申请/专利权人：宜昌东江造船有限公司

申请日：2018-09-12

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN109110048B

主分类号：B63B3/14

分类号：B63B3/14;B63B25/22;B63B27/16

优先权：["20180819 CN 201810944837X"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2019.01.25#实质审查的生效;2019.01.01#公开

摘要：本发明提供一种船用LNG装船应用方法及自航式LNG罐式集装箱换装船，沿江河布置多个锚碇式LNG罐式集装箱换装船，在锚碇式LNG罐式集装箱换装船上设有门式起重装置，用于从至少一侧将LNG罐式集装箱吊装至船上；还设有多个自航式LNG罐式集装箱换装船，自航式LNG罐式集装箱换装船舱设有天轨式起重装置，用于将LNG罐式集装箱从锚碇式LNG罐式集装箱换装船吊装至应用LNG罐式集装箱作为燃料容器的船上。本发明能够以较低的成本解决LNG船的燃料供应问题。通过更换LNG罐式集装箱的方式方便地实现LNG燃料供应。按照长江至上海至沪州长江干线总里程为2583km计算，这一段长江干线仅需要13艘锚碇式LNG罐式集装箱换装船即可解决长江干线LNG加注难题。

主权项：1.一种船用LNG装船应用方法，其特征是：沿江河布置多个锚碇式LNG罐式集装箱换装船（1），在锚碇式LNG罐式集装箱换装船（1）上设有门式起重装置，用于从至少一侧将LNG罐式集装箱（4）吊装至船上；系船墩（9）的底部设有向下延伸的箱体，船锚（92）的锚链从箱体中穿过；所述的锚碇式LNG罐式集装箱换装船（1）中，船体（104）的两端与系船墩（9）固定连接，在船体（104）上设有沿着船体（104）长度方向行走的移动式门架（101），移动式门架（101）的底部设有行走装置（102），移动式门架（101）上设有向船体（104）两侧延伸的吊装横梁轨道（103），吊装横梁轨道（103）的水平面投影延伸至船体（104）两侧之外；在船体（104）上，移动式门架（101）的内侧沿着船体（104）的长度方向固设有固定防倾架（106），固定防倾架（106）的外侧设有导轨；在移动式门架（101）的内侧设有滑轮（105），滑轮（105）沿着固定防倾架（106）的导轨滑动；还设有多个自航式LNG罐式集装箱换装船（2），自航式LNG罐式集装箱换装船（2）上设有天轨式起重装置，用于将LNG罐式集装箱（4）从锚碇式LNG罐式集装箱换装船（1）吊装至应用LNG罐式集装箱作为燃料容器的船上；所述的自航式LNG罐式集装箱换装船（2）设有沿船体长度方向布置的天轨（21），天轨（21）的一端设有天轨端头延伸部（22），天轨端头延伸部（22）的水平面投影延伸至船体的端头之外；在天轨（21）上设有沿着天轨（21）行走的纵向行走大车（23），纵向行走大车（23）上设有横向行走小车（24），横向行走小车（24）上设有起吊装置；锚碇式LNG罐式集装箱换装船（1）将LNG罐式集装箱（4）转运至自航式LNG罐式集装箱换装船（2）上；还包括LNG罐式集装箱船（3），LNG罐式集装箱船（3）设有用于容纳LNG罐式集装箱（4）的货舱；所述的自航式LNG罐式集装箱换装船（2）和LNG罐式集装箱船（3）的货舱设有多个燃料舱（5），LNG罐式集装箱（4）装载在燃料舱（5）内，LNG罐式集装箱（4）通过管路系统与动力装置（6）的内燃机连接；换装时，自航式LNG罐式集装箱换装船（2）与LNG罐式集装箱船（3）首尾连接，自航式LNG罐式集装箱换装船（2）的船艏与LNG罐式集装箱船（3）的船艉通过缆绳固定连接，LNG罐式集装箱船（3）先将用完的LNG罐式集装箱（4）与管路系统断开，然后行走大车（23）和行走小车（24）运行到LNG罐式集装箱（4）的上方，起吊装置将LNG罐式集装箱（4）整体起吊，行走大车（23）和行走小车（24）运行至自航式LNG罐式集装箱换装船（2）的甲板上，将LNG罐式集装箱（4）卸下，然后将充满的LNG罐式集装箱（4）吊装至LNG罐式集装箱船（3）的燃料舱（5）内，由此完成LNG罐式集装箱（4）的换装。

全文数据：船用LNG装船应用方法及自航式LNG罐式集装箱换装船技术领域本发明涉及LNG能源装船应用领域，特别是一种船用LNG装船应用方法及自航式LNG罐式集装箱换装船。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应用。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垄断的状态，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罐式集装箱运输环节的模式是，从源头→水上或陆上→运输→陆上中转→终端用户的模式，还没有一种从源头→运输→直接到水运船舶用户的装船应用。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供船用LNG装船应用方法，能够实现从源头至最终用户的水上LNG燃料应用，大幅降低燃料应用成本。本发明所要解决的另一技术问题是提供一种自航式LNG罐式集装箱换装船，能够实现水上船与船之间的LNG罐式集装箱更换，使应用LNG为燃料的船很方便的获得LNG燃料,操作简便，使用安全。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种船用LNG装船应用方法，沿江河布置多个锚碇式LNG罐式集装箱换装船，在锚碇式LNG罐式集装箱换装船上设有门式起重装置，用于从至少一侧将LNG罐式集装箱吊装至船上；还设有多个自航式LNG罐式集装箱换装船，自航式LNG罐式集装箱换装船舱设有天轨式起重装置，用于将LNG罐式集装箱从锚碇式LNG罐式集装箱换装船吊装至应用LNG罐式集装箱作为燃料容器的船上。优选的方案中，还包括LNG罐式集装箱船，LNG罐式集装箱船设有用于容纳LNG罐式集装箱的货舱。优选的方案中，所述的锚碇式LNG罐式集装箱换装船中，船体的两端与系船墩固定连接，在船体上设有沿着船体长度方向行走的移动式门架，移动式门架的底部设有行走装置，移动式门架上设有向船体两侧延伸的吊装横梁轨道，吊装横梁轨道的水平面投影延伸至船体两侧之外。优选的方案中，在船体上，移动式门架的内侧沿着船体的长度方向固设有固定防倾架，固定防倾架的外侧设有导轨；在移动式门架的内侧设有滑轮，滑轮沿着固定防倾架的导轨滑动。优选的方案中，系船墩的底部设有向下延伸的箱体，船锚的锚链从箱体中穿过。优选的方案中，所述的自航式LNG罐式集装箱换装船设有沿船体长度方向布置的天轨，天轨的一端设有天轨端头延伸部，天轨端头延伸部的水平面投影延伸至船体的端头之外；在天轨上设有沿着天轨行走的纵向行走大车，纵向行走大车上设有横向行走小车，横向行走小车上设有起吊装置。优选的方案中，所述的自航式LNG罐式集装箱换装船和LNG罐式集装箱船的货舱设有多个燃料舱，LNG罐式集装箱装载在燃料舱内，LNG罐式集装箱通过管路系统与动力装置的内燃机连接。一种用于上述的船用LNG装船应用方法的自航式LNG罐式集装箱换装船，在船体上固设有沿船体长度方向的天轨，天轨的一端设有天轨端头延伸部，天轨端头延伸部的水平面投影延伸至船体的端头之外；在天轨上设有沿着天轨行走的纵向行走大车，纵向行走大车上设有横向行走小车，横向行走小车上设有起吊装置。优选的方案中，在船艉部设有多个LNG罐式集装箱舱，LNG罐式集装箱设置在LNG罐式集装箱舱内，LNG罐式集装箱通过管路系统与动力装置的内燃机连接。优选的方案中，所述的内燃机采用柴油和LNG双燃料内燃机。还设有独立的管弄独立通风口和LNG罐式集装箱舱通风口，管弄独立通风口与管路系统的管弄连通，LNG罐式集装箱舱独立通风口与LNG罐式集装箱舱连通；在管道接头和阀件位置设有集液盘。本发明提供的一种船用LNG装船应用方法及自航式LNG罐式集装箱换装船，能够解决LNG船的燃料供应问题。通过更换LNG罐式集装箱的方式方便地实现LNG燃料供应。按照长江至上海至沪州长江干线总里程为2583km计算，这一段长江干线仅需要13艘锚碇式LNG罐式集装箱换装船即可解决长江干线LNG加注难题。能够实现水上船与船之间的LNG罐式集装箱更换，使应用LNG为燃料的船很方便的获得LNG燃料,操作简便，使用安全。航行中的船舶可以不需要靠岸，通过自航式LNG罐式集装箱换装船就能够实现航行过程中的LNG罐式集装箱换装，也可以停靠锚碇式LNG罐式集装箱换装船进行换装。优选的方案中，采用双燃料内燃机的方案，能够在过闸过程中切换到柴油驱动，从而确保大坝安全。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为本发明的整体布置方案示意图。图2为本发明中自航式LNG罐式集装箱换装船的主视图。图3为本发明中自航式LNG罐式集装箱换装船的天轨俯视图。图4为图2的A-A剖视示意图。图5为本发明中LNG罐式集装箱船的主视图。图6为本发明中LNG罐式集装箱船的俯视图。图7为本发明中岸边起吊装置的主视图。图8为本发明中岸边起吊装置的侧视图。图9为本发明中锚碇式LNG罐式集装箱换装船的整体结构示意图。图10为本发明中锚碇式LNG罐式集装箱换装船的移动式起重装置的俯视示意图。图11为本发明中锚碇式LNG罐式集装箱换装船的移动式起重装置的横截面示意图。图12为本发明中自航式LNG罐式集装箱换装船为LNG燃料船更换LNG罐式集装箱的示意图。图中：锚碇式LNG罐式集装箱换装船1，移动式门架101，行走装置102，吊装横梁轨道103，船体104，滑轮105，固定防倾架106，锚碇式起吊小车107，自航式LNG罐式集装箱换装船2，天轨21，天轨端头延伸部22，纵向行走大车23，横向行走小车24，LNG罐式集装箱船3，LNG罐式集装箱4，LNG罐式集装箱舱5，动力装置6，管弄独立通风口7，LNG罐式集装箱舱独立通风口8，系船墩9，延伸管91，船锚92，岸边起吊装置10。具体实施方式实施例1：一种船用LNG装船应用方法，沿江河布置多个锚碇式LNG罐式集装箱换装船1，在锚碇式LNG罐式集装箱换装船1上设有门式起重装置，用于从至少一侧将LNG罐式集装箱4吊装至船上；优选的，至少每相距200公里设置一条锚碇式LNG罐式集装箱换装船1。还设有多个自航式LNG罐式集装箱换装船2，自航式LNG罐式集装箱换装船2设有天轨式起重装置，用于将LNG罐式集装箱4从至少一端吊装至应用LNG罐式集装箱作为燃料容器的船上。如图12中所示，LNG燃料动力船不采用加注的方式应用燃料，而是采用LNG罐式集装箱4整体换装的方式应用燃料，大幅提高燃料应用的效率和安全性。其中设置的自航式LNG罐式集装箱换装船2能够不需靠岸进行LNG罐式集装箱4的换装，进一步提高燃料应用的便利性。优选的方案如图5、6中，还包括LNG罐式集装箱船3，LNG罐式集装箱船3设有用于容纳LNG罐式集装箱4的货舱，LNG罐式集装箱船3用于在江河与海之间运输LNG罐式集装箱4。LNG罐式集装箱运输船3能够方便地将LNG罐式集装箱4从海船运输到岸上，通过岸边起吊装置10直接吊运到岸上或自航式LNG罐式集装箱换装船2。也可以由LNG罐式集装箱船3直接将LNG罐式集装箱4卸载到锚碇式LNG罐式集装箱换装船1上。方便灵活，成本较低。LNG罐式集装箱船3所运输的LNG罐式集装箱4装载在碰撞或搁浅的受损概率最低的开敞甲板上。优选的方案如图9中，所述的锚碇式LNG罐式集装箱换装船1中，船体104的两端与系船墩9固定连接，在船体104上设有沿着船体104长度方向行走的移动式门架101，移动式门架101的底部设有行走装置102，移动式门架101上设有向船体104两侧延伸的吊装横梁轨道103，吊装横梁轨道103的水平面投影延伸至船体104两侧之外。由此结构，通过两端的系船墩9将锚碇式LNG罐式集装箱换装船1可靠固定，拟换装LNG罐式集装箱4的LNG船舶停靠在锚碇式LNG罐式集装箱换装船1的一侧，通过行走的门式起重装置将LNG罐式集装箱4吊装到LNG船舶上，或者将用完的LNG罐式集装箱4从LNG燃料动力船上卸下。锚碇式LNG罐式集装箱换装船1也可以将LNG罐式集装箱4转运至自航式LNG罐式集装箱换装船2上。优选的方案如图11中，在船体104上移动式门架101的内侧沿着船体104的长度方向固设有固定防倾架106，固定防倾架106的外侧设有导轨；在移动式门架101的内侧设有滑轮105，滑轮105沿着固定防倾架106的导轨滑动。优选的方案如图9中，系船墩9的底部设有向下延伸的箱体，船锚92的锚链从箱体中穿过。由此结构，船锚的锚链不会对停靠的LNG燃料动力船造成锚链碰擦的影响。优选的方案如图2~4中，所述的自航式LNG罐式集装箱换装船2设有沿船体长度方向布置的天轨21，天轨21的一端设有天轨端头延伸部22，天轨端头延伸部22的水平面投影延伸至船体的端头之外；由此结构，便于在此处与其他LNG船舶进行连接，将LNG罐式集装箱4从该处直接装到其他LNG船舶的LNG罐式集装箱舱5内。优选的，天轨端头延伸部22位于船艏部。在天轨21上设有沿着天轨21行走的纵向行走大车23，纵向行走大车23上设有横向行走小车24，横向行走小车24上设有起吊装置。在换装时，自航式LNG罐式集装箱换装船2与LNG船舶首尾连接，自航式LNG罐式集装箱换装船2的船艏与LNG船舶的船艉通过缆绳固定连接，LNG船舶先将用完的LNG罐式集装箱4与管路系统断开，然后行走大车23和行走小车24运行到LNG罐式集装箱4的上方，起吊装置将LNG罐式集装箱4整体起吊，行走大车23和行走小车24运行至自航式LNG罐式集装箱换装船2的甲板上，将LNG罐式集装箱4卸下，然后将充满的LNG罐式集装箱4吊装至LNG船舶的LNG罐式集装箱舱5内。由此完成LNG罐式集装箱4的换装。优选的方案如图2、3中，在天轨21上设有两组纵向行走大车23和横向行走小车24，在甲板上靠近天轨端头延伸部22的位置一块专门用于LNG罐式集装箱4换装的区域，以减少位于天轨端头延伸部22位置的纵向行走大车23的行走距离，从而提高LNG罐式集装箱4换装的效率。优选的方案如图2中，所述的自航式LNG罐式集装箱换装船2和LNG罐式集装箱船3的船艉部设有多个LNG罐式集装箱舱5，本例优选为8个LNG罐式集装箱4，分为两层布置，每层为4个。LNG罐式集装箱4设置LNG罐式集装箱舱5内，LNG罐式集装箱4通过管路系统与动力装置6的内燃机连接。优选的方案如图7、8中，在部分江段，例如岸边较高和水流较急的江段，在岸上设置的岸边起吊装置10，通过岸边起吊装置10的悬臂梁，利用起吊装置将LNG罐式集装箱4，吊装至自航式LNG罐式集装箱换装船2、LNG罐式集装箱船3或其他以LNG罐式集装箱4作为燃料的LNG燃料船。实施例2：如图2~4中，一种用于上述的船用LNG应用方法的自航式LNG罐式集装箱换装船2，在船体上固设有沿船体长度方向的天轨21，天轨21的一端设有天轨端头延伸部22，天轨端头延伸部22的水平面投影延伸至船体的端头之外；在天轨21上设有沿着天轨21行走的纵向行走大车23，纵向行走大车23上设有横向行走小车24，横向行走小车24上设有起吊装置。优选的方案中，在船艉部设有多个LNG罐式集装箱舱5，LNG罐式集装箱4设置在LNG罐式集装箱舱5内，LNG罐式集装箱4通过管路系统与动力装置6的内燃机连接。优选的方案中，所述的内燃机采用柴油和LNG双燃料内燃机；由此结构，在过闸过程中，能够将内燃机的动力切换到柴油燃料，从而确保过闸安全。当LNG燃料船的安全性得到确保，允许LNG燃料船过闸的情形下，采用单独的LNG燃料内燃机也是可行的。还设有独立的管弄独立通风口7和LNG罐式集装箱舱独立通风口8，管弄独立通风口7与管路系统的管弄连通，LNG罐式集装箱舱独立通风口8与LNG罐式集装箱舱5连通；由此结构，确保LNG罐式集装箱舱的安全。LNG罐式集装箱舱5设置燃料围护系统，燃料管系及其它燃料释放源的设置和布置能够使释放的气体通向露天的安全位置。燃料管系采用围护壁、管和护栏等方法予以保护，可以防止机械损伤。将两套推进系统分隔成两套独立的处所，推进系统和燃料应用系统设计或任何气体泄漏后的安全动作不会导致不可接受的功能损失。为了将设有用气设备的机器处所内的气体操作概率降至最低，本发明设置独立的燃料准备、燃气准备的专用舱室，所有燃料管与通过处均设置专供检测人员可以进入的通道，即管弄，在通道的合适位置设自闭式空气闸，其通道顶部设置抽风口；在机舱的管系通道通向LNG燃料发动机的这一段距离的供气管系均采用双壁管加水套。并严格按照规范要求进行制造和检验。自航式LNG罐式集装箱换装船2的燃料舱5布置于开敞甲板，四周设置钢质围壁予以保护，用以防止机械损伤，存放处所的上方为开敞式，能够确保有足够的自然通风。LNG罐式集装箱舱5靠近船侧向内沿垂直于满载水线的中线量取至少B／１０其中Ｂ为船宽，或1.0m处，取其较小值。燃料舱5接头处所，在接头和阀件位置设有用于冷液的泄漏保护的集液盘。与船舶结构之间所采用的连接形式，可以供其周围船体或甲板结构在LNG燃料泄漏时不会面临无法承受的低温冷却。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，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。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。

权利要求：1.一种船用LNG装船应用方法，其特征是：沿江河布置多个锚碇式LNG罐式集装箱换装船（1），在锚碇式LNG罐式集装箱换装船（1）上设有门式起重装置，用于从至少一侧将LNG罐式集装箱（4）吊装至船上；还设有多个自航式LNG罐式集装箱换装船（2），自航式LNG罐式集装箱换装船（2）舱设有天轨式起重装置，用于将LNG罐式集装箱（4）从锚碇式LNG罐式集装箱换装船（1）吊装至应用LNG罐式集装箱作为燃料容器的船上。2.根据权利要求1所述的一种船用LNG装船应用方法，其特征是：还包括LNG罐式集装箱船（3），LNG罐式集装箱船（3）设有用于容纳LNG罐式集装箱（4）的货舱。3.根据权利要求1所述的一种船用LNG装船应用方法，其特征是：所述的锚碇式LNG罐式集装箱换装船（1）中，船体（104）的两端与系船墩（9）固定连接，在船体（104）上设有沿着船体（104）长度方向行走的移动式门架（101），移动式门架（101）的底部设有行走装置（102），移动式门架（101）上设有向船体（104）两侧延伸的吊装横梁轨道（103），吊装横梁轨道（103）的水平面投影延伸至船体（104）两侧之外。4.根据权利要求3所述的一种船用LNG装船应用方法，其特征是：在船体（104）上，移动式门架（101）的内侧沿着船体（104）的长度方向固设有固定防倾架（106），固定防倾架（106）的外侧设有导轨；在移动式门架（101）的内侧设有滑轮（105），滑轮（105）沿着固定防倾架（106）的导轨滑动。5.根据权利要求3所述的一种船用LNG装船应用方法，其特征是：系船墩（9）的底部设有向下延伸的箱体，船锚（92）的锚链从箱体中穿过。6.根据权利要求1所述的一种船用LNG装船应用方法，其特征是：所述的自航式LNG罐式集装箱换装船（2）设有沿船体长度方向布置的天轨（21），天轨（21）的一端设有天轨端头延伸部（22），天轨端头延伸部（22）的水平面投影延伸至船体的端头之外；在天轨（21）上设有沿着天轨（21）行走的纵向行走大车（23），纵向行走大车（23）上设有横向行走小车（24），横向行走小车（24）上设有起吊装置。7.根据权利要求2所述的一种船用LNG装船应用方法，其特征是：所述的自航式LNG罐式集装箱换装船（2）和LNG罐式集装箱船（3）的货舱设有多个燃料舱（5），LNG罐式集装箱（4）装载在燃料舱（5）内，LNG罐式集装箱（4）通过管路系统与动力装置（6）的内燃机连接。8.一种用于权利要求1~7任一项所述的船用LNG装船应用方法的自航式LNG罐式集装箱换装船，其特征是：在船体上固设有沿船体长度方向的天轨（21），天轨（21）的一端设有天轨端头延伸部（22），天轨端头延伸部（22）的水平面投影延伸至船体的端头之外；在天轨（21）上设有沿着天轨（21）行走的纵向行走大车（23），纵向行走大车（23）上设有横向行走小车（24），横向行走小车（24）上设有起吊装置。9.根据权利要求8所述的一种自航式LNG罐式集装箱换装船，其特征是：在船艉设有多个LNG罐式集装箱舱（5），LNG罐式集装箱（4）设置在舱5）内，LNG罐式集装箱（4）通过管路系统与动力装置（6）的内燃机连接。10.根据权利要求8所述的一种自航式LNG罐式集装箱换装船，其特征是：所述的内燃机采用柴油和LNG双燃料内燃机；还设有独立的管弄独立通风口（7）和燃料舱独立通风口（8），管弄独立通风口（7）与管路系统的管弄连通，燃料舱独立通风口（8）与燃料舱（5）连通；在管道接头和阀件位置设有集液盘。

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