船用大容积液体容纳系统技术方案

一种用于远洋船舶的液体容纳系统。该液体容纳系统包括具有会聚的上壁的舱柜。舱柜的会聚的上壁在其间容纳有相当大部分的液体并减小了液体的自由表面积。舱柜的向上会聚的壁在船舶的水平甲板上方延伸，但仍允许有足够的用于支承各种所需设备的甲板空间。在一个实施例中，该液体容纳系统是设计成用于容纳和保持液化天然气（ＬＮＧ）的棱柱形膜式舱柜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及液体的海上运输。另一方面，本专利技术涉及用于长途运输液化天然气(LNG)的远洋船舶。
技术介绍
用来运载液化天然气(LNG)的船舶属于世界上最昂贵的商业货运船舶。这主要是由于LNG相对较轻的重量(对于给定重量的货物需要较大的容积)以及在低压下保持LNG处于液态所需的极低温度，这种低压是能够对商业上可行的LNG量进行长途海上运输所必须的。LNG通常在大气压或略高于大气压下以及约-160℃(-260)的温度下运输。所有的LNG容纳系统(即舱柜)必须用可以承受极低温度和从外界条件到工作条件的大温度变化的材料构成。另外，所有的舱柜必须提供有效的温度隔离，以防止热量流入和船舶基本船体结构无法接受的冷却。传统的用于在远洋船舶上运载LNG的舱柜一般属于以下两类之一(1)“独立舱柜”，它们一般是自立式的，仅仅依靠底座来将其重量和内容物的重量所产生的重力和其它力传递到周围的船体结构上；以及(2)“膜式舱柜”，它们完全依靠周围的船体结构来保持其形状和整体性以及吸收其内容物所施加的静液压力。膜式舱柜一般由不锈钢或殷钢(Invar，一种具有很小热膨胀特性的高镍合金)。膜式舱柜系统包括可以将静液负载和动液负载传递到船体结构的承载热隔离件。当前使用的很大部分的LNG舱柜船包括多个沿船的长度直线排列的独立的自立式球形舱柜。每个球形舱柜由圆柱体或圆环支承，该圆柱体或圆环又由船体的底部支承。从使容积与表面积之比最大和在表面上均布应力的角度看，球形舱柜是有吸引力的，但作为货舱球形舱柜具有严重的缺点。例如，球形舱柜的形状与舱柜船的形状不匹配，从而导致浪费船体空间。船体底部附近的空闲空间迫使船的重心上移，从而使船不稳定。球形舱柜通常在船的甲板上方延伸，这可能大大减少可用于支承系泊设备和其它设备的水平甲板空间的量。此外，球体本身不是自立式的，因此自立式球形舱柜系统包括相当大的支承系统。该支承系统增加了整个容纳系统的重量和成本。棱柱形舱柜避免了球形舱柜的某些缺点。“棱柱形”舱柜的形状跟随船体的轮廓。在船的中间，舱柜可以是具有六个平面(四个竖直面、一个顶面和一个底面)的立方体形状。舱柜还可以具有向下会聚以更好地与船体相匹配的平面。自立式棱柱形舱柜比球形舱柜更能有效地利用甲板下方的容积。但是，棱柱形舱柜使得重量和成本大大增加，因为它们采用笨重的板和大量的支柱来防止板在负载的作用下变形。某些传统的LNG舱柜船采用棱柱形膜式舱柜。棱柱形膜式舱柜具有与独立棱柱形舱柜相同的有效利用空间的优点，但通常比自立式舱柜轻得多。当用舱柜船(tanker-ship)运载LNG时，LNG的晃动可能产生问题，因为晃动增大了作用在舱柜上的动液负载，降低了船的稳定性，并促进了LNG的气化。晃动是由船的运动以及LNG存在自由表面积引起的。如果可以将舱柜完全充满LNG，则可以基本上消除晃动。但是，常规实践都最多将LNG舱柜填充到其整个容量的约98.5％，以允许膨胀。此外，将LNG舱柜填充到100％的容量在经济性上是不可行的，因为这样做会需要在填充最后1-2％的容量期间大大降低舱柜的填充速率。为了避免舱柜迅速过压和/或过量填充以及通过排泄口或其它系统泄漏，需要降低流速。将传统LNG舱柜填充到小于100％的容量在LNG的表面与舱柜的顶部之间留下了空闲空间。所产生的LNG的自由表面积允许发生晃动并促进了LNG的气化。防止LNG舱柜中的晃动的一种方法是为舱柜设置内部隔板。但是，使用防晃动隔板增加了舱柜的材料、构造和维护成本。
技术实现思路
因此，期望提供一种用于远洋船舶的大容积液体容纳系统，该系统在不使用内部隔板的情况下使液体的晃动降至最小。还期望提供一种用于远洋船舶的大容积液体容纳系统，该系统能提高船舶的稳定性。还期望提供一种用于远洋船舶的大容积液体容纳系统，该系统使得容纳在其中的液体的自由表面积降至最小。还期望提供一种用于远洋船舶的大容积液体容纳系统，该系统能有效地利用在船体内所限定的容积。还期望提供一种用于远洋船舶的大容积液体容纳系统，该系统能保持船舶重心尽可能低。还期望提供一种用于远洋船舶的大容积液体容纳系统，该系统能够被填充到其整个容量以下的各个位置，而在运输期间不产生无法接受的液体晃动。还期望提供一种具有大量水平甲板空间来支承系泊设备和其它设备的舱柜船。还期望提供一种在运输期间使LNG的气化降至最小的大容积LNG舱柜。在阅读下面的详细说明并查看附图时，将很容易发现本专利技术的其它优点。应该指出，未实现所有上述期望的某些系统仍然可能落入所附权利要求的范围内并将包括在该范围内。本专利技术包括能够实现一个或多个上述期望的各个方面。本专利技术的第一方面涉及一种包括非球形舱柜的船，所述非球形舱柜限定了总内部容积。所述舱柜包括至少三个向上会聚的壁，所述会聚的壁在其间限定了所述总内部容积的至少约10％。本专利技术的第二方面涉及一种包括棱柱形舱柜和甲板的船。所述棱柱形舱柜包括一对横向间隔开的向上会聚的侧壁。甲板具有当所述船是端正的(upright)时大体上水平的上表面。所述舱柜的至少一部分在所述甲板的上表面上方延伸。本专利技术的第三方面涉及一种用于运输液体的舱柜船。这种船包括限定了用于容纳和保持液体的内部容积的舱柜。所述内部容积的形状具有一对横向间隔开的向上会聚的侧表面。所述侧表面中的每一个都具有上边和下边。所述内部容积还具有在会聚的侧表面的上边之间延伸的顶表面。会聚的侧表面的上边和下边彼此竖直间隔开的最小竖直距离至少是会聚的侧表面的下边之间的最大横向距离的20％。本专利技术的第四方面涉及一种用于运输LNG的舱柜船。这种船包括多个独立舱柜和结构甲板。每个舱柜都在其中限定了各自的用于容纳和保持一定量的LNG的总内部容积。每个舱柜都包括至少三个会聚的壁，所述会的聚壁在其间限定了内部容积的上部。内部容积的上部具有至少三个由所述会聚的侧壁限定的大体上平坦的表面。总内部容积的上部的容积在总内部容积的约20％到约40％的范围内。总内部容积的至少一部分在甲板的大体上水平的上表面上方延伸。本专利技术的第五方面涉及一种用于运输液体的舱柜船。这种船包括在其中限定了用于容纳和保持液体的内部容积的舱柜。所述内部容积具有一对横向间隔开的向上会聚的侧表面。所述侧表面中的每一个都具有上边和下边。所述内部容积包括在所述上边之间延伸的顶表面。所述内部容积具有一对大体上竖直的前端面和后端面。所述内部容积具有前斜切面和后斜切面，所述前斜切面和后斜切面分别从所述前端面和后端面以与竖直方向成约15到约75度的角度延伸到所述顶表面。附图说明下面参考附图详细说明本专利技术的优选实施例，其中图1是根据本专利技术的原理构造的舱柜船的侧视图，具体示出容纳在船体中并由船体支承的多个棱柱形舱柜的形状和朝向；图2是图1所示舱柜船的俯视图，具体示出支承在船甲板上的系泊设备的布置；图3是舱柜船沿图2中的线3-3的横截面图，具体示出向上会聚的舱柜侧壁、容纳在由舱柜限定的内部容积内的液体、以及内部容积在甲板上表面上方的延伸部；图4a是示出由图1-3的舱柜限定的内部容积的形状的立体图，具体示出内部容积的较宽下部和内部容积的向上变窄的上部，其中上部具有两个会聚的侧表面和一个倾斜的前表面；图4b是图4a所示内部容积的侧视图，具体示出前表面的斜度、后表面的竖直朝向以及内部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船，包括：限定了总内部容积的非球形舱柜，所述舱柜包括至少三个向上会聚的壁，所述会聚的壁在其间限定了所述总内部容积的至少约１０％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PG诺布尔，PA莱文，CT奇普克，EG斯托克斯，
申请(专利权)人：科诺科菲利浦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]