一种用于B型LNG燃料舱的止摇及垂向支撑复合型装置的制作方法

一种用于b型lng燃料舱的止摇及垂向支撑复合型装置
技术领域
1.本发明涉及船舶设计领域，特别是涉及一种用于b型lng燃料舱的止摇及垂向支撑复合型装置。


背景技术：

2.随着全球对船舶排放环保的要求越来越高，lng作为清洁能源的代表用做船舶燃料也越来越普及，随之带来了越来越多的双燃料集装箱船的需求，其中b型lng燃料舱有其独特的优势，b型lng燃料舱的大小需要满足集装箱船的整条航线的航程，船东运营方通常需要b型lng燃料舱的容积尽可能大，但由于集装箱船线型较大导致布置出来的b型lng燃料舱的平底面积区域又相对较小，且因b型舱是独立舱需要同时考虑垂向支撑、止横摇、止纵摇等多种类型支座的综合应用，因此对各类型的支座布置与设计是一大难题。
3.中国实用新型专利201820243325公开了一种用于船舶c型液货罐的止浮止摇支撑结构，其结构包括位于液货罐鞍座加强板水平线处的4套止浮装置和液货罐底部的两套止摇装置。其主要特点是分开设置，导致结构复杂，装配繁琐，使用效果不明显。
4.与其在布置难题上花费心思不如进行大胆创新发明一种复合型多功能的支撑装置，直接减少支座的种类与数量，这样布置难题也就迎刃而解了。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，设计出一种用于b型lng燃料舱的止摇及垂向支撑复合型装置。本发明的装置要求其既兼顾多功能又具备实用性。
6.为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
7.一种用于b型lng燃料舱的止摇及垂向支撑复合型装置，所述的b型lng燃料舱设置于双燃料集装箱船的甲板以下，容纳所述b型lng燃料舱的船体舱室由顶部的船内舱顶板，底部的船体内底板和四周的舱壁组成，在所述b型lng燃料舱的底板与船体内底板之间设置有多个止摇及垂向支撑复合型装置，该多个止摇及垂向支撑复合型装置沿船舱中心线纵向布置，所述的止摇及垂向支撑复合型装置结构上包括有上支座、下支座以及上下支座之间的层压木，所述上支座与b型lng燃料舱的底板焊接相连，下支座与船体内底板焊接相连，所述的层压木包括有起到支撑作用的垂向层压木和起到止摇作用的横向层压木，所述的垂向层压木包括有垂向层压木上块和垂向层压木下块，所述的垂向层压木上块固定在所述的上支座上，所述的垂向层压木下块固定在所述的下支座上，所述垂向层压木上块和垂向层压木下块在垂向上位置相对应，所述的横向层压木包括有左横向层压木和右横向层压木，所述下支座的上部两侧与上支座的下部两侧之间横向设置所述的左横向层压木和右横向层压木以承受水平方向的压力。
8.在本发明用于b型lng燃料舱的止摇及垂向支撑复合型装置中，所述上支座是由一根上支座主梁、五档上支座肘板以及上支座平台板形成主体结构，在所述上支座平台板的反面辅以中间连接板、上支座围板以及加强用的扁钢共同组成的一个整体承力结构。
9.在本发明用于b型lng燃料舱的止摇及垂向支撑复合型装置中，作为进一步结构设计，所述的上支座主梁垂直于船舱中心线横向设置，五档所述的上支座肘板相互平行且与所述的上支座主梁垂直固定，位于中部的一档上支座肘板处于船舱中心线位置，两边分别对称设有两档上支座肘板，该上支座主梁分别穿过五档所述的上支座肘板的中部形成一体，所述上支座主梁与上支座肘板的上部分别焊接固定在所述b型lng燃料舱上底板的底部，所述上支座主梁与上支座肘板的下部分别焊接固定所述上支座平台板的顶部；在所述上支座平台板的底部焊接固定有中间连接板、上支座围板和扁钢，所述上支座围板为固定在上支座平台板底部的矩形框架，在所述上支座平台板底部中间位置设有所述的中间连接板，该中间连接板垂直于所述船舱中心线设置且穿过所述的上支座围板，在所述上支座围板内设有四道所述的扁钢，该扁钢垂直于所述的中间连接板设置，靠近所述船舱中心线位置的两道扁钢、上支座围板的两个边以及上支座平台板形成容纳所述垂向层压木上块的凹槽，在所述上支座围板的横向外侧面上各设有一个容纳所述横向层压木的卡槽。
10.在本发明用于b型lng燃料舱的止摇及垂向支撑复合型装置中，所述下支座是由一根下支座主梁、三档下支座副肘板以及下支座平台板作为垂向受力结构，在两侧以三联排状的大肘板和大肘板的背靠板为主体，附带面板、月牙板、反面小肘板共同组成的一个整体承力结构。
11.在本发明用于b型lng燃料舱的止摇及垂向支撑复合型装置中，作为进一步结构设计，所述的下支座主梁垂直于船舱中心线横向设置，三档所述的下支座副肘板相互平行且与所述的下支座主梁垂直固定，位于中部一档下支座副肘板处于船舱中心线位置，两边分别对称设有一档下支座副肘板，该下支座主梁分别穿过三档所述的下支座副肘板的中部形成一体，所述下支座主梁和下支座副肘板的下部分别焊接固定在船体内底板的上部，所述下支座主梁和下支座副肘板的上部分别焊接固定所述下支座平台板的底部，在所述下支座平台板的上部设有由槽钢围成的矩形框架，该矩形框架与下支座平台板的上部形成容纳所述垂向层压木下块的凹槽，在所述下支座主梁的两端分别垂直设有一个背靠板，在每个背靠板的外侧分别垂直设有三联排状的大肘板，每个所述的大肘板整体呈直角梯形，三个所述大肘板平行设置为三联排状，在三联排设置的大肘板的上边与斜边上垂直固定有所述的面板，在三联排设置的大肘板中相邻大肘板与背靠板形成的空档中分别垂直设有两道所述的月牙板，在两个所述背靠板的内侧底部与所述船体内底板之间设有所述的反面小肘板，两个所述背靠板的内侧顶部抵于所述的横向层压木上。
12.在本发明用于b型lng燃料舱的止摇及垂向支撑复合型装置中，作为进一步结构设计，考虑到b型lng燃料舱的尺寸较大的情况，结合热胀冷缩变形释放，在所述垂向层压木上块和垂向层压木下块之间放置有两层不锈钢垫片。
13.在本发明用于b型lng燃料舱的止摇及垂向支撑复合型装置中，作为进一步结构设计，所述上支座的制作材料为9ni钢，所述下支座的制作材料为普碳钢，所述层压木的垂直压缩强度为235mpa，层压木材料全部采用德国dehonit品牌，为现有技术材料。
14.本发明的装置垂向支撑原理较为简单，主要通过上支座将压力传递给中间的垂向支撑层压木上下块，然后通过层压木将压力传递给下支座从而传递至船体强构件上。当b型围护系统由于船体运动产生横摇力矩时，围护系统顶部横摇运动产生的横摇力通过上支座的主梁和中间连接板传递至两侧水平方向受压为主的层压木块上，再通过层压木块传递至
下支座的三联排状大肘板上，由于三联排状大肘板与船体强构件焊为一体，最终横摇力将传递到了船体强构件上，利用船体强构件产生的支反力将围护系统横摇的作用力抵消，从而起到止横摇的作用，止纵摇的作用机理与止横摇类似。
15.本发明的积极有益效果：
16.本发明的止摇及垂向支撑复合型装置同时具备止摇和垂向支撑两种功能，大幅减少了b型lng燃料舱的支座数量，提高了材料利用率，减少了施工作业时间，相比采用传统支座成本优势较大，且该支座沿船宽方向布置时可以止横摇，沿船长方向布置时还可以止纵摇，使用场景灵活，具有非常大的实用价值。
附图说明
17.图1为本发明一种用于b型lng燃料舱的止摇及垂向支撑复合型装置在船体上所处位置示意图。
18.图2为本发明一种用于b型lng燃料舱的止摇及垂向支撑复合型装置的主视图。
19.图3为本发明图2的“a-a”向视图。
20.图4为本发明图2的“b-b”向视图。
21.图5为本发明图2的“c-c”向视图。
22.图6为本发明图2的“d-d”向视图。
23.图7为本发明图2的“e-e”向视图。
24.图8为本发明图7的“e1-e1”向视图。
25.图9为本发明图2的“f-f”向视图。
26.图10为本发明图2的“g-g”向视图。
27.图11为本发明图10的“g1-g1”向视图。
28.图12为本发明图10的“g2-g2”向视图。
29.图13为本发明图10的“g3-g3”向视图。
30.图中标号的具体含义为：1为b型lng燃料舱，2为b型lng燃料舱底板，3为船体内底板，4为垂向支撑层压木上块，5为垂向支撑层压木下块，6为水平方向受压为主的层压木块，7为三联排状大肘板，8为三联排状大肘板的面板，9为下支座主梁，10为下支座副肘板，11为上支座主梁，12为上支座肘板，13为大肘板的背靠板，14为上支座平台板，15为下支座平台板,16为中间连接板，17为上支座围板，18为扁钢，19为月牙板，20为反面小肘板。
具体实施方式
31.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
32.如图1所示，对于诸如大型集装箱船来说，b型lng燃料舱1设置于双燃料集装箱船的甲板以下，图1中b型lng燃料舱也用n标号来表示，lng tank即为b型lng燃料舱，容纳所述b型lng燃料舱1的船体舱室由顶部的船内舱顶板，底部的船体内底板3和四周的舱壁组成。在所述b型lng燃料舱1的底板2与船体内底板3之间设置有多个止摇及垂向支撑复合型装置
m，该多个止摇及垂向支撑复合型装置m沿船舱中心线纵向布置。
33.如图2所示，本发明涉及到一种用于b型lng燃料舱的止摇及垂向支撑复合型装置，该止摇及垂向支撑复合型装置m在结构上包括有上支座、下支座以及上下支座之间的层压木，所述上支座与b型lng燃料舱的底板2焊接相连，下支座与船体内底板3焊接相连，所述的层压木包括有起到支撑作用的垂向层压木和起到止摇作用的横向层压木6，所述的垂向层压木包括有垂向层压木上块4和垂向层压木下块5，所述的垂向层压木上块4固定在所述的上支座上，所述的垂向层压木下块5固定在所述的下支座上，所述垂向层压木上块4和垂向层压木下块5在垂向上位置相对应，所述的横向层压木6包括有左横向层压木和右横向层压木，所述下支座的上部两侧与上支座的下部两侧之间横向设置所述的左横向层压木和右横向层压木以承受水平方向的压力。
34.如图2-图8所示，在本发明用于b型lng燃料舱的止摇及垂向支撑复合型装置中，所述上支座是由一根上支座主梁11、五档上支座肘板12以及上支座平台板14形成主体结构，在所述上支座平台板14的反面辅以中间连接板16、上支座围板17以及加强用的扁钢18共同组成的一个整体承力结构。由于上支座与b型lng燃料舱相连接，故而所述上支座的所有零件材料均为9ni钢。
35.作为进一步细化的结构设计，所述的上支座主梁11垂直于船舱中心线横向设置，五档所述的上支座肘板12相互平行且与所述的上支座主梁11垂直固定，位于中部的一档上支座肘板12处于船舱中心线位置，两边分别对称设有两档上支座肘板12，该上支座主梁11分别穿过五档所述的上支座肘板12的中部形成一体。所述上支座主梁11与上支座肘板12的上部分别焊接固定在所述b型lng燃料舱上底板2的底部，所述上支座主梁11与上支座肘板12的下部分别焊接固定所述上支座平台板14的顶部。在所述上支座平台板14的底部焊接固定有中间连接板16、上支座围板17和扁钢18，所述上支座围板17为固定在上支座平台板14底部的矩形框架，在所述上支座平台板14底部中间位置设有所述的中间连接板16，该中间连接板16垂直于所述船舱中心线设置且穿过所述的上支座围板17，在所述上支座围板17内设有四道所述的扁钢18，该扁钢18垂直于所述的中间连接板16设置，靠近所述船舱中心线位置的两道扁钢18、上支座围板17的两个边以及上支座平台板14形成容纳所述垂向层压木上块4的凹槽，在所述上支座围板17的横向外侧面上各设有一个容纳所述横向层压木6的卡槽。
36.如图2、图9-图13所示，在本发明用于b型lng燃料舱的止摇及垂向支撑复合型装置中，所述下支座是由一根下支座主梁9、三档下支座副肘板10以及下支座平台板15作为垂向受力结构，在两侧以三联排状的大肘板7和大肘板的背靠板13为主体，附带有面板8、月牙板19、反面小肘板20以及扁钢18共同组成的一个整体承力结构。所述下支座的所有零件材料均为普碳钢。
37.作为进一步细化的结构设计，所述的下支座主梁9垂直于船舱中心线横向设置，三档所述的下支座副肘板10相互平行且与所述的下支座主梁9垂直固定，位于中部一档下支座副肘板10处于船舱中心线位置，两边分别对称设有一档下支座副肘板10，该下支座主梁9分别穿过三档所述的下支座副肘板10的中部形成一体。所述下支座主梁9和下支座副肘板10的下部分别焊接固定在船体内底板3的上部，所述下支座主梁9和下支座副肘板10的上部分别焊接固定所述下支座平台板15的底部，在所述下支座平台板15的上部设有由槽钢围成
的矩形框架，该矩形框架与下支座平台板15的上部形成容纳所述垂向层压木下块5的凹槽。在所述下支座主梁9的两端分别垂直设有一个背靠板13，在每个背靠板13的外侧分别垂直设有三联排状的大肘板7，每个所述的大肘板7整体呈直角梯形，三个所述大肘板7平行设置为三联排状，在三联排设置的大肘板7的上边与斜边上垂直固定有所述的面板8，如图6所示，该面板8为带有弯折的三叉结构，图中kl为弯折部位线，kl弯折部位线一侧由slant标线的部位固定在大肋板7的斜边上，kl弯折部位线另一侧在固定在大肋板7的上直角边上，在三联排设置的大肘板7中相邻大肘板7与背靠板13形成的空档中分别垂直设有两道所述的月牙板19，在两个所述背靠板13的内侧底部与所述船体内底板3之间设有所述的反面小肘板20，两个所述背靠板13的内侧顶部抵于所述的横向层压木6上。
38.所述层压木包括垂向支撑层压木上块4、垂向支撑层压木下块5以及两块水平方向受力为主的层压木块6，如果b型lng燃料舱1的尺寸较大的情况，考虑热胀冷缩变形释放可在层压木上块4与层压木下块5之间放置两层不锈钢垫片。所述层压木材料全部采用德国dehonit品牌，属于市场上能够采购得到的现有产品和技术。
39.其安装流程大致为：
40.首先，在内底板上依次安装好下支座的各零部件，其中下支座主梁与内底板下的船体强框架对齐，大肘板的背靠板与内底板下的船体纵骨对齐，无构件对齐的下支座的副肘板在内底板下都有进行反面加强，如图4所示。然后，将垂向支撑层压木下块预先放置在下支座的托盘上，如图9所示，待后续与上支座匹配整体调整完距离后再进行固定。
41.因b型lng燃料舱与主船体是独立分开建造的，因此在b型lng燃料舱的底部相应位置依次安装好上支座的各零部件，其中上支座主梁与b型舱内的横向强框构件对齐，上支座肘板与b型舱内的纵骨对齐，无构件对齐的部分上支座肘板在b型舱内都有进行反面加强，如图4所示。然后将垂向支撑层压木上块用耐低温环氧树脂调平并粘合在上支座围板与部分扁钢围成的托盘里，如图7所示。
42.位于两侧的水平方向受力为主的横向层压木块先临时预先放置在上支座的两侧小凹槽里，待后续与下支座匹配调整好距离后再固定。
43.上述步骤完成后，将b型lng燃料舱及安装好的上支座，该上支座上包含安装好的垂向支撑层压木上块和两侧的水平方向受力为主的横向层压木块，一体式吊装至下支座正上方，保证中心线对齐后缓慢降落，直至垂向支撑层压木上块、垂向支撑层压木下块距离约20mm左右的位置，待各个支座进行平整度精度测量确定得到所需高度值后再次调整各支座的局部间距，然后向垂向支撑层压木下块和下支座的托盘之间注入相应厚度的耐低温环氧树脂。
44.两侧的水平方向受力为主的横向层压木块根据各自与大肘板的背靠板之间的具体间隙注入适当厚度的耐低温环氧树脂使得层压木块与大肘板的背靠板之间紧密接触，待耐低温环氧树脂达到固化时间和要求后整个装置安装完成。
45.本发明用于b型lng燃料舱的止摇及垂向支撑复合型装置的设计特点如下：
46.层压木块作为受力主体与“腱鞘”，其选材有一定要求，本装置选用德国产的dehonit系列层压木，其垂直压缩强度可达到235mpa，
47.上支座因材料为9ni钢价格较贵且材料本身的强度也远大于普碳钢，因此上支座零件尺寸和数量都相对较小即能满足强度要求，下支座的材料为普碳钢，尺寸可以做得更
大更强些。
48.止摇的支座通常需要放置在舱中心线位置，能布置的数量有限，导致单个支座需要承受的止摇力度较大，因此采用三联排状大肘板设计能将应力流充分传导至船体强结构上，图6所示三联排状大肘板上的整体式面板8可以增强大肘板7的疲劳强度，图10、图11、图12和图13所示的月牙板19与大肘板7的背靠板13将三联排状的大肘板7很好的衔接成一个整体。
49.该复合型装置同时具备止摇和垂向支撑两种功能，大幅减少了b型lng燃料舱的支座数量，且该支座沿船宽方向布置时可以止横摇，沿船长方向布置时还可以止纵摇，使用场景灵活，相比采用传统支座成本优势较大，具有非常大的实用价值。
50.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。