将出舱孔密封，中部绑带与瓶体之间的摩擦还能够限制船体施加给气瓶的旋转作用力。
[0012]采用上述技术方案产生的有益效果在于:(1)本发明中气瓶底部摆动限位、中部借助绑带限位，两点限位的结构使瓶体能够根据船体的颠簸和摇摆进行相适应性的摆动调整，从而降低了船体对瓶体和气瓶支座的冲击，提高了 CNG船行驶过程气瓶定位的安全性；
(2)顶部密封一方面可以形成密闭的船舱环境，使船舱内保持安全的环境，另一方面防止解决恶劣海上环境对瓶体造成侵蚀；(3)借助上端塞组件将配套管路系统架设在密闭舱的上方，实现了气瓶与管路的隔离设置，提高了 CNG运输船的安全性；竖直排布的瓶体提高了单船的运气量，配套管路采用气瓶分级集中的方式，能够高效地装卸气；(4)本发明的定位方式结构简单、装卸气操作简单，控制系统及配套管路均设置在密闭舱的上方，且便于管路维护、检修，以及气瓶气压的监测和紧急处理，设置的龙骨增加了船体的稳定性。
【附图说明】
[0013]图1是本发明CNG船的主视结构示意图(其中气瓶轮廓为透视图)；
图2是图1的俯视结构不意图；
图3是图2的左视结构示意图；
图4是图3中气瓶底部的限位结构的放大示意图图5是图3中气瓶中部的限位结构俯视的放大示意图；
图6是上端塞组件的结构示意图；
图7是沿船轴向方向、气瓶上部及配套管路的结构示意图； 图8是沿船径向方向、气瓶上部及装卸气管路和排污管路的结构示意图；
图9是图2中A处的放大结构示意图；
图10是安全排放管路的主视结构示意图；
其中，1代表船体，2、气瓶，2-1、下瓶口，2-2、上瓶口，2-3、出仓管，2-4、环凸，2-5、阀座，2-6、端塞，2-7、排污口，2-8、进出气通孔，3、气瓶底座，4、龙骨，5、密闭舱，5-1、舱盖，5-1-1、凸台，以下B1~B7表示气瓶底部限位的部件，B1、螺栓，B2、法兰，B3、橡胶弹簧，B4、密封垫圈，B5、蝶形弹簧，B6、帽型密封套，B7、法兰托圈，以下M1~M5表示气瓶中部定位的部件，M1、绑带，M2、定位靠板，M3、螺柱螺母副，M4、橡胶靠垫，M5、连接筋，Τ1、风琴管式密封套；6_1、装卸气总管，6-2、装卸气座，6-3、装卸气座弯管，6-4、单元汇气管，6-5、前半区总管，6-6、后半区总管，6-7、装卸气支管，7-1、单元排污管，7-2、排污支管，9-1、垂直排放管，9-2、纵向排放管，9-3、垂直排放桅，9-4、横向排放管，9-5、紧急排放阀，9-6、安全排放阀。
【具体实施方式】
[0014]参见图1，本实施例的CNG安全高效运输船气货系统，包括船体1，限位在船体1上的储气单元、配套管路系统以及相应的控制单元和伺服机构，在密闭舱5内、沿船体呈竖直排布的气瓶2组，气瓶2上端借助上端塞组件伸出密闭舱5之外，所述配套管路系统借助于上端塞组件和受控气动阀门设置在密闭舱5上方、与气瓶实现通、断连接，所述控制单元及其附属手控部件和随机检测显示部件设置在密闭舱5上方的巡回通道两侧。
[0015]所述船体1的密闭舱5的舱盖5-1，其上均可以行走或安装其它的部件。本发明将配套管路系统设置在舱盖5-1上方；气瓶2从船体底部开始排布，降低了 CNG船的重心高度，有利于CNG运输船的安全、平稳地运行。气瓶的瓶体全部密闭在密闭舱5内，并实现密封，气瓶与管路隔离设置，防止天然气从管路或管路接头处向密闭舱内泄漏而引发事故