一种双燃料集装箱船油舱兼做甲醇舱的制作方法

1.本发明属于船舶舱室布置领域，特别是油舱兼做其他燃料舱技术，具体涉及一种双燃料集装箱船油舱兼做甲醇舱的布置方案，解决了双燃料船舶燃料舱舱容不足或过多占用货舱空间的问题。


背景技术：

2.基于严峻的减排任务及高昂的燃油税，船东不得不寻找更为清洁的替代燃料。所谓的“绿色甲醇
”‑
来自生物燃料或可再生能源捕获的二氧化碳，以及用可再生电力生产的绿色氢，是可以做到碳中和的。甲醇双燃料船舶的建造成本也比同样设计下使用lng双燃料船舶低，因为不需要昂贵的燃料储存罐和气体燃料处理系统，并且甲醇可以作为液体储存和运输，不需要冷却或加压。这使得有些船东开始将目光放在双燃料甲醇船上。但由于目前甲醇燃料补给基础设施还没有到位，甲醇供应链尚不完整，与航运的潜在需求相比，绿色甲醇的供应非常少。所以，双燃料甲醇船在运营初期较大概率仍会使用燃油，这就要求船舶不仅需要足够的甲醇舱舱容，还要足够的燃油舱舱容，以保证甲醇供应不足时仍保持一定的续航里程，这种需求在一定程度上会影响载货量及设计上的变更。因此，考虑燃油舱兼做甲醇舱在一定程度上减少了货舱容积的损失，在保证未来甲醇舱舱容足够的同时，灵活应对如今甲醇供应不足的现实问题。


技术实现要素：

3.发明目的：本发明的目的是提供一种双燃料集装箱船油舱兼做甲醇舱的布置方案，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种双燃料集装箱船油舱兼做甲醇舱的布置方案(两种布置case)，包括船中布置的甲醇燃料舱，船侧布置的燃油舱，及参照规范要求设置的隔离空舱。
6.布置方案case1包括两个燃油舱及一个甲醇舱，其布置为：船宽方向布置一个甲醇舱及两个燃油舱，船长方向布置一个甲醇舱及一个燃油舱，其中两个燃油舱布置在船体两侧，甲醇舱布置在船中，燃油舱与甲醇舱之间以隔离空舱分隔，所有燃料舱与周围其他区划(包括货舱，压载舱及tcs等)都以隔离空舱相隔开。
7.布置方案case2包括四个燃油舱及两个甲醇舱，船宽方向布置两个甲醇舱及两个燃油舱，船长方向布置一个甲醇舱及两个燃油舱，其中燃油舱布置在船体两侧，甲醇舱布置在船中，燃油舱与甲醇舱之间以隔离空舱隔开，船长方向两个燃油舱之间设计水平槽型舱壁进行分割，两个甲醇舱之间布置垂直槽型舱壁，槽型舱壁顶部及底部设计顶墩、底墩进行结构受力，所有燃料舱与周围其他区划(包括货舱，压载舱及tcs等)都以隔离空舱相隔开。
8.优选的，所述燃油舱要严格控制舱容不超过2,500m3，以满足规范要求。在确定燃油舱及甲醇舱所需舱容后，再进行舱室分割，由于不同船东及不同航线所需续航力不同，燃油舱布置不同，故具体分舱个数视实际情况而定。
9.优选的，所述燃油舱在船长方向若需要分舱，如case2，则船长方向两个燃油舱之间采用水平槽型舱壁，只承受燃油舱舱壁的压力及燃油的压力，在日后需要改装成甲醇舱时，可将舱壁打通，且不会影响整个燃料舱的受力情况。
10.优选的，所述燃油舱舱容较小且需要分舱，布置在船侧为宜，由船两侧向船中依次布置，以减少船舶横倾，船中甲醇舱是否需要再次分舱，根据结构受力及舱容大小决定。
11.优选的，所述燃料舱与其他舱室区划，如货舱、压载舱等，均布置隔离空舱，甲醇易燃易爆且有毒，为防止甲醇泄漏至其他舱室区划，需在其周围设置一定宽度的隔离空舱。
12.优选的，所述燃料舱布置考虑同时装载燃油及甲醇两种燃料，燃油舱与甲醇舱之间需布置隔离空舱。在甲醇供应量提升但无法完全满足航运市场需求的中期阶段，考虑同时装载燃油和部分甲醇，甲醇为低闪点燃料，易燃易爆，为防止燃料舱之间产生泄露引起火灾或相互污染，需要在燃油舱和甲醇舱之间布置隔离空舱。
13.优选的，所述隔离空舱不仅起到隔离两种燃料舱室的作用，由于甲醇具有一定腐蚀性，甲醇舱室内壁需进行特涂，为保证燃料舱内壁光滑度，以方便日后特涂工作，考虑将结构条材外翻至隔离空舱中，以满足燃料舱室的结构受力。
14.优选的，所述隔离空舱日后需进行日常维护、检修等工作，隔离空舱的宽度及高度在满足条材布置外，还应满足人员通行要求。此外，考虑到甲醇液体泄漏或蒸汽泄漏情况，隔离空舱内需进行充分通风，通风管路布置在居住区前后壁的绑扎桥下平台内。
15.优选的，所述甲醇舱若进行再次分割，如case2，为保证舱容，甲醇舱之间不设隔离空舱分隔，结构条材无法安置，故考虑两个甲醇舱之间采用垂直槽型舱壁，并设计顶墩及底墩增加结构受力，满足结构强度要求的同时减少特涂施工难度。
16.优选的，所述燃油舱在改装成甲醇舱时，需先进行特涂，若燃料舱只布置在居住区下，船长方向只布置一个燃油舱，如case1，则直接进行洗舱、特涂作业，改装为甲醇舱；若燃料舱还占用货舱一个40尺bay空间，船长方向布置两个燃油舱，则可先打通两个燃油舱之间的水平槽型舱壁，将船长方向的两个燃油舱合并为一个舱，再进行洗舱、特涂，减轻特涂作业工作量。
17.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
18.本发明通过燃油舱兼做甲醇舱方案，能够有效减少货舱容积损失，减少油舱布置设计变更，将燃料舱集中在船体某一位置，简化加注管路的设计，方便船东操作。此布置方案应用灵活，在设计阶段即可满足只装载燃油、同时装载燃油及甲醇、只装载甲醇三种航行case的舱容需求，且两侧燃油舱可根据甲醇供应量的变化，选择性改装或逐步改装，可在满足续航力要求的情况下灵活变更各燃料舱舱容，以最小的舱容损失应对甲醇供应不足的难题。此外，此方案在按规范布置隔离空舱时，同时考虑了燃料舱的结构受力需求及日后特涂作业的施工难度，采用条材外翻、槽型舱壁分隔及顶墩/底墩受力结合的方式，在满足结构强度要求的前提下，保证燃料舱内壁光滑程度，并将隔离空舱空间利用最大化。
附图说明
19.图1是本发明的燃油舱兼做甲醇舱方案(case1)的横剖面示意图；
20.图2是本发明的燃油舱兼做甲醇舱方案(case1)的纵剖面示意图；
21.图3是本发明的燃油舱兼做甲醇舱方案(case2)的横剖面示意图；
22.图4是本发明的燃油舱兼做甲醇舱方案(case2)的纵剖面示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。
24.对于case1布置方式具体实施方式如下：
25.如图1及图2所示，一种双燃料集装箱船油舱兼做甲醇舱的布置方案，包括燃料舱与其他舱室区划隔离舱1，甲醇舱1-2，燃油舱1-3(p&s)，甲醇舱与燃油舱之间的隔离空舱4，边压载舱7，双层底压载舱8。
26.所述的甲醇舱1-2及燃油舱1-3(p&s)布置在居住区下方，甲醇舱1-2布置在船中，燃油舱1-3(p&s)布置在船体两侧，甲醇舱1-2与燃油舱1-3(p&s)之间分别以隔离空舱4分隔开，所有燃料舱与其他舱室区划以隔离空舱1分隔开。
27.所述的燃油舱，根据solas规范要求，单个燃油舱舱容不得超过2500m3，故燃油舱1-3(p&s)舱容较小，布置在船体两侧，甲醇舱1-2舱容较大，布置在船中。
28.所述的燃料舱与其他舱室区划需布置隔离空舱1。按照规范要求，甲醇舱与压载舱及货舱之间需有隔离空舱，若燃油舱日后兼做甲醇舱，也需满足此要求。
29.所述的燃料舱在甲醇供应量提升但无法完全满足航运市场需求的中期阶段，考虑同时装载燃油和部分甲醇，甲醇为低闪点燃料，易燃易爆，为防止燃料舱之间产生泄露引起火灾或相互污染，需要在燃油舱和甲醇舱之间布置隔离空舱4。
30.所述的隔离空舱1顶部与上甲板之间保留大概8.5m-9.5m的距离，用于布置污水处理间及tcs；隔离空舱1在燃料舱底部与底部压载舱位置处的高度约为 2/3～1个箱高，满足通行要求；隔离空舱1在燃料舱与边压载舱或货舱处的位置，宽度约1.5m-2.0m，满足通行及结构布置要求。
31.所述的隔离空舱4沿船宽方向约2.0m-2.5m，船长方向长度与船深方向高度均与燃料舱保持一致。甲醇具有一定腐蚀性，甲醇舱室内壁需进行特涂，为保证燃料舱内壁光滑度，以方便日后特涂工作，在设计中考虑将结构条材外翻至隔离空舱4&1中，以满足燃料舱室的结构受力。
32.所述的隔离空舱1&4在结构条材外翻后仍需满足基本的通行要求，舱底的检查、维护需通过隔离空舱通行，隔离空舱1&4需设计满足人员通行/救援的安全通道，可将受伤人员从隔离空舱舱底安全撤离。隔离空舱中需在不同高度上设置平台，保证船长方向的人员通行，在各平台之间设计直梯/斜梯保证上下通行，隔离空舱1和4相互连通，保证检修人员在任一位置发生危险时可以进行快速救援。
33.所述燃油舱1-3(p&s)在进行改装时，需先进行洗舱，然后进行特涂作业。
34.对于case2布置方式具体实施方式如下：
35.如图3及图4所示，一种双燃料集装箱船油舱兼做甲醇舱的布置方案，包括燃料舱与其他舱室区划隔离舱1，甲醇舱2-2(p&s)，燃油舱2-3(包括：船艏方向燃油舱2-3.1(p&s)，船尾方向燃油舱2-3.2(p&s))，甲醇舱与燃油舱之间的隔离空舱4，顶墩5，底墩6，边压载舱7，双层底压载舱8，燃油舱(2-3.1&2-3.2) 之间的水平槽型舱壁9，顶墩5和底墩6之间的垂直槽型舱壁10。
36.所述的甲醇舱2-2及燃油舱2-3布置在居住区下方并向后占用一个40尺bay 的货舱空间。甲醇舱2-2及燃油舱2-3沿船中对称布置，甲醇舱2-2布置在船中位置，燃油舱2-3布置在船侧位置，燃料舱通过顶墩5、底墩6及两者之间的垂直槽型舱壁10进行结构受力。
37.所述的燃油舱，根据solas规范要求，单个燃油舱舱容不得超过2500m3，向后占用一个40尺bay的货舱空间后，若按照case1方法布置，燃油舱舱室宽度过于狭窄，不仅施工不便，日后改装清洗都非常困难。故case2选择在船长方向上将燃油舱进行再次分舱，分为船艏方向燃油舱2-3.1(p&s)，船尾方向燃油舱2-3.2(p&s)。
38.与case1不同，case2所述的甲醇舱2-2，分为p侧和s侧两个舱，若按照 case1方法布置，船中甲醇舱舱容过大，会导致航行过程中自由液面影响较大。此外，由于case2甲醇舱舱容较大，考虑到船东全航程多点加注，不同港口加注甲醇的差异，不同分舱可减少甲醇不同品质混合情况。
39.所述的甲醇舱2-2(p&s)通过顶墩5、底墩6之间的舱壁设计为垂直槽型舱壁进行受力，并设计顶墩5及底墩6增加结构强度，方便特涂作业且不影响甲醇舱舱容。
40.所述的燃料舱与其他舱室区划需布置隔离空舱1。按照规范要求，甲醇舱与压载舱及货舱之间需有隔离空舱，若燃油舱日后兼做甲醇舱，也需满足此要求。
41.所述的燃料舱在甲醇供应量提升但无法完全满足航运市场需求的中期阶段，考虑同时装载燃油和部分甲醇，甲醇为低闪点燃料，易燃易爆，为防止燃料舱之间产生泄露引起火灾或相互污染，需要在燃油舱和甲醇舱之间布置隔离空舱4。
42.与case1不同，case2所述的隔离空舱1顶部与上甲板之间保留大概 4.0m-4.5m的距离，仅可布置tcs，污水处理间挪至其他区划，以保证燃料舱舱容最大；位于燃料舱底部与底部压载舱位置处隔离空舱1的高度约为2/3～1个箱高，满足通行要求；位于燃料舱与边压载舱或货舱处的隔离空舱1，宽度约 1.5m-2.0m，满足通行及结构布置要求。
43.所述的隔离空舱4沿船宽方向约2.0m-2.5m，船长方向长度与船深方向高度均与燃料舱保持一致。甲醇具有一定腐蚀性，甲醇舱室内壁需进行特涂，为保证燃料舱内壁光滑度，以方便日后特涂工作，在设计中考虑将结构条材外翻至隔离空舱4&1中，以满足燃料舱室的结构受力。
44.所述的隔离空舱1&4在结构条材外翻后仍需满足基本的通行要求，舱底的检查、维护需通过隔离空舱通行，隔离空舱1&4需设计满足人员通行/救援的安全通道，可将受伤人员从隔离空舱舱底安全撤离。隔离空舱中需在不同高度上设置平台，保证船长方向的人员通行，在各平台之间设计直梯/斜梯保证上下通行，隔离空舱1和4相互连通，保证检修人员在任一位置发生危险时可以进行快速救援。
45.所述的燃油舱(2-3.1&2-3.2)之间水平槽型横舱壁9设计为水平槽型舱壁，只承受燃油舱舱壁的压力及燃油的压力，不影响整个燃料舱的结构受力，在燃油舱改造为甲醇舱时，可打通水平槽型横舱壁9，将两个燃油舱(2-3.1&2-3.2) 联通。打通后，两个燃油舱合并为一个燃料舱，减少后期改造(洗舱/特涂)难度。
46.所述油舱兼做甲醇舱的布置方案，考虑船东营运时的实际情况，提供只装载燃油、同时装载燃油及甲醇、只装载甲醇三种航行case。在营运初期，甲醇供应量极少，价格昂贵，考虑只装载燃油航行；随着甲醇供应链完善，甲醇产量提高，此时甲醇价格(单位能量)应仍高于燃油价格，船东可选择同时装载燃油及甲醇，在燃油税较高的区域使用甲醇燃料，其余
航行区域仍使用燃油；随着甲醇燃料的普及，船东可选择先改造某一侧燃油舱，增大甲醇舱续航里程，且仍保留部分燃油续航里程；至甲醇燃料完全普及的阶段，船东可对剩余一侧燃油舱进行最后改造，完全使用甲醇燃料航行。
47.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种双燃料集装箱船油舱兼做甲醇舱的布置方案，其特征在于：燃料舱布置在居住区下方，为方案1，或者，燃料舱布置在居住区下方并额外占用一个40尺bay，为方案2；将甲醇舱布置在船中位置，燃油舱布置在两侧，燃料舱之间及与其他布置区划之间按规范要求设置隔离空舱。2.根据权利要求1所述的双燃料集装箱船油舱兼做甲醇舱的布置方案，其特征在于：所述的方案1具体如下：燃料舱为两个燃油舱及一个甲醇舱，其布置为：船宽方向布置一个甲醇舱及两个燃油舱；船长方向布置一个甲醇舱及一个燃油舱，燃油舱日后可改装为甲醇舱并满足甲醇舱适用规范。3.根据权利要求1所述的双燃料集装箱船油舱兼做甲醇舱的布置方案，其特征在于：所述的方案2具体如下：燃料舱为四个燃油舱及两个甲醇舱，其布置为：船宽方向布置两个甲醇舱及两个燃油舱；船长方向布置一个甲醇舱及两个燃油舱，燃油舱日后可改装为甲醇舱并满足甲醇舱适用规范。4.根据权利要求2或3所述的双燃料集装箱船油舱兼做甲醇舱的布置方案，其特征在于：所述的燃油舱舱容均小于2500m3，布置在船侧；所述的甲醇舱居船中布置。5.根据权利要求3所述的双燃料集装箱船油舱兼做甲醇舱的布置方案，其特征在于：所述的燃油舱用作甲醇舱时，可打通水平槽型舱壁，将纵向分布的两个燃油舱改为一个甲醇舱，减少特涂面积，节省成本。6.根据权利要求1所述的双燃料集装箱船油舱兼做甲醇舱的布置方案，其特征在于：所述的甲醇舱与燃油舱之间须有隔离空舱隔离。7.根据权利要求1所述的双燃料集装箱船油舱兼做甲醇舱的布置方案，其特征在于：所述的甲醇舱及燃油舱与周围区划如边压载舱及底压载舱以隔离空舱隔开。8.根据权利要求1所述的双燃料集装箱船油舱兼做甲醇舱的布置方案，其特征在于：所述的甲醇舱需要特涂，若燃油舱兼做甲醇舱，则燃油舱日后也需要特涂，故燃油舱条材结构外翻至周围隔离空舱中。9.根据权利要求5或8所述的双燃料集装箱船油舱兼做甲醇舱的布置方案，其特征在于：所述的甲醇舱为保证特涂便利性，两个甲醇舱中间舱壁使用垂直槽型舱壁进行结构受力，并设计顶墩加底墩受力模式。

技术总结
本发明公开了一种双燃料动力集装箱船油舱兼做甲醇舱的布置方案，解决了双燃料船舶燃料舱舱容不足或过多占用货舱空间的问题，并且减轻了甲醇供应不足时，甲醇舱空间浪费的问题。所述方案中，燃料舱布置于居住区下方，或额外占用一个临近40尺BAY箱位，甲醇舱布置在船中位置，兼做油舱布置在两侧并与甲醇舱用隔离空舱相隔，舱室四周与货舱及压载舱用隔离空舱隔开，舱室条材结构外翻至周围隔离空舱中，以保证日后特涂的方便性。本发明不仅可以在初期甲醇供应不足时保证燃油模式续航力，也满足在甲醇供应链完善后及时改装燃油舱，满足甲醇燃料舱容的需求。料舱容的需求。料舱容的需求。


技术研发人员：陆明锋 周兰喜 郑传波 葛媛 王志刚 谢庆涛 章健军 谢大建 秦键宇 应续华 王同山
受保护的技术使用者：南通中远海运川崎船舶工程有限公司
技术研发日：2022.09.02
技术公布日：2023/3/21