一种用于液化天然气储存的A型舱次屏蔽及其防护装置

技术领域

本发明涉及液化天然气船围护系统技术领域，更具体为一种用于液化天然气储存的A型舱次屏蔽及其防护装置。

背景技术

液化天然气(LNG)以其绿色、环保、高效的优势一直作为石油替代的首选能源，成为全球发展最迅猛的能源行业之一。随着我国经济的快速发展和对环境治理要求的不断提高，LNG的应用与开发越来越受到各方的重视，特别是在雾霾天气频发的情况下，LNG的重要性愈发凸显，从而引发了社会对清洁能源需求的快速增长。未来中国清洁能源发展的重点方向之一，就是LNG。

自1959年甲烷先锋号METHANEPIONEEER开始试验运行以来，世界范围内的LNG运输业整整经历了60多年的发展历程。在此过程中，LNG运输船技术也经历了从小型、简单、单一到目前的大型、复杂、专用的不断提升的过程。LNG船货物围护系统是LNG船舶的核心技术之一，主要功能为贮藏液态温度为-163℃的LNG货物。围护系统就是液货舱的隔离屏障和热绝缘，其主要作用是通过完全致密的金属薄膜确保LNG无泄漏；通过良好的绝热、绝缘能力，避免船体因冷却低温而失去强度和韧性。

目前市场应用的LNG船舶货物围护系统设计主要分为中小型LNG船适用的C型压力罐、大型LNG船的MOSS球罐型、GTT MARKⅢ和NO 96薄膜型以及IHI SPB型，其中薄膜型围护系统以舱容利用率高、船舶主尺寸小、燃料消耗低、船体可见度大，受风阻力面积小等优点备受船东青睐。

然而，现有的用于对液化天然气进行储存的储存舱存在以下的问题：(1)现有技术对于原有的储存舱薄膜形式的依赖比较高，薄膜的生产制造成本比较高且供应极为有限，现有技术现场的工作量较大，对于胶水使用量比较大，次层绝缘层全部依靠胶水粘接，安全性能较差，主屏蔽薄膜的对接，以及主屏蔽层的焊接都耗费工时巨大；(2)现有技术施工周期较长，由于对施工环境(湿度和温度)以及工序要求比较严格，拖延了整船的交期。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液化天然气储存的A型舱次屏蔽及其防护装置，解决了现有技术中现有的防护装置施工工艺复杂，对于原有的储存舱薄膜形式的依赖比较高，薄膜的生产制造成本比较高且供应极为有限，现有技术现场的工作量较大，对于胶水使用量比较大，次层绝缘层全部依靠胶水粘接，安全性能较差，主层屏蔽薄膜的对接，以及主屏蔽层的焊接都耗费工时巨大，这一技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于液化天然气储存的A型舱次屏蔽及其防护装置，所述液化天然气A型舱从外到内的设置有船体内壳板、环氧树脂粘胶层、第一支撑板、第一绝缘板、第二支撑板、第二绝缘板、第三支撑板、次屏蔽膜、氮气空舱、主屏蔽舱，所述第一支撑板、第一绝缘板、第二支撑板、第二绝缘板、第三支撑板相互粘接预制成标准绝缘模块，形成整个绝缘层，绝缘层内置有若干组螺柱且通过螺柱和环氧树脂粘胶层固定于船体内壳板上，若干组所述螺柱的外围填塞有填充绝缘块，所述绝缘层由多个标准模块绝缘模块拼接组成，相邻两个绝缘板间隙处模块的外围也填塞有填充绝缘块，所述第三支撑板的内侧与次屏蔽膜相连接且连接处预埋有若干组条形钢板，所述第二绝缘板的边界拐角处均设置有L型和T型转角体，角度范围90度-135度，两组所述L型和T型转角体分别用于次屏蔽膜的拐角处的连接，所述次屏蔽膜由标准模板相互搭接焊接形成，之间采用自动焊接或手工焊接方式焊接在一起，所述氮气空舱是主屏蔽舱与次屏蔽膜之间预留的检查维修的空间，货舱运行时空间将充满氮气，所述主屏蔽舱为钢板焊接而成的结构舱壁，内层带有横纵交错的加强筋。

作为本发明的一种优选实施方式，所述第一绝缘板和第二绝缘板均采用增强聚氨酯泡沫材料和玻璃纤维材料，密度为20-300kg/m

作为本发明的一种优选实施方式，所述第一支撑板和第一绝缘板铺设在船体内壳板上并通过螺柱和环氧树脂粘胶层固定，所述环氧树脂粘胶层是通过一种高分子聚合物和固化剂混合而成。

作为本发明的一种优选实施方式，所述次屏蔽膜的厚度均为0.8mm-3.0mm且采用不锈钢板，9％镍钢板、殷瓦钢板或者铝合金钢板，所述次屏蔽膜的形状为连续拱形波纹凸起状结构。

作为本发明的一种优选实施方式，所述条形钢板固定在第三支撑板表面和次屏蔽膜且采用的是搭接焊接的形式，条形钢板厚度是3mm-15mm，材质采用的是不锈钢板、9％镍钢板、殷瓦钢板或铝合金板。

作为本发明的一种优选实施方式，所述第一支撑板，第二支撑板、第三支撑板的材质均为木质胶合板、玻璃钢、四氟乙烯(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)材料，其厚度均为2mm-30mm，起到增加绝缘板强度，并预埋有条型钢板。

作为本发明的一种优选实施方式，所述L型和T型转角体采用L形状和T形状的钢板且固定在第二绝缘板拐角处，L型和T型转角体材质均为不锈钢、9％镍钢板、殷瓦钢或者铝合金材质。

作为本发明的一种优选实施方式，所述第一绝缘板和第二绝缘板的材料是玻璃纤维增强型聚氨酯发泡，其内部通过增加玻璃纤维来增加绝缘板强度，增强型聚氨酯发泡通过多种化学材料配方混合加热发泡形成，其可以起到良好的保温绝热效果，所述第一绝缘板和第二绝缘板均由多个标准模块绝缘板拼接组成，相邻两个绝缘板间隙处以及螺柱的外围也填塞有填充绝缘块，所述填充绝缘块采用柔性绝缘或刚性绝缘或玻璃纤维绝缘材料，目的增强绝缘效果，减少货舱内外的热传递。

作为本发明的一种优选实施方式，所述A型舱由两个完全独立的次屏蔽层和主屏蔽舱组成的防护装置呈二次全包围形式，所述主屏蔽舱的材质为不锈钢或者9％镍钢或者为铝合金板。

作为本发明的一种优选实施方式，所述两个完全独立的主屏蔽舱和次屏蔽膜之间设置氮气空舱且通道的内径为600mm，隔热性能明显优于传统的珍珠岩绝缘材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明的防护装置是由完全包围的主屏蔽舱和次屏蔽膜组成，船舶在波浪上运行时，主次屏蔽舱可以承担较高的晃荡能力。

(2)本发明设计采用了完整的两套独立主屏蔽舱和次屏蔽膜，且次屏蔽膜采用强度高的波纹板，纵横方向可以吸收膜因热胀冷缩而产生的变形，绝缘材料为聚氨酯泡沫材料和玻璃纤维材料，提高了整体强度，增加了货舱的可靠性和安全性。

(3)本发明的次屏蔽膜采取了连续拱形波纹，增加薄膜板的可延缩性，设计比现有技术简单，降低成本。连续拱形波纹设计可以根据计算和实验来选定具体的板厚和尺寸大小，比较灵活。

(4)本发明专利可以模块化生产供货，可在船舶合拢前进行部分预制，从而减少了施工周期。

(5)本发明A型舱作为全包围形式，结构稳定性更高，防护性能更好。

附图说明

图1为本发明A型舱防护装置的组成结构示意图；

图2为本发明所述次屏蔽膜的结构图；

图3为本发明所述次屏蔽膜的局部结构图；

图4为本发明所述次屏蔽膜剖面示意图。

图5为本发明所述L转角体和T型转角体整体示意图。

图中:1、船体内壳板；2、环氧树脂粘胶层；3、第一支撑板；4、第一绝缘板；5、第二支撑板；6、第二绝缘板；7、第三支撑板；8、次屏蔽膜；9、氮气空舱；10、主屏蔽舱；11、螺栓；12、填充绝缘块；13、L型转角体；14、条形钢板；26、T型转角体。

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1-5，本发明提供一种技术方案：一种用于液化天然气储存的A型舱次屏蔽及其防护装置，所述液化天然气A型舱从外到内的设置有船体内壳板1、环氧树脂粘胶层2、第一支撑板3、第一绝缘板4、第二支撑板5、第二绝缘板6、第三支撑板7、次屏蔽膜8、氮气空舱9、主屏蔽舱10，所述第一支撑板3、第一绝缘板4、第二支撑板5、第二绝缘板6、第三支撑板7相互粘接预制成标准绝缘模块，形成整个绝缘层，绝缘层内置有若干组螺柱11且通过螺柱11和环氧树脂粘胶层2固定于船体内壳板1上，若干组所述螺柱11的外围填塞有填充绝缘块12，所述绝缘层由多个标准模块绝缘模块拼接组成，相邻两个绝缘板间隙处模块的外围也填塞有填充绝缘块12，所述第三支撑板7的内侧与次屏蔽膜8相连接且连接处预埋有若干组条形钢板14，所述第二绝缘板6的边界拐角处均设置有L型转角体13和T型转角体26，角度范围90-135度，两组所述L型转角体13和T型转角体26分别用于次屏蔽膜8的拐角处的连接，所述次屏蔽膜8由标准模板相互搭接焊接形成，之间采用自动焊接或手工焊接方式焊接在一起，所述氮气空舱9是主屏蔽舱10与次屏蔽膜8之间预留的检查维修的空间，货舱运行时空间将充满氮气，所述主屏蔽舱10为钢板焊接而成的结构舱壁，内层带有横纵交错的加强筋。

进一步改进地，所述第一绝缘板4和第二绝缘板6均采用增强聚氨酯泡沫材料和玻璃纤维材料，密度为20-300kg/m3,所述第一绝缘板4的厚度为50mm-500mm，所述第二绝缘板6的厚度为50mm-500mm。

进一步改进地，所述第一支撑板3和第一绝缘板4铺设在船体内壳板1上并通过螺柱11和环氧树脂粘胶层2固定，所述环氧树脂粘胶层2是通过一种高分子聚合物和固化剂混合而成。

进一步改进地，所述次屏蔽膜8的厚度均为0.8mm-3.0mm且采用不锈钢板，9％镍钢板、殷瓦钢板或者铝合金钢板，所述次屏蔽膜8的形状为连续拱形波纹凸起状结构。

进一步改进地，所述条形钢板14固定在第三支撑板7表面和次屏蔽膜8且采用的是搭接焊接的形式，条形钢板14厚度是3mm-15mm，材质采用的是不锈钢板、9％镍钢板、殷瓦钢板或铝合金板。

进一步改进地，所述第一支撑板3，第二支撑板5、第三支撑板7的材质均为木质胶合板、玻璃钢、四氟乙烯、聚四氟乙烯、聚醚醚酮材料，其厚度均为2mm-30mm，起到增加绝缘板强度，并预埋有条型钢板14。

进一步改进地，所述L型13和T型转角体26采用L形状和T形状的钢板且固定在第二绝缘板6拐角处，L型13和T型转角体26材质为不锈钢、9％镍钢板、殷瓦钢或者铝合金材质。

进一步改进地，所述第一绝缘板4和第二绝缘板6的材料是玻璃纤维增强型聚氨酯发泡，其内部通过增加玻璃纤维来增加绝缘板强度，增强型聚氨酯发泡通过多种化学材料配方混合加热发泡形成，其可以起到良好的保温绝热效果，所述第一绝缘板4和第二绝缘板6均由多个标准模块绝缘板拼接组成，相邻两个绝缘板间隙处以及螺柱11的外围也填塞有填充绝缘块12，所述填充绝缘块12采用柔性绝缘或刚性绝缘或玻璃纤维绝缘材料，目的增强绝缘效果，减少货舱内外的热传递。

进一步改进地，所述A型舱由两个完全独立的次屏蔽层8和主屏蔽舱10组成的防护装置呈二次全包围形式，所述主屏蔽舱10的材质为不锈钢或者9％镍钢或者为铝合金板。

进一步改进地，所述两个完全独立的主屏蔽舱10和次屏蔽膜8之间设置氮气空舱9且通道的内径为600mm，隔热性能明显优于传统的珍珠岩绝缘材料。

本发明设计的次屏蔽膜8采用强度高的压筋波纹板，纵横方向可以吸收膜因热胀冷缩而产生的变形，绝缘材料为聚氨酯泡沫材料和玻璃纤维材料，提高了整体强度，增加了货舱的可靠性和安全性，次屏蔽膜8采取了连续拱形波纹，增加薄膜板的可延缩性，设计比现有技术简单，降低成本。连续拱形波纹设计可以根据计算和实验来选定具体的板厚和尺寸大小，比较灵活。连续拱形纹增加了单块板的面积，减少货舱焊接工作量，焊接处应力接趋于零，裂纹扩展的可能性也极小。波纹板内侧安装填充物，没有装载限制，薄膜不易受到破坏。

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。