一种底部带有独立次屏壁的b型储舱
技术领域
1.本发明涉及船舶及海洋结构技术领域，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：

2.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。
3.根据imo igf/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。
4.如图1、2所示，传统b型储舱主要分3种形式，分别是
①
棱柱型b型储舱
②
球罐型b型储舱。其中，棱柱形b型储舱可以很好地抑制内部液化气体的晃荡效应，在形状设计方面非常灵活，可实现很高的舱容利用率与船型的匹配性。但是，棱柱形b型储舱应力集中点很多，安全风险挑战较大，需要进行详细的应力分析。而球罐型b型储舱具有很好的承压效果，结构安全性很高，破坏风险较低。但是球形的舱容利用率很低，可装载的液化气体容积有限。传统形式的储舱主屏壁和防溅膜10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。
5.并且，传统形式的b型储舱在主屏壁外设置有防溅膜，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：

6.为解决上述诸多问题，本发明提供一种底部带有独立次屏壁的b型储舱，旨在达到既可以高效收集并处理小泄漏低温液体，又可以盛装极端工况下的大泄漏低温液体，保证运输安全、防止液化气体泄漏的目的，同时提高b型储舱的舱容利用率，优化其在营运过程中的功能性，提升液化气体装载效率，其所采用的技术方案是：
7.一种底部带有独立次屏壁的b型储舱，b型储舱设置在船体结构内，b型储舱带有主屏壁，b型储舱通过垂向支撑机构固定在船体结构内。
8.在b型储舱底部、船体结构与b型储舱之间设置有次屏壁，次屏壁穿过垂向支撑机构中部，通过垂向支撑机构，将b型储舱支撑固定在船体结构内，进而保证了b型储舱在运输过程中的安全性能。次屏壁是一块板，板的边缘带有向上翘起的平面挡板或弧形挡板，板的
长度不小于b型储舱最低平面的长度、小于b型储舱最大长度，板的宽度不小于b型储舱最低平面的宽度、小于b型储舱下方船舱空间的最大宽度；在主屏壁外表面、b型储舱液体泄漏高风险位置或区域设置有引流装置，次屏壁靠近主屏壁一侧，板面上固定有一个或多个收集槽。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。
9.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。
10.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。
11.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。
12.采用这种结构，满足了imo igf/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，次屏壁像托盘一样放置在b型储舱底部，预备接收泄漏的液化气体。
13.次屏壁是一块板，板的边缘带有向上翘起的平面挡板或弧形挡板，板的长度不小于b型储舱最低平面的长度、小于b型储舱最大长度，板的宽度不小于b型储舱最低平面的宽度、小于b型储舱下方船舱空间的最大宽度；次屏壁靠近主屏壁一侧，板面上固定有一个或多个收集槽，收集槽开口向上，底部固定在次屏壁上，在主屏壁外表面、b型储舱液体泄漏高风险位置或区域设置有引导泄漏液体流入收集槽内的引流装置。引流装置可以是条形槽，也可以是管，引流装置可以是任何可以达到引导泄漏液体流如收集槽内的装置。收集槽的材质与次屏壁材质相同，收集槽与次屏壁通过材料相结合的方式固定连接。收集槽可以设置在次屏壁上的任意位置，收集槽的设置位置灵活，其可以避开b型储舱底部的垂向支撑机构或其他重要部件，优选地，收集槽设置在次屏壁的角落处。次屏壁采用这种板式与收集槽、导流装置相结合的结构方式，在保证可以应对大、小液体泄漏的同时，节省空间，具有更强的灵活性。
14.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。优选地，主屏壁与次屏壁之间的距离是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。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。
15.上述一种底部带有独立次屏壁的b型储舱，更进一步地，b型储舱主屏壁的外表面铺设有一层绝缘层。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。
16.独立次屏壁的结构设置，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。
17.本发明的有益效果是：
18.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。
19.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。
20.本发明的这种结构可以应对不同规模的液体泄漏，次屏壁自身作为泄漏液体的盛接盘，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，泄漏液体以滴流的形式泄漏，滴流的泄漏液体通过引流装置流入收集槽内，收集槽对泄漏液体进行收集，滴流自身也会在主屏壁和次屏壁围合成的内部空间中蒸发为气体并可通过惰性气体吹扫系统进行吹除；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
21.图1是传统带有防溅膜的棱柱型b型舱结构示意图；
22.图2是传统球罐型b型储舱结构示意图；
23.图3是b型储舱底部采用削斜结构，次屏壁是板的主视结构示意图；
24.图4是图3的侧视结构示意图；
25.图5是是b型储舱底部边缘采用圆弧结构，次屏壁是板的主视结构示意图；
26.图6是图5的侧视结构示意图；
27.其中：2-船体结构、3-主屏壁、4-次屏壁、8-绝缘层、10-防溅膜、11-收集槽。
具体实施方式
28.结合附图对本发明作进一步说明。
29.实施例1
30.如图3、4所示的一种底部带有独立次屏壁的b型储舱，b型储舱位于船体结构2内，b型储舱通过底部的垂向支撑机构(图中未显示)固定在船体结构内，垂向支撑机构竖立设置，由层压木和钢板交替形成。b型储舱带有主屏壁3，主屏壁3在横向方向上底部边缘为削斜结构，削斜角度优选但不限于45
°
，主屏壁侧向方向上底部边缘为直角结构，所有边缘以及面和面之间的过渡均采用圆角过渡，其半径优选但不限于100mm-1000mm，以减小结构局部的应力集中，提升结构的承压效率。在主屏壁外表面铺设有绝缘层8。
31.次屏壁4位于主屏壁3和船体结构2之间，次屏壁与主屏壁和船体结构之间通过垂向机构连接，次屏壁穿过垂向支撑机构的中部，次屏壁穿插在垂向支撑机构中间。次屏壁是一个板，其厚度为15mm，板的长度不小于b型储舱最低平面的长度、小于b型储舱最大长度，板的宽度不小于b型储舱最低平面的宽度、小于b型储舱最大宽度。在次屏壁靠近主屏壁一侧的四个角落处，设置有盛接泄漏液体的收集槽11。板的边缘有向上翘起平面挡板，且与次屏壁底部采用圆角过渡，圆角半径优选但不限于50mm-500mm，挡板与板相结合，形成托盘，对液体的盛接效果更好。次屏壁最高点与绝缘层外表面留有600mm-700mm检修空间，次屏壁底面与船体结构之间留有600mm-700mm检修空间。
32.通过疲劳及裂纹扩展计算，确定液体泄漏高风险位置或区域，在b型储舱的主屏壁
外表面，设置有导流装置，导流装置是导流槽(图中未显示)，导流槽的一端延伸至收集槽内。如发生小型液体泄漏，导流槽可以将泄漏的液体引流至收集槽内，收集槽对泄漏液体进行收集，等待后续人工进行处理。
33.实施例2
34.一种底部带有独立次屏壁的b型储舱，如图5、6所示，结合附图对本发明作进一步说明，主屏壁3在横向方向上底部边缘为圆弧结构，其半径优选但不限于500mm-10000mm，侧向方向上底部边缘为圆弧结构，其半径优选但不限于500mm-10000mm。在主屏壁外表面铺设有绝缘层8。
35.次屏壁4位于主屏壁3和船体结构2之间，次屏壁与主屏壁和船体结构之间通过垂向机构连接，穿插在垂向支撑机构中间。次屏壁是一个板，板的长度不小于b型储舱最低平面的长度、小于b型储舱最大长度，板的宽度不小于b型储舱最低平面的宽度、小于b型储舱最大宽度。在次屏壁靠近主屏壁一侧，不干扰垂向支撑机构的位置或区域，设置有盛接泄漏液体的收集槽11。板的边缘有向上翘起弧形挡板，弧形挡板的圆角半径优选但不限于50mm-1000mm，挡板与板相结合，形成托盘，对液体的盛接效果更好。次屏壁最高点与绝缘层外表面留有600mm-700mm检修空间，次屏壁底面与船体结构之间留有600mm-700mm检修空间。
36.通过疲劳及裂纹扩展计算，确定液体泄漏高风险位置或区域，在b型储舱的主屏壁外表面，设置有导流装置，导流装置是导流槽(图中未显示)，导流槽的一端延伸至收集槽内。如发生小型液体泄漏，导流槽可以将泄漏的液体引流至收集槽内，收集槽对泄漏液体进行收集，等待后续人工进行处理。
37.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。