一种LNG罐式集装箱宜水域泊停换装船及换装方法与流程

本发明涉及lng能源装船领域，尤其是涉及一种lng罐式集装箱宜水域泊停换装船及换装方法。

背景技术：

lng是液化天然气（liquefiednaturalgas，简称lng）的简称，主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的化石能源。无色、无味、无毒且无腐蚀性。我国内河船舶众多，水运潜能巨大。现有技术中的lng燃料动力船采用的燃料储存方式是固定式储罐，由于固定式储罐要依赖岸上加注站或岸边加注趸船对其进行加注，例如中国专利文献cn106428445a中记载的一种移动加液船，即采用加注方式进行燃料供应。加注站点建设面临选址困难，投资巨大，审批时期长，从而导致现阶段投入使用的lng加注站点数量增加缓慢，短期内不能满足水运行业已经起步应用的lng燃料动力船的加注需求，是lng燃料动力船不能快速发展的主要障碍；

lng在境外资源丰富，我国进口量大，现在运输市场均采用大型运输船+大型接收站的运输模式，而这种模式长期处于大型集团掌控的状态，且基础设施建设周期长，投资巨大，门槛很高。目前lng中小批量的贸易交收需要更为灵活的方式，通过陆、水多式联运直接到达用户。现有lng罐式集装箱运输和换装都需要建设很大规模的陆上或水上换装站，建设周期长，投资巨大，还没有一种经济适用的lng罐式集装箱换装模式和装船应用方法。

由于江河受枯、洪水影响水位落差极大，特别是长江和三峡库区，水位落差可达30多米，要建成岸基式换装站，因为要适应大落差的水位变化，其建设投资非常巨大，而且提出“共抓大保护，不搞大开发”的政策面临岸线审批困难，再则：建设岸基式加注站要在江河中建设桩、柱和岸壁，会严重影响行洪安全，其审批又涉及消防、防洪、国土、住建等部门，比如京杭运河岸站需要在堤坝内建造。因此，防洪评价根本无法通过；岸线资源更是“千金难求”；岸线加注站土地又不能“招拍挂”，航道又不招标等诸多因素，也使投资岸基换装站困难重重。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种lng罐式集装箱宜水域泊停换装船及换装方法，它不用占用岸线资源，仅在适宜水域占用一个泊位即可实现。从水路运输到达的lng罐式集装箱直接卸载至本船，待向lng燃料动力船供应lng清洁能源，采用换装lng罐式集装箱的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种lng罐式集装箱宜水域泊停换装船，包括船体，船体上设设有起吊装置，起吊装置包括横向起吊装置和纵向起吊装置，所述船体两侧设有多个立柱，横向起吊装置设在两立柱上，纵向起吊装置设在船体两侧立柱之间；

船体主甲板上设有转换平台，转换平台周圈设有多个仓体。

优选方案中，所述向起吊装置至少为一个，所述横向起吊装置的结构为：所述立柱为高立柱，船体两侧的至少四个高立柱，四个高立柱上设有至少一个马鞍式连接梁，所述马鞍式连接梁与高立柱之间设有沿横向行走的横向起机重梁，横向起机重梁上设有至少设有上设有沿横向行走的横向起吊小车，横向起吊小车上设有用于起吊的横向卷扬起吊装置。

优选方案中，所述横向起机重梁两端设有悬臂段，两端悬臂段位于远离压载仓，并伸出到船体之外。

优选方案中，两端悬臂段伸出到船体之外长度大于或等于lng船的宽度。

优选方案中，所述横向起机重梁与高立柱之间设有沿横设置的横向固定梁；

所述高立柱上端设有顶柱，顶柱上设多根个斜拉索，斜拉索分别连接横向起机重梁悬臂段和非悬臂段。

优选方案中，所述纵向起吊装置的结构为：船体两侧的高立柱上设有沿纵向的纵向固定梁，所述纵向固定梁上设有纵向起重机梁，纵向起重机梁上多个纵向起吊小车，纵向起吊小车上设有用于起吊纵向卷扬起吊装置，所述纵向固定梁高度为至少三个罐式集装箱高度。

优选方案中，立柱为矮立柱，矮立柱设在船体两端，所述纵向起重机梁两端设在矮立柱上；

所述纵向起重机梁上设有爬梯。

优选方案中，船体一端设有泵舱，泵舱一侧设有多个住宿室和操作室，所述船体上设有多个锚机；

所述船体外沿周圈设有多个系缆桩。

优选方案中，所述船体中部设有集装箱中壁，所述船体两侧压载仓上设有舷壁，舷壁与集装箱中壁组成仓体，仓体内部设有多个导轨；

所述导轨结构为垂直直角块，所述导轨设在单个仓体四角，所述导轨端部设有导向斜面。

该方法包括：

s1、将压lng船开到船体压载仓一侧，通过系缆桩将lng船固定；

s2、控制横向起吊小车移动到lng船上方，用横向卷扬起吊装置将罐式集装箱吊到船体上的转换平台上；

s3、纵向起重机梁上的纵向起吊小车移动到转换平台上方，用纵向卷扬起吊装置罐式集装箱吊到仓体内部；

s4、从lng燃料动力船通过直卸的方式卸下lng罐式集装箱空箱，然后运至lng基站进行充装。

本发明提供了一种lng罐式集装箱宜水域泊停换装船及换装方法，采用装箱换装船，它不用占用岸线资源，仅在适宜水域占用一个泊位即可实现。从水路运输到达的lng罐式集装箱直接卸载至本船，待向lng燃料动力船供应lng清洁能源采用换装lng罐式集装箱的方法，能够克服现有技术中加注站面临造址困难，投资巨大，审批时间长的问题，实现lng装船应用的快速供应lng燃料，且经济适用，使用简便，相比较其它lng燃料供应模式，经济性能更优越，安全性更高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明船体和lng船卸料结构图；

图2是本发明船体结构图；

图3是本发明船体左视结构图；

图4是本发明图3c-c方向剖视结构图；

图5是本发明船体俯视结构图；

图6是本发明图5a-1方向剖视结构图；

图7是本发明仓体剖视结构图；

图8是本发明仓体俯视结构图；

图9是本发明仓体内部放置罐式集装箱结构图；

图10是本发明仓体内部放置罐式集装箱放大结构图；

图11是本发明导轨上方导向斜面结构图；

图12是本发明lng换装船在长江干线的布置示意图；

图中：船体1；压载仓2；lng船3；悬臂段4；斜拉索5；横向起吊小车6；横向卷扬起吊装置7；纵向起重机梁8；高立柱9；纵向固定梁10；系缆桩11；顶柱12；马鞍式连接梁13；横向起机重梁14；横向固定梁1401；纵向起吊小车15；纵向卷扬起吊装置16；矮立柱17；爬梯18；楼梯19；锚机20；仓体21；泵舱22；转换平台23；罐式集装箱24；集装箱中壁25；舷壁26；导轨27；导向斜面2701。

具体实施方式

实施例1

如图1~12所示，一种lng罐式集装箱宜水域泊停换装船，包括船体1，船体1上设设有起吊装置，起吊装置包括横向起吊装置和纵向起吊装置，所述船体1两侧设有多个立柱，横向起吊装置设在两立柱上，纵向起吊装置设在船体1两侧立柱之间，船体1主甲板上设有转换平台23，转换平台23周圈设有多个仓体21。由此结构，船体1结构为双底双舷，设有多个独立的lng罐式集装箱舱，主甲板以上设有两架固定横向起机重梁14和一架纵向起重机梁8，横向起机重梁14和纵向起重机梁8由左、右两舷的支柱支撑，在横向起机重梁14的横向卷扬起吊装置7的上方设置马鞍式连接梁13，再向上设置支柱用来支撑斜拉索5

纵向起重机梁8的前后两端设置箱型连接梁的矮立柱17，将三架梁连接或环围的整体。两架横向起机重梁14的高度以所在水域船舶水面上的总高度加适当裕度确定。纵向梁的高度以能够起吊集装箱舱内的三层高度集装箱的高度为准。其中横向起重梁向左、右舷延伸一个船宽的长度，延伸梁用斜拉杆通过中间支柱对称布置。

优选方案中，所述向起吊装置至少为一个，所述横向起吊装置的结构为：所述立柱为高立柱9，船体1两侧的至少四个高立柱9，四个高立柱9上设有至少一个马鞍式连接梁13，所述马鞍式连接梁13与高立柱9之间设有沿横向行走的横向起机重梁14，横向起机重梁14上设有至少设有上设有沿横向行走的横向起吊小车6，横向起吊小车6上设有用于起吊的横向卷扬起吊装置7。由此结构，横向起吊装置采用马鞍式连接梁13固定整个横向起机重梁14，使整个结构更加稳定，提高安全性能。

优选方案中，所述横向起机重梁14两端设有悬臂段4，两端悬臂段4位于远离压载仓2，并伸出到船体1之外。由此结构，便于使横向起吊小车6能够在船体1的甲板上方和lng船2的上方来回移动，实现lng罐式集装箱的换装，两端悬臂段4伸出到船体1之外长度大于或等于lng船3的宽度。由此结构，

优选方案中，所述横向起机重梁14与高立柱9之间设有沿横设置的横向固定梁1401，所述高立柱9上端设有顶柱12，顶柱12上设多根个斜拉索5，斜拉索5分别连接横向起机重梁14悬臂段4和非悬臂段。由此结构，横向固定梁1401用于支撑和加固横向起机重梁14，顶柱12上的斜拉索5起到稳定整个横向起机重梁14的作用，提高稳定效果。

优选方案中，所述纵向起吊装置的结构为：船体1两侧的高立柱9上设有沿纵向的纵向固定梁10，所述纵向固定梁10上设有纵向起重机梁8，纵向起重机梁8上多个纵向起吊小车15，纵向起吊小车15上设有用于起吊纵向卷扬起吊装置16，所述纵向固定梁10高度为至少三个罐式集装箱24高度。由此结构，纵向起吊装置通两侧纵向固定梁10固定在高立柱9上，与横向起吊装置形成一体结构。两架横向起重梁的高度以所在水域船舶水面上的总高度加适当裕度确定。纵向梁的高度以能够起吊集装箱舱内的三层高度集装箱的高度为准。其中横向起重梁向左、右舷延伸一个船宽的长度，延伸梁用斜拉杆通过中间支柱对称布置。

优选方案中，立柱为矮立柱17，矮立柱17设在船体1两端，所述纵向起重机梁8两端设在矮立柱17上，所述纵向起重机梁8上设有爬梯18。由此结构，纵向起重机梁8的前后两端设置箱型连接梁的矮立柱17，将三架梁连接或环围的整体。两架横向起机重梁14的高度以所在水域船舶水面上的总高度加适当裕度确定。

集装箱舱顶，左、右、前后四周以及中纵的通道贯通，在横向起重机梁的居中位置设有换装罐箱时纵、横向起重机的转换平台。贯通的走道还设置栏杆。

优选方案中，船体1一端设有泵舱22，泵舱22一侧设有多个住宿室和操作室，所述船体1上设有多个锚机20，所述船体1外沿周圈设有多个系缆桩11。由此结构，锚机20用于将整个船体1高度在江面上。

系缆桩11用于固定lng船3，主甲板前后左右通道贯通，尾部设有锚泊及系泊区域，铰锚、系缆机布置其上，尾部设置多个带缆桩。左、右两舷各设有多个带缆桩。首部甲板左、右两侧布置铰锚系缆机，设置多个带缆桩。该区域设置多道斜梯：用于下至舱内，上至lng罐式集装箱舱顶，再至纵横轨道梁上。主甲板首部区域左舷设置值班室、消防装备间、男女厕浴室各一间；右舷会议室一间，服务厅一间。

优选方案中，所述船体1中部设有集装箱中壁25，所述船体1两侧压载仓2上设有舷壁26，舷壁26与集装箱中壁25组成仓体21，仓体21内部设有多个导轨27，所述导轨27结构为垂直直角块，所述导轨27设在单个仓体21四角，所述导轨27端部设有导向斜面2701。由此结构，主甲板舱口四周采用环围的框形结构、内舷的双层壁结构向上延伸至三层集装箱高度，每一排集装箱设置横向箱梁或横向双层舱壁，与舷壁26形成独立一排的仓体21，再在每个横向舱壁或横向箱形框梁之间每列集装箱设置导轨将集装箱舱分隔成各自独立单舱，这种用导轨分隔后的独立集装箱舱室在框架、舱壁和导轨27的隔阻下，可以使lng罐式集装箱在船舶受外力作用摇晃、倾斜时具有稳定性；而且不用进行系固，为本船换装作业的频繁直装直卸的特殊工艺提供了一种免系固的解决方案，又减轻了工作人员劳动强度。

实施例2

结合实施例1进一步说明，如图1-12中集装箱舱顶，左、右、前后四周以及中纵的通道贯通，在横向起机重梁14的居中位置设有换装罐箱时纵、横向起重机的转换平台23。贯通的走道还设置栏杆。

纵向起重机梁8的承重纵向固定梁10设置在高立柱9的内侧，所需要纵梁的宽度与集装箱起重机的行走机构尺寸相匹配。其起重高度以可以无阻挡的起吊最高第三层罐式集装箱24为宜。当航道条件不允许的情况，也可以是三层以下。

横向起机重梁14距满载水线面的净空高度以大于所在水域船舶无论何种载况的固定建筑物距水面净空高度为基准。眠桅情况；同时需满足能够无阻挡地起吊一个集装箱从纵向起重机梁8上方自舷伸梁的一舷行走至另一舷。横向起机重梁14的起重机上方及高立柱9的两侧设置马鞍式连接梁13。马鞍式连接梁13的净空高度以横向起重机能够无阻挡的通过马鞍下为准。马鞍以上设置左、右支柱，左、右支柱顶端设置横撑，由中间支柱支承，同时，左、右支柱采用斜杆用以增强其稳定性。支柱与延伸的起重梁由斜拉杆三角形对称布置来平衡延伸梁上的载荷。横向起重梁两侧设置栏杆。

将压lng船3开到船体1压载仓2一侧，通过系缆桩11将lng船3固定。

控制横向起吊小车6移动到lng船3上方，用横向卷扬起吊装置7将罐式集装箱24吊到船体1上的转换平台23上。

纵向起重机梁8上的纵向起吊小车15移动到转换平台23上方，用纵向卷扬起吊装置16罐式集装箱24吊到仓体21内部。

从lng燃料动力船通过直卸的方式卸下lng罐式集装箱空箱，然后运至lng基站进行充装。接受lng罐式集装箱运输船从水路运输来的lng罐式集装箱，通过横向和纵向固定桥式起重机，其间有一个横向和纵向转换平台的转换方向的工艺流程，采用直卸的形式，卸载至各个独立的集装箱舱。向lng燃料动力船通过直装lng罐式集装箱的形式向其供应lng燃料，从lng燃料动力船通过直卸的方式卸下lng罐式集装箱空箱，然后运至lng基站进行充装，实现“一罐到底”循环。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

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