[发明专利]一种LNG绞吸挖泥船

说明书

技术领域

本发明属于疏浚工程技术领域，涉及一种挖泥船，特别是一种LNG绞吸挖泥船。

背景技术

随着我国进出口贸易规模的不断扩大，港口吞吐量稳步增长，对港口建设和进出港航道的要求越来越高，《全国沿海港口布局规划》涉及的长江三角洲、珠江三角洲、环渤海湾、东南沿海和西南沿海港口群以及上海、宁波、舟山等航运中心建设均对疏浚业务形成了旺盛的市场需求。同时，由于水土流失加剧，工业、农业及生活污水增加等原因，河道、湖泊、港口污染严重导致功能严重退化，淤积日益严重，特别是河、湖、港口入口段淤积都特别严重，致使泄洪排沙不畅、深度变浅，因此，必需定期维护维持其设计水深和通航尺度。可见，江河湖海的疏浚日趋重要，疏浚一般都是用船只上配备绞吸泵，即绞吸挖泥船来进行作业的。绞吸泵是绞吸挖泥船的关键部件，然而由于其工作环境恶劣，绞吸泵经常发生汽蚀现象，汽蚀是指液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡的现象，汽蚀时产生的气泡，流动到高压处时，其体积减小以致破灭，这种由于压力上升气泡消失在液体中的现象称为汽蚀溃灭。泵在运转中，若其过流部分的局部区域通常是叶轮叶片进口稍后的某处因为某种原因，抽送液体的绝对压力降低到当时温度下的液体汽化压力时，液体便在该处开始汽化，产生大量蒸汽，形成气泡，当含有大量气泡的液体向前经叶轮内的高压区时，气泡周围的高压液体致使气泡急剧地缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时，液体质点以很高的速度填充空穴，在此瞬间产生很强烈的水击作用，并以很高的冲击频率打击金属表面，冲击应力可达几百至几千个大气压，冲击频率可达每秒几万次，严重时会将壁厚击穿，易造成泵的损坏，目前尚未有有效的方案防止这一现象的发生。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种LNG绞吸挖泥船，它通过LNG对泥浆进行冷却，从而减少汽化程度，延长绞吸泵的使用寿命。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种LNG绞吸挖泥船，包括船体、绞吸泵和铰刀架，所述绞吸泵与铰刀架之间通过输泥管路相连接，其特征在于，所述绞吸挖泥船还包括LNG储藏罐、LNG发动机和设置在输泥管路上的冷却管路，所述LNG发动机与绞吸泵及铰刀架相连接且能驱动绞吸泵及铰刀架工作，所述冷却管路的进口与LNG储藏罐之间通过LNG输入管路相连，所述冷却管路的出口与LNG发动机之间通过LNG输出管路相连接。

LNG是液化天然气【Liquefied Natural Gas】的缩写，天然气经净化处理(脱除CO₂、硫化物、烃、水等杂质)后，在常压下深冷至-162℃，由气态变成液态，称为液化天然气，液化天然气的体积量为同量气态天然气体积的1/625，重量为同体积水的45％左右。本技术方案中，绞吸泵和铰刀架由LNG作为燃料进行工作，LNG在由LNG储藏罐输送到LNG发动机的输送管路中逐渐汽化，其汽化时需要吸收大量的热能，从而可以降低输泥管路的温度，进而减少泥浆的汽化程度。

在上述的LNG绞吸挖泥船中，冷却管路密贴设置在输泥管路的外壁上。冷却管路通过热传导对输泥管路进行冷却，不至于使得输泥管路的温度突然下降而导致破损。

在上述的LNG绞吸挖泥船中，所述冷却管路螺旋式缠绕在输泥管路上。螺旋式的缠绕方式使得位于输泥管路上的冷却管路长度相对于输泥管路长度的比值更大，冷却效果更好，而且冷却更加均匀，使得输泥管路在冷却时呈渐变状态，不会因为骤冷骤热而破损。

在上述的LNG绞吸挖泥船中，所述冷却管路的进口位于输泥管路与绞吸泵相连接的一端，所述冷却管路的出口设置在输泥管路与铰刀架相连接的一端。冷却管路内的LNG由上往下输送，可以使得输泥管路的上部温度低于下部温度，即在输泥管路的两端形成一温度梯度，从而降低汽蚀现象产生的几率。

在上述的LNG绞吸挖泥船中，所述冷却管路和输泥管路为一次性铸造成型的整体式结构。冷却管路和输泥管路为一体式结构，强度更高，冷却效果更好。

在上述的LNG绞吸挖泥船中，所述冷却管路和输泥管路为铸铝制成。铝质材料热传导性能好，冷却效果好。

在上述的LNG绞吸挖泥船中，所述绞吸泵上设置有辅助冷却管路。通过在绞吸泵上设置第二管路，可以进一步降低泥浆的温度，减少泥浆的汽化程度。

在上述的LNG绞吸挖泥船中，所述辅助冷却管路和冷却管路相串联，所述辅助冷却管路设置在LNG储藏罐和冷却管路之间。辅助冷却管路可设置LNG输入管路的中后段，或者设置与LNG输入管路和冷却管路之间。