使用LNG燃料的开放式轮渡安全系统设计（英文）

In this feasibility study, we investigate the viability of using Liquefied Natural Gas(LNG) fuel in an open type Ro-Ro passenger ferry and the associated potential challenges with regard to the vessel safety systems. We recommend an appropriate methodology for converting existing ships to run on LNG fuel, discuss all the necessary modifications to the ship's safety systems, and also evaluate the relevant ship evacuation procedures. We outline the basic requirements with which the ship already complies for each safety system and analyze the additional restrictions that must be taken into consideration for the use of LNG fuel. Appropriate actions are recommended. Furthermore, we carry out a hazard identification study. Overall, we clearly demonstrate the technical feasibility of the investigated scenario. Minimal modifications to the ship's safety systems are required to comply with existing safety rules for this specific type of ship.     

双燃料发动机燃气供给系统设计

随着燃油价格的日益上升及废气排放的环保法规不断细化,采用双燃料发动机作为船舶动力已成为当今新船型开发中关注的焦点。液化天然气(LNG)作为船舶燃料,对减排和环保的贡献及经济实效是无可非议的。采用DF发动机作为双燃料供给系统的探讨基础,结合有关规则规范和相应的设备资料,分析DF发动机的LNG供给系统在设计中应关注的关键点,详细阐述了燃气系统各组成部分的工作原理及机舱内应采取的安全防务措施。     

VLCC船LNG燃料储罐的设计

针对中东至国内典型航线的VLCC船舶进行了LNG动力船储罐的选型与设计,给出了LNG的加注时机方案、基于降速下的燃料消耗的计算方法、储罐的选型与选材及结构设计计算和强度计算等。并对船用LNG储罐的强度进行严谨的计算,其结果在允许的要求范围内。因此,研究不仅对超大型LNG动力船储罐的选型和设计有很好的指导意义,而且为未来开展LNG动力船的研究打下良好的基础。     

基于O3/H2O2处理船舶压载水过程中形成溴酸盐的研究

LNG加注船作为一种为LNG燃料动力船提供加注的新型加注基础设施船舶,在国内尚处于初步研究阶段。基于已有事故案例的危险性,并结合《液化天然气燃料加注作业指南(2017)》的相关要求,开展加注船加注过程的泄漏火灾事故定量风险分析。通过简化加注过程泄漏火灾事故树,求取顶上事件的概率和个人风险值,并以失效概率为判断标准,选取加注软管为泄漏对象,通过10 mm(易发生状况)和50 mm(最危险状况)两种孔径工况的泄漏,针对5 000 m~3加注船运用PHAST软件进行泄漏扩散和火灾后果模拟分析,最后提出相关的控制措施建议,这对LNG加注船加注过程泄漏火灾事故发生可能性的降低具有积极意义。     

Techno-economic study of LNG diesel power (dual fuel) ship

This article mainly proposed three technically effective alternatives to comply with the emission control regulations and laws in shipping. Liquefied natural gas (LNG)-diesel dual fuel power technology was introduced through feasibility study on several aspects including research development, retrofitting methods, vessel type, safety issues, and other technical characteristics. Based on sample ship and route, economic evaluation was conducted on these three alternatives. Cost-effectiveness of each project was detailed in the calculation of net present value (NPV) and payback time via discount cash flow method. The findings show that LNG-diesel dual fuel power technology performs best among three alternatives. Due to the impact of fuel price, two scenarios were carried out in sensitivity analysis which witnessed a variation of NPV with the fluctuation of fuel price. Further study shows the turning point between project (i) and project (iii) with different discount rate and the interaction between discount rate and fuel price, left project (ii) the least cost-effective solution in three alternatives.     

中小型LNG动力船舶燃料系统配置

基于某型液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）动力拖船实践经验，从燃料储存系统、燃料供应系统、燃料加热系统、燃料透气管路系统、燃料监控系统和燃料安全系统等方面对中小型LNG动力船舶燃料系统进行分析，实现中小型LNG动力船舶燃料系统的灵活配置，可为中小型LNG动力船舶设计提供参考。     

Use of diesel engine and surface-piercing propeller to achieve fuel savings for inshore fishing boats

Fishing is a major local industry in Malaysia, particularly in rural areas. However, the rapidly increasing price of fuel is seriously affecting the industry’s viability. At present, outboard petrol engines are the preferred choice for use in small-scale fishing boats because they deliver the advantages of high speed and low weight, they are easy to install, and they use minimal space. Petrol outboard engines are known to consume a greater amount of fuel than inboard diesel engines, but installing diesel engines with conventional submerged propellers in existing small-scale fishing boats is not economically viable because major hullform modifications and extra expenditure are required to achieve this. This study describes a proposal to enable reductions in fuel consumption by introducing the combined use of a diesel engine and surface-piercing propeller (SPP). An analysis of fuel consumption reduction is presented, together with an economic feasibility study. Resulting data reveal that the use of the proposed modifications would save 23.31 liters of fuel per trip (40.75 %) compared to outboard motors, equaling annual savings of RM 3962 per year.     

燃气轮机的大型集装箱船LNG燃料舱布置

为了满足环保新法规要求,很多船东首选LNG作为船用燃料。本文基于燃气轮机推进的大型集装箱船的布置特点及IGF规则的要求,对LNG燃料舱布置的位置和LNG燃料舱适用的形式进行了论证,获得了满足大型集装箱船性能需求和IGF规则要求的LNG燃料舱设计方案。     

薄膜型LNG船交变温度载荷下疲劳分析

海上环境引起的船体外板温度昼夜交替变化及装卸载会造成薄膜型LNG船温度应力交替变化。采用综合温度折算法确定船体外板典型昼夜温度,并针对薄膜型LNG船温度场分析建立三舱段有限元模型及底边舱折角区域精细模型,采用子模型法计算出各典型温度下的结构温度应力。研究结果表明底边舱折角处温度应力与船体外板水线面上下的温度差异呈良好的线性关系,船体外板温度的日周期性变化及装卸载引起的温度交变应力对船体结构疲劳强度影响不大。     

液化天然气双燃料动力港作拖轮设计研究

液化天然气（LNG）作为新型环保燃料已经在全球范围内得到了日益广泛的应用。LNG动力系统的船舶在营运安全性上要满足更高的要求,并且在燃料的存储、供应、补给等各个方面都要满足相应标准、规范及行业规则。以某4845kW（6500hp）LNG双燃料动力港作拖轮为例,阐述了LNG动力船舶的设计特点及其可行性与适用性研究结果。     

LNG船舶靠泊对护舷的撞击力试验分析

为确保LNG船舶靠泊安全,对浙江LNG接收站工程进行了船舶靠泊物理模型试验。采用牵引船模及直流力矩电机调节速度的方法,模拟了船舶不同靠泊速度和不同偏心距的靠泊方式。试验表明,船舶靠泊角度为5°时,4个护舷受力不均,1#护舷先受力且受力最大;不同偏心距条件下的撞击力没有明显规律,且相差不大;靠泊速度为0.15 m/s条件下,静水靠泊和顶流靠泊时设计护舷型号可满足要求,横浪1.5m时靠泊则撞击力不满足要求。建议尽量减小靠泊角度,使得护舷受力均匀,以减少靠泊时的撞击力。     

三用工作船使用液化天然气难点分析

从三用工作船的主要特点和性能出发,论述使用LNG作为主机燃料所遇到的问题与困难,特别是在采用LNG作为燃料的发动机方面的难点,在LNG系统布置方面的问题,提出解决这些问题的思路及克服这些难点的方法,并对三用工作船未来应用LNG燃料的前景进行简要分析。     

大型薄膜型LNG船结构开发设计

在大型薄膜型LNG船的结构设计中,既要符合规范要求,又要满足船级社和船东的众多技术要求。在开发设计阶段,为满足船体结构强度、疲劳寿命和振动特性等技术要求,进行了针对性的计算和优化工作,为结构设计的合理性、安全性和可靠性提供依据。该开发设计工作为后期的详细设计和改进提供了技术保证。     

江中型LNG加注趸船旁靠系泊作业的安全性

内河LNG加注趸船是我国提出并得到实际应用的一种新船型,其适用于长江、珠江等季节水位高差变化较大的天然性水域。本文采用水动力数值分析方法,针对一艘典型的江中型LNG加注趸船,研究分析了三种不同吨级LNG动力船旁靠系泊加注趸船进行补给作业时,在风、浪、流载荷联合作用下,两船旁靠系泊水动力安全问题,并给出了三种不同吨级LNG动力船旁靠作业的限制环境条件建议值。研究结论可为实际工程操作提供有益参考。     

营口港仙人岛港区LNG码头选址规划方案

仙人岛港区是环渤海地区重要的大型综合性港区,属于双堤环抱空间格局,规划大型泊位多,船舶流量密集。LNG码头具有一定的特殊性和排他性。针对在环抱式港池内LNG码头选址和规划存在的问题,以仙人岛港区为例,集成利用多项模型技术研究通航安全、通航影响、陆域安全、泊位布置和空间利用等,提出LNG码头选址、码头泊位及水域布置方案,对仙人岛港区建设LNG码头起到了关键技术支撑。     

内河LNG燃料船透气管出口高度评估研究

为合理制定内河液化天然气(LNG)燃料船透气管出口高度标准,在保证船舶安全前提下,解决通航桥梁限制问题,本文基于单一故障原则和风险评估方法,对内河典型LNG燃料船透气管出口高度进行了评估。根据假定船型的布置特点和航行条件,结合出口高度和型式,选定了24种天然气释放场景,利用理想气态方程计算了天然气的释放速率和持续时间,采用三维计算流体力学(CFD)软件FLACS进行天然气扩散波及范围模拟分析。结合天然气扩散接受准则,给出了制定透气管出口高度标准的最小值,对中国船级社《天然气燃料动力船舶规范》合理性进行了验证。针对内河LNG燃料船的航行特点,推荐一种新型透气管出口布置型式。     

系泊船舶运动响应周期试验研究

针对国内外系泊船舶物理模型试验中所给系泊船舶运动响应周期特征参数的不同,对横向波浪作用下一艘26.6×104 m3系泊LNG船舶的运动响应周期特性进行物理模型试验研究。结果表明,半载状态下,纵移运动存在着32 s的自振周期;横移运动为周期性间歇增长运动,横移运动周期与系泊船舶固有横摇周期的比值在1.11～1.23,大体上随波浪周期增大成倍数增长;横摇运动峰值随波浪周期增大而增大,横摇运动周期与系泊船舶固有横摇周期的比值在1.23～1.48,大体上随波浪周期增大成倍数增长;不同装载状态下回转运动均存在着较长的自振周期:半载状态为30 s,满载状态为32 s。     

大型LNG船液舱晃荡结构动响应研究

在船舶尺度和营运状态与传统条件发生很大变化的情况下,大型液化天然气(LNG)船液舱晃荡研究显得尤为重要.本文分析了NO96型LNG船液舱围护结构的特点,采用显示积分方法研究不同晃荡压力峰值和持续时间的晃荡冲击载荷作用下液舱围护系统结构动响应,得到不同工况下结构的动态失效特性.最后回归基于比例极限和突变永久变形的临界压力载荷公式,并给出液舱围护系统结构设计准则和安全性评估方法建议.     

基于模型试验与三维水弹性理论的船舶波激振动响应研究

船体波激振动使得船体结构中产生高频、持续和具有一定幅值的振动应力,可能引起结构发生严重的疲劳损伤,因而对船舶结构的安全性带来严峻的挑战。文章以一艘大型LNG船为研究对象,采用三维线性水弹性理论与水池模型试验方法对船舶波激振动响应进行了比较分析,研究了规则波与不规则波中的波激振动特性。改变该LNG船的刚度,并保持船型、重量分布等其它主船体特征不变,在模型试验和理论计算中探讨了刚度对波激振动的影响。通过两种刚度船体梁的模型试验与理论计算结果的比较分析,给出了波浪周期和船体刚度的变化对波激振动影响的几点结论。     

船行波对双船系靠LNG泊位系泊稳定性的影响

双船系靠LNG泊位对系泊稳定性要求高,而目前尚无船行波对双船系靠泊稳定性影响的定量分析方法。结合工程实例,以Flory-Remery单船系泊船行波荷载计算方法为基础,结合双船系靠泊位的特点予以修正,利用数值分析软件定量分析船行波过程对双船系靠泊位系泊稳定性的动态影响。结果表明,典型系泊条件下,双船系靠泊位系泊倒缆受力及纵移运动量受船行波影响最大,当船行波与系泊船间距50 m时系泊稳定性不满足要求;当船行波与系泊船间距100 m时系泊稳定性满足要求;当船行波与系泊船间距150 m时系泊稳定性基本不受船行波影响。