一种新型的B型独立储舱的制作方法

本发明涉及船舶及海洋结构物技术领域，具体涉及一种独立次屏壁式结构更加稳固、安全性更强的b型储舱。

背景技术：

国际海事组织(imo)在其《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》(igc规则)以及《使用气体或其它低闪点燃料船舶国际安全规则》(igf规则)中明确限定了b型独立储舱(以下简称“b型舱”)的功能和定义。b型舱多用于大型船舶及海洋工程结构物中，其功能包括但不限于运输液化气体、用作液化气燃料舱等，其装载的液化气体包括但不限于液化天然气(lng)、液氨燃料(nh3)、液化乙烯气体(leg)等。

根据imoigf/igc的规定，b型舱需要设置具有小泄漏保护系统的部分次屏壁。传统b型储舱仅在底部设置有支撑结构，船舶在航行过程中，会产生横摇或纵摇，船舶的摇晃对储舱产生影响，导致储舱也摇晃，增加液化气体的泄漏风险。

如图1、2、3所示，传统b型储舱主要分3中形式，分别是①在主屏壁外设置有防溅膜10②在船体结构外设置集液槽11③在主屏壁外设置防溅膜和集液槽。传统形式的储舱主屏壁和防溅膜之间形成密性空间，密性空间外侧的绝缘层与船体内壳相粘连。传统b型储舱主屏壁上有泄漏接收槽，并直接滴落到船体内壳上，船体内壳外部安装有集液槽，从密性空间内引出引流管，连接到集液槽中。此方案的防溅膜与主屏壁形成全封闭密性空间，难以检修和维护，船体结构直接暴露在低温泄漏液体中，安全风险较大，对船体结构用钢要求极高。

传统b型储舱的集液槽处于悬空状态，和主屏壁之间仅由引流管相连，在船舶的运动过程中容易发生损坏。传统形式的b型储舱的防溅膜与主屏壁或者船体结构的接合处在船舶的全寿命周期内始终处于高风险状态，疲劳破坏、裂纹扩展以及低温作用都是该区域所面临的安全性挑战，难以检测和维修，从而使得建造和维修的难度和成本非常高。

技术实现要素：

为解决上述诸多问题，本发明提供一种新型的b型独立储舱，旨在达到b型储舱在运输液化气体过程中的结构稳固性，保证运输安全、防止液化气体泄漏的目的，其所采用的技术方案是：

一种新型的b型独立储舱，b型储舱设置在船体结构内，b型储舱带有的主屏壁与船体结构之间设置有支撑层，支撑层包括顶部支撑机构、侧向支撑机构和垂向支撑机构，b型储舱通过支撑层固定在船体结构内。

通过支撑层，将b型储舱支撑固定在船体结构内，对储舱的上、下、左、右进行全方位的固定，进而保证了b型储舱在运输过程中的安全性能。当船舶产生横摇或纵摇时，顶部支撑机构和垂向支撑机构相结合、两列侧向支撑机构相结合分别给予纵向及横向的约束，约束b型储舱不会因横摇或纵摇产生晃动，保证了b型储舱的稳固性，进而可以避免b型储舱内的液化气体泄漏。主屏壁两侧的侧向支撑机构是对称设置，使b型储舱两侧的受力是对称的。顶部支撑机构与垂向支撑机构相配合，限制了b型储舱纵向方向的晃动，两侧的侧向支撑机构相配合，限制了b型储舱横向方向的晃动，进而保证了液化气体的运输安全。主屏壁可采用不锈钢、9％ni钢、高锰低温钢、铝合金等具有低温性能的金属材料。

其中，b型舱的纵向方向：与船体及海洋工程结构物的纵向方向相同，即其长度方向。

b型舱的横向方向：与船体及海洋工程结构物的横向方向相同，即其宽度方向。

b型舱的垂向方向：与船体及海洋工程结构物的垂向方向相同，即其高度方向。

本发明的支撑层不仅起到支撑b型储舱的作用，其主要对b型储舱进行前期保护，将b型储舱稳固在船体结构内部，对b型储舱进行全方位施力，夹持住b型储舱，防止液化气体泄漏。顶部支撑机构与垂向支撑机构相对应，以及两侧的侧向支撑机构相对应，采用这种对称施力、点对点施力夹持的结构，可以在使用较少的施工材料，即可达到最大的稳固效果，节省了施工原料，降低施工成本。

在b型储舱底部、主屏壁与船体结构之间还设置有次屏壁，次屏壁的形状与b型储舱底部、外部轮廓结构相同，包裹住b型储舱底部，次屏壁顶部最高点等于或高于b型储舱削斜最高点，次屏壁通过过渡机构与船体结构固定连接，次屏壁通过垂向支撑机构固定在主屏壁与船体结构之间，次屏壁顶部最高点位于b型储舱削斜最高点上方800-1000mm处。次屏壁是独立设置在主屏壁与船体结构之间，其形状与船舶底部外部的轮廓结构相同，其起到保护主屏壁及盛装泄漏液化气体的作用，采用这种结构，满足了imoigf/igc的相关规定的同时，减少设置泄漏保护装置或处理低温液体装置，储舱内的液化气体产生泄漏，透过主屏壁，沿主屏壁外表面流入到次屏壁内，次屏壁像碗一样放置在b型储舱底部，预备接收泄漏的液化气体。

船体运动会产生摇晃，船舶的横向或纵向摇晃会产生一定倾角，次屏壁高出削斜的部分在船舶形成倾角情况下，也可以完全包裹住主屏壁的底部，对主屏壁进行保护，应对液化气体泄漏情况。

沿次屏壁顶部的边缘、等间距设置有一圈过渡机构。过渡机构带有异形钢结构平台，钢结构平台一端与船体结构焊接，另一端与钢制夹持构件焊接连接，钢制夹持构件是一边带有开口的方形凹槽，凹槽开口向下，内部填充有层压木，次屏壁顶部插入到层压木内固定。层压木块的宽度优选但不限于300-400mm。通过过渡机构增强次屏壁顶部的稳固性，同时，过渡机构还可以作为检修平台，在过渡机构上搭设梯子，操作人员通过梯子进入次屏壁与船体结构、主屏壁之间的空间内。钢结构平台的宽度优选但不限于800-1000mm，采用800-1000mm的尺寸宽度，方便在钢结构平台上搭设梯子。

次屏壁将主屏壁与船体结构之间的区域分成了两个，主屏壁外表面与次屏壁内表面形成第一区域，次屏壁外表面与船体结构内表面形成第二区域。操作人员可以进入到第一区域或第二区域内，对第一区域或第二区域内的设备进行检修。其中，可在第一区域内设置有泄漏气体的探测装置，并在第一区域和第二区域内充装惰性气体。次屏壁采用薄板结构，其厚度不大于主屏壁的板材厚度，其厚度优选但不限于10mm-15mm。次屏壁的主要功能是作为小泄漏液体的接收槽，保护船体结构不受低温液体影响，在受力机理上只传导机械载荷，因此可设置为薄板的形式，从而优化结构重量，节约成本。

次屏壁内表面覆盖有第一防屈层，第一防屈层是t型材，t型材焊接在次屏壁内表面，t型材的横向连线及纵向连线相交叉，形成整体的网格型，这种网格型的结构，使次屏壁内表面受力均匀，进而可以对次屏壁进行整体把控，防止其受冷收缩变形。进而保证在液体泄漏情况下，能够更好的盛装住液化气体，即使b型储舱产生泄漏，b型储舱的安全性也能得到保障，给b型储舱提供一种保护措施，让检修人员尽快对主屏壁进行检修，停止泄漏，减小危险系数，降低损失。

在主屏壁顶部、沿b型储舱长度方向设置有一排顶部支撑机构；在主屏壁两侧、沿b型储舱高度方向，设置有一列侧向支撑机构；在主屏壁底部、沿b型储舱长度方向，设置有多列垂向支撑机构。顶部支撑机构、垂向支撑机构，侧向支撑机构形成的整体支撑层，将b型储舱稳稳固定、夹持在船体结构中间，保证了b型储舱不会受船舶横摇、纵摇或其他外部撞击影响，对b型储舱进行保护，避免液化气体的泄漏。在主屏壁顶部设置有一排顶部支撑机构，多个顶部支撑机构设置在主屏壁的顶部，沿b型储舱长度方向，多个顶部支撑机构等间距设置。在主屏壁的两侧、沿b型储舱高度方向各设置有一列侧向支撑机构，侧向支撑机构之间等间距设置。在主屏壁底部、沿b型储舱长度方向设置有多排垂向支撑机构，垂向支撑机构之间等间距设置。顶部支撑机构、侧向支撑机构、垂向支撑机构分别以模块化的形式固定在主屏壁顶部、主屏壁侧面和主屏壁的底部，形成整体的支撑层。

次屏壁与主屏壁之间的距离是950-1050mm，次屏壁与船体结构之间的距离是650-750mm。即第一区域的间距是950-1050mm，第二区域的间距是650-750mm，设置两个区域是方便检测人员进入到船体结构内，方便对b型储舱主屏壁的外表面和次屏壁的内表面进行检测，对主屏壁外表面做到实时监测，如有异常及时修理，在液化气体泄漏前，即可将问题解决，避免液化气体泄漏。

上述一种新型的b型独立储舱，更进一步地，b型储舱外表面覆盖有一层绝缘层。绝缘层与主屏壁外表面相接触，绝缘层粘覆在主屏壁外表面。b型储舱外部形成一定厚度的完整的包裹层，具有保温隔热的效果。

主屏壁与船体结构之间设置的支撑层，以及主屏壁内表面设置的第二防屈层和强框架结构，对b型储舱做好了提前防护，消除了会对b型储舱造成泄漏的危险因素。独立次屏壁的结构设置，以及次屏壁内的第一防屈层，将b型储舱底部与船体结构之间的空间分割成两部分，使b型储舱与船体结构之间有足够的空间，可以对主屏壁、次屏壁、船体结构进行随时检修，及时发现问题，及时解决问题。

本发明的这种结构消除了b型储舱泄漏的危险因素，以及，即使b型储舱因不可避免的原因产生泄漏，本发明的技术方案也可以达到及时解决液化气体泄漏、避免液化气体泄漏对船体结构造成更多破坏、损失的效果。

本发明的有益效果是：

次屏壁作为一种独立结构位于主屏壁和船体结构之间，且具有满足运行和维修期间要求的检修空间，方便人员进出查看并维护主屏壁、次屏壁、支撑结构的运行状态，有利于结构安全性和维修性。

将次屏壁从主屏壁或船体结构表面独立出来，释放了次屏壁同周边结构连接处的局部应力，极大地降低了船体运动或机械振动对次屏壁结构安全性的影响。

次屏壁自身作为泄漏液体的承滴盘，覆盖面积较大，可灵活处理滴落而下的低温液体，若泄漏量较小，滴流自身可在主屏壁和次屏壁围合成的内部空间中蒸发为气体；若泄漏量较大，次屏壁自身可储备一定时间的泄漏液体，为后续检修和应急处理赢得时间。此外，传统形式的次屏壁缺少足够的检修空间，需设置额外的泄漏液体收集和处理系统，也显著增加了建造和维护的成本。

附图说明

图1是传统带有防溅膜的b型储舱结构示意图；

图2是传统带有集液槽的b型储舱结构示意图；

图3是传统带有防溅膜和集液槽的b型储舱结构示意图；

图4本发明储舱与船体结构正面结构示意图；

图5是本发明图4中a-a截面结构示意图；

图6是过渡机构主视结构示意图；

图7是过渡机构俯视结构示意图；

图8是次屏壁两侧壁与底部相垂直的形式，此种形式的次屏壁最高点高于b型储舱削斜最高点，通过过渡机构与船体结构连接的主视结构示意图；

图9是次屏壁两侧壁与底部相垂直的形式，此种形式的次屏壁最高点高于b型储舱削斜最高点，通过过渡机构与船体结构连接的侧视结构示意图；

图10是次屏壁两侧壁与底部夹角呈钝角的形式，此种形式的次屏壁最高点高于b型储舱削斜最高点，通过过渡机构与船体结构连接的主视结构示意图；

图11是次屏壁两侧壁与底部夹角呈钝角的形式，此种形式的次屏壁最高点高于b型储舱削斜最高点，通过过渡机构与船体结构连接的侧视结构示意图；

图12是图9、图10、图11、图12的俯视结构示意图；

图13是次屏壁两侧壁与底部相垂直的形式，此种形式的次屏壁最高点等于b型储舱削斜最高点，通过过渡机构与船体结构连接的主视结构示意图；

图14是次屏壁两侧壁与底部相垂直的形式，此种形式的次屏壁最高点等于b型储舱削斜最高点，通过过渡机构与船体结构连接的侧视结构示意图；

图15是次屏壁两侧壁与底部夹角呈钝角的形式，此种形式的次屏壁最高点等于b型储舱削斜最高点，通过过渡机构与船体结构连接的主视结构示意图；

图16是次屏壁两侧壁与底部夹角呈钝角的形式，此种形式的次屏壁最高点等于b型储舱削斜最高点，通过过渡机构与船体结构连接的侧视结构示意图；

图17是图13、图14、图15、图16俯视结构示意图；

图18是次屏壁最高点等于b型储舱削斜最高点，次屏壁顶部与过渡机构连接结构示意图；

其中：2-船体结构、3-主屏壁、4-次屏壁、5-顶部支撑机构、6-侧向支撑机构、7-底部支撑机构、8-绝缘层、9-t型材、10-防溅膜、11-集液槽、12-强框架、51-层压木、52-夹持构件、53-肘板、54-钢结构平台。

具体实施方式

实施例1

结合附图对本发明作进一步说明，如图4、5所示的一种新型的b型独立储舱，有带有主屏壁3的b型储舱1，主屏壁采用不锈钢金属材料，b型储舱设置在船体结构2内，在船体结构与主屏壁之间设置有支撑层，b型储舱通过支撑层固定在船体结构内。在b型储舱底部，主屏壁与船体结构之间还设置有次屏壁4，次屏壁的形状与b型储舱底部、外部轮廓相同(如图8、9、10、11、13、14、15、16所示)，次屏壁顶部最高点位于b型储舱削斜最高点上方900mm处，过渡机构一端与船体结构焊接，另一端与次屏壁顶部连接。沿次屏壁顶部边缘，等间距设置有一圈过渡机构(如图12、17所示)。如图6、7所示，过渡机构带有异形钢结构平台54，钢结构平台的宽度采用900mm，采用这种宽度可以在钢结构平台上搭设梯子，方便施工人员顺着梯子进入船体结构与主屏壁之间的区域内。钢结构平台一端与船体结构焊接，另一端焊接有钢制夹持构件52，夹持构件是一侧带有开口的方形凹槽，夹持构件的开口向下，内部填充有层压木51，层压木与夹持构件的凹槽通过粘胶粘接固定，次屏壁顶部插入到层压木内，通过粘胶与层压木粘接固定。钢结构平台与船体结构连接部位焊接有肘板53，增强结构稳固性。夹持构件与钢结构平台之间带有斜角过渡，可实现宽度变化。采用层压木和钢结构的柔性连接，防止船体结构的载荷传递到次屏壁上，这样既可以增强次屏壁侧壁的稳定性，也避免了较大的船体载荷直接作用在次屏壁的薄板上。

支撑层是由顶部支撑机构5、侧向支撑机构6、垂向支撑机构7组成的整体支撑层，顶部支撑机构设置在主屏壁的顶部，沿b型储舱长度方向中心线设置一排顶部支撑机构，顶部支撑机构整体呈长方形，其横跨在b型储舱带有的强框架12上，与b型储舱长度方向中心线相垂直。增加顶部支撑机构对b型储舱顶部的力度支撑、把持面积，增强对b型储舱顶部的把持力度，更有效的控制b型储舱。

在主屏壁底部、沿b型储舱长度方向中心线的两侧设置有多排垂向支撑机构，垂向支撑机构位于b型储舱底部强框架12处。顶部支撑机构与垂向支撑机构相对应，保证了b型储舱顶部把持力度与底部把持力度相对应，上、下施加的力度相对应可以更有效的对b型储舱进行固定、支撑。顶部支撑机构与垂向支撑机构相配合，对b型储舱进行有效固定。

在主屏壁的两侧，沿主屏壁高度方向中心线，各设置有一列侧向支撑机构，侧向支撑机构整体呈长方形，横跨在纵向强框架结构12上，与高度方向中心线相垂直。在b型储舱两侧高度方向中心线上设置一列侧向支撑机构，并且侧向支撑机构横向跨坐在纵向强框架结构上的这种结构，增大侧向支撑机构对b型储舱侧面的力度支撑、把持面积，进而在横向方向上有效固定b型储舱，防止船舶横摇对b型储舱造成影响，降低产生泄漏的风险。顶部支撑机构、侧向支撑机构和垂向支撑机构形成整体的支撑层，包裹在b型储舱主屏壁外部。

在储舱底部、主屏壁与船体结构之间设置有次屏壁4，次屏壁的形状与储舱底部外部轮廓结构相同，其穿插在垂向支撑机构中部，通过垂向支撑机构固定。如图2中所示，次屏壁位于b型储舱削斜处，也设置有垂向支撑机构，通过垂向支撑机构，将次屏壁固定在船体结构与主屏壁之间。次屏壁将主屏壁与船体结构分割成两个区域，次屏壁内表面与主屏壁外表面形成第一区域，次屏壁外表面与船体结构内表面形成第二区域。次屏壁与主屏壁之间的距离为1000mm，次屏壁与船体结构之间的距离为700mm，1000mm及700mm的距离设置可以保证施工人员进入到第一区域、第二区域时，有足够的检修空间，对主屏壁外表面、次屏壁、船体结构内表面进行检修。在第一区域内，还安装有探测装置、充装惰性气体，探测装置可以对泄漏气体进行探测，及时发现问题并解决问题。

次屏壁内表面铺设有一层第一防屈层，第一防屈层是t型材9，多个t型材等间距铺设在次屏壁内表面，形成整体呈网格型的第一防屈层，有效的避免次屏壁受冷变形，消除次屏壁受冷后的屈曲应力。主屏壁外表面还粘覆有一层绝缘层8，绝缘层在顶部支撑机构、侧向支撑机构、垂向支撑机构处断开。

实施例2

一种新型的b型独立储舱，有带有主屏壁3的b型储舱1，b型储舱设置在船体结构2内，在船体结构与主屏壁之间设置有支撑层，支撑层的结构与实施例1中的支撑层结构相同，b型储舱通过支撑层固定在船体结构内。在b型储舱底部，主屏壁与船体结构之间还设置有次屏壁，次屏壁的形状与b型储舱底部、外部轮廓相同，次屏壁通过垂向支撑机构支撑、固定，次屏壁将主屏壁与船体结构之间空间分割成了两个区域，分别是第一区域和第二区域。次屏壁与主屏壁之间的距离为900mm，次屏壁与船体结构之间的距离为600mm，900mm及600mm的距离设置可以保证施工人员进入到第一区域、第二区域时，有足够的检修空间，对主屏壁外表面、次屏壁、船体结构内表面进行检修。其次屏壁最高点等于b型储舱削斜处最高点，即次屏壁最高点位于b型储舱削斜处。

如图18所示，当次屏壁最高点等于b型储舱削斜处最高点时，次屏壁顶部是斜插入过渡机构带有的夹持构件内，与夹持构件内的层压木粘接固定。沿次屏壁顶部边缘，等间距设置有一圈过渡机构，过渡机构的结构与实施例1中的过渡机构结构相同。沿次屏壁顶部边缘，等间距设置有一圈过渡机构，过渡机构带有的钢结构平台宽度为900mm，钢结构平台一端与船体结构焊接，另一端焊接有钢制夹持构件，夹持构件内粘接有层压木，层压木的宽度采用350mm，次屏壁顶部斜插入层压木内，与层压木粘接固定。保证次屏壁顶部稳固性。

本发明采用的这种b型储舱结构，对b型储舱进行全方位保护，消除可能引起液化气体泄漏的危险因素，可以对b型储舱进行实时检测及监测，保障b型储舱运输安全。

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