B型LNG燃料舱支座结构的强度分析

B型LNG燃料舱支座结构的受力机理较为复杂,其强度分析在设计中应给予重视。提出一套针对B型燃料舱支座结构强度分析的标准流程,能综合考虑层压木压力和摩擦力对支座结构强度的影响。给出一种B型燃料舱支座系统的设计方案,以典型的垂向支座和止横摇支座为例,应用子模型技术对其结构强度进行分析。支座结构的强度分析方法和应力分布特性可为实际工程中B型燃料舱支座的设计与分析提供参考。

B型LNG燃料舱的结构强度耦合分析

为进行B型燃料舱结构强度评估,提出一种舱段耦合分析方法,通过考虑垂向支座层压木的摩擦力作用和其他类型支座层压木的初始间隙,模拟出燃料舱与主船体结构之间的传力机制。应用舱段耦合分析方法,对B型燃料舱的结构强度进行分析,探讨舱体结构的屈服强度特性、屈曲强度特性,以及支座支撑力的分布规律,为B型燃料舱的结构设计与分析提供参考。

碰撞冲击载荷下船用LNG燃料罐的结构强度评价

针对LNG燃料船舶在碰撞事故发生情况下的LNG燃料罐结构安全问题,应用有限元方法建立有限元分析模型,并参照规范形成碰撞载荷计算及加载、结构强度评价等方法,提出碰撞冲击载荷作用下船用LNG燃料罐结构安全评价的解决方案。以18 m~3船用LNG燃料罐作为研究对象进行仿真计算分析,评估碰撞载荷作用下LNG燃料罐筒体、封头、内外容器间的支撑结构及鞍座等部件的应力水平和总体结构安全状况。结果表明,该船用燃料罐各构件应力均小于规范中的许用值,强度满足要求,符合行业规范,验证有限元分析方法在LNG燃料罐结构强度评价的可行性;内容器是工况条件下最容易失效的结构,其最大应力可达123.63 MPa,与许用值相差13.07 MPa。

LNG动力船燃料罐疲劳强度分析

为全面有效地执行国际海事组织发布的《使用气体或其他低闪点燃料船舶国际安全规则》(IGF规则),采用两参数Weibull分布表示应力范围的长期分布,基于IGF规则中液化天然气(LNG)等液化气体对B型燃料舱疲劳设计条件的相关要求,结合国际船级社协会和中国船级社相关规范及指南对疲劳评估规范的要求,推导出累积损伤计算的简化公式。算例表明,简化的计算方法能方便、有效地计算不同设计使用寿命(对应于总的波浪遭遇次数)和对应概率水平载荷下的液化气体B型燃料舱累积损伤度。在IGF规则要求框架下,所提算法可直接满足IGF规则要求的累积损伤计算要求。

双燃料集装箱船B型LNG燃料舱疲劳强度研究

基于DNV-GL规范要求,对某大型双燃料集装箱船B型LNG燃料舱结构进行疲劳强度研究。根据规范给出燃料舱及其支撑结构的疲劳分析流程以及疲劳热点筛选方法,分析不同关键节点的疲劳强度,并提供改善疲劳问题的优化设计方案。为配置B型LNG燃料舱的相关船型的设计开发提供参考。

LNG双燃料油船燃料舱结构强度评估方法研究

随着国际社会对绿色低碳要求逐步提高,采用液化天然气(liquefied natural gas,LNG)燃料的海船正成为运输船主流趋势。国际海事组织发布《使用气体或其他低闪点燃料船舶的国际安全规则》(简称“IGF规则”),虽然对使用低闪点燃料的燃料舱围护系统设计给出了载荷和设计条件的原则性要求,但对如何开展LNG燃料舱结构强度评估并同油船、散货船、集装箱船等运输船型的装载工况和评估衡准进行协调,则缺乏明确的指导,故操作性不高。该文结合IGF规则的燃料舱设计载荷要求及共同结构规范相关要求开展研究,提出了一种使用LNG燃料的油船燃料舱区域的船体结构强度直接计算方法,包括模型范围、载荷工况和强度评估衡准等,并以某油船为例,进行了燃料舱区域有限元直接计算的实船验证。结果表明该方法合理可行,并可为同类船舶的LNG燃料舱结构强度评估提供指导。

LNG动力船燃料罐冷却过程模拟及工程应用

为预测燃料罐内壁面和气体温度变化,基于某3600车液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)动力汽车运输船(Pure Car Truck Carrier,PCTC)首制船燃料罐,采用ASPENHYSYS软件建立压力式燃料罐冷却动态模型,对LNG冷却和液氮冷却两种方案的工艺流程进行对比分析,得到两种工艺下燃料罐温度和舱内LNG气体含量变化规律以及冷却降温时间/介质的耗量情况。结果表明:两种方案总费用接近,但LNG冷却方案的操作时间较短,综合成本更低。研究成果可为LNG动力船燃料加注过程模拟提供一定参考。

整体换箱供液的LNG船舶燃料罐箱系统

研制可换箱的移动式20 ft LNG船用燃料罐箱,实现可换箱的“罐箱燃料电池”模式。主要介绍供液系统的组成、关键技术参数和营运后的优缺点。整体系统中LNG船用燃料罐箱和供气冷箱分别独立设计,实现了LNG罐箱的独立运行、容积的最大化。LNG罐箱为船舶提供清洁的动力燃料,推进绿色智能航运的发展。

B型独立LNG燃料舱结构设计中的一些问题

综合考虑B型LNG独立舱围护系统、结构特性、支撑特点、制造安装以及船级社的具体要求,针对LNG燃料舱结构设计过程中遇到的有关温度场、各工况下低温变形、低周疲劳、振动及生产制造等技术问题展开讨论,以期更好地解决此类问题,设计建造出更安全可靠的B型燃料舱。

某超大型双燃料动力集装箱船LNG燃料舱布置方案分析

以某新巴拿马型15000~16000 TEU级别液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)动力集装箱船建造项目为背景,对超大型双燃料动力集装箱船LNG燃料舱布置方案进行研究。通过对比不同LNG燃料舱的结构尺寸和布置位置,并从燃料舱的晃荡载荷、船舶的装载能力和稳性等方面进行分析论证,得到一种成熟可靠的超大型双燃料集装箱船LNG燃料舱布置方案。在该方案中,LNG燃料舱的宽度不超过船宽的56%,且其整体或前半段位于上层建筑下方。与市场上常见的燃料舱布置方案相比,该方案不仅能提升船舶的空间利用率,而且能在保障船舶续航能力的同时,提升LNG燃料舱的抗液货晃荡能力,增加船舶的集装箱装载量。

大型集装箱船横置C型LNG燃料罐鞍座结构设计优化

双燃料推进环保船舶正成为新造船的主流选择,为最大化舱容利用率,兼顾集装箱船舱内的结构尺寸特点,大型双燃料集装箱船将C型LNG燃料罐横置在上层建筑下方的船体内。相较于LNG运输船,船体承受的载荷发生较大变化,传统鞍座结构不具备足够的安全性。该文提出一种优化鞍座布置方案以及鞍座结构设计,利用有限元方法对鞍座结构及其支撑加强结构进行强度及疲劳分析,并与传统鞍座设计的结果进行对比,结果表明优化的鞍座结构可以明显改善应力分布,提高疲劳寿命。可为采用C型LNG燃料罐的大型集装箱船的鞍座结构设计提供合理建议。

某3000 DWT LNG燃料动力散货船燃料储罐基座及其支承结构强度分析

3000 DWT LNG燃料动力散货船的燃料储罐基座及其支承结构强度,是保证LNG燃料储罐装置安全的基础。本文采用板梁组合模型对其结构建立有限元模型,根据规范的载荷要求对其进行数值计算分析。计算结果表明,其最大的von Mises应力在许用应力范围内,满足规范要求。

大型LNG双燃料动力散货船燃料舱有限元分析

LNG动力船舶的应用已经进入快速发展阶段,其燃料罐的应力分析对保障船舶安全稳定运行起着至关重要的作用。以大型散货运输船LNG供气系统为例,采用ANSYS软件,考虑了船舶运动荷载、温度载荷、压力载荷等因素,在不同载荷工况下对其燃料罐进行了应力分析校核,得出较大应力点,为燃料罐的规范设计提供了理论依据。

21万吨散货船LNG燃料罐鞍座安全性能评估

21万吨散货船是常规船型,搭载LNG(液化天然气)动力系统,船舶油耗和动力方面会更有竞争力。LNG燃料罐会受到船舶运动、自身重量、温度场、风力等多种环境条件和力的影响,鞍座作为其主要的支撑结构,是保障LNG燃料罐安全的唯一有效措施。保证鞍座的安全性能是搭载LNG动力系统的必要措施,该研究已经取得LR(英国劳氏)船级社的认可。

基于有限元的船用LNG燃料罐疲劳损伤量化分析

受复杂多变的海况和航行环境的影响,船用液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)燃料罐在船舶航行过程中承受着交变应力的作用,面临着疲劳损伤风险。为分析船用LNG燃料罐的疲劳损伤情况和使用寿命,以某18 m^(3)船用LNG燃料罐为研究对象,采用有限元分析方法找到其最大应力热点,根据装置的长期分布载荷谱、材料的疲劳曲线和疲劳累积损伤准则计算得到LNG燃料罐的疲劳损伤数据并对其进行量化分析。研究结果显示,该LNG燃料罐的疲劳性能满足中国船级社(China Classification Society,CCS)规范的设计要求,采用的燃料罐疲劳损伤量化分析方法是可行的,可供船用LNG燃料罐的工程设计参考。

罐式集装箱作为船用可移式LNG燃料罐安全性分析

为了满足船用可移式LNG燃料罐的市场需求,基于综合安全评估方法识别罐式集装箱作为船用可移式LNG燃料罐循环使用的主要危险源,通过事件影响和原因分析,提出罐式集装箱在码头吊装、船上布置、供气连接各环节的风险控制措施和建议。

LNG独立C型液舱晃荡特性试验研究

与LNG运输船不同,LNG加注船的液舱会经常处于部分装载状态,故液舱晃荡问题必须予以考虑.由于目前LNG加注船主要采用独立C型液舱,针对该种形式液舱,使用模型试验,系统研究了不同载液高度、激励频率及激励幅值影响下的晃荡情况.讨论分析了其晃荡时自由液面的波形特征,对中间液深工况下,自由液面在舱顶的影响下出现的波形进行分类.通过对晃荡荷载的统计分析,发现产生最大荷载的激励频率与理论固有频率有所偏差,且该偏差会随着液位的升高而降低.此外,在荷载空间分布方面,载液高度为0.6 D_i(D_i为模型液舱直径)时,自由液面在封头处破碎严重,会对液舱封头上部产生较大冲击;而在0.8 D_i载液高度时,应充分考虑0.8f_n(f_n为理论固有频率)至1.2f_n激励区间内的顶部冲击荷载.

新型内河LNG燃料加注趸船

为了解决天然河流水位高差与航道宽度季节性变化大而导致的LNG船舶燃料加注困难的问题,提出了一种介于岸基式加注站与加注船之间的新概念——内河LNG燃料加注趸船。为此,分析了LNG加注趸船概念提出的背景、船型的市场需求和分级管理理念,并从安全屏障角度讨论了LNG加注趸船的安全设计原则,重点阐述了LNG的安全储存理念及其实现手段,从储罐的选型、设计压力的确定、选材、泄漏防护原则及其试验验证等方面明确了LNG安全储存的实现方式。在LNG系统方面,提出了LNG补给及加注系统的工艺安全要点,阐明了轻型加注臂的技术特点,同时论述了锚泊与系泊的安全考虑。结论认为:①基于分级管理,采用国际海事组织的C型独立罐,并进行工艺安全、锚泊和系泊设计的LNG加注趸船是可行的;②至2025年,我国长江和珠江上500 m^3规模LNG加注趸船的需求量将接近30艘;③该船型的安全性、可靠性已经得到了实践的检验,目前已发展出第四代船型。

LNG燃料船储气罐疲劳强度计算

基于IGF规则对LNG燃料船储气罐疲劳强度分析的相关要求,结合CCS相关规范指南中的拟合经验公式,对船用储气罐的疲劳强度评估方法进行了研究,推导了累积损伤计算的简化公式并通过算例同CCS《船体结构疲劳强度指南》中的经验公式进行了简单对比。结果表明,简化公式可有效的对疲劳累积损伤度进行计算。

LNG气罐型式及在某大型耙吸挖泥船上的布置研究

液化天然气(LNG)燃料具有清洁、经济的优点,大型挖泥船工作于港口、沿海区域,使用LNG燃料将大大降低其排放污染,对改善沿岸大气环境有重要意义。文中整理了LNG燃料船舶的相关规范,阐述国内外LNG燃料船舶发展现状,比较不同型式LNG气罐的特点,并基于某LNG双燃料大型耙吸挖泥船提出适用的气罐型式和布置。