第八章液化气船的设计及构造原则.ppt

液化气船的设计及构造原则 8.1 液化气船液货舱及货物围护系统 一、货物围护系统 定义 是指用于围护货物的装置，包括所设的主屏蔽和次屏蔽以及附属的绝热层和屏蔽间处所，还包括必要时用于支持这些构件的邻接结构。 主屏蔽是指当货物围护系统含有两层界面时被用于装货的内层构件; 次屏蔽是指货物围护系统中被设计成能暂时容纳可能从主屏蔽泄漏的液货的液密外层构件，同时也为了防止船体结构的温度下降至不安全的程度。 二、液货舱的种类及其结构 液货舱是指专门设计用来装载液体货物的主要容器。 按液舱舱顶设计压力的大小,可分为： 1）重力液舱：是指液舱设计蒸汽压力不大于0.07MPa(表压)的液舱。 2）压力液舱：是指液舱设计蒸汽压力大于0.07MPa(表压)的液舱。压力液舱只能是独立液舱。 国际气体运输船规则（ IGC规则）把液货舱分成5种类型： 独立液舱 A型 B型 C型 薄膜液舱 半薄膜液舱 整体液舱 内部绝热液舱。 其中独立液舱和薄膜液舱最重要，目前大多数液化气船的货舱均属于这两种类型中的一种。 （一）独立液舱（自持式） 自身支持，并不构成船体结构的一部分，也不分担船体强度 含有独立于船壳的液舱。能承受自身重量及由液货产生的静动负荷。舱和舱的支撑部分又将这些负荷传到主船体。 有3种不同类型（按设计蒸气压力） ：A型、B型和C型。 1．A型独立液舱 最大的设计蒸气压力值不得超过0.07MPa(表压)。 A型独立液舱其设计主要应用船舶结构分析方法 结构形式： 主要由平面结构组成 液舱形状通常为棱柱形 图表示全冷方式液化气船的A型独立液舱的剖面。它是应用常规内部加强的自身支持的棱柱形液舱。 通常必须在大气压或接近大气压(通常低于0.025MPa表压)下以全冷方式运输液货。 载运货物温度低于－10℃的A型独立液舱，需设有次屏壁以保护船体免受低温损伤。 2．B型独立液舱 与A型相比， B型独立液货舱系指采用模型试验、精确分析手段和分析方法确定应力水平、疲劳寿命和裂纹扩展特性进行设计的液货舱。 渗漏危险性很小。允许只设置部分次屏壁，次屏壁通常由一个防滴盘和一个防溅屏壁组成。一个防护钢罩封住了甲板以上的主屏壁，主屏壁的外壁敷有绝热材料 其设计蒸气压力可以不大于 0.07MPa ，或大于0.07MPa 。 既可以是平面形结构（日本棱柱形），也可以是压力容器结构（球形） 3．C型独立液舱 符合压力容器标准的压力式液舱，是按常规压力容器规则设计和建造的，并须进行精确的应力分析，能承受较高的内压力 设计蒸汽压力大于0.2MPa。最高工作压力可以达到1.7MPa(表压)或以上 为圆筒形卧罐或球罐 用于全压式（1.75MPa）和半冷式液化气船（0.5-0.7MPa） （二）薄膜液舱 设计蒸气压力通常0.025MPa，但不大于0.07MPa。 非自身支持的液舱 由一层很薄的薄膜构成主舱壁，薄膜围护系统必须有完整的附属隔板，以保证防止货物的泄漏。 货液舱是由邻近的船体结构通过绝热层加以支持。 薄膜的材料，可以是金属的，也可以是非金属的，厚度一般不超过10mm 。 （三）、半薄膜液舱 半薄膜液舱的概念是由薄膜液舱演化而来的，它介于A型独立液舱和薄膜液舱之间。 在空载时是自身支持的，但在装载情况下是非自身支持的。 设计蒸气压力通常0.025MPa，但不大于0.07MPa。同薄膜液舱 它的主舱壁比薄膜液舱的主舱壁要厚得多。 半薄膜液舱最初是为LNG船研制的，但也被用于全冷式LPG船中。 (四)整体液舱 整体液舱构成船体结构的一部分，并且受到与船体结构相同方式、相同载荷的应力影响。 设计蒸汽压力通常不超过0.025 MPa，如果船体构件适当增加，其蒸汽设计压力可相应增加到某一较大值，但应小于0.07 MPa 适装于温度不低于－10℃的货物 日本造的LPG船中，有少量的船舶货舱是采用整体液舱，专用于装运丁烷。 (五)内部绝热液舱 内部绝热液舱实际上是整体液舱，只是它的绝热层的内表面与货物直接接触。 非自身支持 采用绝热材料固定于船体内壳板上或成为独立的承载表面以围护和绝热液货。 内部绝热液舱的设计蒸汽压力一般不超过0.025 MPa(内部绝热液舱如受到独立液舱结构的支持，则设计蒸汽压力可达到独立液舱所允许的最大设计蒸汽压力) 能以－10℃以下的温度装载深度冷冻的液货。 内部绝热货舱在为数不多的全冷式LPG船采用，但在实际使用中并不令人满意 三、液货舱及货物系统设备的结构材料 材料要求 金属在低营运温度下的物理性质。 强度 低温延展性即不脆化，有韧性 容易加工和焊接 费用／材料的可用性。 船级社的要求。 低温金属材料有 奥氏体不锈钢 铜合金 铝合金 镍钢等。 LNG 船舱中使用最广泛的则是 9％镍钢，其次为 5083 铝合金和 3041 ，不锈钢。 普通碳钢低温韧性