海上LNG液艙晃蕩及儲(chǔ)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(chǔ)運(yùn)方便等優(yōu)點(diǎn)成為現(xiàn)代人類社會(huì)選擇的優(yōu)質(zhì)能源之一。特別是近些年來(lái),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(zhǎng)最快的能源行業(yè)之一。一些能源大國(guó)也越來(lái)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?guó)建造的熱點(diǎn)。在LNG船的建造過(guò)程中,一些技術(shù)問(wèn)題凸顯出來(lái),液貨的晃蕩就是其中一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。液貨在液艙中劇烈的晃蕩會(huì)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(duì)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(guò)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(duì)液貨晃蕩的敏感性。研究發(fā)現(xiàn):液貨對(duì)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(duì)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(duì)液貨儲(chǔ)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(guò)程中,要盡量避免激勵(lì)周期接近液體的共振周期。針對(duì)上述問(wèn)題,分析了薄膜型液艙充裝水平對(duì)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(duì)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(guò)液艙受力的變化情況來(lái)判斷液艙內(nèi)液貨的晃蕩程度。對(duì)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