一種用於運輸瀝青的新型船舶的製作方法

2023-04-28 13:37:16 2

專利名稱：一種用於運輸瀝青的新型船舶的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種運輸船舶，特別是一種可運輸石油瀝青並可兼運閃點大於60 'C的成品油的新型遠洋運輸船。
背景技術：
瀝青是一種廣泛應用於高速公路、 一級公路和城市公路建設的有機結合物。目前國 內瀝青的生產廠家主要是遼河油田和克拉瑪依油田,由於生產能力限制以及品質指標達 不到高等級公路的要求，遠不能滿足我國公路建設的發展需要，因此必須依靠進口。目 前我國每年進口瀝青總量約150 180萬噸，其中散裝瀝青佔總量的30%左右。工程中 採用的瀝青絕大多數是石油瀝青，石油瀝青是複雜的碳氫化合物與其他非金屬衍生物組 成的混合物。通常瀝青閃點在240"C—330°C之間，燃點比閃點約高3°C--6°C。根據中 國船級社的《石油瀝青船檢驗指南(2005)》和《鋼質海船入級規範(2006)》，瀝青船 一般應符合載運閃點大於6(TC (閉杯試驗)石油產品的液貨船的有關要求。若載運的石 油瀝青溫度不能低於其閃點15°C,則應符合載運閃點小於60 。C (閉杯試驗)石油產 品的液貨船的有關要求。由於瀝青的物理特性,液貨艙在運輸過程中,需要進行加熱和保 溫,這是為了滿足瀝青可流動性和泵送性的需要，常用保溫材料的主要性能指標及瀝青加 熱設備和駁運設備的選擇瀝青船液貨艙是瀝青船設計、製造以及管理的關鍵，對於船舶 的節能和運行成本的控制具有十分重要的意義。液貨艙是指用於裝運液體貨物的容器， 通常液貨艙與船體為整體結構，構成船體結構一部分，且以相同方式與鄰近的船體結構 一起承受相同的負荷，其通常是船體的結構完整性所必需的。由於瀝青在裝載和運輸過 程中的溫度將達180'C或以上，這將使材料的機械性能顯著下降，而且液態石油瀝青在 溫度變化過程中，會引起船體結構的應力變化，船體由此會發生變形。另外由於是整體 結構，液貨艙與船體外殼的構建連接會產生導溫，不利於液貨艙的保溫，熱損耗較大。 發明內容
本實用新型的目的是要提供一種不會因瀝青的溫度而影響到船體結構的強度，並可 採用整體絕熱保溫敷設，減少熱損耗的採用獨立液貨艙結構的用於運輸瀝青的新型船舶。
本實用新型的目的是這樣實現的 一種用於運輸瀝青的新型船舶，包括船體，船體 甲板下方為貨艙區，貨艙區設有一個以上的獨立液貨艙，獨立液貨艙內設有加熱保溫系 統，獨立液貨艙置於貨艙內的雙層底上，通過底端支撐固定，獨立液貨艙外表面設有絕 熱包覆層，在獨立液貨艙的艙頂部中縱部位還設有防傾樁，左右兩側設有防浮樁。
本實用新型提供的用於運輸瀝青的新型船舶，由於採用了獨立結構的液貨艙，液貨 艙不與船體結構直接接觸，液貨艙與船體不構成一個整體結構即液貨艙並非構成船體所 必不可少的一部分，不與鄰近的船體結構一起承受相同的負荷，不會因瀝青的溫度變化 使船體的機械性能下降並引起船體結構的應力變化進而導致船體發生變形；獨立結構液 貨艙的可以整體鋪設保溫層，液貨艙與船體之間的支承結構也使用絕熱支承，降低了熱 能消耗；獨立結構的液貨艙可獨立建造，然後整體入艙，建造方便，縮短建造周期。以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式

本實用新型的設計原理如下-
瀝青船液貨艙的加熱保溫是瀝青船能否正常營運的不可缺少的保障、也是瀝青船設 計中的關鍵技術。現階段，整體結構液貨艙，因其構成船體結構一部分，且以相同方式 與鄰近的船體結構一起承受相同的負荷，與船體外殼存在大量的構件聯繫，必然存在許 多"熱橋"，其加熱保溫系統的設計手段還存在許多不太完善的方面，熱能消耗較大； 而採用獨立結構的液貨艙，不與船體結構直接連接，可以整體鋪設保溫層，液貨艙與船 體之間的支承結構也可以使用絕熱支承，達到"零熱橋"，降低了熱能消耗；同時液貨 艙的受熱變形不會影響船體結構的變形和應力變化；在製造時，獨立結構的液貨艙可獨 立建造，然後整體入艙，建造方便，縮短建造周期。
根據設計原理，本實用新型採用以下結構 一種用於運輸瀝青的新型船舶，包括船
體，船體甲板l下方為貨艙區，貨艙區設有一個以上的獨立液貨艙2，獨立液貨艙2內 設有加熱保溫系統，獨立液貨艙2置於貨艙內的雙層底3上，通過底端支撐4固定，獨 立液貨艙2外表面設有緣熱包覆層5，在獨立液貨艙2的艙頂部中縱部位還設有防傾樁 6，左右兩側設有防浮樁7。
如圖l所示，獨立式液貨艙在貨艙內底採用框形垂直支撐；左右與前後方向，在液貨艙底部中縱部位設橫縱向鍵槽定位。因此,液貨艙除能產生微小的膨脹或位移外,是固 定在貨艙內的,不會隨船產生大的移動或晃動,不會對橫穩性產生不利影響。液貨艙在貨 艙除了垂直支撐及左右與前後方向固定外，在液貨艙頂部中縱部位還設有防傾樁和左右 兩側設有防浮樁。液貨艙在船艙內是活動的，在裝載高溫瀝青時既有膨脹的餘地,又能保 證船舶在海上航行時防止罐大範圍的搖動，以及萬一破艙時防止罐的浮動。從而也較好地 保護貨油罐和加熱管系,特別是膨脹接頭不受損壞。在液貨艙外表敷設隔熱材料保溫，保 溫材料採用新型稀土保溫塗料，液貨艙先裝設框架，艙外表先塗上一層稀土保溫塗層，然 後再在複合棉上再塗上一層稀土塗層貼到罐體外表上,外面用鋅鐵板覆蓋，用抽心釘和螺 釘固定。在貨艙內底的框形垂直支撐內裝設高強度絕熱墊板，避免液貨艙底部與金屬直 接接觸，減少傳熱。
本實用新型在實施時，
1. 獨立液貨艙的尺度，按照瀝青船技術規格書對載重量與有效裝載係數的要求，結 合船型的選擇，根據船舶製造廠的起吊能力，可設一個以上的合適尺度的獨立液貨艙。
2. 獨立液貨艙的結構形式與支撐，如
圖1所示，在由雙層殼保護的貨艙區設置獨立 型帶絕緣的液貨艙，支持在船底結構上的複合材料的墊塊上，不與船體結構直接連接， 允許液貨艙因熱脹冷縮滑動。
3. 獨立液貨艙的加熱與保溫系統。瀝青是高粘度貨物，駁運瀝青適宜的溫度約在 160'C左右，當溫度低於150'C時，貨油泵就不能處於良好的運轉狀態，溫度的控制範 圍一般在12(TC 18(TC之間，準確的加溫溫度控制標準以承運的瀝青牌號或供貨方提供 的貨物性能資料為準，不同牌號的瀝青，對加溫溫度的控制要求是不同的，加溫溫度的 控制標準就是依據該種瀝青的貨物性能資料。加溫溫度太低，瀝青容易重新凝固，造成 卸油困難；加溫溫度過高，不僅浪費能源，而且有可能造成瀝青性能發生改變。如超 過卸油設備工作時的極限溫度，極易造成這些設備的損壞。過高的溫度還會引起瀝青中 殘存的輕餾分大量蒸發，這些閃點很低的氣體極大地增加了船舶的危險程度。瀝青船的 貨油加溫設備一般使用熱油鍋爐，熱油鍋爐使用的是高閃點、高凝固點的特殊油類作為 導熱介質，將加熱介質通入貨油艙內的加熱盤管來實現對貨油加熱的形式。按照使用情 況，可以分為加熱和保溫。加熱，是到港前在適當時間內對貨油加熱，實用於航線長的 油船；保溫是連續對貨油進行保溫，實用於航線短的油船。
4. 獨立液貨艙的保溫材料和結構。瀝青船所裝載的瀝青必須是以液態形式運輸，因 而瀝青裝船溫度高達16(TC 180。C;然而外底板和水面以下的舷側板處於海水中，溫度可能保持在0"C左右，環境溫度也遠遠低於其液態時的溫度。為了達到運輸所需的 溫度，則需要對液貨艙採取必要的隔熱措施。獨立液貨艙應採用經認可的隔熱材料進行
隔熱，隔熱材料敷設後，在環境溫度下(一個大氣壓下，空氣溫度為o'c，海水溫度為
(TC)貨艙處所內的溫度應不超過18(TC。 一般可以從兩個方面來達到提高隔熱效果一 為通過採用保溫材料，鋪設保溫層；二為優化船體與液貨艙之間的支承結構(即為底部
支承結構)，減少因金屬直接接觸而產生的"熱橋"。在船舶設計的過程中，根據不同 的船東需要、技術要求、成本控制，選擇不同形式的保溫材料。 一般，選擇導熱係數小、 比重小、阻燃性能好、使用溫度高、施工方便、粘結性好的保溫材料就可使船舶的載重 量係數提高，熱能消耗降低，從而大大提高船舶的經濟性指標。
一艘6000噸瀝青船設計實例
本船為單螺旋槳、中速柴油機驅動的石油瀝青運輸船，具有如下布置從首到尾連 續的上甲板；整個貨艙區舷側設連續的雙層殼；貨艙區船底部分由貨艙底板和船底外板 構成對貨艙的雙層保護，該空間的高度滿足國際防汙染公13F條規則的要求(船體底部
結構為單底結構)；設首樓；設尾樓；上甲板為直線型梁拱；船中設裝卸貨集管站和甲
板室；設具有球鼻首的傾斜船首；方尾；機艙設於尾部；居住區設於尾部，在尾樓甲板 上設三層甲板室；駕駛室設於居住區的上方；機艙開口和煙囪與居住區分離。船體設六 道水密橫艙壁將船體分為如下部分首尖艙和錨鏈艙；應急消防泵艙和首壓載水艙；貨 艙區(全部由雙層殼保護)分為前後兩個貨艙段，兩個貨艙段之間為貨泵艙，每個貨艙 段均為不與船體結構焊接在一起的獨立的貨艙結構，每個貨艙段又分隔為4個水密的貨 艙，貨泵艙布置在兩個貨艙段之間，貨泵艙兩側為燃油艙，其外側有雙層殼和雙層底保 護；機艙設於貨艙的後方，機艙內設有各種必需的油櫃，淡水艙設於船尾尾尖艙，邊艙 和首尾尖艙為專用壓載水艙。獨立型帶絕緣的液貨艙，支持在船底結構上的複合材料的 墊塊上，不與船體結構直接連接允許貨艙因熱脹冷縮滑動。
總長約.106.84 m
垂線間長101.50 m
型寬17.60 m
型深10.10 m
設計吃水6.50 m
總噸位1969:約5,600 GT
貨物本船運載的貨油為石油瀝青和成品油，這些液貨的閃點大於60。C 。本船裝運的貨油密度範圍由0.924 t/m3到1.04t/m3，貨油的運輸溫度最高為200°C。 主機在CSR工況時每天油耗約為12.7 t/d。
航速和續航力本船在設計吃水6.5m及主機輸出功率為CSR (2813 Kw)時，且 在船體清潔、深水、無風浪的情況下，具有15%航海裕度的服務航速約為13.35kn。本 船的續航力在燃油艙裝滿，航速為13.35kn時，約為5500n.mile
載重量在比重為1.025的海水中，設計吃水時的載重量約為6000t，船舶載重量 為船舶在相應吃水且海水比重為1.025時，排水量(包括船體外板和附體)與空船重量 之間的差值。
艙容
1) 貨油艙(100%裝載)約5840 m3
2) 燃油艙(包括日用艙和澄清艙)(100%裝載)約360m3
3) 重柴油艙(包括日用艙和澄清艙)(100%裝載)約80m3
4) 淡水艙(100%裝載)約180 m3
5) 壓載水艙(100%裝載)約2770 m3 熱油裝置
1) 全自動熱油鍋爐2臺，1000KW/臺
2) 加熱介質熱導油
3) 熱油溫度(進口/出口) 210° C/260° C
2.設計特點
貨艙區(全部由雙層殼保護)分為前後兩個貨艙段，兩個貨艙段之間為貨泵艙，採 用獨立液貨艙，每個貨艙段設一個獨立液貨艙，獨立液貨艙是不與船體結構連環的獨立 結構。獨立的液貨艙由設於船底結構頂部的絕熱複合材料墊塊來撐，允許液貨艙能熱脹
冷縮變形。液貨艙為高強度鋼焊接結構。每個液貨艙由縱橫水密艙壁分隔為4個貨艙。
貨艙的結構型式為縱骨架式。結構構件包括頂部、側壁、端壁和底部肋板均設於貨艙內 部，但是底部縱骨設於貨艙外側。液貨艙外部與船體結構之間有一定的隔離空間。貨艙
底部肋板應設有足夠的流水孔，以求儘量有利於貨物的掃艙。液貨艙能承受200度高溫 液體貨的靜、動態載荷。貨艙的艙口圍板直接通到上甲板以上。液貨艙兩側和上部的船 體結構上設置防止液貨艙浮動裝置。液貨艙的底部有定位裝置。在液貨艙上應設吊裝用 的眼板，並對裝設眼板部位的結構進行加強以承受吊裝時的集中力。
獨立液貨艙貨油加熱和保溫由燃油熱油鍋爐組成的熱油加熱迴路專供貨油艙貨油加熱用,在每個貨油艙內，設2組(並聯式)碳鋼加熱盤管，當保溫時使用l組，當升溫 時，使用2組可滿足要求。油艙加熱系統各進出口均採用手動閥，以方便對各油艙液貨 溫度進行單獨控制。在貨艙區內，熱油加熱總管經絕熱包復後，敷設在上甲板下方。貨 油管路及貨油閘閥均採用熱油伴行管加熱，貨油泵及吸入濾器等均有熱油加熱腔。油艙
內的加熱盤管儘可能靠艙底敷設，其所用的"u"形管夾及螺栓(雙重)材料均為不鏽 鋼。液貨艙保溫採用新型稀土保溫塗料，艙壁先裝設框架，艙外表先塗上一層10mm稀 土保溫塗層，然後再在60mm厚複合棉上再塗上一層10mm稀土塗層貼到罐體外表上，外 面用鋅鐵板覆蓋,用抽心釘和螺釘固定。
貨油裝卸採用2臺電動立式雙螺杆泵作為貨油泵，並設置於船中部的貨油泵艙內， 通過變頻裝置以調節電動機的轉數來達到改變泵排量的目的。貨油管系允許兩臺貨油泵 同時工作。貨油泵裝在貨油泵艙內，而驅動電動機裝在泵上方有良好通風的艙室內，通 過萬向軸與泵相連。每臺貨油泵的吸入總管和排出總管分別為DN250mm和DN200mm。 2臺貨油泵可以同時工作，當l臺貨油泵工作時，任l臺泵可以抽吸任l貨油艙的液 貨。在甲板上設有單獨的注入管系，液貨可以通過貨油總管至各貨油艙的專設注入支管 從艙的首端注入艙內。通過貨油泵，每個艙的液貨均可以進行封閉循環運作。每臺貨油 泵出口管處均設旁通管。在貨油艙內的貨油管採用焊接連接，而泵艙及貨艙段隔離空艙 等處可用法蘭連接。貨油管所用的螺栓、螺母及支架均為不鏽鋼。貨油管用的墊片採用 增強石墨板或相當材料。貨油泵的維修除了直接連接於泵體的管子需拆卸外，不應牽動 其它管子。液貨在貨油管內的流速一般不應超過5m/s。每個貨油艙的吸油管裝在艙的尾 部，其端部裝吸入喇叭口。貨油系統全部採用手動閘閥，閥體材料為鑄鋼，閥芯和閥杆 為不鏽鋼。
權利要求1、一種用於運輸瀝青的新型船舶，包括船體，船體甲板(1)下方為貨艙區，其特徵在於貨艙區設有一個以上的獨立液貨艙(2)，獨立液貨艙(2)內設有加熱保溫系統，獨立液貨艙(2)置於貨艙內的雙層底(3)上，通過底端支撐(4)固定，獨立液貨艙(2)外表面設有絕熱包覆層(5)，在獨立液貨艙(2)的艙頂部中縱部位還設有防傾樁(6)，左右兩側設有防浮樁(7)。
專利摘要一種用於運輸瀝青的新型船舶，屬於船舶製造技術領域。源於運輸船包括船體，船體甲板下方為貨艙區，貨艙區設有一個以上的獨立液貨艙，獨立液貨艙內設有加熱保溫系統，獨立液貨艙置於貨艙內的雙層底上，通過底端支撐固定，獨立液貨艙外表面設有絕熱包覆層，在獨立液貨艙的艙頂部中縱部位還設有防傾樁，左右兩側設有防浮樁。本實用新型提供由於採用了獨立結構的液貨艙，液貨艙不與船體結構直接接觸，不會因瀝青的溫度變化使船體的機械性能下降並引起船體結構的應力變化進而導致船體發生變形；獨立結構液貨艙的可以整體鋪設保溫層，液貨艙與船體之間的支承結構也使用絕熱支承，降低了熱能消耗；獨立結構的液貨艙可獨立建造，然後整體入艙，建造方便，縮短建造周期。
文檔編號B63B25/08GK201317454SQ20082019083
公開日2009年9月30日 申請日期2008年9月17日 優先權日2008年9月17日
發明者向安玉, 彭景亮, 李麗麗, 柯希平, 俊 樊, 王業高, 趙永東, 陳愛國, 韓烈彪, 黃定春 申請人:中國葛洲壩集團機械船舶有限公司;彭景亮;王業高;李麗麗;陳愛國;黃定春;樊 俊;向安玉;柯希平;韓烈彪;趙永東