基于速度特征的内河LNG船舶三维动态安全区建模方法

为提高LNG船舶安全区设置的科学性,保障内河水域LNG船舶的通航安全,提出了一种基于速度特征的内河LNG船舶三维动态安全区建模方法。基于LNG船舶航行方向和速度变化的特点,将传统速度的线性分布模型改进为随机分布模型;利用区域分解法,将复杂的三维几何区域分解成若干个子区域,建立相应的边界方程;基于船舶间极限通过设定约束条件,根据其几何形状,运用停船视距理论、船舶漂移计算方法和富余水深计算方法对安全区内部结构不同方位的安全距离进行数值求解。针对某内河LNG船舶,通过设置不同速度条件进行仿真验证。研究结果表明:该模型能较真实反映船舶安全区在速度影响下的差异变化,为内河LNG船舶航路规划起到参考作用。

鱼山LNG码头规划选址中的船舶通航关键问题及对策

舟山市鱼山绿色石化基地是我国七大石化基地的重要组成部分,也是打造全国首个绿色发展标杆的石化基地,液化天然气(LNG)码头建设对基地发展十分重要。通过挖掘水域优势,将LNG船舶移动安全区设定为前1 n mile、后0.5 n mile、左右各1倍船长(约300 m),给对向船舶预留了约360 m宽的通道,解决了LNG船舶航行过程中对向封控的问题。通过使用代入法,分区段定量分析LNG船舶进出港过程中需要协调避让的船舶数量,形成LNG码头建设后的交通场景。通过对沪舟通道岱山北航道桥、LNG船舶和周围水域的三维建模,采用操纵试验手段,得出LNG专用航道转向点与跨海大桥的安全间距不宜小于6倍船长。

LNG船钢板预处理要求与影响因素控制措施

为更好地帮助国内船厂满足(Liquefied Natural Gas,LNG)船钢板预处理要求,以LNG船建造经验为基础,总结LNG船钢板预处理的原材料要求、质量要求、首制件检测要求和影响因素控制措施,为国内船厂提升LNG船的建造效率和质量提供技术支撑。

LNG管道内爆炸效应数值仿真分析

LNG作为一种优质的清洁能源,其可通过管道从燃料舱输送到气体燃料发动机,在此过程中管道易发生爆炸类的安全隐患,因此需要对LNG管道内爆炸情况进行数值仿真分析。采用Ansys/Lsdyna开展甲烷爆炸数值仿真分析,分析甲烷在无抑爆和抑爆工况下的爆炸破坏特性,并研究在多种不同比例的爆炸压力下2块挡板应力场、应变场及能量场的分布趋势,得出终端接收的能量与爆腔的爆炸压力呈正相关关系等结论,为后续LNG燃料系统结构安全提供技术参考。

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。

船舶LNG低压供储气系统燃料泵控制方法研究

本研究针对船舶双燃料发动机燃料低压供储气系统的燃料泵控制,提出一种改进后的PID调节算法的控制算法,满足各工况下双燃料发动机供气压力及流量要求。在样机台架试验过程中,对比经典PID控制方法和该算法控制的燃料泵后端压力等,该方法输液稳定,确保缓冲罐压力平稳,控制精度高,反应时间快,超调量小。

LNG泊位靠泊设施及结构设计

LNG船型干舷高、外侧弧度大、船体中心不对称于管汇中心,靠泊时会遇到船舶与护舷接触点过高、与护舷接触面积过少的问题,常规靠船结构及设施难以适应多等级船舶的停靠要求,存在靠泊安全隐患。针对此问题,结合嘉兴港某LNG码头进行靠泊结构设计和靠泊设施布置,通过不同船舶在不同作业工况下的船岸匹配,分析橡胶护舷和船体平行舯体长度的匹配度,提出在靠船墩内侧上方设置反向靠船构件,优化内、外侧橡胶护舷布置高程,以满足多种等级船型靠泊适应性,保证船舶与护舷的接触面积,避免护舷局部压强变大,船体受损。采用物模试验测定船舶运动量、系缆力和撞击力等物理量,验证靠船构件和护舷布置的合理性,确保满足LNG船舶安全靠泊的作业要求。

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。

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船对船过驳作业锚泊稳定性数值模拟

为研究LNG运输船在并靠过驳状态下遭遇风浪流耦合作用下的稳定性,以14.7万立方米和6万立方米LNG运输船并靠系泊系统为研究对象,建立两船组合体锚泊与系泊配置模型,考虑锚地水深及环境因素作用影响,通过数值模拟方法计算两船组合体在海上开阔水域环境条件作用下的两船运动响应及锚泊与系泊设备受力情况,定量评估不同布置方案对开展过驳作业稳定性的影响,并进一步通过提高环境载荷强度,验证拖轮对两船稳定性的影响效果并提出拖轮配置方案。模拟结果得出在顶风顶流条件下,一字锚泊较于单锚锚泊方式的横荡、纵荡和首摇运动响应更小,两船组合体的稳定性更高,拖轮可有效减小船舶纵荡和首摇运动幅度,提高过驳作业环境条件阈值,适用于应急过驳作业场景。

LNG船舶蒸发气处理系统技术发展态势研究

基于国内外专利文献,通过专利挖掘和数据分析,对全球LNG船舶蒸发气处理系统的发展态势和技术演化路径展开分析,为企业在该领域的专利布局提供理论支撑。研究表明:全球LNG船舶蒸发气处理系统技术专利申请具有明显的阶段性特征,韩国企业在该领域有绝对的技术优势,中国虽然在该领域的技术研发起步较晚,但创新能力和影响力正在不断提升;LNG船舶蒸发气处理系统领域的技术研发主要集中在直接压缩工艺、再冷凝工艺、再液化工艺3个方面,而优化压缩机的负荷调控、提升压缩机运行稳定性、减少杂质、增强装置防护性与耐用性、提升再液化效率和降低设备运行成本是该领域技术发展和专利布局的重点。

非对称式小水线面LNG传输平台船型设计

针对受限于陆域、岛礁条件,无法进行常规LNG传输的问题,提出一种非对称式小水线面LNG传输平台方案,分析国际类似案例的不足和功能配置,确定总体设计思路,采用LNG软管储存的方案对比、三维建模的功能配置优化、控制逻辑的模型构建、系泊移位的图形展示及计算分析等方法,优化确定非对称小水线面LNG传输平台的船型设计方案。

LNG船舶舱室泄漏爆炸动态响应模拟研究

LNG作为一种在船舶领域广泛运用的优质能源,其泄漏爆炸事故会对船舶舱室结构以及工作人员的生命安全产生严重危害。本文以某LNG燃料动力船舱室结构为研究对象,基于显式非线性有限元软件MSC.Dytran,采用TNT等效法对舱室结构在LNG泄漏爆炸作用下的响应结果进行数值模拟。从冲击波压力分布、结构损伤以及吸能分析等角度进行分析,发现承受冲击波直接损伤最严重的是上下甲板;舷侧外板受反射波影响最大;而吸收能量最多的是骨架构件。本文研究可为LNG燃料动力船抗爆性能优化提供参考。

LNG运输船储罐发展综述

介绍了几种常用的LNG运输船储罐发展现状,通过对比分析给出了储罐发展趋势,为LNG运输船储罐设计及选型提供参考。

LNG船用聚氨酯绝缘箱胶接工艺及关键技术

对新型液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)船用聚氨酯绝缘箱在常温作业条件下的大面积胶接界面的胶接工艺进行研究,阐述涂胶量与胶接接头的性能和失效形式的关系。研究发现:当涂胶量为200~550 g/m^(2)时,随着涂胶量的增加,胶层厚度增加,接头的垂直拉伸性能先增强后减弱;当涂胶量小于300 g/m^(2)时,胶接接头的失效形式为界面混合破坏;当涂胶量大于350 g/m^(2)时,胶接接头的失效形式为聚氨酯泡沫板内聚破坏;适用于实际生产中的涂胶量的工艺窗口和精度控制范围为400 g/m^(2)±20 g/m^(2)。阐述大面积胶接界面的质量控制方法,明确胶条的排布形式和压合过程中压合台面与箱体平面平行度对箱体各位置的胶接性能的影响规律;在固化压力、胶条形状和胶条中心间距均相同的情况下,采用平行式胶条排布形式和压合台面与箱体平面的平行度小于0.1 mm,可使绝缘箱的整体胶接性能的一致性得到充分保证。

横浪作用下LNG船运动量小波神经网络预测模型

港口码头设计中主要考虑的问题之一是系泊船舶的运动量。首先开展了26.6万m 3LNG船舶系泊运动物理模型试验,测量了船舶在试验条件下的六自由度运动量;同时,考虑船舶运动响应的主要影响因素,根据横浪作用下26.6万m 3LNG船运动六分量的试验数据,构建了189组容量的训练集,基于小波分析和神经网络,研究确定三层隐含层神经元数分别为8、12和22,进而建立系泊LNG船舶运动量的预测模型。预测结果表明,小波神经网络模型具有输出多参数的算法优势,能够综合考虑系泊船非线性系统中不易量化的众多影响因素(波浪波高、周期、波长以及船舶自身特性等),给出相对精确的预测结果。小波神经网络模型在研究系泊船舶运动量预测方面具有良好适用性,可以有效地预测船舶的运动量,为实际工程设计提供参考。

LNG高压供气系统工艺方案研究

LNG(液化天然气)高压供气系统主要应用于大型LNG动力船舶,其中MAN ME-GI二冲程低速机一直受制于国外技术。为了打破这一局面,对典型的LNG高压供气系统工艺进行分析梳理,提出了2种新型LNG高压供气系统工艺替代方案。通过实际案例分析比较,对LNG动力船舶在航行、装卸、加注、港口和锚地工况的BOG(蒸发气)气体量进行平衡计算,对比了不同LNG高压供气系统关键设备的规格,推荐BOG再液化装置采用Turbo-Brayton型、BOG/LNG管式混合器替代传统BOG/LNG换热器,优选出方案2作为国产化的LNG高压供气系统,为后续实船验证提供了工程基础。

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。

LNG船舶夜航风险及安全管理

通过对影响LNG船舶夜航的安全风险因素进行分析,结合天津海事局从2021年12月至今开展的三次应急夜航实船试验,提出对LNG船舶夜航的安全管理建议,为国内其他港口、LNG码头和政府管理机关提供参考。