LNG船结构设计的规范规则研究Word格式.docx
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尺寸
大
船重量
轻
最重
轻{当船小时相对重}
储罐数堡
最少
多
汽化率
最低0.05%?
d
低0.0^%/d
GT髙:
>
=0.1%/d
TGZ低
上甲板空间
完全不受限制
非常受限制
不受限制
任意装载量水平
町能
可能
不可能
航行
容弟
不容易
容易
压力控制
简单
复杂
最复杂
温度揑制
筒单
不町泵送的
液体量
(3立方米/储耀)
少
(6立方米/储罐)
多(200400立方米/
储權)
维
护
外部
内売/绝热
最容易
容扇
非常困难
目前,全球营运中的大约140艘LNG船舶,主要是Membrane薄
膜型货舱)和皿05型(球形货舱)等两种。
其中,MOS型船舶,由于在早期的LNG海运中占有较大优势,而且具有货物装载限制较少等使用操作上的优点,目前处于优势地位,总数居第一位,占到一半以上。
但是,新的LNG船舶订单,薄膜型占据了三分之二强。
从总体上看,薄膜型LNG船舶,在船型性能方面优于MOS型,是LNG船型的发展方向。
因此本次研究主要是针对No.96薄膜型货舱维护系统的LNG船进行研究。
2.NO.96型LNG船结构设计需要满足的规范规则和标准
国际海事组织IMO的IGCCode(InternationalCodefor
theConstructionandEquipmentofShipsCarryingLiquefiedGasinBulk)
船级社规范,如DNVABSLRBV等船级社规范
LNG船结构设计方面的基本要求与普通的钢制海船相同,均需要
满足船级社基本结构规范,例如:
DNV船级社COMMONREQUIREMENTSPt.3Ch.1;
LR船级社RULESANDREQULATIONSORTHECLASSIFICATIONDFSHIPSPt.3;
ABS船级社RULESFORBUILDINGANDCLASSINGSTEELVESSELSPt3.
但是由于LNG船在航行、装卸等方面有其特殊的要求,因此各个船级社又有专门针对LNG船的单独规范,例如:
DNV船级社TANKERFORLIQUEFIEDGASPt.5Ch.5;
LR船级社RULESFORTHECARRIAGEOFLIQUEFIEDGASESIN
BULK;
ABS船级社Pt.5CSPECIFICVESSEITYPES:
h.8VESSELINTENDED
TOCARRYLIQUEFIEDGASESINBULK.
GTTRULES(NO.96和MARKHI型均需满足)
法规检验,如SOLAS等
USCG勺要求(如果去美国营运)
SIGGTO(国际气体船和岸站经营者协会)
ISO8309-1991(Refrigeratedlighthydrocarbonfluid
measurementofliquidlevelsintankscontainingliquefied
gases)
ISOstandard13398forLNGshipcargotanklevel
gaugingsystems
SwedishStandardSS780726(Engineroomventilation
onturbinevessels)
3.No.96型LNG船结构设计特点:
•货舱全双壳结构(双层底、双壳、双甲板);
TypicalMidshipSection
Lpptr&
IbwtcbaiKL^rkiiiLzk:
]e-j
-GTTRULES对薄膜舱内的形状有着特殊的比例要求,而对双
层底高度和边压载舱的宽度要求则需要参考具体选择船级社规范以
及IGCCODEk的相关要求。
MembraneTanks・TankShapes
•货舱间设置双层隔离舱壁;
对于双层隔离舱之间的距离GTTRULE以及船级社规范均
有最小的宽度要求,但是该区间设有货舱的加热系统因此实际
选取的时候更多的是考虑设备布置方面的需要。
COFFERDAMWIDTH
Lliakl
•装载液位要求特殊;
考虑液货晃动对舱内绝缘层的影响,GTTRULES寸容积在
60,000~155,000立方米以内的LNG船货舱的装载液位高度有相
应的要求(据GTT要求,超过155,000立方米的薄膜型LNG船
货舱将进行额外的货舱晃动方面的计算。
)
htix.FillingLcatpI
Ccrrespondin^to9S°
ocapsatyOrhigherifapproved
FILLINGLEVELSBASICRECOMMENDATIONSC^iibeTevi、《lTouweJProjecTspecificrequirenwiitsfiirthertospecialadditionalstudies
With:
H=InnertankheightmeasuredonpntnaiybainerL=Innertanklengthmeasuredotiprimarybarriei'
V=Totaltankcapacity
-货舱区温度场分布特殊
InsulationThickness:
ScccMidtnry-0.300m+Primary-0.230m
a■亠mq■qa.wmn
SeaWater丁自皿医阳une三Dt
U,53Om
由于货舱的货物必须保持在-163C的超低温状态,尽管采用了双重屏蔽的隔温绝缘措施,但位于液货舱的船体结构不可避免地受到长期低温的影响。
而且根据规范、规则要求,必须考虑主屏蔽破损情况后超低温的液货直接作用在次屏蔽上时,货舱结构不同部位受低温货物的影响程度,使得船体结构不至于由于低温货物的影响而造成严,重破坏,继而产生液体的泄漏。
对此不同规范有着相应的要求:
IGC:
AirTemperature5°
Candseatemperature
OC‘applicableforallhullstructureincargoarea.
USCG:
Airtemperature-18Candseatemperature
OC,applicableforinnerhullandmembersconnectedtoinner
hull.
USCGAlaska:
Airtemperature-29Candseatemperature-2C,applicableforinnerhullandmembersconnectedtoinner
因此根据各船级社规范要求货舱区的材质选取在不同的区域也
不相同,具体如下:
LONGITUDINALSATTACHED
SAMEGRADEASPERATTA(
TOINNERHULL
:
HEDPLATE
TOOUTERHULL:
GRADEA
GRADED
IGRADEB
GRADEB
材质选取:
(1)除双层横舱壁垂直桁高应力区域外,不采用高强钢;
(2)内壳根据温度分布,采用低温钢(B,D,E级);
(3)液穹、气穹、泵塔位置采用不锈钢。
(4)外壳钢级和常规油船一样,不受货舱低温影响。
除通道甲板外,都采用A级别板。
(5)通道甲板应货舱内壳疲劳需求,厚度大,需采用B
级钢。
若厚度大于25,需采用D级钢。
(20万m3级别的达到D级)
•货舱内壳全部铺设两层耐低温保护绝缘层。
薄膜:
殷钢Invar含镍36%,厚0.7mm两层相同
绝缘:
木箱1mx1m,两层总厚度530mm,木箱内充填膨胀珍珠岩Perlite
Inner
四、No.96薄膜型LNG船有关分析
主船体结构强度分析
所有的LNG船在进行结构设计时均需要满足相应船级社的规范要求(例如DNV规范的Pt3,Ch.1),同时对货舱区的载荷又需要根据
IGCCOD侨口相应船级社的液化气船规范来确定(如Pt.5Ch.5)
疲劳分析
疲劳是由动载荷引起的,对于LNG船各种规范对于其疲劳寿命方面均有相关的要求,GTT对内壳20年和40年疲劳寿命的均提出了要求,而目前进行设计时疲劳分析也作为重点项目来做,各
个船级社均有大量的规范专门针对疲劳方面的分析,究其根本原
因:
1.LNG船船体破坏形式多为疲劳破坏。
2.破坏影响比较大,将会使水渗入到绝缘层中导致其发生
腐蚀破坏。
3.LNG船的维修花费巨大,而且耗时很长。
4.LNG船通常设计年限比较长,为保障船只常年运行不用进
坞维修,因此对疲劳设计格外重视。
疲劳分析的方法:
Fatigue・MainParameters
FatigueLife丁=
Ingeneralnoeffectduetoyieldstress
Where:
——
T=FatigueLifeinYears
Ag=NominalStressRange(waveloadandscantlings)
K=StressConcentrationFactor
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