中小型LNG船货罐鞍座及附近船体材料分布研究

C型独立液货罐是中小型LNG船的主要液舱形式,属于半冷半压式容器。由于贮存LNG的液货罐处于低温状态,且因与船体相连的鞍座支撑,在鞍座及附近船体上就会形成温度梯度,故有必要对鞍座及附近船体结构进行温度场分析,以确定其材料分布。提出了对该C型独立液货罐鞍座及其附近船体结构热分析的方法,认为鞍座及其附近船体处在低温液货、海水与空气3种流体介质中,通过船体与3种流体的对流换热及其与层压木之间的热传导达到热平衡。借助ANSYS有限元软件,给出有限元热分析模型的简化和对流载荷的施加方法,以确定鞍座及其附近船体结构的温度场分布,结合材料的最低许用设计温度确定鞍座及附近船体结构材料的合理分布,以防止材料发生低温脆性破坏,并给出具体实例。     

殷瓦材料的应用及化学分析方法研究

液货舱货物围护系统是LNG船建造中的难点之一,为了保证-163℃超低温液态气体货物的安全,一种叫做殷瓦的特殊材料被用作液货舱内的隔离屏障,直接与这些低温液态气体接触。殷瓦材料具有特殊的物理性能和化学成分,国内暂无厂家生产,也无相应的检测方法。本文介绍了实验室通过试验研究,建立了一套殷瓦材料的化学分析方法,分析结果准确、可靠,满足了船舶新材料验收的要求,确保了LNG首制船的建造质量。     

B型独立液货舱LNG船的温度场分布

以170 000m~3 B型独立液货舱LNG船为研究对象,基于热力学方法,通过液货舱传热模型的合理简化及流换热系数的数值迭代计算,针对该B型独立液货舱LNG船进行稳态温度场分析。依据温度场分布进行货舱区船体结构钢级选择,并进一步研究外界环境温度和装载工况对整个货舱区船体温度场分布的影响,从而为B型独立液货舱以及类似LNG船液货舱结构设计提供指导。     

大型LNG船液货装卸系统设计与试验技术

本论文以某大型薄膜型LNG船为依托工程,通过制订研究方案,参考本公司已经交付的多艘LNG船,结合国外船厂的建造经验,研究出LNG船液货装卸系统设计和建造的关键技术。研究内容主要包括(1)安装有再液化装置的液货装卸系统设计;(2)为DFDE双燃料发电机服务的液货装卸系统设计;(3)既有再液化装置,又能够为DFDE双燃料发电机服务的液货装卸系统设计;(4)液货装卸系统的试验技术;(5)低温管布置及应力分析。     

B型独立液货舱LNG船的温度场分布

本文以170000m3B型独立液货舱LNG船为研究对象,基于热力学方法,通过对液货舱传热模型合理简化和对流换热系数的数值迭代计算,针对该B型独立液货舱LNG船进行稳态温度场分析,依据温度场分布进行货舱区船体结构钢级选择,并进一步研究外界环境温度以及装载工况对整个货舱区船体温度场分布的影响,从而为B型独立液货舱以及类似LNG船液货舱结构设计提供指导。     

大型LNG动力船液舱晃荡耦合作用下运动响应计算

由于LNG动力船大量装载液化天然气,其液货装载罐体积庞大且液货装载重量巨大,其由于液货罐内的液化货物对于船体运动与水动力的影响不可忽视。本文针对1艘具有C型液货罐的LNG动力船,基于势流理论,使用三维方法开展了水动力计算研究,对船体运动做计算预报,对比分析了晃荡对于船体运动响应的影响。     

小型LNG加注船方案设计研究

国际社会对生态环境保护日趋严格,LNG动力船和双燃料船舶数量不断增加,LNG加注船的市场需求日益增加。重点对包括推进系统、房舱/机舱位置、冰区加强、货物围护系统等船型方案的可选项设计,液货区甲板面的布置设计,以及针对该型船的破舱稳性问题进行研究并提出解决方案,设计并计算7 500 m~3LNG加注船的两种标准船型,验证了该方案设计的可行性。     

C型LNG船鞍座区域温度应力分析

液化天然气(LNG)船在货舱区会形成一个温度梯度变化的温度场,导致相应结构产生温度应力。鞍座是LNG船的关键承载结构,用于支撑C型LNG液货罐。以某3 000 m3LNG运输船为例,计算分析温度应力对货舱区,尤其是鞍座结构的影响,研究结果表明,温度应力对C型LNG船鞍座强度有显著影响,在设计鞍座结构时不能忽略。     

LNG船液货舱安装平台空调系统设计研究

LNG船是海上运输液态天然气的专用船舶,其液货围护系统在安装过程中必须控制舱室内的空气温度、湿度以及二氧化硫、氯气等有害气体含量,因此有必要开展LNG船液货围护系统施工过程中环境控制方面的研究。提出了单舱舱容为5万m~3的LNG船液货围护系统安装平台空调系统的设计方案,包括设计参数和冷热源方案确定,空调负荷计算,送回风系统设计等。该船液货舱安装平台空调系统设计对类似LNG船液货围护系统安装平台的环境控制问题研究有借鉴意义。     

中小型LNG运输船液货罐设计技术

随着LNG的广泛应用,为适应LNG的运输新需求,近年来提出一种新船型——中小型LNG运输船。他凭借着营运周期短、中转频繁、造价低廉等优势而备受关注,而设计此种船型与大型LNG船的区别主要在于对船体核心——液舱的设计。通过研究相似船型LPG船及乙烯船及其液货罐,阐述了中小型LNG运输船液舱的设计方法及关键技术,属对设计此种新船型的有益尝试。     

大型LNG船液舱晃荡载荷数值预报和模型试验比较

大型LNG船液舱晃荡冲击载荷的合理预报是液舱结构安全性设计和评估的基础。针对部分装载的LNG船液舱的晃荡载荷开展数值预报方法研究,建立了合理的数值模型和计算方案。通过典型菱形液舱的三维晃荡模型试验,获得LNG液舱在各种运动模式下流体拍击舱壁的冲击载荷特性。在数值计算和对比分析中,首先对舱内液体在各种运动模式下的晃荡固有频率进行了搜索,然后在各个固有频率下进行了变幅值激励和耦合运动激励下的冲击压力计算,得到了不利运动工况下的冲击压力预报结果。数值模拟结果与模型试验结果的比较表明,提出的液舱晃荡数值计算方法能够合理地预报大型LNG船液舱晃荡载荷特征。在此基础上,对各种载液水平和运动模式下大型LNG船液舱内壁的压力分布进行了详细计算,可供液舱围护系统结构设计和安全性评估参考。     

集装箱船LNG燃料加注与装卸货同时操作的安全区域分析

大型LNG燃料船舶的LNG加注量大,为了减少靠港时间,需要考虑在LNG燃料在港加注的同时进行船舶装卸货操作。以一艘10 000 m3 LNG加注船对一艘18 000 TEU LNG燃料动力集装箱船的在港加注为研究对象,基于失效频率分析拟定了4个LNG泄漏场景,采用三维计算流体力学(CFD)软件FLACS分析了LNG泄漏后的可燃气体影响范围,最终得到了一个矩形危险区域,将此危险区域范围之外的区域作为LNG燃料加注与装卸货同时操作的安全区域。研究表明,LNG燃料船对船加注与装卸货同时操作的安全区域设定不可一概而论,不同的设计和作业条件将有不同的安全区域,在该类问题分析中,不能忽视LNG加注软管泄漏和加注船液货舱安全阀排放两种场景。     

C型LNG船货舱区温度场分析

C型液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)船货舱区的温度场计算通常采用简化一维传热计算方法,计算精度差,难以准确地确定货舱区船体结构温度场分布,从而影响货舱区结构材料级别选取的准确性。对此,根据C型LNG船货舱区的传热特点,介绍基于热传导、热对流和热辐射等3种传热方式的三维有限元温度场计算,并以某3000m~3 C型LNG船为例,比较在极端环境下采用简化传热计算方法和三维有限元传热计算方法得到的计算结果,发现采用三维有限元传热计算方法得到的温度场计算结果可体现整个货舱区各区域的温度场变化,可为准确选取结构材料级别提供依据。     

材料低温脆性对LNG船剩余极限强度的影响

薄膜型LNG船在严重搁浅事故下存在破舱泄漏的可能,泄漏导致的低温会使船体结构发生脆性破坏。通过运用PCL语言对有限元软件Patran进行二次开发,自动迭代求解破舱后的结构温度场;结合船用钢低温下的材料特性,得出泄漏情况下的脆性影响范围;基于非线性有限元软件ABAQUS,假定脆性影响下的结构失去承载能力,计算了LNG船的剩余极限强度,通过与不考虑材料脆性下的结果进行对比,结果表明低温脆性对LNG船搁浅破舱情况下剩余极限强度有较大的减弱作用。     

7000 m~3LNG加注船加注系统设计方案

考虑到船对船LNG加注系统的优势,综合分析并确定船对船LNG加注系统中LNG液货罐选型,液货泵选型,液货装卸管系及连接装置,介绍船对船LNG加注系统的工作流程,完成7 000 m~3LNG加注船系统及设备选型。     

大型液化天然气船温度场及温度应力研究

大型液化天然气装有船超低温(-163℃)的特殊货物,对船舶结构安全提出了更高要求.文章以MSC/PATRAN和MSC/NASTRAN大型有限元软件为平台,对大型液化天然气船的温度场分布做了深入的研究,并针对高低温并存的工作状态下船体结构的温度应力进行了计算,分析了超低温作用对于船舶结构强度的影响.研究成果对于提高我国LNG船的研发水平具有一定的指导意义.     

新型液化天然气船液货围护系统传热模型及蒸发率计算

分析了一艘170000m3新型液化天然气船的船体结构,通过合理和必要的简化,建立了液货围护系统的传热模型。分别使用解析方法和ANSYS Fluent软件数值模拟方法计算了在不同绝热层厚度条件下的液货舱漏热量,得到不同条件下液货围护系统的温度场分布情况以及液货蒸发率。得出以下结论:综合考虑两种计算方法的计算结果,为了满足在不同工况下航行时液货的日蒸发率不能超过0.1%的要求,绝热层的设计厚度应不小于450mm。     

独立罐型LNG船温度场分析及应用

以某安装B型独立罐的液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)船为例,按照《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》(简称《IGC规则》)、美国海岸警卫队(USCG)规则(简称USCG规则)和船级社规范的相关要求,研究该船的温度场计算方法和流程、材料导热系数和对流系数的取值及纵向构件、横向强框和横舱壁的温度场分布。分析该船在《IGC规则》和USCG规则环境工况下的温度场分布和钢等级选取,研究该船LNG日蒸发率的计算,得出对独立罐型LNG船的温度场分析和应用有意义的结果。     

B型LNG船货舱结构强度分析

对采用B型货物围护系统的170000m~3液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)运输船货舱的结构强度进行分析,该船的特点是液货舱依靠自身支撑,与船体仅通过支座相连。为保证LNG货物的安全,液货舱结构本身需具有足够的强度。参照美国船级社的相关要求,采用有限元法校核液货舱的结构强度,给出需重点关注的高应力区域和优化建议及支座支撑力的分布特点。     

某大型LNG船穹顶甲板挥发气管道振动特性分析

穹顶甲板挥发气管道系统是大型LNG船液货围护系统的重要组成部分。文中对某大型LNG穹顶甲板挥发气管道系统振动特性分析研究,使用有限元法计算了不同影响因素下管系的固有频率,分析了各影响因素的重要性。计算结果表明综合考虑管路支架和甲板结构的影响能更精确的预报管路系统的固有频率,为管道系统的防振设计提供了依据。