LNG运输船NO96薄膜型围护系统设计更迭分析

结合某造船企业20余年来的大型液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)运输船设计和建造情况,回顾其NO96 PERLITE、NO96 GW、NO96 L03+和NO96 SUPER+等4种液货舱围护系统的发展过程,比较日蒸发率、绝缘层强度和绝缘层重量等关键技术指标的设计更迭,分析不同围护系统的绝缘层强度与绝缘层重量之间的关系。研究发现:NO96薄膜型围护系统的日蒸发率已从最初的0.150%降低至当前的0.085%;通过对系统的材料和结构型式进行改进,使得其重量不断减轻,强度不断提升。研究成果可供同类型液货舱围护系统的设计和优化参考。

LNG转运站储罐日蒸发率设计探究

以国内某LNG转运站30000 m^3容积LNG储罐为例,介绍了最大日蒸发率设计时需考虑的因素,分析了不同日蒸发率下LNG储罐的保冷材料费用及其运行费用。当日蒸发率设计为0.08%/d时,储罐保冷材料费用约占储罐成本的5.2%,符合一般LNG储罐保冷材料成本占比。该研究可为30000~100000 m^3容积LNG储罐日蒸发率的设计提供参考。

LNG船B型液货舱温度场模拟分析

介绍了液化天然气B型液货舱的结构,建立液货舱计算模型。然后,采用CFD数值模拟方法,计算分析了6种工况下LNG船液货舱的温度场分布和速度场分布以及传热量情况,并计算出了不同工况下的日蒸发率。研究结果表明在绝热层厚度350mm且完好的情况下,LNG液货舱达到了日蒸发率不超过0.1%·d-1的设计目标。研究结果为LNG船围护系统绝热设计和创新提供重要的参考。

LNG船B型液货舱绝热材料破损对蒸发率的影响模拟分析

以B型液化天然气(LNG)船为对象,通过计算流体力学(CFD)数值模拟方法,分析了不同工况下LNG液货舱的温度场分布以及传热量情况,同时计算了各工况的蒸发率。研究结果表明,在绝热层厚度400mm、空气温度5℃时,绝热层破损1 m2和绝热层完好的情况相比,其蒸发率增加12%;绝热材料保温能力衰减和保温层破损对LNG液货舱传热量和蒸发率影响较大。

LNG接收站蒸发气处理系统的动态设计计算模型

准确合理地预测蒸发气(BOG)量,对于LNG储罐安全管理、LNG卸船操作安全管理、BOG压缩机能力选择、BOG压缩机启停操作与提效节能和稳定利用BOG燃料气等均具有重要意义。国外已有一些理论化的BOG蒸发率(BOR)动态计算模型,但计算复杂且由于其对LNG储罐内BOG产生机理的认识是建立在一定理论假设的基础上的,对实际LNG储罐内BOG产生机理的认识不够准确,加之各种实际操作工况要复杂得多,因此,这类模型的广泛适用性仍有待考证。为此,基于BOG生成机理的基本理论和传热动力学理论,结合具体LNG接收站储罐生产操作数据,得到了半经验化的BOR(Boil-Off Rate)动态模型,实例证实:该方法方便、有效,更有利于预测和指导生产实际。

真空失效对低温容器绝热性能的影响

针对高真空多层绝热低温容器真空失效问题,建立不同真空度下的传热计算数学模型并搭建相应试验平台,使用干燥氮气作为破空介质开展真空失效试验研究。对几何容积120 L、初始充满率为50%的低温容器,分析其夹层真空度分别为10^(-3)、1、10^(2)、103 Pa时的排放量、压力及温度变化,并与理论计算结果进行验证。结果表明:低温容器压升率、排放量及气相温度随着夹层真空度的降低而升高;夹层真空度为103 Pa时低温容器热流密度分别为10^(2)、1及10^(-3)Pa时的1.32、12.96及122.21倍,最大排放量分别为10^(2)、1及10^(-3)Pa的2.15、9.69、13.77倍;随着夹层真空度的降低,低温容器的安全隐患逐渐加剧。

液化气体船薄膜型货舱绝热技术

薄膜型货舱绝热层的绝热性能对船舶结构的安全性和液货舱蒸发率有一定影响。对此,介绍薄膜型货舱绝热层种类和绝热构件的型式,分析绝热层热传导过程和影响绝热层绝热性能的因素。在此基础上,研究绝热层绝热构件的原材料性能、制造工艺和船上安装过程,提出原材料性能、绝热构件制造和绝热层船上安装等质量控制要求,保证薄膜型货舱的绝热性能,维持适当的液货蒸发率,确保船舶结构安全。

新型独立B型液化天然气船围护系统及蒸发率计算

以一艘17万立方米新型独立B型液化天然气(LNG)船为研究对象,将该型围护系统与传统薄膜型和MOSS独立球型围护系统进行详细对比,突出该型围护系统的特点;分析船体和舱室结构后,通过合理和必要的简化,提供了一种计算独立B型液货舱传热的方法,通过数值模拟计算不同工况条件下液货舱的蒸发率,研究了聚氨酯泡沫绝热材料的热导率变化对液货舱蒸发率的影响。得到以下结论:(1)新型独立B型围护系统与传统围护系统相比有突出优势,在将来有很好的应用前景;(2)绝热层厚度为450 mm时,为了满足日蒸发率不能超过0.1%的限定要求,所选用的绝热材料的热导率应当小于或等于0.03 W·m-1·K-1。

LNG储罐内压力及蒸发率影响因素研究进展

通过对前人实验研究成果归纳,阐述了影响储罐内压力及蒸发率的主要因素,分析了加强绝热保冷及消除分层的意义,介绍了国内外蒸发气(简称BOG)产生及控制的开发与研究进展,指出了实际生产中BOG产生量较多,强调了BOG"产生控制,排出控制"的合理性,并提出了合理提高设备使用率,实现对其技术与经济两方面优化的必要性。

新型液化天然气船液货围护系统传热模型及蒸发率计算

分析了一艘170000m3新型液化天然气船的船体结构,通过合理和必要的简化,建立了液货围护系统的传热模型。分别使用解析方法和ANSYS Fluent软件数值模拟方法计算了在不同绝热层厚度条件下的液货舱漏热量,得到不同条件下液货围护系统的温度场分布情况以及液货蒸发率。得出以下结论:综合考虑两种计算方法的计算结果,为了满足在不同工况下航行时液货的日蒸发率不能超过0.1%的要求,绝热层的设计厚度应不小于450mm。

新独立B型液化天然气船模拟舱蒸发率测试

为了研究新独立B型液化天然气船绝热结构的低温性能,以体积47 m3,绝热层厚度400mm的新独立B型液化天然气船模拟舱围护系统为研究对象,采用气体质量流量计法对模拟舱进行蒸发率测试,并通过绝热结构内的温度传感器得到低温下模拟舱的温度分布。随后通过建立修正公式将模拟舱的液氮蒸发率转换为实船工况下的LNG蒸发率。最终通过误差分析与计算表明,新独立B型天然气船模拟舱围护系统的绝热性能达到实船日均蒸发率0.1%/d的设计要求。

推进飞行器低温推进剂在轨贮存被动蒸发控制方案研究

在对低温推进剂在轨贮存技术简要概述的基础上,针对推进飞行器的2种构型,提出了3种低温推进剂在轨贮存被动蒸发控制方案,建立了技术方案中复合绝热结构和蒸汽冷却屏的传热分析模型,对不同轨道、不同构型和多个蒸发控制方案的低温贮箱漏热量和蒸发量进行了计算和分析。结果表明,绝热结构隔热性能为0.05 W/(m2·K)时,被动蒸发控制方案可控制液氢贮箱蒸发率为0.4%~1.1%/天;近地轨道低温贮箱的蒸发量明显大于地月转移轨道的蒸发量;蒸汽冷却屏可以明显减小低温贮箱的漏热;随着绝热结构隔热性能的增加,低温贮箱的漏热量减小。

独立C型液货舱的传热分析及蒸发率计算

在分析影响LNG船液舱蒸发率的主要因素基础上,对液货舱热负荷进行定性分析。介绍普通型绝热液货舱的热负荷计算方法和公式,液货舱蒸发率的定义和计算方法以及C型液货舱绝热层厚度的设计和计算思路。以某小型LNG船为例,对单圆筒型C型独立液货舱进行传热分析及绝热层厚度计算,以满足蒸发率要求。

C型液舱LNG运输船测量蒸发率的计算与修正

日蒸发率是液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)运输船建造过程中必须考虑的重要参数,采用国内某型船实测的蒸发率数据,初步研究和探讨基于C型液舱小型LNG运输船实际测得的蒸发率,进行计算和修正的方法,为后续设计一套适用标准的LNG运输船测量蒸发率计算和修正方法提供参考。

中小型LNG船C型独立液货舱蒸发率计算

C型独立液货舱是中小型LNG船的主要液货舱形式,通常为单圆筒或双圆筒。根据IGC规则,利用简化算法,对C型独立液货舱和138000m3 LNG运输船液舱的蒸发率进行了计算。计算结果表明:该方法是有效的,能快速应用于液货舱保温层的设计。

LNG组分偏差对LNG燃料舱蒸发率及双燃料发动机供气的影响研究

液化天然气作为一种清洁燃料,在船舶的使用需求已越来越旺。该文结合21万吨双燃料散货船设计工作,通过对不同LNG组分的沸点、密度、蒸发热值、焓值、蒸发气成分、低热值及甲烷值等热物性参数进行对比计算研究,定量分析计算不同LNG燃料组分对应的船用LNG燃料舱蒸发率及双燃料发动机重要供气参数的数值及偏差范围,对LNG作为船用燃料的实际工程应用提出合理化建议。

液化天然气储罐动态日蒸发率数值模拟

液化天然气储罐日蒸发率实际测试不可控因素多,部分储罐站场难以达成测试条件。介绍了储罐常规日蒸发率测试要求及计算方法,提出了一种基于ANSYS的储罐全三维模型,对液化天然气储罐静置过程中的日蒸发率进行全三维仿真模拟计算。着重研究储罐静置过程中液化天然气的蒸发与储罐换热间的相互影响、外界温度变化和太阳辐射对液化天然气蒸发量的影响,分析不同的流体模型对日蒸发率计算结果准确性的影响。储罐实际工况的日蒸发率动态数值模拟结果表明,模拟结果与实际测试结果基本吻合,此方法可推广应用到储罐的设计和安全运行模拟中。

LNG运输船独立C型货舱蒸发率实测验证计算方法

对实际运行中货物系统温度、压力、充分等参数进行监控,利用称重法,选取单个货舱,按照IGC规则计算蒸发率,考虑到蒸发率通常会受到液罐隔热的导热系数、LNG组分、环境温度、液罐压力、充灌率、船舶状态等因素的影响,对计算蒸发率进行修正,得到货舱的实际蒸发率。