一种基于支撑系统的低温液货储舱的制作方法

本发明涉及船舶制造领域，更具体地说，涉及薄膜型低温液货储舱的设计。

背景技术：

1、目前常用于船舶运输存储低温液态货物的货物围护系统主要为薄膜型和独立型，薄膜型货物围护系统通过焊接和粘连完全依附于船体内壳上，不具备自持力，绝缘系统将来自货舱内含物产生的静压力和动压力传递至船体内壳，船体内壳保持液货舱的完成性。并且主屏壁通常由厚度不超过10mm的不锈钢或者殷瓦钢波纹板构成，重量较轻。独立型货物围护系统通过基座安装于船体内壳上，具有自持力。主屏壁通常采用9％镍钢或铝合金制成，厚度通常在30-60mm，能够承受静压和动压负载以及热应力变化，绝缘材料通常包覆在主屏壁的外侧。但由于薄膜型货物围护系统紧密贴附于船体结构，货物围护系统与船体同期建造，整体建造周期长，系统的密封性很大程度取决于安装工人的操作水平。在船体内壳与舱体之间没有检修空间，所以在货舱需要大约5年进行一次空舱大修，影响船舶运行。其波纹板构柔性较强刚性较弱，考虑到船舶航行过程中货舱自由液面晃荡产生的抨击问题，波纹板会塌陷而失效，目前货舱充装率通常被限定在小于10％h或高于70％h，这也影响了船舶的运输航线。对于独立型货物围护系统尽管存在检修空间，并且与船体分开建造，但因其主屏壁需具有足够强度，所以增加了货舱舱壁厚度，以致增加整体重量及建造费用。对于13000m3的b型独立舱重量约为1100t，对于25000m3的gtt markⅲflex薄膜舱重量约为460t。

2、根据igc code《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》，半薄膜液货舱系指装载工况下非自身支持的液货舱，设计蒸汽压力通常应不超过0.025mpa。在经受室温和低温(lng为-161摄氏度)温度变化时，半薄膜舱体材料会随之膨胀和收缩,所以半薄膜液货舱不仅需要具有刚性的强结构作为骨架支撑，还需要允许舱体与船体相对运动。

3、目前,对于半薄膜的开发仅有日本川崎重工在1969基于b型舱的半薄膜液货围护系统得到了实船应用，但舱体整体依靠层压木支撑，温度变化时舱体整体向舱顶收缩，舱底及舱壁与船体产生间隙，无法支撑，且舱体与船体间摩擦阻力较大且易产生应力集中，后期无实船业绩。

技术实现思路

1、为了解决以上的问题，本发明提供了一种低温液货储舱及其支撑系统，该低温液货储舱侧面及顶面由多组扇形及弧形的柔性舱壁部件组成，各柔性舱壁部件之间具有以固集端为中心扇形展开式的支撑滑道，并通过绝缘支撑组件与船体端的固定支撑滑道连接。在低温液货储舱经受温度变化和舱内液体晃荡时，支撑滑道和绝缘支撑组件使低温液货储舱可以相对于船体运动。该柔性舱壁可以释放垂直于舱体侧面及顶面的应力，承受由热载荷引起的循环疲劳载荷，支撑滑道及绝缘支撑组件又可释放沿固定中心方向上的应力，并转移舱内液体压力产生的静载荷和动载荷。绝缘支撑组件包含绝缘部件、连接件、封板、滚珠与滚柱组成的联合运动副，其不但增强了柔性舱体的结构强度，同时承载，并能适应舱壁收缩和膨胀的应力变化，减小了舱壁与船体间的运动阻力，降低磨损，延长滑动组件寿命，内部的绝缘部件避免将舱体的低温传递至船体。

2、为了达到上述目的，本发明提供一种基于支撑系统的低温液货储舱，包括船舱的船体内由周边框架支撑的长方体框架，四个侧面由底线中心作为固集端向上以扇形发散方式连接出多根第一支撑滑道；位于顶面以矩形中线作为固集端向外四周以发散方式连接出多根所述第一支撑滑道；

3、所述第一支撑滑道通过焊接先与船体内壁固定；除了所述第一支撑滑道位置，所述船体内壁包括上下表面布面绝缘材料层；

4、平行每一根所述第一支撑滑道，在所述长方体框架内部设置第二支撑滑道；所述第二支撑滑道通过转角处的弧形或杆状连接梁连接，形成内部的长方体结构，位于所述第二支撑滑道、所述连接梁之间设置平面或弧形金属板从而包裹住所述长方体结构；

5、所述第二支撑滑道与承载低温液体的薄膜舱壁相连接；每一组平行的所述第一支撑滑道、所述第二支撑滑道之间间隔设置多个绝缘支撑组件；每一所述绝缘支撑组件为分别配合所述第一支撑滑道、所述第二支撑滑道的滑块，由多个绝缘部件通过连接件连为一体；所述顶面的固集端设置气液联合穹顶。

6、优选方式下，所述第一支撑滑道、所述第二支撑滑道与所述绝缘支撑组件相对滑动的表面设置滚动摩擦的滚珠或滚柱。所述滚珠或滚柱通过封板封固于所述绝缘支撑组件中。

7、优选方式下，实现薄膜舱的所述长方体结构下部延伸出所述船体内的长方体框架，底部坐于船体甲板之上；所述长方体结构位于下部底面和拐角处的下斜面为厚12-20mm的金属板材。所述长方体结构的顶面选用6-10mm厚的金属板，侧面选用6-10mm厚的金属板，上部拐角位置选用6-10mm厚的弧形金属板材。优选方式下，对于50000m3的舱容，每块弧形板弦长为3-5m。

8、本发明的有益效果在于：

9、1、该低温液货储舱在经受温度变化和舱内液体晃荡时，支撑滑道和绝缘支撑组件使低温液货储舱可以相对于船体运动。该柔性舱壁可以释放垂直于舱体侧面、顶面二面角、三面角的应力，承受由热载荷引起的循环疲劳载荷，改善绝缘支撑组件复杂的受力状况，支撑滑道及绝缘支撑组件又可释放以固集点为中心扇形展开方向上的应力，并转移舱内液体引起的静压及动压负载。连接梁增大了二面角及三面角区域的承载能力，提高整舱的安全性。

10、2、低温液货储舱各舱面以固集端为收缩中心，绝缘支撑组件呈扇形展开式的布置方案，能使更好的适应低温液货储舱的膨胀收缩变化，减小各支撑点的应力集中状况，同时以固集端为中心绝缘支撑组件排布由密至疏，使载荷较大的低温液货储舱舱壁下端具有更好的支撑强度。

11、3、低温液货储舱支撑系统的绝缘支撑组件是由绝缘部件、连接件、封板、滚珠与滚柱组成的联合运动副，不但增强了柔性舱体的结构强度，同时承载绝热，能够满足舱内液体的自由装载。并能适应舱壁收缩和膨胀的应力变化，减小了舱壁与船体间的运动阻力，降低磨损，减少材料疲劳，延长滑动组件寿命。

12、4、低温液货储舱因降低板厚，所以能够克服独立型货物围护系统在重量和费用方面的缺点，同时因船体与舱体之间存在步入空间，所以为后期检查维修带来了极大的便利，克服了薄膜舱的缺点。

技术特征：

1.一种基于支撑系统的低温液货储舱，其特征在于，包括船舱的船体内由周边框架支撑的长方体框架，四个侧面由底线中心作为固集端向上以扇形发散方式连接出多根第一支撑滑道(1)；位于顶面以矩形中线作为固集端向外四周以发散方式连接出多根所述第一支撑滑道(1)；

2.根据权利要求1所述基于支撑系统的低温液货储舱，其特征在于，所述第一支撑滑道(1)、所述第二支撑滑道(2)与所述绝缘支撑组件(4)相对滑动的表面设置滚动摩擦的滚珠或滚柱。

3.根据权利要求2所述基于支撑系统的低温液货储舱，其特征在于，所述滚珠或滚柱通过封板封固于所述绝缘支撑组件(4)中。

4.根据权利要求1所述基于支撑系统的低温液货储舱，其特征在于，实现薄膜舱的所述长方体结构下部延伸出所述船体内的长方体框架，底部坐于船体甲板之上；所述长方体结构位于下部底面(19)和拐角处的下斜面(13)为厚12-20mm的金属板材。

5.根据权利要求4所述基于支撑系统的低温液货储舱，其特征在于，所述长方体结构的顶面(7)选用6-10mm厚的金属板，侧面(10)选用6-10mm厚的金属板，上部拐角位置选用6-10mm厚的弧形金属板材。

6.根据权利要求5所述基于支撑系统的低温液货储舱，其特征在于，对于50000m3的舱容，每块弧形板弦长为3-5m。

技术总结本发明公开了一种基于支撑系统的低温液货储舱，包括船舱的船体内由周边框架支撑的长方体框架，四个侧面和顶面以发散方式连接出多根第一支撑滑道；第一支撑滑道通过焊接先与船体内壁固定；平行每一根第一支撑滑道，在长方体框架内部设置第二支撑滑道；第二支撑滑道与承载低温液体的薄膜舱壁相连接；每一组平行的第一支撑滑道、第二支撑滑道之间间隔设置多个绝缘支撑组件。在低温液货储舱经受温度变化和舱内液体晃荡时，本发明支撑滑道和绝缘支撑组件使低温液货储舱可以相对于船体运动。柔性舱壁、支撑滑道及绝缘支撑组件可以释放应力，承受载荷，而内部的绝缘部件避免将舱体的低温传递至船体。技术研发人员：吴楠,张义明,熊炳旭,汪东超,片成荣,曲严冰,赵文思,刘沛然,张颖,马俊,杨潇博,周启刚,刘杭雪,刘洪峰,宫兴宇,郑文彦受保护的技术使用者：大连船舶重工集团有限公司技术研发日：20230821技术公布日：2024/4/17