一种B型LNG燃料舱空留处所的通风系统的制作方法

一种b型lng燃料舱空留处所的通风系统
技术领域
1.本发明涉及一种b型lng燃料舱(b型舱是燃料舱的一种结构型式，主要有a/b/c三种型式；lng燃料舱是指装载lng燃料的舱，lng的中文意思是液化天然气)空留处所的通风系统，属于船舶制造领域。


背景技术：

2.随着各国政府和国际海事组织对co2、no
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和so
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的排放要求不断提升，越来越多的船舶开始使用更加经济、环保的气体燃料。在双燃料船b型lng舱的绝热结构和外层舱壁之间为空留处所，空留处所中会设置维修平台，用于日常人员进入维护；而在船舶航行中，在空留处所会充注惰性气体以排除空气和水汽，保持空留处所的干燥和一定的压力环境；当lng燃料舱发生泄漏时，或处于事故状态时，空留处所中会存在危险气体，当危险气体的量到达一定浓度时，维护人员对其进行维护时，会危害人员的健康甚至生命，此时需提供应急事故通风，尽快排除危险气体。
3.目前公开专利cn113443116a公开了液化气运输船及其货空舱的通风方法，其提供的是货空舱的通风。
4.在中国学术文献网络出版总库中公开的文献“周志贤，杨令康,吴海荣.lng双燃料动力船舶设计探讨.船海工程,2014(4)”，该论文针对的是双燃料发动机船舶的设计要点，分析了lng燃料舱的布置、存储罐的选型、燃料加注的方式、双壁管通风系统的设计及特殊要求的排气系统等双燃料船舶设计的关键技术。文中提到对于机舱和双壁管的通风系统。
5.在中国学术文献网络出版总库中公开的文献“赵萌，郭冬雪.双燃料客滚船气体危险区域划分要点解析.基础科技,2020(11)”，该论文针对的是双燃料船舶的危险区划分，分析了危险区域的界定，燃料舱处所的危险区划分，通风进出口危险区划分以及c型舱相关处所的危险划分等。文中着重点在于危险区划分，对于通风方面，只提及了“lng相关危险区域应被持续通风，通风管路进出风口应足够高以避免设置载重线公约中要求的关闭装置。”。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是：如何设计一种适用于b型lng燃料舱空留处所在正常工作状态/事故状态/人员维护状态下的通风系统，能满足各种状态下的通风需求，确保空留处所的环境和人员安全。
7.为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种b型lng燃料舱空留处所的通风系统，其特征在于，包括气体泄漏探测器和压力传感器，气体泄漏探测器和压力传感器均设于设于lng燃料舱和外层舱壁之间的形成的空留处所内，外层舱壁上贯穿且密封连接有连通外层舱壁内外侧的排风管路，排风管路上设有开关空留处所与外界大气之间通路的气密电动蝶阀，气密电动蝶阀与外界大气连接的一侧设有防爆排风机，防爆排风机、气密电动蝶阀、气体泄漏探测器和压力传感器分别与plc控制模块电连接；气体泄漏探测器和压力传感器实时将信号反馈给plc控制模块，plc控制模块根据气体泄漏探测器和压力传感器
反馈的信号，判断是否开启或关闭气密电动蝶阀和防爆排风机。
8.优选地，当所述的气体泄漏探测器探测到待探测气体浓度超过设定值时，报警并通过plc控制模块打开气密电动蝶阀和开启防爆排风机；当压力传感器测得的压力低于一个设定值时，报警并通过plc控制模块打开气密电动蝶阀和开启防爆排风机；当压力传感器测得的压力高于另一个设定值，报警并通过plc控制模块打开气密电动蝶阀和开启防爆排风机；当气体泄漏探测器和压力传感器反馈的信号均在正常设定值，通过plc控制模块关闭气密电动蝶阀和关闭防爆排风机。
9.优选地，所述的排风管路包括至少一个气密排风管，每个气密排风管一端设于空留处所内，每个气密排风管另一端穿过外层舱壁并密封连接于外层舱壁上，每个气密排风管的排出末端设有用于对空留处所进行排风的一个气密电动碟阀和一台防爆排风机。
10.优选地，所述的排风管路还包括多个排风格栅，每个气密排风管上均布有多个排风格栅；每个气密排风管通过多个排风格栅与空留处所接通。
11.优选地，所述的气密电动蝶阀和防爆排风机均设于外层舱壁外侧。
12.优选地，所述的气密电动蝶阀与防爆排风机连锁设置。
13.优选地，所述的气密电动蝶阀，处于气密常闭状态，并根据气体泄漏探测器和压力传感器信号，由plc控制模块控制开启或关闭，开启时将空留处所的空气排出至外界大气，关闭时保证空留处所的气密状态，并能承受气密状态下惰性气体的充注压力。
14.优选地，所述的外层舱壁一侧设有人孔盖；人孔盖为可供人员维修进入空留处所的通道，并兼用于通风进口。
15.优选地，所述的防爆排风机的出风端设有通风筒。
16.优选地，所述的防爆排风机、气密电动蝶阀、气密排风管、排风格栅、气体泄漏探测器、压力传感器均为防爆和无火花，且能耐低温的结构。
17.b型lng燃料舱空留处所在正常工作状态时温度较低，内部充注惰性气体，需要有一定的承压性和密封性；在事故状态时又需要紧急排风，降低处所内危险气体的浓度；在人员维护状态时，人员需要进入，需要排除处所内的惰性气体，提供一个良好和安全的环境。因此本发明的通风系统的设计上需要兼顾各个状态下的要求，既要保证正常工作状态下良好的承压性和气密性，又需要在事故装态下快速有效排出危险气体，同时在人员维护状态下，快速有效排出惰性气体，保证环境和人员的安全性。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
19.1)本发明的通风系统由通风筒、防爆排风机、气密电动蝶阀、气密风管、排风格栅、气体泄漏探测器、压力传感器、plc控制模块及人孔盖组成，管路连接安装方便。可根据空留处所的气体浓度和压力变化，自动控制通风系统的工作状态，满足空留处所的不同状态下的通风要求，确保空留处所的环境和人员安全。
20.2)本发明的整个通风系统采用plc控制，自动调节，操作简单，可根据空留处所的不同状态要求进行操作。
21.3)本发明提供的通风系统为独立系统，适合空留处所空间较小的b型lng燃料舱的结构，通风管路为气密设计，能在空留处所充注惰性气体时确保在舱内压力下气体不泄漏。
22.本发明提供的通风系统结构紧凑，安装方便，同时自带plc控制模块，可根据空留处所的气体探测和压力传感，防爆排风机和气密电动蝶阀的自动调节，满足空留处所的不
同状态下的通风要求，确保空留处所的环境和人员安全。
附图说明
23.图1为一种b型lng燃料舱空留处所的通风系统的原理示意图；
24.图2为气密排风管的连接示意图。
具体实施方式
25.为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
26.本发明提供了一种b型lng燃料舱空留处所的通风系统，如图1所示，其包括通风筒1、防爆排风机2、气密电动蝶阀3、气密排风管4、排风格栅5、气体泄漏探测器6、压力传感器7、人孔盖8、plc控制模块9，通风筒1设于防爆排风机2的出风端，用于给防爆排风机2排风提供通路；气体泄漏探测器6和压力传感器7均设于设于lng燃料舱10和外层舱壁11之间的形成的空留处所12内，外层舱壁11上贯穿且密封连接有连通外层舱壁11内外侧的排风管路，排风管路上设有开关空留处所12与外界大气之间通路的气密电动蝶阀3，气密电动蝶阀3与外界大气连接的一侧设有防爆排风机2，气密电动蝶阀3与防爆排风机2连锁设置，气密电动蝶阀3、气体泄漏探测器6和压力传感器7分别与plc控制模块9电连接；气体泄漏探测器6和压力传感器7实时将信号反馈给plc控制模块9，plc控制模块9根据气体泄漏探测器6和压力传感器7反馈的信号，判断是否开启或关闭气密电动蝶阀3和防爆排风机2。
27.排风管路包括气密排风管4和末端的排风格栅5，用于排风。排风介质为危险气体或惰性气体。本实施例中，气密排风管4一端设于空留处所12内，气密排风管4另一端穿过外层舱壁11并密封连接于外层舱壁11上，气密电动蝶阀3和防爆排风机2均设于外层舱壁11外侧。气密排风管4上均布有多个排风格栅5；气密排风管4通过多个排风格栅5与空留处所12接通。
28.气密排风管4的排出末端设置一个气密电动碟阀3，用于确保空留处所12的气密性，并和防爆排风机2连锁。气密排风管4的排出末端设置一台防爆排风机2，对空留处所12进行排风。
29.防爆排风机2，与气密电动蝶阀3连锁，根据气密电动蝶阀3的开启或关闭状态，启动或停止，启动时将空留处所12的气体排出至外界大气；
30.气密电动蝶阀3，处于气密常闭状态，与防爆排风机2连锁，并根据气体泄漏探测器6和压力传感器7信号，由plc控制模块9控制，开启或关闭，开启时将空留处所12的空气排出至外界大气，关闭时保证空留处所12的气密状态，并能承受气密状态下惰性气体的充注压力；
31.气密排风管4：用于空留处所12排出空气，在一定的舱内压力下保证气密；
32.排风格栅5：排风末端设备；
33.气体泄漏探测器6：用于探测空留处所12危险气体浓度(气体泄漏探测器6具体是一种气体浓度传感器，危险气体主要是液化天然气的主要组成气体甲烷)，并将信号反馈plc控制模块9，当浓度超过设定值，报警(本实施例中，可以通过输出报警信号进行声光报警)并通过plc控制模块9打开气密电动蝶阀3和开启防爆排风机2；
34.压力传感器7：用于反馈空留处所12压力，当压力低于一个设定值时，将信号反馈
plc控制模块9，报警并通过plc控制模块9打开气密电动蝶阀3和开启防爆排风机2；当压力高于另一个设定值时，将信号反馈plc控制模块9，报警(本实施例中，可以通过输出报警信号进行声光报警)并通过plc控制模块9打开气密电动蝶阀3和开启防爆排风机2；
35.人孔盖8：人员维修进入通道，并兼用于通风进口，当人孔盖8打开时，空留处所12处于失压状态，压力传感器7动作，报警并通过plc控制模块9打开气密电动蝶阀3和开启防爆排风机2，在人员进入前将空留处所12中的惰性气体排出，保证人员进入安全。
36.plc控制模块9：根据压力传感器7反馈的信号，判断处于何种状态，相应的开启/关闭气密电动蝶阀3，开启/停止防爆排风机2。
37.当压力传感器7反馈的信号在正常设定值或范围(有些压力传感器可以设置压力范围，有些压力传感器只能设置压力值)，表示处所内压力稳定，处于正常工作状态，此时通风系统处于气密关闭状态；当压力传感器7压力高于设定值，且气体泄漏探测器6报警，此时lng燃料舱10存在气体泄漏可能，处于事故状态，通风系统开启进行事故排风；当人员进入时，人孔盖8打开，处所内失压，此时压力传感器7压力低于设定值，通风系统开启进行排风。
38.防爆排风机2、气密电动蝶阀3、气密排风管4、排风格栅5、气体泄漏探测器6、压力传感器7，均需有防爆和无火花要求，需耐低温。
39.气密排风管4的连接点(此处连接点是连接外侧舱壁和内侧的排风管的连接点，此处需要气密，舱内的排风管不需要做到气密，主要是穿过了外部气密舱壁需要保证气密完整性。)处使用硅树脂混合物胶，外包有橡胶胶带，如图2所示。
40.本发明的工作原理如下：
41.空留处所12在船舶航行的正常工作状态时处于惰性气体充注的正压状态，通风系统保持关闭和气密；空留处所12事故状态时，存在lng危险气体的泄漏，此时通风系统开启，迅速将泄漏的危险气体排出；空留处所12维修状态时人员需打开人孔盖8进入，此时处于失压状态，通风系统开启排出空留处所12的惰性气体，通过换气使舱内气体迅速恢复至同外部大气，使人员可以安全进入。
42.当plc控制模块9打开气密电动蝶阀3和防爆排风机2一段时间后，气体泄漏探测器6和压力传感器7反馈的信号均在正常设定值内时，通过plc控制模块9自动控制关闭气密电动蝶阀3和防爆排风机2。
43.本发明的通风系统适用于b型lng燃料舱空留处所在正常工作状态/事故状态/人员维护状态下，能满足各种状态下的通风需求。
44.本发明的通风系统能在正常工作状态下保证b型lng燃料舱10的空留处所12充注惰性气体后一定压力下的完整气密性；当lng燃料舱10发生泄漏时，处于事故状态时，可根据气体泄漏探测器6和压力传感器7反馈信号至plc控制模块9，自动打开气密电动蝶阀3，启动防爆排风机2进行有效通风，迅速排出危险气体，降低空留处所12内危险气体的浓度，保证lng燃料舱10的空留处所12的环境安全要求；在人员维护状态下，人孔盖8打开，此时空留处所12内失压，压力传感器7反馈信号至plc控制模块9，自动打开气密电动蝶阀3，启动防爆排风机2进行有效通风，迅速排出处所内的惰性气体，在人员进入前提供安全有效的通风，提供一个良好和安全的环境。各种状态的切换应能够自动控制。

技术特征：
1.一种b型lng燃料舱空留处所的通风系统，其特征在于，包括气体泄漏探测器(6)和压力传感器(7)，气体泄漏探测器(6)和压力传感器(7)均设于设于lng燃料舱(10)和外层舱壁(11)之间的形成的空留处所(12)内，外层舱壁(11)上贯穿且密封连接有连通外层舱壁(11)内外侧的排风管路，排风管路上设有开关空留处所(12)与外界大气之间通路的气密电动蝶阀(3)，气密电动蝶阀(3)与外界大气连接的一侧设有防爆排风机(2)，防爆排风机(2)、气密电动蝶阀(3)、气体泄漏探测器(6)和压力传感器(7)分别与plc控制模块(9)电连接；气体泄漏探测器(6)和压力传感器(7)实时将信号反馈给plc控制模块(9)，plc控制模块(9)根据气体泄漏探测器(6)和压力传感器(7)反馈的信号，判断是否开启或关闭气密电动蝶阀(3)和防爆排风机(2)。2.如权利要求1所述的一种b型lng燃料舱空留处所的通风系统，其特征在于，当所述的气体泄漏探测器(6)探测到待探测气体浓度超过设定值时，报警并通过plc控制模块(9)打开气密电动蝶阀(3)和开启防爆排风机(2)；当压力传感器(7)测得的压力低于一个设定值时，报警并通过plc控制模块(9)打开气密电动蝶阀(3)和开启防爆排风机(2)；当压力传感器(7)测得的压力高于另一个设定值，报警并通过plc控制模块(9)打开气密电动蝶阀(3)和开启防爆排风机(2)；当气体泄漏探测器(6)和压力传感器(7)反馈的信号均在正常设定值，通过plc控制模块(9)关闭气密电动蝶阀(3)和关闭防爆排风机(2)。3.如权利要求1所述的一种b型lng燃料舱空留处所的通风系统，其特征在于，所述的排风管路包括至少一个气密排风管(4)，每个气密排风管(4)一端设于空留处所(12)内，每个气密排风管(4)另一端穿过外层舱壁(11)并密封连接于外层舱壁(11)上，每个气密排风管(4)的排出末端设有用于对空留处所(12)进行排风的一个气密电动碟阀(3)和一台防爆排风机(2)。4.如权利要求3所述的一种b型lng燃料舱空留处所的通风系统，其特征在于，所述的排风管路还包括多个排风格栅(5)，每个气密排风管(4)上均布有多个排风格栅(5)；每个气密排风管(4)通过多个排风格栅(5)与空留处所(12)接通。5.如权利要求1或3所述的一种b型lng燃料舱空留处所的通风系统，其特征在于，所述的气密电动蝶阀(3)和防爆排风机(2)均设于外层舱壁(11)外侧。6.如权利要求1所述的一种b型lng燃料舱空留处所的通风系统，其特征在于，所述的气密电动蝶阀(3)与防爆排风机(2)连锁设置。7.如权利要求1所述的一种b型lng燃料舱空留处所的通风系统，其特征在于，所述的气密电动蝶阀(3)，处于气密常闭状态，并根据气体泄漏探测器(6)和压力传感器(7)信号，由plc控制模块(9)控制开启或关闭，开启时将空留处所(12)的空气排出至外界大气，关闭时保证空留处所(12)的气密状态，并能承受气密状态下惰性气体的充注压力。8.如权利要求1所述的一种b型lng燃料舱空留处所的通风系统，其特征在于，所述的外层舱壁(11)一侧设有人孔盖(8)；人孔盖(8)为可供人员维修进入空留处所(12)的通道，并兼用于通风进口。9.如权利要求1所述的一种b型lng燃料舱空留处所的通风系统，其特征在于，所述的防爆排风机(2)的出风端设有通风筒(1)。10.如权利要求1所述的一种b型lng燃料舱空留处所的通风系统，其特征在于，所述的防爆排风机(2)、气密电动蝶阀(3)、气密排风管(4)、排风格栅(5)、气体泄漏探测器(6)、压
力传感器(7)均为防爆和无火花，且能耐低温的结构。

技术总结
本发明公开了一种B型LNG燃料舱空留处所的通风系统，包括气体泄漏探测器和压力传感器，气体泄漏探测器和压力传感器均设于设于LNG燃料舱和外层舱壁之间的形成的空留处所内，外层舱壁上贯穿且密封连接有连通外层舱壁内外侧的排风管路，排风管路上设有开关空留处所与外界大气之间通路的气密电动蝶阀，气密电动蝶阀与外界大气连接的一侧设有防爆排风机，防爆排风机、气密电动蝶阀、气体泄漏探测器和压力传感器分别与PLC控制模块电连接。本发明提供的通风系统结构紧凑，安装方便，同时自带PLC控制模块，可根据空留处所的气体探测和压力传感，防爆排风机和气密电动蝶阀的自动调节，满足空留处所的不同状态下的通风要求。满足空留处所的不同状态下的通风要求。满足空留处所的不同状态下的通风要求。


技术研发人员：安毓辉 王弢 冯丰 张晓红
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七
技术研发日：2022.11.11
技术公布日：2023/5/16