LNG低温复合软管疲劳特性及参数化分析研究

LNG低温复合软管具有强度高、重量轻、柔韧性好等优点,可以满足恶劣海况下LNG的输送需求,但其结构复杂,且面临多种耦合载荷作用下的疲劳失效问题。首先建立了LNG低温复合软管的有限元模型,研究了复合软管在弯曲和内压载荷下的力学响应和弯曲疲劳寿命特性;然后改变螺旋钢丝直径、预紧间距、导程和纤维层数及摩擦系数等参数,对软管的弯曲疲劳寿命进行了参数化分析。结果表明预紧间距、导程和纤维层数对复合软管的疲劳损伤影响显著:预紧间距增大时,复合软管疲劳损伤先增大后减小;导程减小或者层数增加时,复合软管的疲劳损伤会明显减小。摩擦系数对疲劳损伤几乎没有影响。研究成果可为低温复合软管的结构设计提供理论参考。

海洋环境中LNG多工况转运用低温软管动力学响应研究

LNG低温软管是液化天然气深远海转运装卸的关键纽带,保证其安全可靠运行、高效持续作业对于LNG输送系统至关重要。LNG低温软管的主要应用工况有船-船并靠卸料、船-船串靠卸料及船岸加注。针对这些不同的应用工况,本文开展针对LNG低温软管的整体水动力分析和整体布置参数的敏感性分析。以直径为12英寸规格的LNG低温软管为研究对象,考虑风、浪、流等复杂海洋环境荷载的联合作用,采用Orcaflex软件对不同应用工况下的LNG低温软管进行建模、水动力分析和计算校核,研究结构的关键响应,并对低温软管整体线型设计参数及提升速度进行敏感性分析。结果表明:无论是串靠还是并靠工况,管长和两船间距增大都会导致曲率极值增大,张力极值减小;船岸加注时,提升速度会使张力极值减小,曲率极值增大。研究成果可为LNG低温软管的设计优化提供理论依据,并对FLNG卸料系统整体布置具有参考意义。

FSRU-LNGC船对船低温复合软管应用设计研究

浮式储存及再气化装置(FSRU)作为海上浮式终端将液化天然气(LNG)气化成具有一定温度的天然气供陆地用户使用。FSRU气化所需的LNG通过LNG运输船(LNGC)运输至停靠FSRU的码头,通过船对船软管加注系统完成对FSRU的装载,以提供持续的再气化来源。因为从LNGC过驳LNG平均10~20天就要进行一次,所以,船对船软管加注系统的可靠性至关重要,将直接影响到LNG的供给。而低温复合软管作为软管加注系统的一部分,其相对于其他钢制件损耗更大,出现强度问题的可性能相对较高。通过对低温复合软管的构造特点、软管长度选择需要考虑的设计因素、水击计算工况的选择及减压措施、操作中的保护设计等几个方面的分析研究,给出了一些设计上的优化建议,从而提高软管加注系统的可靠性和安全性。