海上LNG液艙晃蕩及儲運(yùn)安全規(guī)律的研究.pdf

1、液化天然氣(LNG)作為一種清潔、高效、方便、安全的能源,以其高熱值、環(huán)保、儲運(yùn)方便等優(yōu)點(diǎn)成為現(xiàn)代人類社會選擇的優(yōu)質(zhì)能源之一。特別是近些年來,隨著全球LNG生產(chǎn)和貿(mào)易的同益活躍,液化天然氣行業(yè)正成為全球增長最快的能源行業(yè)之一。一些能源大國也越來越重視LNG的引進(jìn),在這條貿(mào)易鏈中,LNG船作為海上運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ叱蔀楦鲊ㄔ斓臒狳c(diǎn)。在LNG船的建造過程中,一些技術(shù)問題凸顯出來,液貨的晃蕩就是其中一個(gè)亟待解決的問題。液貨在液艙中劇烈的晃蕩會引

2、起圍護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞;同時(shí),由于LNG的易燃性和低溫性,一旦發(fā)生泄漏,后果也是十分嚴(yán)重的。
　　 本文基于CFD(計(jì)算流體力學(xué))方法對目前比較常用的液艙型式——薄膜型液艙進(jìn)行了相關(guān)的研究計(jì)算。通過VOF(流體體積函數(shù))法建立晃蕩數(shù)值模型,研究了LNG液艙對液貨晃蕩的敏感性。研究發(fā)現(xiàn):液貨對液艙的沖擊程度主要受到外部激勵(lì)方式、液貨充裝水平和激勵(lì)周期條件的影響。在這些影響因素中,外部激勵(lì)周期占主導(dǎo)地位,一旦激勵(lì)周期接近液體的共振周期,液

3、貨對液艙的沖擊作用是最大的,液體的波動(dòng)高度也是最高的,對液貨儲存安全造成了巨大的威脅。因此,在實(shí)際設(shè)計(jì)和操作過程中,要盡量避免激勵(lì)周期接近液體的共振周期。針對上述問題,分析了薄膜型液艙充裝水平對晃蕩的敏感性,得出充滿度液面在小于10％或大于70％以內(nèi)最佳,對晃蕩的敏感性最小。同時(shí)就存在的三種主要液艙型式(薄膜型、球型和SPB型),通過液艙受力的變化情況來判斷液艙內(nèi)液貨的晃蕩程度。對比研究發(fā)現(xiàn):SPB型液艙具有良好的防晃蕩特性,薄膜型最差