LNG货舱围护系统的优化方案

2023-06-24 理论教育版权反馈

【摘要】：LNG货舱的气化率的高低取决于货舱的漏热性能。图6-29是世界LNG船型发展的历史,图6-30为LNG船围护系统的分类法。图6-34示出液舱隔热螺旋法施工流程,图6-35示出球形液罐的围护系统及隔热镶板的组成。图6-37和图6-38分别表示这两种形式的围护结构的局部,图6-39示出LNG船薄膜型液货舱的设计负荷。

LNG货舱的气化率的高低取决于货舱的漏热性能。不同的货物围护系统采用不同的隔热方式。目前有三种货物围护系统,即法国的Gaz Transport、Technigaz(GTT型);挪威的Moss Rosenberg(MOSS型)及日本的SPB型。GTT型是薄膜舱,MOSS型是球形舱,SPB型是棱形舱,其结构简图如图6-26～图6-28所示。

图6-26 GTT型薄膜舱

1—外薄膜 2—内薄膜 3—内舱壳

图6-27 MOSS型球形舱

1—舱裙 2—部分次屏 3—内舱壳 4—隔热层

图6-28 SPB型棱形舱

1—部分次屏 2—楔子 3—内舱壳 4—隔热层 5—支撑

20世纪90年代前,在已建造的87艘LNG船中,以MOSS型和GTT型建造得最多,分别是总艘数的37.9%和28.7%。SPB型的前身是棱形舱Conch型。图6-29是世界LNG船型发展的历史,图6-30为LNG船围护系统的分类法。

图6-29 LNG船型发展历史

1—具有完全次屏的厚壁舱 2—具有完全次屏的薄壁舱 3—具有部分次屏的厚壁舱

图6-30 LNG船货舱围护系统分类

1.MOSS型LNG船

球罐采用铝板制成,牌号为5038。组分中含质量分数为4.0%～4.9%的镁和0.4%～1.0%的锰。板厚按不同部位在30～169mm。隔热采用300mm的多层聚苯乙烯板。图6-31示出MOSS型LNG船的结构,图6-32示出MOSS型液货舱的设计负荷。图6-33是LNG船大型球罐的制造工艺流程,它由备料、分段焊接、组件合成及液罐总成四大阶段组成。图6-34示出液舱隔热螺旋法施工流程,图6-35示出球形液罐的围护系统及隔热镶板的组成。

图6-31 MOSS型LNG船

1—顶罩 2—膨胀橡胶 3—管塔 4—舱裙 5—储槽包覆 6—槽顶

图6-32 MOSS型液货舱的设计负荷

a)流体力学负载 b)液货晃荡时造成的动力负载 c)液舱受到的外压 d)液舱的内压

注:1.LNG的设计相对密度为0.5。

2.正常使用时内部压力为0.025MPa,紧急排放时的内部压力为0.09/0.18MPa。

3.外部压力要考虑液货舱和船体之间的相互作用。

4.除了紧急排放,还要考虑动力效应。

图6-33 液货球罐总成流程

图6-34 液舱隔热螺旋法施工流程

1—帐篷 2、6—隔热板加工机 3、11—焊头 4、10—旋绕架 5、9—传送器 7—外罩 8—帐篷平台

图6-35 球形液罐的围护系统及隔热镶板组成

a)球形液罐的围护系统 b)隔热镶板的组成 1—隔热镶板 2—裙板 3—弹性聚氨酯泡沫 4—酚醛泡沫 5—线网 6—刚性聚氨酯泡沫 7—具有压花的铝板

图6-36 薄膜型液货舱的总概念

1—完全双船壳结构 2—低温屏障层组成(主薄膜和次薄膜) 3—可承载的低温隔热层

2.GTT型LNG船

薄膜型LNG船的开发者Gaz Transport和Technigaz已合并为一家,故对该型船称为GTT型。图6-36示出薄膜围护系统的总概念。从图中可见,该围护系统是由双层船壳、主薄膜、次薄膜和低温隔热所组成。GTT型的围护结构有GTNO96和TGZMarkⅢ两种。图6-37和图6-38分别表示这两种形式的围护结构的局部,图6-39示出LNG船薄膜型液货舱的设计负荷。薄膜内应力是由静应力、动应力和热应力三部分组成。