一种内河LNG单燃料动力拖船的布置方法及动力供应系统

摘要

本发明的一种内河LNG单燃料动力拖船的布置方法及动力供应系统，包括位于船体两端的压载水舱，两个压载水舱之间设置有机舱和液化天然气储罐舱，所述机舱和液化天然气储罐舱所述液化天然气储罐舱内设置液化天然气燃料罐，机舱内设置液化天然气主机和液化天然气发电机组；在液化天然气储罐舱内还设置有可燃气探测器、声光报警器、防爆通风机、防爆照明灯、火灾感温探测器和火灾感烟探测器。本发明可以保证单燃料液化天然气动力拖轮可以在内河正常营运和连续供电。

说明书

技术领域

本发明属于内河船舶领域，尤其涉及一种内河LNG单燃料动力拖船的布置方法及动力供应系统。

背景技术

在国家大力发展节能环保产业，推进低碳经济的政策引导下，治理内河船舶油污水排放污染成为重中之重，开发使用LNG单燃料动力的内河船舶，作为推进低碳经济发展的新途径，对发展绿色航运，打造低碳船舶起着十分重要的作用。现有的内河船舶全部要由柴油机动力驱动，燃料消耗高，废油、废水、废气排放量大，既增加运输成本，又污染环境。LNG（液化天然气）安全性高、燃料能源密度大，具有优良的节能环保效果，建立液化天然气加气站规模小，运行成本低，易于实现改善内河船舶污染现状，实现绿色航运建设，为LNG单燃料动力船舶的普及和探索提供了可靠的能源保证。

内河相对于沿海，更加接近城市，因而船舶的排放对其更加的敏感。LNG为公认的清洁燃料，有利于改善环境，促进能源结构调整。目前现有相关技术主要应用于散货船或者是沿海港作拖轮，对内河航运中拖轮尚无应用LNG燃料动力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种内河LNG单燃料动力拖船的布置方法及动力供应系统，通过以上系统的布置，可以保证单燃料液化天然气动力拖轮可以在内河正常营运和连续供电。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种内河LNG单燃料动力拖船的布置方法，包括位于船体两端的压载水舱，两个压载水舱之间设置有机舱和液化天然气储罐舱，所述机舱和液化天然气储罐舱所述液化天然气储罐舱内设置液化天然气燃料罐，机舱内设置液化天然气主机和液化天然气发电机组；在液化天然气储罐舱内还设置有可燃气探测器、声光报警器、防爆通风机、防爆照明灯、火灾感温探测器和火灾感烟探测器。

一种内河LNG单燃料动力拖船的动力供应系统，包括

加注系统，包括液化天然气储罐舱，所述液化天然气燃料罐上通过加注管系连接有主甲板加注阀组和加注及供气控制装置；所述加注及供气控制装置上还连接有可燃气体探测器、防爆通风机和声光报警器；

供气系统，包括通过供气管路与液化天然气燃料罐连接的液化天然气主机和液化天然气发电机组；还包括有设置在供气管路靠近液化天然气燃料罐一端的可燃气体探测器和通风导管通风机；

循环供电系统，包括为拖船上用电设备供电的高压配电板，所述高压配电板连接着液化天然气发电机组；还包括有蓄电池组，所述蓄电池组通过低压充放电板和逆变装置连接至高压配电板；所述液化天然气主机上还设置有充电机，所述蓄电池组与充电机连接。

进一步的，所述主甲板加注阀组和加注管系之间设置有集液盘。

进一步的，所述加注及供气控制装置上还连接有火灾感温探测器和火灾感烟探测器。

进一步的，所述液化天然气主机设置有两台，并通过独立的供气管路连接至液化天然气燃料罐。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明的布置方法解决了因液化天然气燃料罐过桥限高的问题，同时也解决内河围蔽处所如何布置LNG燃料罐的相关问题，该LNG燃料罐在内河船上尚属首次应用；

2、机舱设置2台液化天然气单燃料主机和1台单燃料发电机组，并在上建舱室顶部设置20kwh蓄电池组，作为对另一船舶用主电源，充放保证了液化天然气单燃料动力拖轮供电的连续性，同时液化天然气燃料罐设置了双接头处所，2台单燃料主机，分别由2个接头处所供气，且从接头处所至主机的供气管路均分开独立设置，充分保证了供气安全的冗余度。

附图说明

图1为本发明的总布置图；

图2为本发明中体现供气系统结构的示意图；

图3为本发明的储罐舱截面图；

图4为本发明体现供电系统结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明提供一种内河LNG单燃料动力拖船的布置方法，如图1-图4所示，本拖船在总体布置上主要包括，2个压载水舱1、驾驶室2、上建居住区域3、液化天然气储罐舱4、液化天然气燃料罐6、液化天然气燃料罐接头处所5、机舱7、舵机舱9。总体布置上采用单底单舷的结构形式，为了使液化天然气燃料罐6可以按要求放置于舱内，液化天然气储罐舱4的顶部甲板28进行局部升高，在液化天然气储罐舱4的内部布置上，分别设置了可燃气探测器16、声光报警器19、防爆通风机17、2只防爆照明灯18、火灾感温探测器20、火灾感烟探测器21、该船总体布置为内河拖轮首创。

具体的，该船型总长28m、总宽7m在总体布置上主要包括液化天然气燃料罐、燃料舱接头处所、液化天然气储罐舱、机舱、舵机舱、上建舱室、压载舱。液化天然气燃料罐为C型船用燃料罐，出厂时与燃料舱接头处所焊接为整体模块，整体模块形成一个燃料围护系统；燃料围护系统包括液化天然气汽化系统。液化天然气储罐舱位于舱底，且顶部甲板局部升高，液化天然气储罐舱为一个围蔽处所，舱室内部设置水喷淋灭火、可燃气体探测器、火灾探测器、通风装置。同时将压力释放口移至主甲板以上区域，与加注口布置在同一区域，以此最大程度上缩小危险区域的范围。机舱设置2台液化天然气单燃料主机和1台单燃料发电机组，并在上建舱室顶部设置20kwh蓄电池组，作为对另一船舶用主电源，充放保证了液化天然气单燃料动力拖轮供电的连续性，同时液化天然气燃料罐设置了双接头处所，2台单燃料主机，分别由2个接头处所供气，且从接头处所至主机的供气管路均分开独立设置，充分保证了供气安全的冗余度。

所述的液化天然气燃料罐设置在舱底液化天然气储罐舱内，而现有内河船舶均将液化天然气燃料罐放置在船体艉部开敞甲板，虽然布置简单，但在消防安全上都需要增加设置水喷淋消防系统。该船将液化天然气燃料罐放置在舱底，主要由于该型燃料罐放置在尾部，高度受限，难以过桥。同时该船为拖船，严重影响为他船进行拖带作业。所述的液化天然气储罐舱内布置有通风机、火灾探测器、可燃气体探测器、照明灯、声光报警器。所述的液化天然气罐舱为单底单舷结构，舱内顶部采用局部升高的方法，最终使得气罐得以布置，并可以满足相应的规范要求。此布置方法解决了，因液化天然气燃料罐过桥限高的问题，同时也解决内河围蔽处所如何布置液化天然气燃料罐的相关问题，该液化天然气燃料罐在内河船上尚属首次应用。

本发明还提供一种内河LNG单燃料动力拖船的动力供应系统，如图1-图4所示，包括

加注系统中管路部分包括主甲板加注阀组8、加注管系10、集液盘11，配套设备部分包括可燃气体探测器16、防爆通风机17、声光报警器19、火灾感温探测器20、火灾感烟探测器21、加注及供气控制装置23。所述液化天然气燃料罐6上通过加注管系10连接主甲板加注阀组8和加注及供气控制装置23；所述加注及供气控制装置23上还连接可燃气体探测器16、防爆通风机17、声光报警器19、火灾感温探测器20和火灾感烟探测器21。所述的主甲板加注阀组8，为便于外部液化天然气燃料加注，该主甲板加注阀组8由舱内引至主甲板上，垂直方向上为液化天然气燃料罐的上方，因此管路延伸很短，且设置成真空绝缘管，规避了增加设置可燃气体探测器、加注管路通风机的。所述的主甲板加注阀组8设置在集液盘11上，避免因充装泄漏对船体钢板的损伤。

当有船或槽车的加注管路与船上的加注阀组8相连接完好后，方可进行液化天然气燃料加注，整个加注过程的实施监测情况可通过加注及供气控制装置23查看相应的结果，当在加注过程中探测到有液化天然气燃气泄漏时，可燃气体探测器16会起动二级预警，当浓度仅为20%LEL时触发报警，并起动防爆通风机17；如当浓度继续升高直至达到为40%LEL时触发报警，相应的在加注及供气控制装置上提示相应的应急切断操作，确保整个加注过程的安全性。由于受到该船空间的限制，整个加注管系中采用了真空双壁绝缘管，规避原先因设置通风导管且配套可燃气体探测器的组合方式，缩小了建造成本。

供气系统包括两台液化天然气主机12、液化天然气发电机组13、两路LNG主机供气管路26、一路LNG发电机组供气管路27、分别置于两路液化天然气主机12及液化天然气发电机组13的供气管路末端的三只可燃气体探测器16、两台通风导管通风机29。供气部分采用常规布置，2台液化天然气主机12，分别从液化天然气燃料罐6的前后两端的燃料罐接头处所5接入液化天然气燃料罐6，以确保当一台液化天然气主机失去动力，另一台液化天然气主机能够正常保持船舶航行的安全要求。

循环供电系统主要包括液化天然气发电机组13、两台主机带充电机14、高压主配电板15（AC400V/230V）、20kwh的蓄电池组22、低压充放电板24（DC24V）、逆变装置25。船舶规范要求所有有动力的自航船均应设置2组主电源，而所有LNG动力船均至少采用2台发电机组作为船舶自身的主电源，本船考虑航区特殊性，机舱7空间无法在多放置1台发电机组。因此设计采用蓄电池组的方式作为本船另一主用电源。其供电方式为，当船舶正常航行时，液化天然气发电机组13正常运转发电，并通过高压配电板15分配本船的电能，同时有相应的供电分路至低压充放电板24。以保证船舶正常航行时所需要的供气用通风机29、空压机、机舱及生活用电。当发电机组失效时，蓄电池组22作为备用电源，通过低压充放电板24、逆变装置25，逆变成高压（AC400V）继续向高压配电板15供电，这样又可为全船设备用电，使得液化天然气主机12动力恢复，可以继续运转，并可带动主机带的充电机14给蓄电池组22充电。该方式备用电源的切换，减少启动备用发电机组的时间，因此，相应较快，可以进行无缝切换。同时，当船舶靠泊锚地时，特别是无法接岸电的时候，可以通过电池组为全船提供必要的生活用电，极大的提高了船员的舒适度，该方式在夜间优势十分明显，同时以船电宝的型式作为LNG动力船的主电源，也属首次应用。其无论在船舶的舒适度、环保、经济上都有较大的改善。

内河拖轮上应用LNG动力目前在国内尚属首次，海船拖轮已有类似应用，因其高度不受限，船舶主尺度不受限、且为双底双舷，因此布置LNG系统相对容易。而由于内河航道狭小、高度受限、船舶主尺度受限等问题，危险区域很难规避，因此布置相应的LNG系统有很大的技术挑战。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。