CN111924048B - 一种用于在海洋结构物的船体舱室中容纳液态气体装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于海洋结构物的船体舱室中容纳液态气体装置，包括容纳液态气体装置，容纳液态气体装置从内到外依次设置有第一屏壁、次屏壁、隔热构件和海洋结构，第一屏壁包括主屏壁和位于主屏壁内侧的自支撑液压罐，主屏壁与次屏壁之间形成有检查空间，次屏壁由若干组膜面板组成，若干组膜面板之间形成有若干组三向连接结构且相邻排列的膜面板之间相焊接，每组三向连接结构向三个不同方向延伸，相邻两组膜面板之间焊接有三通连接件，膜面板包括一组基板和加工成型于基板***的若干组边缘板。本发明在液化气体装置内设有次屏壁，采用价格低廉且强度高的不锈钢膜，通过蜂窝状或网格状的安装方式将多组膜面板进行焊接形成一个高强度的屏壁。

Description

一种用于在海洋结构物的船体舱室中容纳液态气体装置

技术领域

本发明涉及海洋液压天然气仓技术领域，具体为一种用于海洋结构物的船体舱室中容纳液态气体装置。

背景技术

储罐***基于通常使用的液化石油气（LPG）安全壳***，其中石油气在-40⁰C下为液体。本发明涉及为温度低于-55⁰C的介质开发的安全壳***，可储存的介质包括液化天然气（LNG）、液态乙烯气、液态氮气或其他除LPG外的液化气。这些安全壳***需要次屏壁，以确保在主屏壁泄漏的情况下整个***的完整性，船用液态气体密封***是一个具有隔热性能的液密密封舱。液化气在舱室中保持极低温，隔热的目的是使液化气体不受热量汇集的影响，并保护液化气体运输船的船体结构不受液化天然气等介质低温的影响，膜安全壳***是基于一个薄的屏障（主屏壁）和一个主屏壁外的收集屏障（次屏壁）。两个屏壁都通过隔热层支撑到相邻的船体结构上。这种围堵***不是自支撑的，因为船体形成了承重结构。膜式安全壳***配有一个次屏壁，以确保在主屏壁泄漏时整个***的完整性。安全壳***也可以是独立的IMO的A型罐，后一种储罐通常用于运输安装在货舱内的液化石油气。货舱边界用绝缘材料覆盖，绝缘材料的内表面装有金属（不锈钢）次屏壁（膜）。次级屏壁是需要用来处理低于-55⁰C的液体。这些屏壁***不适用于液化石油气的储存。

然而，现有的船舶用于容纳液态气体的装置在使用的过程中存在以下的问题：（1）液化气体需要保持在低温的情况下，现有的用于容纳液态气体的装置在受冷却收缩而产生的压力下，强度不足，容易产生裂缝而产生泄漏的问题；（2）用于对液化气体进行储存的仓体内部的板体结构安装方式较为简单，无法满足实际使用的需要且缺乏安全防护结构。为此，需要设计相应的技术方案解决存在的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于海洋结构物的船体舱室中容纳液态气体装置，解决了背景技术中所提出的问题，满足实际使用需求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于海洋结构物的船体舱室中容纳液态气体装置，包括容纳液态气体装置，所述容纳液态气体装置从内到外依次设置有第一屏壁、次屏壁、隔热构件和海洋结构，所述第一屏壁包括主屏壁和位于主屏壁内侧的自支撑液压罐，所述主屏壁与次屏壁之间形成有检查空间，所述次屏壁由若干组膜面板组成，若干组所述膜面板之间形成有若干组三向连接结构且相邻排列的膜面板之间相焊接，每组所述三向连接结构向三个不同方向延伸，相邻两组所述膜面板之间焊接有三通连接件，所述膜面板包括一组基板和加工成型于基板***的若干组边缘板，若干组所述膜面板沿着边缘板的自由端焊接，所述次屏壁还包括角膜面板，所述角膜面板位于次屏壁的拐角处，所述自支撑液压罐内部形成有船体舱室且底部与次屏壁之间安装有支撑结构，所述支撑结构与膜面板之间焊接有支撑平台板，所述隔热构件位于次屏壁的外侧，所述海洋结构安装于隔热构件的外侧且由若干组环形钢板组成，相邻两组所述环形钢板之间等距设置且表面开设有安装槽口。

作为本发明的一种优选实施方式，若干组所述膜面板均为相同结构且采用不锈钢材料，所述膜面板是矩形或六角形的一种。

作为本发明的一种优选实施方式，所述三通连接件呈向上凸起的鱼骨状结构且下方形成有连接口。

作为本发明的一种优选实施方式，所述三通连接件的总长度应具有使三通连接件因热收缩而适应或弯曲的最大长度。

作为本发明的一种优选实施方式，所述边缘板的两端边缘呈倾斜状设置且呈凸起状结构。

作为本发明的一种优选实施方式，所述角膜面板呈板体结构且表面设有适于船体结构中的弯曲角。

作为本发明的一种优选实施方式，所述支撑结构由第一凸块、第二凸块和三角支撑块组成，所述第一凸块分设有两组且对称安装于自支撑液压罐底面两侧，所述第二凸块位于自支撑液压罐底面中部且两侧通过两组三角支撑块与自支撑液压罐相连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述支撑结构和支撑平台板焊接在一起形成流体密封。

作为本发明的一种优选实施方式，相邻三组所述膜面板的连接处形成有安装角，所述安装角的外侧设置有增强装置。

作为本发明的一种优选实施方式，所述增强装置通过焊接的方式包裹于安装角的***。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.本方案在用于液化气体的装置内设计有次屏壁，采用价格低廉且强度高的不锈钢膜，通过蜂窝状或网格状的安装方式将多组膜面板进行焊接组装形成一个高强度的屏壁结构，可以很大程度上提高液化气体装置的整体强度，满足液化气体在低温压力下压力的需求。

2.在液化气体装置的内部设计有多层结构可以有效的达到防渗漏的效果，具有较好的安全防护作用。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明所述次屏壁结构图；

图3为本发明所述膜面板连接结构图；

图4为本发明所述次屏壁拐角位置示意图；

图5为本发明所述角膜面板与三通连接件结构图；

图6为本发明所述增强装置结构图。

图中:1-次屏壁，2-海洋结构，3-主屏壁，4-自支撑液压罐，5-检查空间，6-膜面板，7-三向连接结构，8-三通连接件，9-基板，10-边缘板，11-角膜面板，12-船体舱室，13-支撑结构，14-支撑平台板，15-环形钢板，16-安装槽口，17-连接口，18-弯曲角，19-第一凸块，20-第二凸块，21-三角支撑块,22-隔热构件，23-安装角，24-增强装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种用于海洋结构物的船体舱室中容纳液态气体装置，包括容纳液态气体装置，容纳液态气体装置从内到外依次设置有第一屏壁、次屏壁1、隔热构件22和海洋结构2，第一屏壁包括主屏壁3和位于主屏壁3内侧的自支撑液压罐4，主屏壁3与次屏壁1之间形成有检查空间5，次屏壁1由若干组膜面板6组成，若干组膜面板6之间形成有若干组三向连接结构7且相邻排列的膜面板6之间相焊接，每组三向连接结构7向三个不同方向延伸，相邻两组膜面板6之间焊接有三通连接件8，膜面板6包括一组基板9和加工成型于基板9***的若干组边缘板10，若干组膜面板6沿着边缘板10的自由端焊接，次屏壁1还包括角膜面板11，角膜面板11位于次屏壁1的拐角处，自支撑液压罐4内部形成有船体舱室12且底部与次屏壁1之间安装有支撑结构13，支撑结构13与膜面板6之间焊接有支撑平台板14，隔热构件22位于次屏壁1的外侧，海洋结构2安装于隔热构件22的外侧且由若干组环形钢板15组成，相邻两组环形钢板15之间等距设置且表面开设有安装槽口16，本发明从内到外的第一屏壁、次屏壁1、隔热构件22和海洋结构2进行依次安装，并在次屏障1与自支撑液压罐4均匀安装第一凸块19、第二凸块20和三角支撑块21，在次屏障1安装的过程中将若干组膜面板6进行拼接式安装并焊接，将次屏障1焊接成一个整体，最后在装置的外侧均匀安装环形钢板15并通过连接件将整个装置安装于船体上。

附注：次屏壁1的模板6结构可以为次屏壁1也可以为主屏壁3。

进一步改进地，若干组膜面板6均为相同结构且采用不锈钢材料，膜面板6是矩形或六角形的一种，根据实际的需要进行选用。

进一步改进地，三通连接件8呈向上凸起的鱼骨状结构且下方形成有连接口17，设计为凸起状结构可以提高连接处的强度。

进一步改进地，三通连接件8的总长度应具有使三通连接件8因热收缩而适应或弯曲的最大长度，提高连接处的稳定性。

进一步改进地，边缘板10的两端边缘呈倾斜状设置且呈凸起状结构，这样的设计方式可以提高膜面板6边缘的强度并且便于与相邻的膜面板6进行焊接。

进一步改进地，角膜面板11呈板体结构且表面设有适于船体结构中的弯曲角，设计有区别于膜面板6的曲状结构的角膜面板11，便于配合存储装置的安装，提高拐角处的强度。

进一步改进地，支撑结构13由第一凸块19、第二凸块20和三角支撑块21组成，第一凸块19分设有两组且对称安装于自支撑液压罐4底面两侧，第二凸块20位于自支撑液压罐4底面中部且两侧通过两组三角支撑块21与自支撑液压罐4相连接，通过第一凸块19、第二凸块20和三角支撑块21可以提高装置内部的支撑效果，避免自支撑液压罐4与外层直接接触，达到更好的保温和安全效果。

进一步改进地，支撑结构13和支撑平台板14焊接在一起形成流体密封。

进一步改进地，相邻三组膜面板6的连接处形成有安装角23，所述安装角23的外侧设置有增强装置24。

具体地，增强装置24通过焊接的方式包裹于安装角23的***，可以有效的提高膜面板6连接处的强度和密封性。

在使用时：该***包括一个带主屏壁的液密自承式液化天然气储罐，该储罐必须满足IMO A型安全壳罐的要求，这些类型的储罐设计用于在低温下以液相形式运输非增压液化天然气或其他气体，***还可以包括多个具有公共次屏障的储罐，***还包括具有液体密封次屏壁的隔热构件，主屏壁和次屏壁由一个可进入检查空间隔开，液化天然气储罐通过支撑装置连接至船舶的船体结构，支撑装置被布置成一端支撑液化天然气储罐，进一步延伸穿过次屏壁，并连接至船舶2的船体结构，在安全壳液态气体***中次屏壁与***中的绝缘构件连接，屏壁不限于此布置，因此，根据本发明的屏壁也可以布置为液态气体***的安全壳中的主屏壁，屏障由多个膜面板组装，面板具有矩形基板和基板***的四个边缘板，边缘板垂直于基板布置，边缘板可进一步焊接在膜面板的所有四个角中，或者面板可安装在模压机或类似设备中，每个面板都有连续排列，膜面板将具有盒盖形状，该固定点位于面板的中心，并且说明膜面板打算连接到隔离构件或单个点中的下表面，这取决于它是什么类型的屏障，优选地，固定点位于膜平面的中心，然而，在一些实施例中，固定点可以偏离中心点一些距离，然而，固定点不得布置得太靠近面板的任何边缘板，因为这将降低边缘板移动的可能性，膜平面最好由不锈钢制成，也可以选择其他钢材料或钢合金，膜面板的底板可以是700mm x 140mm的矩形，边缘板可进一步从基板延伸70 mm，膜板的厚度可以为1 mm，这些尺寸仅是示例性测量，并不限制本发明的膜面板20，对于边缘板的其他高度，基板的其他尺寸也是可能的，边缘板的高度与面板的宽度的优选比率可以是1:10，矩形板的厚度和尺寸不是相互关联的，基板和相应边缘板之间存在圆形过渡，相应边缘板因此在膜的***形成基板的向上延伸，相应的边缘板也以略微倾斜的角度从基板向上延伸，这意味着边缘板中的每一个不完全垂直于基板延伸，基板与相应边缘板之间的角度大于90，例如：一个非限制性示例的角度值是91.23°，稍微倾斜的边缘板的结果是边缘板的自由端位于垂直面中，该垂直面通过边缘板的相对连接端位于垂直面A的外部，在边缘板的自由端和连接端之间还指示有1.5 mm的位移，这只是一个位移值示例，仅说明当隔室中没有液态气体时（即当膜板处于初始位置而不暴露于任何收缩力时），膜板有可能由于海洋结构的移动而相互压缩，膜面板也可以为其他形状，如六角形、圆形、三角形或菱形；

所有不同的设计六角形、圆形、三角形或菱形可以具有类似的圆形过渡和倾斜的边缘板，矩形膜板并且与基板的角度距离大于90°，膜板连接形成鱼骨模式，膜面板为矩形，鱼骨图案的形成方式是两个和两个相邻的膜板20被布置成使得膜的纵向侧覆盖相邻膜板的纵向侧的一半，连续焊接连接29的长度最大为一个膜板纵向长度的2倍，另一个首选方案是膜板纵向长度的最大1.5倍，本设计中的两个焊接接头适用于在三点接头或接头中相接，膜面板的尺寸须保持基本相同，最好使用形状相同的膜面板，因为这使得组装相应的膜面板更容易和经济，然而，本发明不限于使用穿过整个屏壁的等形状的膜板；

以蜂窝模式组装的多个六角形膜面板，每个膜面板包括基板和边缘板，边缘板从基板向上延伸距离，焊接连接的长度等于膜板的六角形长度之一，在这种设计中，三个焊接连接被采用以适于在三点连接中接合；

膜板分别包括底板和边缘板，在圆形面板和互补膜面板之间形成焊接连接，因此，焊接连接既从圆形膜面板径向延伸，又沿着圆形膜面板的圆形扇形延伸，当边缘板弯曲时，在两个相邻的膜板之间的底部有一个空间提供灵活性，焊接连接提供刚性连接，因此，边缘板的自由端是刚性的，而底部提供柔性，当屏障的膜平面由于冷液态气体而变冷时，膜面板的材料将缩回，因此，三通接头的布置将导致变形，在鱼骨结构的三向连接形成T形连接，由于材料收缩，三通接头或T形接头从初始位置移开，这些设计仅具有沿边缘板的自由端的焊缝，还提供了灵活性，因为当所公开的隔室中没有液体时，允许面板在底部彼此移动，当暴露在液态气体的低温下时，屏障的三通接头中的每一个都呈略微弯曲的形状；

在膜板的生命周期中，它将承受材料热收缩、船舶加速度和船体变形所引起的载荷，考虑到热载荷和船体变形将对屏障产生类似的影响，并且两者都由边缘板处理，为了确保柔性元件的受控操作，并保持膜面板就位，将相应的膜面板固定在各板中间的绝缘层上，这种布置确保了柔性元件独立工作，每个元件覆盖各自区域内的挠度，只要面板的主要部分通过固定点连接，则不要求所有膜面板都固定在下垫面上，并非所有膜板都有固定点，大多数膜板具有固定点并且适于附着于下垫面就足够了，与屏障结合使用的加强装置加强装置覆盖三通接头，加强装置沿着边缘板的每个焊接连接在每个方向上从三通接头延伸一定距离， 该加强装置的目的是使作用在三通接头上的力发散，从而用作三通接头的加强件。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于海洋结构物的船体舱室中容纳液态气体装置，包括容纳液态气体装置，其特征在于：所述容纳液态气体装置从内到外依次设置有第一屏壁、次屏壁（1）、隔热构件（22）和海洋结构（2），所述第一屏壁包括主屏壁（3）和位于主屏壁（3）内侧的自支撑液压罐（4），所述主屏壁（3）与次屏壁（1）之间形成有检查空间（5），所述次屏壁（1）由若干组膜面板（6）组成，若干组所述膜面板（6）之间形成有若干组三向连接结构（7）且相邻排列的膜面板（6）之间相焊接，每组所述三向连接结构（7）向三个不同方向延伸，相邻两组所述膜面板（6）之间焊接有三通连接件（8），所述膜面板（6）包括一组基板（9）和加工成型于基板（9）***的若干组边缘板（10），若干组所述膜面板（6）沿着边缘板（10）的自由端焊接，所述次屏壁（1）还包括角膜面板（11），所述角膜面板（11）位于次屏壁（1）的拐角处，所述自支撑液压罐（4）内部形成有船体舱室（12）且底部与次屏壁（1）之间安装有支撑结构（13），所述支撑结构（13）与膜面板（6）之间焊接有支撑平台板（14），所述隔热构件（22）位于次屏壁（1）的外侧，所述海洋结构（2）安装于隔热构件（22）的外侧且由若干组环形钢板（15）组成，相邻两组所述环形钢板（15）之间等距设置且表面开设有安装槽口（16）。

2.根据权利要求1所述的一种用于海洋结构物的船体舱室中容纳液态气体装置，其特征在于：若干组所述膜面板（6）均为相同结构且采用不锈钢材料，所述膜面板（6）是矩形、六角形和圆形的一种。

3.根据权利要求1所述的一种用于海洋结构物的船体舱室中容纳液态气体装置，其特征在于：所述三通连接件（8）呈向上凸起的鱼骨状结构且下方形成有连接口（17）。

4.根据权利要求3所述的一种用于海洋结构物的船体舱室中容纳液态气体装置，其特征在于：所述三通连接件（8）的总长度应具有使三通连接件（8）因热收缩而适应或弯曲的最大长度。

5.根据权利要求1所述的一种用于海洋结构物的船体舱室中容纳液态气体装置，其特征在于：所述边缘板（10）的两端边缘呈倾斜状设置且呈凸起状结构。

6.根据权利要求1所述的一种用于海洋结构物的船体舱室中容纳液态气体装置，其特征在于：所述角膜面板（11）呈板体结构且表面设有适于船体结构中的弯曲角。

7.根据权利要求1所述的一种用于海洋结构物的船体舱室中容纳液态气体装置，其特征在于：所述支撑结构（13）由第一凸块（19）、第二凸块（20）和三角支撑块（21）组成，所述第一凸块（19）分设有两组且对称安装于自支撑液压罐（4）底面两侧，所述第二凸块（20）位于自支撑液压罐（4）底面中部且两侧通过两组三角支撑块（21）与自支撑液压罐（4）相连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于海洋结构物的船体舱室中容纳液态气体装置，其特征在于：所述支撑结构（13）和支撑平台板（14）焊接在一起形成流体密封。

9.根据权利要求2所述的一种用于海洋结构物的船体舱室中容纳液态气体装置，其特征在于：相邻三组所述膜面板（6）的连接处形成有安装角（23），所述安装角（23）的外侧设置有增强装置（24）。

10.根据权利要求9所述的一种用于海洋结构物的船体舱室中容纳液态气体装置，其特征在于：所述增强装置（24）通过焊接的方式包裹于安装角（23）的***。

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