一种用于承载液氨的液货舱结构及液货船的制作方法

1.本发明涉及船舶建造技术领域，具体涉及一种用于承载液氨的液货舱结构及液货船。


背景技术：

2.随着国际国内对碳排放要求的日益严格，航运市场上对零碳燃料的需求与日俱增，为了实现去碳化战略目标，在船舶技术和营运上调整船用燃料、用低碳或碳中和燃料替代传统的燃料是未来船舶航运发展的必须方向。
3.现阶段，天然气lng是最常用的替代燃料，随着技术的发展，甲醇、液化石油气-乙烷以及液化石油气-丙烷等燃料技术也逐渐成熟并应用到实船上。但是，严格上来说，要减少温室气体的排放，需要从船舶燃料的全生命周期情况来考察，即燃料的原料来源、生产方式、运输过程、存储以及燃烧产生物等环节。从以上的能源物理特性可以看出，天然气和液化石油气均是不可再生能源，同时燃烧后产生二氧化碳，会加剧温室气体效应。生物燃料虽然是可再生能源，但是在生产、运输以及燃烧后都会不同程度地产生温室气体排放。而氢和氨，是可以通过可再生一次能源生产的二次能源，燃烧后不会产生二氧化碳，是完全意义上的清洁能源。但是在目前的技术背景下，氢在制备、储存以及利用上还还不够成熟。但是对比起来易生产、储存和运输、同时能量密度相对较高的氨燃料成为了大多数船东的选择。
4.氨有以下的物量特性：
5.1)氨是无色，有毒气体；
6.2)沸点是-33℃，对应密度是0.696t/m3，比天然气和液化石油气的密度大；
7.3)氨极易溶于水，在常温常压下1体积水能溶解900体积氨；
8.4)工业中，氨主要以液氨的形态存在；而液氨对铜、铜合金、锌等材料有应力腐蚀作用。
9.因此，在常规的液氨存储液货舱设计中都会考虑采用可以承受-33℃的耐腐蚀低温钢。而普通高强度钢则容易被液氨腐蚀同时不允许承受-30℃以下温度的介质。所以一旦承载液氨的液货舱破损后，相邻的船体结构也必须和液货舱结构达到同等要求，即要求能承受低温和耐腐蚀要求，这样势必会影响相邻的船体结构材料的使用，由于面积范围太大，从而大大增加采购成本。


技术实现要素：

10.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于承载液氨的液货舱结构及液货船，以避免液货舱结构破损后液货舱内承载的液氨泄露对液货舱其他结构的腐蚀，降低生产成本。
11.为了实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于承载液氨的液货舱结构，包括：
12.液货舱，设置于船体结构内，且由船体结构包围；
13.空舱，设置于船体结构与液货舱之间，且环绕液货舱的外围设置；
14.喷洒装置，设置于空舱内，且沿液货舱的横向方向布置。
15.可选地，液货舱包括：
16.液货舱底板，与船体结构的船体内底板相对应；
17.液货舱外壳板，垂直于液货舱底板设置，且与液货舱底板的边缘固定连接，沿液货舱底板的边缘形成闭合结构，液货舱外壳板与船体结构的船体内壳板相对应；
18.液货舱顶板，设置于由液货舱外壳板围成的闭合结构的顶端，且与船体结构的船体上甲板相对应。
19.可选地，喷洒装置包括：
20.喷淋管，设置于船体结构的船体内底板上，且在船体结构的船体内底板上沿液货舱的横向方向延伸布置，并同时延伸至船体内壳板上。
21.可选地，喷洒装置还包括：
22.注水管，与喷淋管连接。
23.可选地，液货舱结构还包括：
24.底部支座结构，设置于空舱内，且分别与液货舱底板、船体结构的船体内底板固定连接；沿液货舱的纵向方向上，喷洒装置与底部支座结构错开布置。
25.可选地，液货舱结构还包括：
26.温度感应装置，设置于空舱内，且设置于船体结构的船体内底板上以及部分船体内壳板上；
27.加热装置，设置于空舱内，且设置于船体结构的船体内底板上以及部分船体内壳板上；沿液货舱的横向方向上，加热装置与温度感应装置间隔设置。
28.可选地，温度感应装置、加热装置沿液货舱的纵向方向上与喷洒装置对应设置或者错开设置。
29.可选地，喷淋管的材料为玻璃钢。
30.可选地，液货舱结构还包括：
31.液货抽吸结构，设置于空舱内，沿液货舱的纵向方向上与喷洒装置间隔设置；液货抽吸结构包括抽液管以及积液槽，积液槽设置于船体结构的船体内底板上，抽液管的一端与积液槽连接，另一端沿液货舱的横向方向延伸，经船体内壳板延伸至船体上甲板外。
32.可选地，液货抽吸结构还包括：
33.抽吸装置，与延伸至船体上甲板外的抽液管的另一端连接。
34.可选地，沿液货舱的横向方向上，每个液货抽吸结构包括两个积液槽，每个积液槽连接有一个抽液管。
35.本发明还提供一种液货船，包括上述方案中任一项中的液货舱结构。
36.与现有技术相比，本发明所述的用于承载液氨的液货舱结构及液货船至少具备如下有益效果：
37.本发明的液货舱结构包括液货舱、空舱以及喷洒装置。其中，液货舱设置于船体结构内且由船体结构包围。空舱设置于船体结构与液货舱之间，且环绕液货舱的外围设置。喷洒装置设置于空舱内，且沿液货舱的横向方向布置。本发明通过在船体结构与液货舱之间的空舱内设置喷洒装置，当承载有液氨的液货舱发生液氨泄露时，能够采用喷洒装置进行
淡水喷洒以采用淡水溶解泄露的液氨，进而缓解液氨对船体结构中船体内底板和船体内壳板的腐蚀作用，同时也避免了由于防止液氨泄露对船体结构的材料进行更换，降低了生产成本。
38.进一步地，本发明液货舱结构的空舱内还设置有温度感应装置以及加热装置。温度感应装置、加热装置均设置于船体结构的船体内底板上以及部分船体内壳板上。温度感应装置用来探知液货舱外的空舱内的温度，加热装置用来当发生液氨泄露时适度对船体内底板和部分船体内壳板进行加热，以缓解低温液氨的温度对船体结构中船体内底板和船体内壳板的影响。
39.进一步地，本发明液货舱结构的空舱内还设置有液货抽吸结构，液货抽吸结构包括抽液管以及积液槽，积液槽设置于船体结构的船体内底板上，抽吸管的一端与积液槽连接，另一端连通至船体上甲板上以对积液槽内的液氨抽吸排出，进一步减少了泄露的液氨对于船体结构中船体内底板和船体内壳板的影响。
40.本发明的液货船包括上述液货舱结构，同样能够实现上述技术效果。
附图说明
41.图1为本发明实施例中所述的液货舱结构的俯向结构示意图；
42.图2为图1中沿a-a向的剖视图；
43.图3为图1中沿b-b向的剖视图；
44.图4为图1中沿c-c向的剖视图；
45.图5为图1中沿d-d向的剖视图。
46.附图标记列表：
47.1液货舱
48.11液货舱底板
49.12液货舱外壳板
50.13液货舱顶板
51.14液货舱外绝缘层
52.2船体结构
53.21船体内底板
54.22船体内壳板
55.23船体上甲板
56.24积液槽
57.31底部防横摇支座
58.32底部垂向支座
59.33顶部防横摇支座
60.34顶部止浮支座
61.4空舱
62.51喷淋管
63.52喷淋管支架
64.53注水管
65.6温度感应装置
66.7加热装置
67.81抽液管
68.82抽液管支架
69.x横向方向
70.y纵向方向
具体实施方式
71.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
72.须知，本发明实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
73.本实施例提供一种用于承载液氨的液货舱结构，参照图1和2，该液货舱结构包括液货舱1、空舱4以及喷洒装置，其中，液货舱1设置于船体结构2内且由船体结构2包围。空舱4设置于船体结构2与液货舱1之间，且环绕液货舱1的外围。喷洒装置设置于空舱4内，且沿液货舱1的横向方向x布置。
74.具体地，参照图2，液货船的船体结构2一般包括船体内底板21、船体内壳板22以及船体上甲板23，船体结构2的材料均为普通钢板。
75.参照图2，液货舱1包括液货舱底板11、液货舱外壳板12、液货舱顶板13以及液货舱外绝缘层14。液货舱底板11与船体结构2的船体内底板21相对应，液货舱外壳板12垂直于液货舱底板11设置，且与液货舱底板11的边缘固定连接，沿液货舱底板11的边缘形成闭合结构，液货舱外壳板12与船体结构2的船体内壳板22相对应。液货舱顶板13设置于由液货舱外壳板12围成的闭合结构的顶端，且与船体结构2的甲板相对应。液货舱1由液货舱底板11、液货舱外壳板12以及液货舱顶板13构成封闭空间区域，以用来承载液氨。可选地，液货舱外绝缘层14敷设在液货舱底板11、液货舱外壳板12以及液货舱顶板13上，以起到对液货舱1内液氨的保温功能。可选地，液货舱底板11、液货舱外壳板12、液货舱顶板13以及液货舱外绝缘层14的材料均可采用能够承受-33℃的耐腐蚀、耐低温的钢材。
76.参照图2，空舱4设置于船体结构2与液货舱1之间。具体地，该空舱4主要设置于船体内底板21和液货舱底板11之间以及船体内壳板22和液货舱外壳板12之间。可选地，空舱4内设置有气体或者液体泄露探测装置，以探测液货是否发生泄露并报警。
77.参照图3，在船体内底板21和液货舱底板11之间会设置有支座，以起到对液货舱1
的支撑以及限位作用。在本实施例中，在船体内底板21和液货舱底板11之间的底部中心线处设置有底部防横摇支座31，以及设置于底部防横摇支座31两侧的底部垂向支座32。在船体上甲板23以及液货舱顶板13之间的顶部中心线处设置顶部防横摇支座33以及分别设置于顶部防横摇支座33两侧的顶部止浮支座34。并且，底部防横摇支座31、底部垂向支座32布置船体结构2和液货舱1的强力结构处，可以很好地传递受力。
78.参照图4，喷洒装置设置于船体结构2的船体内底板21上并延伸至部分船体内壳板22上。喷洒装置包括喷洒管51以及与喷洒管51相连接的注水管53。其中，喷洒管51设置于船体结构2的船体内底板21上，且在船体结构2的船体内底板21上沿横向方向x延伸布置，并同时延伸至部分船体内壳板22上。在本实施例中，喷洒管51延伸至船体内壳板22高度的一半的位置。注水管53与喷洒管51连通，用于为喷洒管51提供水源，以供喷洒。当液货舱1发生液氨泄露时可以从注水管53中及时向喷淋管51中注入淡水，并进行淡水喷洒以溶解泄露的液氨，从而缓解液氨对船体结构2中船体内底板21和船体内壳板22的腐蚀作用。可选地，喷淋管51通过喷淋管支架52固定在船体内底板21上以及船体内壳板22上。喷淋管支架52可以在船体内底板21上以及船体内壳板22上间隔设置，例如可以焊接在船体内底板21上以及船体内壳板22上。可选地，喷淋管51采用玻璃钢材料制作，以既满足功能需求又解决重量不宜过重的问题。喷淋管支架52同样可以采用玻璃钢材料制作。可选地，参照图1，喷淋管51在液货舱1的纵向方向y上与支座结构间隔一定距离设置，以避免支座对喷淋管51的干涉。
79.可选地，参照图4，液货舱结构的空舱4内还设置有温度感应装置6以及加热装置7。温度感应装置6设置于船体结构2的船体内底板21上以及部分船体内壳板22上。加热装置7同样也设置于船体结构2的船体内底板21上以及部分船体内壳板22上，沿液货舱1的横向方向上，加热装置7与温度感应装置6间隔设置。可选地，参照图1，温度感应装置、加热装置沿液货舱1的纵向方向y上与喷洒装置对应设置或者错开设置。在本实施例中，温度感应装置6为温度感应片，加热装置7为电加热片，并且温度感应片、电加热片沿液货舱1的横向方向x上间隔设置，并且沿液货舱1的纵向方向y上与喷洒装置对应设置。温度感应片用来探知液货舱1外的空舱4内的温度，电加热片用来当发生液氨泄露时适度对船体内底板21和部分船体内壳板22进行加热，以缓解低温液氨的温度对船体结构2中船体内底板21和船体内壳板22的影响。
80.可选地，参照图1和5，本实施例的液货舱结构还包括液货抽吸结构，该液货抽吸结构设置于空舱4内且沿液货舱1的横向方向x布置，沿液货舱1的纵向方向y上与喷洒装置间隔设置。液货抽吸结构包括抽液管81以及积液槽24，积液槽24设置于船体结构2的船体内底板21上，抽液管81的一端与积液槽24连接，另一端延伸至船体上甲板23外以对积液槽24内的积液抽吸排出。
81.可选地，参照图5，液货抽吸结构还包括抽吸装置(图中未示出)，该抽吸装置与抽吸管的另一端连接，用于对积液槽24内的积液进行抽吸。在本实施例中，积液槽24内的积液为收集的液货舱1内泄露的液氨溶液。可选地，沿液货舱1的横向方向上，每个液货抽吸结构包括两个积液槽24，并且，每个积液槽24都对应设置抽液管81。抽液管81通过一定距离的抽液管支架82固定在船体内底板21和船体内壳板22上。参照图1，积液槽24沿液货舱1的纵向方向y错开底部防横摇支座31和底部垂向支座32布置在液货舱1底部，在整个液货舱1底部的纵向位置上可以适当布置2-4列，以收集露的液氨水溶液。
82.本实施例还提供一种液货船，该液货船包括上述液货舱结构，该液货舱结构的具体结构在此不再赘述。
83.综上，本发明的液货舱结构包括液货舱、空舱以及喷洒装置。其中，液货舱设置于船体结构内且由船体结构包围。空舱设置于船体结构与液货舱之间，且环绕液货舱外围布置。喷洒装置设置于空舱内，且沿液货舱的横向方向布置。本发明通过在船体结构与液货舱之间的空舱内设置喷洒装置，当承载有液氨的液货舱发生液氨泄露时，能够采用喷洒装置进行淡水喷洒以采用淡水溶解泄露的液氨，进而缓解液氨对船体结构中船体内底板和船体内壳板的腐蚀作用，同时也避免了由于防止液氨泄露对船体结构的材料进行更换，降低了生产成本。
84.进一步地，本发明的液货舱结构的空舱内还设置有温度感应装置以及加热装置。温度感应装置、加热装置均设置于船体结构的船体内底板上以及部分船体内壳板上。温度感应装置用来探知液货舱外的空舱内的温度，加热装置用来当发生液氨泄露时适度对船体内底板和部分船体内壳板进行加热，以缓解低温液氨的温度对船体结构中船体内底板和船体内壳板的影响。
85.进一步地，本发明的液货舱结构的空舱内还设置有液货抽吸结构，液货抽吸结构包括抽液管以及积液槽，积液槽设置于船体结构的船体内底板上，抽吸管的一端与积液槽连接，另一端连通至船体上甲板外以对积液槽内的液氨抽吸排出，进而进一步减少了泄露的液氨对于船体结构中船体内底板和船体内壳板的影响。
86.本发明的液货船包括上述液货舱结构，同样能够实现上述技术效果。
87.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种用于承载液氨的液货舱结构，其特征在于，包括：液货舱，设置于船体结构内，且由所述船体结构包围；空舱，设置于所述船体结构与所述液货舱之间，且环绕所述液货舱的外围设置；喷洒装置，设置于所述空舱内，且沿所述液货舱的横向方向布置。2.根据权利要求1所述的液货舱结构，其特征在于，所述液货舱包括：液货舱底板，与所述船体结构的船体内底板相对应；液货舱外壳板，垂直于所述液货舱底板设置，且与所述液货舱底板的边缘固定连接，沿所述液货舱底板的边缘形成闭合结构，所述液货舱外壳板与所述船体结构的船体内壳板相对应；液货舱顶板，设置于由液货舱外壳板围成的闭合结构的顶端，且与所述船体结构的船体上甲板相对应。3.根据权利要求2所述的液货舱结构，其特征在于，所述喷洒装置包括：喷淋管，设置于所述船体结构的船体内底板上，且在所述船体结构的船体内底板上沿所述液货舱的横向方向延伸布置，并同时延伸至所述船体内壳板上。4.根据权利要求3所述的液货舱结构，其特征在于，所述喷洒装置还包括：注水管，与所述喷淋管连接。5.根据权利要求1所述的液货舱结构，其特征在于，所述液货舱结构还包括：底部支座结构，设置于所述空舱内，且分别与所述液货舱底板、所述船体结构的船体内底板固定连接；沿所述液货舱的纵向方向上，所述喷洒装置与所述底部支座结构错开布置。6.根据权利要求2所述的液货舱结构，其特征在于，所述液货舱结构还包括：温度感应装置，设置于所述空舱内，且设置于所述船体结构的船体内底板上以及部分所述船体内壳板上；加热装置，设置于所述空舱内，且设置于所述船体结构的船体内底板上以及部分所述船体内壳板上；沿所述液货舱的横向方向上，所述加热装置与所述温度感应装置间隔设置。7.根据权利要求6所述的液货舱结构，其特征在于，所述温度感应装置、所述加热装置沿所述液货舱的纵向方向上与所述喷洒装置对应设置或者错开设置。8.根据权利要求3所述的液货舱结构，其特征在于，所述喷淋管的材料为玻璃钢。9.根据权利要求2所述的液货舱结构，其特征在于，所述液货舱结构还包括：液货抽吸结构，设置于空舱内，沿所述液货舱的纵向方向上与所述喷洒装置间隔设置；所述液货抽吸结构包括抽液管以及积液槽，所述积液槽设置于所述船体结构的船体内底板上，所述抽液管的一端与所述积液槽连接，另一端沿所述液货舱的横向方向延伸，经所述船体内壳板延伸至所述船体上甲板外。10.根据权利要求9所述的液货舱结构，其特征在于，所述液货抽吸结构还包括：抽吸装置，与延伸至所述船体上甲板外的所述抽液管的另一端连接。11.根据权利要求9所述的液货舱结构，其特征在于，沿所述液货舱的横向方向上，每个所述液货抽吸结构包括两个积液槽，每个积液槽连接有一个所述抽液管。12.一种液货船，其特征在于，包括如权利要求1～11任一项所述的液货舱结构。

技术总结
本发明公开了一种用于承载液氨的液货舱结构及液货船，液货舱结构包括液货舱、空舱以及喷洒装置。其中，液货舱设置于船体结构内且由船体结构包围。空舱设置于船体结构与液货舱之间，且环绕液货舱的外围设置。喷洒装置设置于空舱内，且沿液货舱的横向方向布置。本发明通过在船体结构与液货舱之间的空舱内设置喷洒装置，当承载有液氨的液货舱发生液氨泄露时，能够采用喷洒装置进行淡水喷洒以采用淡水溶解泄露的液氨，进而缓解液氨对船体结构中船体内底板和船体内壳板的腐蚀作用，同时也避免了由于防止液氨泄露对船体结构的材料进行更换，降低了生产成本。降低了生产成本。降低了生产成本。


技术研发人员：朱彦 林青山 李云轩 周鑫元 蒋雄健
受保护的技术使用者：江南造船（集团）有限责任公司
技术研发日：2023.02.23
技术公布日：2023/5/24