一种液货舱布置方法和液化气船

技术领域

本申请涉及液化气船技术领域，具体而言，涉及一种液货舱布置方法和液化气船。

背景技术

伴随着经济的快速发展，对液化天然气需求量的不断增长，液化气船作为一种运输液化气体的功能船得到了广泛制造和应用。液化气船上通常布置有液货舱，液货舱内装载液化气体。在航运过程中，液货舱因其装载液体存在自由液面而发生晃荡并产生冲击载荷，载荷冲击严重时会导致液货舱破损。因此，在液化气船的制造设计中，如何减少晃荡冲击载荷的问题一直备受关注。

液货舱的装载率是影响晃荡冲击载荷的重要因素之一。尤其是自身结构简单且没有过多的减晃荡部件的液化气船，单个液货舱的装载率在10％～70％货舱高度时，该液货舱内通常会产生较大的冲击载荷，在一定程度上限制了整船的装载率和装载自由度，一旦在该装载率范围内装载就需要布置更多减晃荡加强件从而增加了制造成本和船舶重量。

因此，开发出一种既能使单个液货舱避免该范围的装载率，又能满足整船无装载率范围限制的液化气船迫在眉睫。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种液货舱布置方法，其通过在整船内布置多个分液货舱，再控制每个分液货舱的装载液位(小于10％或大于70％)，解决了整船运送液体量及装载率会受整船装载液位在10％-70％的限制问题。

本申请实施例的另一目的还在于提供一种使用上述液货舱布置方法布置多个分液货舱的液化气船。

第一方面，提供了一种液货舱布置方法，包括：

获取整船装载容积目标值；

在所述整船内布置多个分液货舱，多个分液货舱的装载容积之和等于所述装载容积目标值；

为每个分液货舱分配装载容积，并确定出每个分液货舱0％-10％液位对应的第一舱容范围，以及每个分液货舱70％-100％液位对应的第二舱容范围；

在每个分液货舱内分配位于该分液货舱第一舱容范围或者第二舱容范围的装载量，所有分液货舱相互组成的装载量组合可覆盖所述整船装载容积目标值0％至100％范围内任一百分比对应的容积值。

在一种实施方案中，每个分液货舱装载容积的分配方法包括：

获取每个分液货舱的横截面形状；

根据每个分液货舱的横截面形状，计算出每个分液货舱在单位长度下0％-10％液位对应的第一装载范围，以及在单位长度下70％-100％液位对应的第二装载范围；

基于每个分液货舱的第一装载范围和第二装载范围，为每个分液货舱分配长度，并通过调节每个分液货舱的长度使其第一舱容范围和第二舱容范围在预设范围内，且所有分液货舱的容积之和等于整船装载容积目标值，完成每个分液货舱装载容积的分配。

在一种实施方案中，所述为每个分液货舱分配装载容积包括：

按照预定比例为每个分液货舱分配装载容积。

在一种实施方案中，所述多个分液货舱的数量设计为4个,依次记为第一分液货舱、第二分液货舱、第三分液货舱和第四分液货舱。

在一种实施方案中，每个所述分液货舱的横截面形状为八边形，所述第二分液货舱、第三分液货舱和第四分液货舱的八边形尺寸相同。

在一种实施方案中，每个所述分液货舱的长度、宽度和高度数值均满足：0.34*N，N为大于10的正整数。

在一种实施方案中，所述第二分液货舱和第三分液货舱的长度相同，第四分液货舱的长度为第二分液货舱长度的70％-85％，第一分液货舱容积为第二分液货舱容积的50％-60％。

在一种实施方案中，第四分液货舱的长度为第二分液货舱长度的76.7％，第一分液货舱容积为第二分液货舱容积的56.7％，将整船装载容积目标值记作V，计算4个分液货舱的装载容积，4个分液货舱的装载容积分别为17％V、30％V、30％V和23％V。

在一种实施方案中，在所述整船内布置多个分液货舱包括：

从船首至船尾依次布置多个分液货舱；

在相邻两个所述分液货舱之间、所述分液货舱与船首之间和所述分液货舱与船尾之间均布置有隔离空舱。

根据本申请的第二方面，还提供了一种液化气船，包括多个分液货舱，所述多个分液货舱利用上述第一方面中任一种实施方案所述的液货舱布置方法布置。

本申请中的液货舱布置方法及液化气船具有的有益效果：

1、通过在整船布置多个分液货舱，合理划分液货舱尺寸来分配分液货舱舱容，实现分液货舱单舱装载液位小于10％或大于70％时，分液货舱的组合装载容积满足原本整船0％-100％范围内任一装载容积，避免了原本整船在10％-70％的装载液位，实现了整船无液体运送量和装载率限制，极大提高了整船装载灵活性。

2、通过限制单个分液货舱内液体的高度范围(小于10％或大于70％)，降低晃荡冲击载荷，提高结构安全性，减少加强构件用量，降低生产成本并降低船舶重量，提高船型方案经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为根据本申请实施例示出的一种液货舱布局图；

图2为根据本申请实施例示出的一种第二分液货舱的横截面结构示意图；

图3为根据本申请实施例示出的一种第一分液货舱的横截面结构示意图。

100、第一分液货舱110、船首200、第二分液货舱300、第三分液货舱400、第四分液货舱410、机舱420、船尾500、隔离舱

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

第一方面，本申请提供一种液货舱布置方法，包括：

获取整船装载容积目标值；

在所述整船内布置多个分液货舱，多个分液货舱的装载容积之和等于所述装载容积目标值；

为每个分液货舱分配装载容积，并确定出每个分液货舱0％-10％液位对应的第一舱容范围，以及每个分液货舱70％-100％液位对应的第二舱容范围；

在每个分液货舱内分配位于该分液货舱第一舱容范围或者第二舱容范围的装载量，所有分液货舱相互组成的装载量组合可覆盖所述整船装载容积目标值0％至100％范围内任一百分比对应的容积值。

在上述实施过程中，通过将将整船舱容分配在多个分液货舱，并合理划分每个分液货舱的舱容大小，使每个分液货舱的装载量位于装载液位小于10％或大于70％时，组合所有分液货舱的装载量可以满足原整船任一装载液位的容积，避免单一液货舱装载液位在10％-70％范围时的晃荡，实现了晃荡载荷最小化，减少了因晃荡而配置的加强构件用量。本申请通过合理分配分液货舱的舱容及尺寸，以确保整船任一装载液位的容积可以分配在多个分液货舱内(单个分液货舱的装载液位小于10％或大于70％)来实现整船无装载量限制，提高了整船装载灵活性，同时降低船舶重量和制造成本，提高经济效益。

在一种实施方案中，为每个分液货舱分配装载容积时，包括：

获取每个分液货舱的横截面形状；

根据每个分液货舱的横截面形状，计算出每个分液货舱在单位长度下0％-10％液位对应的第一装载范围，以及在单位长度下70％-100％液位对应的第二装载范围；

基于每个分液货舱的第一装载范围和第二装载范围，为每个分液货舱分配长度，并通过调节每个分液货舱的长度使其第一舱容范围和第二舱容范围在预设范围内，且所有分液货舱的容积之和等于整船装载容积目标值，完成每个分液货舱装载容积的分配。

在上述实施过程中，分液货舱的横截面为垂直于船长方向的截面，分液货舱的长度为平行于船长方向上的长度，同一分液货舱的横截面在其长度方向上保持不变。根据横截面形状，可计算出每个分液货舱在单位长度上的第一装载范围和第二装载范围，再调整每个分液货舱长度以调节其第一舱容范围和第二舱容范围。最终实现每个分液货舱装载量在第一舱容范围或第二舱容范围，再组合所有分液货舱的装载量可以满足原整船装载容积的0％和100％比例范围内任一装载容积。

图1为根据本申请实施例示出的一种液货舱布局图。基于整船的建造成本和经济效益，将多个分液货舱的数量设计为4个，包括第一分液货舱100、第二分液货舱200、第三分液货舱300和第四分液货舱400。

在一种实施方案中，四个分液货舱的横截面为八边形，参见图2、图3，且在分液货舱长度方向上横截面保持不变。每个分液货舱的长度、宽度和高度数值满足：0.34*N，N为大于10的正整数。根据整船装载容积目标值V，结合分液货舱的横截面形状划分四个分液货舱，其中第二分液货舱200、第三分液货舱300和第四分液货舱400设计为相同横截面，再进一步划分分液货舱的长度。第二分液货舱200和第三分液货舱300长度相同；第四分液货舱400的长度小于第二分液货舱200，其长度为第二分液货舱70％-85％。为了和线型匹配和降低能耗，将布置在船首110的第一分液货舱100的横截面设计为小截面，参见图3，结合其横截面形状和长度，第一分液货舱的装载容积为第二分液货舱的50％-60％。

在一种实施方案中，第四分液货舱的长度为第二分液货舱长度的76.7％，第一分液货舱容积为第二分液货舱容积的56.7％，通过计算4个分液货舱的装载容积，其中一种容积分配为：第一分液货舱装载容积为17％V、第二分液货舱装载容积为30％V、第三分液货舱装载容积为30％V和第四分液货舱装载容积为23％V。

本申请中为了验证上述液货舱布置方法的实施效果，以15000立方舱容液货舱为例，按本发明布置液货舱，可以实现每个液货舱装载率控制在晃荡最小的液位高度(≤10％或≥70％)，而整个船舶总舱容装载率无限制的优化方案。具体每个分液货舱的容积如表1：

表1装载容积设计目标值V为150000立方米的液货舱布置

基于表1中的液货舱布置，将整船任意装载比例的装载量分配在分液货舱，其中一种分配情况如表2：

表2基于表1布置的分液货舱的一种装载量分配

在上述实施过程中，通过在前期设计阶段，将装船装总容积划分给多个分液货舱，并合理分配多个分液货舱的装载容积，实现在后续航运装载液体时，整船任一装载比例(包括但不仅限于5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％和100％)下的装载量不受装载液位(10％-70％范围)的限制，避免了整船单一液货舱装载液位在10％-70％之间出现较大的自由液面晃荡，提高了整船任一装载率下的装载稳定性，实现全船无装载限制，极大提高了灵活性，方便船舶使用方运营。

在一种实施方案中，还可以将多个分液货舱的数量设计为5个或更多，其中设计为5个，在一种分液货舱横截面和长度情况下，设计并划分5分液货舱的装载容积，5个分液货舱的装载容积可以为10％V、15％V、20％V、25％V和30％V。同样通过将任一装载量分配在部分或全部分液货舱内，来避免整船单一液货舱装载液位高度在10％-70％范围内较大自由液面的晃荡。

在一种实施方案中，相邻两个分液货舱之间、分液货舱与船首110之间和分液货舱与船尾420处的机舱410之间均布置有隔离舱500。通过在分液货舱之间设置隔离舱500避免分液货舱之间干扰，提高分液货舱的稳定性。

第二方面，本申请还提供一种液化气船，包括多个分液货舱，多个分液货舱利用第一方面中任一种实施方案所述的液货舱布置方法布置。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。