船舶、双壁管中内管泄漏点的探测装置及探测方法

技术领域

本发明涉及船舶领域，特别涉及一种船舶、双壁管中内管泄漏点的探测装置及探测方法。

背景技术

液化天然气(LNG)作为一种经济、绿色、安全的新型能源已成为业内公认的未来船舶绿色能源的首选，以LNG为能源的船舶被越来越广泛地应用。根据《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》IGC公约的要求，供气管路在安全区域内需采用双壁管，双壁管包括内管以及套设于内管外周的外周，内管用于输送天然气，外管通过抽气风机进行持续换风，以及探测内管有无天然气泄漏。

目前，船舶上的双壁管附属装置仅能探测到有泄漏，即一旦发现泄漏，及时关闭总阀并将残余燃气吹出以保证安全。但是并不能探测到泄漏点的具体位置，更遑论修补，因此，天然气就无法继续使用，使船舶只能转换为燃油模式或无法行驶，对船舶的节能减排甚至正常行驶带来了影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够快速定位双壁管中内管泄漏点的探测装置、探测方法，以及具有该探测装置的船舶，以解决现有技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种双壁管中内管泄漏点的探测装置，包括：

供气管路，用于连通气源而接收压缩空气；

干燥器，设置于所述供气管路的下游，用于干燥所述压缩空气而得到干燥空气；

加热器，设置于所述干燥器的下游，用于加热所述干燥空气得到热空气；

调节设备，设置于所述加热器的下游，用于调节所述热空气的温度；

连接管路，设置于所述调节设备的下游，并与所述内管可拆卸连接，以将所述调节设备所调节后的热空气输送至所述内管内；

多个温度检测设备，对应设置于所述内管的多个焊缝的外周；各所述温度检测设备用于检测对应焊缝处的温度；

控制器，与多个所述温度检测设备电连接，以分别接收多个所述焊缝处的温度。

在其中一实施方式中，所述控制器内设有预设值，在某个温度到达所述预设值时，所述控制器发出警报信号。

在其中一实施方式中，所述预设值为环境温度加上(50℃～60℃)。

在其中一实施方式中，所述控制器能够储存发出警报信号的异常记录；

所述控制器能够储存在各时间的多个所述焊缝处的温度，形成日志。

在其中一实施方式中，所述压缩空气的压力为1～7MPa；

所述热空气的温度为90℃～150℃。

在其中一实施方式中，所述调节设备将所述热空气的温度调节至高于环境温度50℃～60℃

在其中一实施方式中，所述调节设备还可以用于调节压力。

在其中一实施方式中，所述加热器包括蒸汽进口管道和冷凝水出口管道，所述蒸汽进口管道用于接收热蒸汽，所述冷凝水出口管道用于输送热交换后的冷凝水。

本发明还提供一种双壁管中内管泄漏点的探测方法，包括以下步骤：

向所述内管中输入经干燥、加热以及调节温度后的空气；

同时检测所述内管的多个焊缝外周的温度；

依据多个所述焊缝处的温度，分析得出泄漏点。

在其中一实施方式中，所述依据多个所述焊缝处的温度，分析得出泄漏点步骤中：

在检测到某一焊缝处的温度达到预设值时，该焊缝处即为泄漏点，所述预设值为环境温度加上(50℃～60℃)。

在其中一实施方式中，在检测到某一焊缝处的温度达到预设值时，该焊缝处即为泄漏点步骤中还包括：

发出警报信号，所述警报信号包括声音信号和/或光信号。

在其中一实施方式中，所述依据多个所述焊缝处的温度，分析得出泄漏点步骤之后还包括：

维修所述泄漏点，并对所述内管进行1.5倍压力试验。

在其中一实施方式中，所述向所述内管中输入经干燥、加热以及调节温度后的空气的步骤包括：

提供1～7MPa的压缩空气，依次干燥、加热至90～150℃以及调节温度，使进入所述内管的空气的温度高于环境温度50℃～60℃。

本发明还提供一种船舶，包括LNG供气系统以及如上所述的探测装置，所述LNG供气系统包括双壁管，所述探测装置与所述双壁管的内管可拆卸连接，以用于探测所述内管的泄漏点。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明中探测装置用于探测双壁管中内管的泄漏点，其能够快速定位泄漏点的位置，从而能够对泄漏点进行维修处理，使双壁管能够重新使用，缩短了维修时间，降低了维修成本，提高了LNG等绿色环保新能源作为燃料的使用率，从而使船舶的航行更符合节能环保的要求。

附图说明

图1是本发明低温储罐其中一实施例的结构示意图。

图2是本发明中内管上多个焊缝以及焊缝处的温度检测设备，与控制器的连接示意图。

附图标记说明如下：1、双壁管；11、内管；12、外管；2、输送管；21、燃气总阀；31、供气管路；32、干燥器；33、加热器；331、蒸汽进口管道；332、冷凝水出口管道；34、调节设备；35、连接管路；36、控制器。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

本发明提供一种船舶。该船舶可以是仅以LNG作为燃料的船舶，还可以是以LNG作为主要燃料，以柴油作为辅助燃料的船舶。该船舶还可以是以液化石油气(Liquefiedpetroleum gas，简称LPG)为燃料的船舶，或LPG为主要燃料，柴油为辅助燃料的船舶。

具体地，船舶包括船体、推进发动机、燃料瓶组、供气系统以及探测装置。其中，燃料瓶组用于盛装LNG或LPG，供气系统与燃料瓶组连接，而将燃料瓶组内的LNG输送至推进发动机处，推进发动机以LNG或LPG为燃料而提供动力实现船体的航行。

供气系统包括双壁管以及设置于双壁管上游的输送管。双壁管包括内管以及套设于内管外周的外管，且内管与外管之间具有间隔。内管用于输送天然气，其包括多个管段，相邻的两管段之间通过焊接连接，焊接处形成焊缝，进而使内管具有多个焊缝。焊缝处易发生泄漏而形成泄漏点。

外管上设有透气阀以及吹扫阀，用于控制外管和内管之间的空间与外界的通断。

输送管与内管连通，且输送管连接燃料瓶组。输送管上设有燃气总阀，以控制燃料瓶组与双壁管之间的通断。

输送管上设有可拆卸结构。示例性的，如法兰结构，且法兰结构与供气管之间设有控制阀门，以控制输送管与法兰结构之间的通断。

即，在正常供气时，该控制阀门关闭。在探测泄漏点时，燃气总阀关闭，该控制阀门开启。

探测装置用于探测内管的泄漏点，并能够快速定位泄漏点的位置，从而能够对泄漏点进行维修处理，使双壁管能够重新使用，进而使船舶能够继续以LNG或LPG作为燃料。缩短了维修时间，降低了维修成本，提高了LNG或LPG作为燃料的使用率，从而使船舶的航行更符合节能环保的要求。

以下详细介绍该探测装置。

参阅图1，探测装置包括供气管路31、干燥器32、加热器33、调节设备34、连接管路35、多个温度检测设备以及控制器36。

供气管路31用于连通气源而接收压缩空气。具体地，供气管路31的进口用于与船体上的空气瓶连接进而接收压缩空气。其中，空气瓶用于储存启动空气，以供船舶启动时所用。

压缩空气的压力为1～7MPa。空气瓶内的启动空气可通过调压处理而满足压缩空气的压力要求。

本实施例中，供气管路31的材质为碳钢管或不锈钢管。

干燥器32设置于供气管路31的下游，具体与供气管路31的出口连接。干燥器32用于干燥压缩空气，以除去压缩空气中的水分，得到干燥空气。

供气管路31上设有阀门，以控制干燥器32与供气管路31之间的通断。

加热器33设置于干燥器32的下游，用于加热干燥空气。经加热器33加热后输出的空气定义为热空气，热空气的温度为90～150℃。

具体地，加热器33的加热介质为船体上的蒸汽，蒸汽与干燥空气之间进行热量交换，而使蒸汽转变为冷凝水。本实施例中，加热器33包括蒸汽进口管道331和冷凝水出口管道332，蒸汽进口管道331与船体上的蒸汽总管连接，以用于接收热蒸汽，冷凝水出口管道332与船体上的冷凝水总管连接，以用于输送热交换后的冷凝水。

其他实施例中，加热器33还可以采用电加热的方式进行加热干燥空气。还可以同时采用热蒸汽与电加热。

加热器33与干燥器32之间还设有阀门，以控制加热器33与干燥器32之间的通断。

调节设备34设置于加热器33的下游，用于进一步调节热空气的温度，以使进入内管11内的热空气的温度满足要求。

具体地，进入内管11内的热空气的温度为高于环境温度50℃～60℃。例如，环境温度为50℃时，进入内管11内的热空气的温度需调节为100℃。

进一步地，调节设备34还可以调节压力。

本实施例中，调节设备34为调压阀。

调节设备34与加热器33之间还设有阀门，以控制调节设备34与加热器33之间的通断。

连接管路35设置于调节设备34的下游，并与内管11可拆卸连接。连接管路35具体通过与输送管2的可拆卸连接而实现与内管11之间的可拆卸连接。连接管路35用于将将调节设备34所调节后的热空气输送至内管11内。

本实施例中，连接管路35的末端设有法兰结构，该法兰结构与输送管2上设置的法兰结构可拆卸连接。且连接管路35上也设有控制阀门。

本实施例中，连接管路35的材质为碳钢管或不锈钢管。

多个温度检测设备对应设置于内管11的多个焊缝的外周。各温度检测设备用于检测对应焊缝处的温度。具体地，温度检测设备为贴片式温度传感器，粘贴于焊缝的外周。

本实施例中，温度检测设备的量程为0～200℃，信号输出为4～20mA或阻值信号。

控制器36与多个温度检测设备电连接，以分别接收多个焊缝处的温度。依据焊缝处的温度，即可判断焊缝是否为泄漏点。

具体地，未泄漏的焊缝所检测到的是内管11的管壁外周的温度，即热空气传导至管壁的温度，而泄漏点所检测到的温度则是热空气的温度，即泄漏点的温度高于未泄漏的焊缝的温度。因此，在第一时间节点，某个温度高于环境温度50℃～60℃，即可判定该焊缝处为泄漏点。可以理解的是，最早所检测到的温度高于环境温度50℃～60℃的焊缝处为泄漏点。

进一步地，控制器36内设有一预设值，当某个温度值到达预设值时，则该温度检测设备所对应的焊缝处即泄漏点。其中，预设值为环境温度加(50℃～60℃)。例如，环境温度为50℃时，预设值设置为100℃，因此，在某个温度监测设备检测到温度到达100℃时，控制器36则判断该温度检测设备所对应的焊缝即为泄漏点。

在任意一温度到达预设值时，控制器36发出警报信号，以警示操作人员。示例性地，报警信号包括声音信号和/或光信号，即发出声音、指示灯亮、指示灯闪烁、同时发出声音和指示灯闪烁或者同时发出声音和指示灯亮。

本实施例中，控制器36包括信号采集箱、处理器以及显示器。信号采集箱用于接收多个温度检测设备的信号，处理器对上述信号进行处理，并将处理后的信号发送至显示器进行显示。

控制器36能够储存发出警报信号的异常记录。

控制器36能够储存多个焊缝处在各时间的温度，形成日志，以备查。

本申请中的探测装置的探测原理如下：

通过连接管路35与内管11连接，并经该连接管路35输入经干燥、加热以及调节后的高于环境温度50℃～60℃的热空气，并通过温度检测设备检测各焊缝处的温度，通过温度与预设值的比较，也就是说某一焊缝处的温度到达预设值时，该焊缝处即为泄漏点。

因此，通过该探测装置能够快速定位泄漏点的位置，缩短维修时间，降低维修成本。且在以柴油为辅助燃料的船舶上，可以在航行过程中进行探测以及维修。

一般来说，内管11的长度较短，从而内管11上的泄漏点一般为一个，因此，在多个焊缝中，最早检测到某个焊缝处的温度值到达预设值时，该焊缝处即为泄漏点。

在泄漏点为两个时，依然可以采用本申请中的探测装置进行探测。即在探测到第一个泄漏点后，进行补焊，补焊后再次采用该探测装置进行探测，从而探测到第二个泄漏点，接着进行补焊。

本申请还提供一种双壁管1中内管11泄漏点的探测方法，具体包括以下步骤：

S1、向内管11中输入经干燥、加热以及调节温度后的空气。

其中，在进行泄漏点的探测时，需关闭燃料瓶组与内管11之间的连接，即关闭燃气总阀21，还需关闭外管12上的透气阀和吹扫阀，以保证泄漏点的探测的准确性。

将探测装置的连接管路35与输送管2连接，并开启控制阀门，使连接管路35与输送管2以及内管11相连通。

具体地，包括下述步骤：提供1～7MPa的压缩空气，依次干燥、加热至90～150℃以及调节温度，使进入内管11的空气的温度高于环境温度50℃～60℃。

将探测装置的供气管路31与气源连接进而接收压缩空气。气源可为船体上的启动空气。将上述压缩空气先经干燥器32干燥而除去水分得到干燥空气，再将干燥空气经加热器33加热，得到温度为90～150℃的热空气。

通过调节设备34调节上述热空气的温度，使热空气的温度高于环境温度50℃～60℃。

S2、同时检测内管11的多个焊缝外周的温度。

具体地，通过将多个温度检测设备分别对应设置于多个焊缝外周，以检测焊缝外周的温度。

示例性地，如图2，内管11上具有多个焊缝，各焊缝处均设置有一温度检测设备。本实施例中，将多个温度检测设备分别记为W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7以及W8。各温度检测设备分别检测对应的焊缝的温度。

S3、依据多个焊缝处的温度，分析得出泄漏点。

具体地，在检测到某一焊缝处的温度达到预设值时，该焊缝处即为泄漏点，预设值为环境温度加上(50℃～60℃)。

例如，同一时间，各温度检测设备所检测的温度如下：W1所检测的温度为32℃，W2所检测的温度为36℃，W3所检测的温度为86℃，W4所检测的温度为95℃，W5所检测的温度为42℃，W6所检测的温度为38℃，W7所检测的温度为33℃，W8所检测的温度为32℃。依据上述可以判断得出W4对应的焊缝即为泄漏点。

其中，在某一实施方式中，可以依据温度检测设备所检测的温度值，得出各焊缝处温度随时间的变化曲线图，在其中某个温度值最先达到一预设值时，该温度所对应的焊缝即为泄漏点。本实施例中，在控制器36内设定预设值，且在检测到温度到达该预设值时，控制器36发出警报信号。

警报信号包括声音信号和/或光信号。

S4、维修泄漏点，并对内管进行1.5倍压力试验。

在探测到泄漏点后，进行维修。具体地，切开泄漏点处的外管12，找到泄漏点进行补焊，内管11的补焊结束后进行1.5倍压力试验。通过调节设备34进行调节压力而实现1.5倍压力。

压力试验通过后，焊接外管12，再进行外管12压力试验，压力试验合格后双壁管1即可重新使用。

本申请中的探测方法简单，能够快速定位泄漏点的位置，缩短了维修时间，降低了维修成本。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明中探测装置用于探测双壁管中内管的泄漏点，其能够快速定位泄漏点的位置，从而能够对泄漏点进行维修处理，使双壁管能够重新使用，缩短了维修时间，降低了维修成本，提高了LNG等绿色环保新能源作为燃料的使用率，从而使船舶的航行更符合节能环保的要求。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。