專利名稱：一種用于運(yùn)輸瀝青的新型船舶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種運(yùn)輸船舶，特別是一種可運(yùn)輸石油瀝青并可兼運(yùn)閃點(diǎn)大于6(TC的成 品油的新型遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船。
背景技術(shù)：
瀝青是一種廣泛應(yīng)用于高速公路、 一級公路和城市公路建設(shè)的有機(jī)結(jié)合物。目前國 內(nèi)瀝青的生產(chǎn)廠家主要是遼河油田和克拉瑪依油田，由于生產(chǎn)能力限制以及品質(zhì)指標(biāo)達(dá) 不到高等級公路的要求，遠(yuǎn)不能滿足我國公路建設(shè)的發(fā)展需要，因此必須依靠進(jìn)口。目 前我國每年進(jìn)口瀝青總量約150 180萬噸，其中散裝瀝青占總量的30%左右。工程中
采用的瀝青絕大多數(shù)是石油瀝青，石油瀝青是復(fù)雜的碳?xì)浠衔锱c其他非金屬衍生物組 成的混合物。通常瀝青閃點(diǎn)在24(TC-330°C之間，燃點(diǎn)比閃點(diǎn)約高3°C-6'C。根據(jù)中 國船級社的《石油瀝青船檢驗(yàn)指南(2005)》和《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范(2006)》，瀝青船 一般應(yīng)符合載運(yùn)閃點(diǎn)大于6(TC (閉杯試驗(yàn))石油產(chǎn)品的液貨船的有關(guān)要求。若載運(yùn)的石 油瀝青溫度不能低于其閃點(diǎn)15°C,則應(yīng)符合載運(yùn)閃點(diǎn)小于60 °C (閉杯試驗(yàn))石油產(chǎn) 品的液貨船的有關(guān)要求。由于瀝青的物理特性,液貨艙在運(yùn)輸過程中,需要進(jìn)行加熱和保 溫,這是為了滿足瀝青可流動性和泵送性的需要，常用保溫材料的主要性能指標(biāo)及瀝青加 熱設(shè)備和駁運(yùn)設(shè)備的選擇瀝青船液貨艙是瀝青船設(shè)計、制造以及管理的關(guān)鍵，對于船舶 的節(jié)能和運(yùn)行成本的控制具有十分重要的意義。液貨艙是指用于裝運(yùn)液體貨物的容器， 通常液貨艙與船體為整體結(jié)構(gòu)，構(gòu)成船體結(jié)構(gòu)一部分，且以相同方式與鄰近的船體結(jié)構(gòu) 一起承受相同的負(fù)荷，其通常是船體的結(jié)構(gòu)完整性所必需的。由于瀝青在裝載和運(yùn)輸過 程中的溫度將達(dá)18(TC或以上，這將使材料的機(jī)械性能顯著下降，而且液態(tài)石油瀝青在 溫度變化過程中，會引起船體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化，船體由此會發(fā)生變形。另外由于是整體 結(jié)構(gòu)，液貨艙與船體外殼的構(gòu)建連接會產(chǎn)生導(dǎo)溫，不利于液貨艙的保溫，熱損耗較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種不會因?yàn)r青的溫度而影響到船體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，并可采用 整體絕熱保溫敷設(shè)，減少熱損耗的采用獨(dú)立液貨艙結(jié)構(gòu)的用于運(yùn)輸瀝青的新型船舶。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種用于運(yùn)輸瀝青的新型船舶，包括船體，船體甲板 下方為貨艙區(qū)，貨艙區(qū)設(shè)有一個以上的獨(dú)立液貨艙，獨(dú)立液貨艙內(nèi)設(shè)有加熱保溫系統(tǒng)， 貨液貨艙置于貨艙內(nèi)的雙層底上，通過底端支撐固定，獨(dú)立液貨艙外表面設(shè)有絕熱包覆 層，在獨(dú)立液貨艙的艙頂部中縱部位還設(shè)有防傾樁，左右兩側(cè)設(shè)有防浮樁。
本發(fā)明提供的用于運(yùn)輸瀝青的新型船舶，由于采用了獨(dú)立結(jié)構(gòu)的液貨艙，液貨艙不 與船體結(jié)構(gòu)直接接觸，液貨艙與船體不構(gòu)成一個整體結(jié)構(gòu)即液貨艙并非構(gòu)成船體所必不 可少的一部分，不與鄰近的船體結(jié)構(gòu)一起承受相同的負(fù)荷，不會因?yàn)r青的溫度變化使船 體的機(jī)械性能下降并引起船體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化進(jìn)而導(dǎo)致船體發(fā)生變形；獨(dú)立結(jié)構(gòu)液貨艙 的可以整體鋪設(shè)保溫層，液貨艙與船體之間的支承結(jié)構(gòu)也使用絕熱支承，降低了熱能消 耗；獨(dú)立結(jié)構(gòu)的液貨艙可獨(dú)立建造，然后整體入艙，建造方便，縮短建造周期。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的設(shè)計原理如下
瀝青船液貨艙的加熱保溫是瀝青船能否正常營運(yùn)的不可缺少的保障、也是瀝青船設(shè) 計中的關(guān)鍵技術(shù)?，F(xiàn)階段，整體結(jié)構(gòu)液貨艙，因其構(gòu)成船體結(jié)構(gòu)一部分，且以相同方式 與鄰近的船體結(jié)構(gòu)一起承受相同的負(fù)荷，與船體外殼存在大量的構(gòu)件聯(lián)系，必然存在許 多"熱橋"，其加熱保溫系統(tǒng)的設(shè)計手段還存在許多不太完善的方面，熱能消耗較大；
而采用獨(dú)立結(jié)構(gòu)的液貨艙，不與船體結(jié)構(gòu)直接連接，可以整體鋪設(shè)保溫層，液貨艙與船 體之間的支承結(jié)構(gòu)也可以使用絕熱支承，達(dá)到"零熱橋"，降低了熱能消耗；同時液貨
艙的受熱變形不會影響船體結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力變化；在制造時，獨(dú)立結(jié)構(gòu)的液貨艙可獨(dú)
立建造，然后整體入艙，建造方便，縮短建造周期。
根據(jù)設(shè)計原理，本發(fā)明采用以下結(jié)構(gòu) 一種用于運(yùn)輸瀝青的新型船舶，包括船體，
船體甲板l下方為貨艙區(qū)，貨艙區(qū)設(shè)有一個以上的獨(dú)立液貨艙2，獨(dú)立液貨艙2內(nèi)設(shè)有 加熱保溫系統(tǒng)，貨液貨艙2置于貨艙內(nèi)的雙層底3上，通過底端支撐4固定，獨(dú)立液貨 艙2外表面設(shè)有緣熱包覆層5，在獨(dú)立液貨艙2的艙頂部中縱部位還設(shè)有防傾樁6，左 右兩側(cè)設(shè)有防浮樁7。
如圖1所示，獨(dú)立式液貨艙在貨艙內(nèi)底采用框形垂直支撐；左右與前后方向，在液 貨艙底部中縱部位設(shè)橫縱向鍵槽定位。因此，液貨艙除能產(chǎn)生微小的膨脹或位移外,是固
定在貨艙內(nèi)的,不會隨船產(chǎn)生大的移動或晃動，不會對橫穩(wěn)性產(chǎn)生不利影響。液貨艙在貨 艙除了垂直支撐及左右與前后方向固定外，在液貨艙頂部中縱部位還設(shè)有防傾樁和左右 兩側(cè)設(shè)有防浮樁。液貨艙在船艙內(nèi)是活動的,在裝載高溫瀝青時既有膨脹的余地，又能保 證船舶在海上航行時防止罐大范圍的搖動,以及萬一破艙時防止罐的浮動。從而也較好地 保護(hù)貨油罐和加熱管系，特別是膨脹接頭不受損壞。在液貨艙外表敷設(shè)隔熱材料保溫，保 溫材料采用新型稀土保溫涂料，液貨艙先裝設(shè)框架,艙外表先涂上一層稀土保溫涂層,然 后再在復(fù)合棉上再涂上一層稀土涂層貼到罐體外表上,外面用鋅鐵板覆蓋,用抽心釘和螺 釘固定。在貨艙內(nèi)底的框形垂直支撐內(nèi)裝設(shè)高強(qiáng)度絕熱墊板，避免液貨艙底部與金屬直 接接觸，減少傳熱。 本發(fā)明在實(shí)施時，
1. 獨(dú)立液貨艙的尺度，按照瀝青船技術(shù)規(guī)格書對載重量與有效裝載系數(shù)的要求，結(jié) 合船型的選擇，根據(jù)船舶制造廠的起吊能力，可設(shè)一個以上的合適尺度的獨(dú)立液貨艙。
2. 獨(dú)立液貨艙的結(jié)構(gòu)形式與支撐，如圖1所示，在由雙層殼保護(hù)的貨艙區(qū)設(shè)置獨(dú)立 型帶絕緣的液貨艙，支持在船底結(jié)構(gòu)上的復(fù)合材料的墊塊上，不與船體結(jié)構(gòu)直接連接， 允許液貨艙因熱脹冷縮滑動。
3. 獨(dú)立液貨艙的加熱與保溫系統(tǒng)。瀝青是高粘度貨物，駁運(yùn)瀝青適宜的溫度約在 16(TC左右，當(dāng)溫度低于15(TC時，貨油泵就不能處于良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，溫度的控制范 圍一般在12(TC 180。C之間，準(zhǔn)確的加溫溫度控制標(biāo)準(zhǔn)以承運(yùn)的瀝青牌號或供貨方提供 的貨物性能資料為準(zhǔn)，不同牌號的瀝青，對加溫溫度的控制要求是不同的，加溫溫度的 控制標(biāo)準(zhǔn)就是依據(jù)該種瀝青的貨物性能資料。加溫溫度太低，瀝青容易重新凝固，造成 卸油困難；加溫溫度過高，不僅浪費(fèi)能源，而且有可能造成瀝青性能發(fā)生改變。如超 過卸油設(shè)備工作時的極限溫度，極易造成這些設(shè)備的損壞。過高的溫度還會引起瀝青中 殘存的輕餾分大量蒸發(fā)，這些閃點(diǎn)很低的氣體極大地增加了船舶的危險程度。瀝青船的 貨油加溫設(shè)備一般使用熱油鍋爐，熱油鍋爐使用的是高閃點(diǎn)、高凝固點(diǎn)的特殊油類作為 導(dǎo)熱介質(zhì)，將加熱介質(zhì)通入貨油艙內(nèi)的加熱盤管來實(shí)現(xiàn)對貨油加熱的形式。按照使用情 況，可以分為加熱和保溫。加熱，是到港前在適當(dāng)時間內(nèi)對貨油加熱，實(shí)用于航線長的 油船；保溫是連續(xù)對貨油進(jìn)行保溫，實(shí)用于航線短的油船。
4. 獨(dú)立液貨艙的保溫材料和結(jié)構(gòu)。瀝青船所裝載的瀝青必須是以液態(tài)形式運(yùn)輸，因 而瀝青裝船溫度高達(dá)16(TC 180。C;然而外底板和水面以下的舷側(cè)板處于海水中，溫 度可能保持在O'C左右，環(huán)境溫度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其液態(tài)時的溫度。為了達(dá)到運(yùn)輸所需的
溫度，則需要對液貨艙采取必要的隔熱措施。獨(dú)立液貨艙應(yīng)采用經(jīng)認(rèn)可的隔熱材料進(jìn)行 隔熱，隔熱材料敷設(shè)后，在環(huán)境溫度下(一個大氣壓下，空氣溫度為0'C，海水溫度為
(TC)貨艙處所內(nèi)的溫度應(yīng)不超過18(TC。 一般可以從兩個方面來達(dá)到提高隔熱效果一
為通過采用保溫材料，鋪設(shè)保溫層；二為優(yōu)化船體與液貨艙之間的支承結(jié)構(gòu)(即為底部 支承結(jié)構(gòu))，減少因金屬直接接觸而產(chǎn)生的"熱橋"。在船舶設(shè)計的過程中，根據(jù)不同 的船東需要、技術(shù)要求、成本控制，選擇不同形式的保溫材料。 一般，選擇導(dǎo)熱系數(shù)小、 比重小、阻燃性能好、使用溫度高、施工方便、粘結(jié)性好的保溫材料就可使船舶的載重 量系數(shù)提高，熱能消耗降低，從而大大提高船舶的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。 一艘6000噸瀝青船設(shè)計實(shí)例
本船為單螺旋槳、中速柴油機(jī)驅(qū)動的石油瀝青運(yùn)輸船，具有如下布置從首到尾連 續(xù)的上甲板；整個貨艙區(qū)舷側(cè)設(shè)連續(xù)的雙層殼；貨艙區(qū)船底部分由貨艙底板和船底外板 構(gòu)成對貨艙的雙層保護(hù)，該空間的高度滿足國際防污染公13F條規(guī)則的要求(船體底部 結(jié)構(gòu)為單底結(jié)構(gòu))；設(shè)首樓；設(shè)尾樓；上甲板為直線型梁拱；船中設(shè)裝卸貨集管站和甲 板室；設(shè)具有球鼻首的傾斜船首；方尾；機(jī)艙設(shè)于尾部；居住區(qū)設(shè)于尾部，在尾樓甲板 上設(shè)三層甲板室；駕駛室設(shè)于居住區(qū)的上方；機(jī)艙開口和煙囪與居住區(qū)分離。船體設(shè)六 道水密橫艙壁將船體分為如下部分首尖艙和錨鏈艙；應(yīng)急消防泵艙和首壓載水艙；貨 艙區(qū)(全部由雙層殼保護(hù))分為前后兩個貨艙段，兩個貨艙段之間為貨泵艙，每個貨艙 段均為不與船體結(jié)構(gòu)焊接在一起的獨(dú)立的貨艙結(jié)構(gòu)，每個貨艙段又分隔為4個水密的貨 艙，貨泵艙布置在兩個貨艙段之間，貨泵艙兩側(cè)為燃油艙，其外側(cè)有雙層殼和雙層底保 護(hù)；機(jī)艙設(shè)于貨艙的后方，機(jī)艙內(nèi)設(shè)有各種必需的油柜，淡水艙設(shè)于船尾尾尖艙，邊艙 和首尾尖艙為專用壓載水艙。獨(dú)立型帶絕緣的液貨艙，支持在船底結(jié)構(gòu)上的復(fù)合材料的 墊塊上，不與船體結(jié)構(gòu)直接連接允許貨艙因熱脹冷縮滑動。
總長約.106.84 m
垂線間長101.50 m
型寬17.60 m
型深10.10 m
設(shè)計吃水6.50 m
總噸位1969:約5,600 GT
貨物本船運(yùn)載的貨油為石油瀝青和成品油，這些液貨的閃點(diǎn)大于60。C 。本船裝
運(yùn)的貨油密度范圍由0.924t/m3到1.04t/m3，貨油的運(yùn)輸溫度最高為200°C。
主機(jī)在CSR工況時每天油耗約為12.7 t/d。
航速和續(xù)航力本船在設(shè)計吃水6.5m及主機(jī)輸出功率為CSR (2813 Kw)時，且 在船體清潔、深水、無風(fēng)浪的情況下，具有15%航海裕度的服務(wù)航速約為13.35kn。本 船的續(xù)航力在燃油艙裝滿，航速為13.35kn時，約為5500n.mile
載重量在比重為1.025的海水中，設(shè)計吃水時的載重量約為6000t，船舶載重量 為船舶在相應(yīng)吃水且海水比重為1.025時，排水量(包括船體外板和附體)與空船重量 之間的差值。
艙容
1) 貨油艙(100%裝載)約5840 m3
2) 燃油艙(包括日用艙和澄清艙)(100%裝載)約360 m3
3) 重柴油艙(包括日用艙和澄清艙)(100%裝載)約80 m3
4) 淡水艙(100%裝載)約180 m3
5) 壓載水艙(100%裝載)約2770 m3 熱油裝置
1) 全自動熱油鍋爐2臺，1000KW/臺
2) 加熱介質(zhì)熱導(dǎo)油
3) 熱油溫度(進(jìn)口/出口) 210° C/260° C
2.設(shè)計特點(diǎn)
貨艙區(qū)(全部由雙層殼保護(hù))分為前后兩個貨艙段，兩個貨艙段之間為貨泵艙，采 用獨(dú)立液貨艙，每個貨艙段設(shè)一個獨(dú)立液貨艙，獨(dú)立液貨艙是不與船體結(jié)構(gòu)連環(huán)的獨(dú)立 結(jié)構(gòu)。獨(dú)立的液貨艙由設(shè)于船底結(jié)構(gòu)頂部的絕熱復(fù)合材料墊塊來撐，允許液貨艙能熱脹
冷縮變形。液貨艙為高強(qiáng)度鋼焊接結(jié)構(gòu)。每個液貨艙由縱橫水密艙壁分隔為4個貨艙。 貨艙的結(jié)構(gòu)型式為縱骨架式。結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括頂部、側(cè)壁、端壁和底部肋板均設(shè)于貨艙內(nèi) 部，但是底部縱骨設(shè)于貨艙外側(cè)。液貨艙外部與船體結(jié)構(gòu)之間有一定的隔離空間。貨艙 底部肋板應(yīng)設(shè)有足夠的流水孔，以求盡量有利于貨物的掃艙。液貨艙能承受200度高溫 液體貨的靜、動態(tài)載荷。貨艙的艙口圍板直接通到上甲板以上。液貨艙兩側(cè)和上部的船 體結(jié)構(gòu)上設(shè)置防止液貨艙浮動裝置。液貨艙的底部有定位裝置。在液貨艙上應(yīng)設(shè)吊裝用 的眼板，并對裝設(shè)眼板部位的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)以承受吊裝時的集中力。
獨(dú)立液貨艙貨油加熱和保溫由燃油熱油鍋爐組成的熱油加熱回路專供貨油艙貨油 加熱用,在每個貨油艙內(nèi)，設(shè)2組(并聯(lián)式)碳鋼加熱盤管，當(dāng)保溫時使用l組，當(dāng)升溫
時，使用2組可滿足要求。油艙加熱系統(tǒng)各進(jìn)出口均采用手動閥，以方便對各油艙液貨 溫度進(jìn)行單獨(dú)控制。在貨艙區(qū)內(nèi)，熱油加熱總管經(jīng)絕熱包復(fù)后，敷設(shè)在上甲板下方。貨 油管路及貨油閘閥均采用熱油伴行管加熱，貨油泵及吸入濾器等均有熱油加熱腔。油艙 內(nèi)的加熱盤管盡可能靠艙底敷設(shè)，其所用的"U"形管夾及螺栓(雙重)材料均為不銹 鋼。液貨艙保溫采用新型稀土保溫涂料，艙壁先裝設(shè)框架,艙外表先涂上一層10mm稀 土保溫涂層,然后再在60mm厚復(fù)合棉上再涂上一層10mm稀土涂層貼到罐體外表上，外 面用鋅鐵板覆蓋,用抽心釘和螺釘固定。
貨油裝卸采用2臺電動立式雙螺桿泵作為貨油泵，并設(shè)置于船中部的貨油泵艙內(nèi)， 通過變頻裝置以調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)來達(dá)到改變泵排量的目的。貨油管系允許兩臺貨油泵 同時工作。貨油泵裝在貨油泵艙內(nèi)，而驅(qū)動電動機(jī)裝在泵上方有良好通風(fēng)的艙室內(nèi)，通 過萬向軸與泵相連。每臺貨油泵的吸入總管和排出總管分別為DN250mm和DN200mm。 2臺貨油泵可以同時工作，當(dāng)l臺貨油泵工作時，任l臺泵可以抽吸任l貨油艙的液 貨。在甲板上設(shè)有單獨(dú)的注入管系，液貨可以通過貨油總管至各貨油艙的專設(shè)注入支管 從艙的首端注入艙內(nèi)。通過貨油泵，每個艙的液貨均可以進(jìn)行封閉循環(huán)運(yùn)作。每臺貨油 泵出口管處均設(shè)旁通管。在貨油艙內(nèi)的貨油管采用焊接連接，而泵艙及貨艙段隔離空艙 等處可用法蘭連接。貨油管所用的螺栓、螺母及支架均為不銹鋼。貨油管用的墊片采用 增強(qiáng)石墨板或相當(dāng)材料。貨油泵的維修除了直接連接于泵體的管子需拆卸外，不應(yīng)牽動 其它管子。液貨在貨油管內(nèi)的流速一般不應(yīng)超過5m/s。每個貨油艙的吸油管裝在艙的尾 部，其端部裝吸入喇叭口。貨油系統(tǒng)全部采用手動閘閥，閥體材料為鑄鋼，閥芯和閥桿 為不銹鋼。
權(quán)利要求
1、一種用于運(yùn)輸瀝青的新型船舶，包括船體，船體甲板(1)下方為貨艙區(qū)，其特征在于貨艙區(qū)設(shè)有一個以上的獨(dú)立液貨艙(2)，獨(dú)立液貨艙(2)內(nèi)設(shè)有加熱保溫系統(tǒng)，貨液貨艙(2)置于貨艙內(nèi)的雙層底(3)上，通過底端支撐(4)固定，獨(dú)立液貨艙(2)外表面設(shè)有絕熱包覆層(5)，在獨(dú)立液貨艙(2)的艙頂部中縱部位還設(shè)有防傾樁(6)，左右兩側(cè)設(shè)有防浮樁(7)。
全文摘要
一種用于運(yùn)輸瀝青的新型船舶，屬于船舶制造技術(shù)領(lǐng)域。源于運(yùn)輸船包括船體，船體甲板下方為貨艙區(qū)，貨艙區(qū)設(shè)有一個以上的獨(dú)立液貨艙，獨(dú)立液貨艙內(nèi)設(shè)有加熱保溫系統(tǒng)，貨液貨艙置于貨艙內(nèi)的雙層底上，通過底端支撐固定，獨(dú)立液貨艙外表面設(shè)有絕熱包覆層，在獨(dú)立液貨艙的艙頂部中縱部位還設(shè)有防傾樁，左右兩側(cè)設(shè)有防浮樁。本發(fā)明提供由于采用了獨(dú)立結(jié)構(gòu)的液貨艙，液貨艙不與船體結(jié)構(gòu)直接接觸，不會因?yàn)r青的溫度變化使船體的機(jī)械性能下降并引起船體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化進(jìn)而導(dǎo)致船體發(fā)生變形；獨(dú)立結(jié)構(gòu)液貨艙的可以整體鋪設(shè)保溫層，液貨艙與船體之間的支承結(jié)構(gòu)也使用絕熱支承，降低了熱能消耗；獨(dú)立結(jié)構(gòu)的液貨艙可獨(dú)立建造，然后整體入艙，建造方便，縮短建造周期。
文檔編號B63B25/00GK101357675SQ20081019698
公開日2009年2月4日 申請日期2008年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月17日
發(fā)明者向安玉, 彭景亮, 李麗麗, 柯希平, 俊 樊, 王業(yè)高, 趙永東, 陳愛國, 韓烈彪, 黃定春 申請人:中國葛洲壩集團(tuán)機(jī)械船舶有限公司;彭景亮;王業(yè)高;李麗麗;陳愛國;黃定春;樊 俊;向安玉;柯希平;韓烈彪;趙永東