LNG运输及加注型船舶研发现状与进展
作者：李洋钢 应业炬 郁惠民
来源：《中国水运》2021年第08期
摘 要：针对全球化绿色环保运动风起云涌的态势，有效实施国际海事组织2020年1月1日起全球船用燃油限硫规定，减少船舶大气污染物排放，促进绿色航运发展，推进应用LNG等清洁燃料，国内外研发LNG运输及加注型船舶的潮流汹涌澎湃、突出海上加注技术的船型研究逐渐成为航运业关注的焦点。
关键词：LNG;运输及加注型船舶;研发现状;新进展
在全球经济一体化新发展格局加速推进背景下，国际航运市场转型升级与低碳革命的声浪已不再微风荡漾波澜不惊，百花齐放群雄争锋的局面将势不可挡;全社会弘扬可持续发展意识理念日益高涨，绿色环保奏响了人类追求命运共同体净化家园的主旋律。中央经济工作会议中最近指出：我国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和。要加快调整优化产业结构、能源结构，推动煤炭消费尽早达峰，大力发展新能源。要继续打好污染防治攻坚战，实现减污降碳协同效应。时代号角下，船舶行业清洁能源的开拓应用任重道远，双燃料主机的研发工作方兴未艾，解决LNG（液化天然气）运输以及加注补给方案已间不容发、迫在眉睫。
1绿色环保引领国际社会健康发展，全球航运防污解决方案有序推进
在航运产业链中，船舶NOX排放占全球10～20%，SOX排放占全球4～8%，鉴于运输船舶对环境造成污染日益严重的状况，国际海事组织（IMO）早已颁布了《国际防止船舶造成污染公约》（简称MARPOL）附则Ⅵ中制定的相关排放标准（NOX TIER Ⅲ）。为此，全球海运行业选用清洁绿色能源（如LNG等）替代重油燃料的紧迫感如影随行，并随着LNG产业链的成熟发展必将成为未来航运船舶首选的主要替代燃料之一。IMO海上环境保护委员会于2016年10月在伦敦召开第70次会议通过决议，自2020年起强制实行船舶SOX排放限制，即非控制水域航行的国际船舶须使用含硫量小于等于0.5%m/m的船舶燃料油。分析当前船舶所处的技术水平，海运业可优选的应对方案不外乎以下三种：安装洗涤塔、使用低硫油（含硫量≤0.5%m/m）或应用LNG等绿色能源。研究表明，船舶使用LNG作为动力燃料可减少CO2排放约25%左右，硫氧化物和颗粒物的排放几乎忽略不计，氮氧化物的排放可减少90%左右。與“安装洗涤塔、使用低硫油”的方式相比较，选用LNG清洁能源致使减排效果和环境效益最大化，减少温室气体排放效果显著，降低船舶效能设计指数（EEDI）及经济性等方面已显示出更强劲的竞争优势。
SPB型LNG运输船温度场研究
马晨增;唐文勇
【摘 要】对SPB型液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)运输船的温度场进行研究,该类型船区别于薄膜型船的独特的结构设计使得其温度场分析有一定的难度.在构建船体传热模型时,对特殊构件的热对流效应、船体内部对流传热空间的划分和对流换热系数的计算方式等问题进行分析,并做出合理的处理.以大型有限元软件MSC.Nastran和MSC.Patran为平台建立有限元模型,利用控制语言PCL编写计算程序,求解船体温度场.
【期刊名称】《船舶与海洋工程》
【年(卷),期】2017(033)005
【总页数】6页(P28-33)
【关键词】LNG运输船;SPB型液舱;对流换热系数;对流空间;结构温度场
【作 者】马晨增;唐文勇
【作者单位】上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海 200240;高新船舶与深海装备协同创新中心,上海 200240;上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海
200240;高新船舶与深海装备协同创新中心,上海 200240
【正文语种】中 文
【中图分类】U661.73;U674.133.3
液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）运输船（简称LNG船）由于装载极低温（-163℃）的LNG，使得整个船体结构存在着巨大的温度差异，最高温差可达到200K。如此大的温差带来的温度应力对船体结构的安全性有一定的影响，因此研究该类型船舶的温度场具有重要意义。
大型LNG船具有内外温差大、内部结构和传热过程复杂的特点。国内外相关学者已针对LNG船的温度场进行大量研究，例如：余祥虎[1]利用ANSYS软件计算薄膜型液舱的温度和应力场；章伟星等[2]和冯武文等[3]利用船体对称性，通过对ANSYS软件进行二次开发，求解1/4液舱在8种工况下的温度分布，并计算各工况下的换热功率及日蒸发率；丁仕风等[4]基于MSC.Patran开发专用计算模块，求解船体内部各构件之间的对流耦合系数，简化LNG船温度场分析过程；ROH等[5-6]针对陆上LNG储罐，采用计算流体动力学（Computational Fluid
63陈乐昆，等：大型集装箱船横置C型LNG燃料罐鞍座结构设计优化2023年·第3期·总第204期总体与结
构
大型集装箱船横置Ｃ型ＬＮＧ燃料罐
鞍座结构设计优化
陈乐昆 张思航 韩 钰
（中国船舶及海洋工程设计研究院 上海 ２０００１１）
摘 要：…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。关键词：大型集装箱船；C型LNG燃料罐；鞍座结构；有限元法中图分类号：U661.43………文献标志码：A………DOI：10.19423/ki.31-1561/u.2023.03.063
Optimization of Saddle Structure of Type C LNG Fuel Tanks
Transversely Arranged in Large Container Ships
CHEN Lekun ZHANG Sihang HAN Yu
(Marine Design & Research Institute of China, Shanghai 200011, China)
Abstract: Environmental friendly dual-fuel propelled ships are becoming popular for new shipbuilding. In order to maximize the capacity utilization and take into account the scantlings of the container hold, the type C LNG fuel tanks are transversely arranged below the superstructure in the large dual-fuel container ships. Compared with the LNG carrier, the safety of the traditional saddle structure becomes insufficient due to the significant changes of the load acted on the hull. The optimized arrangement plan and structure design of the saddle are proposed in the current study. The strength and fatigue of the saddle and its supporting structure are analyzed by using the finite element method, and compared with those of traditional saddle design. The results show that the optimized saddle structure can significantly improve the stress distribution and increase the fatigue life. It can provide references for the structure design of the saddle for large container ships with type C LNG fuel tanks.
船舶设计
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1 FLNG发展现状（1）FLNG工作原理天然气是一次性能源和高价值的化工原料，其主要成分是甲烷，具有燃烧热值高、污染少等特点。近年来，随着各国环境保护意识的增强，世界能源结构在逐渐发生变化，天然气正成为最受欢迎的能源之一。深海、超深海域拥有极为丰富的油气资源，全球44%油气储量在深水，再加上勘探程度比较低，油气发现潜力巨大。随着陆地和近海油气产量的下降，深海已成为全球油气勘探开发新的热点区域。特别是我国经济的高速发展，能源需求急剧增加，南海深远海油气开采已经迫在眉睫，急需解决深远海油气开采的技术难题。浮式液化天然气生产储卸装置（以下简称FLNG）作为一种新型的海上气田开发技术，集液化天然气的生产、储存与卸载于一身，直接系泊于气田上方进行作业，不需要先期进行海底输气管线、LNG工厂和码头建设，简化了大型气田、深水气田、边际气田的开发过程，其投资相对较低、产能建设周期短，并且该装置便于迁移，可重复使用，当开采的气田枯竭后，可拖曳至新的气田投入生产。FLNG远离人口密集区，对环境影响较小。FLNG可采用驳船、油轮型式，直接系泊于海上气田进行生产。其工业链：首先通过海上液化天然气生产储卸装置对海底天然气进行预处理、液化成LNG后卸载到LNG船上运输至靠近岸边的浮式储存再气化装置（FSRU）或岸基接收站，再通过该装置或岸基接收站将LNG气化为天然气后外输（见图1）。3.0MTPA浮式液化天然气生产储卸装置（FLNG）概念设计研究3.0MTPA浮式液化天然气生产储卸装置（FLNG）概念设计研究周春锋 刘姣 续珍立 万智琦【摘 要】：本文通过对FLNG的基本工作原理、关键技术的分析，详细论证了针对南海某目标油气田的FLNG的主尺度、LNG/LPG存储系统、天然气液化技术、LNG/LPG卸载技术、系泊技术等关键技术，完成了年产量为300万吨的FLNG概念设计方案。【关键词】：FLNG；薄膜舱；卸载；单点系泊
