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LNG船装卸货管路系统应力分析特点

发布时间:2020-01-23 22:44

LNG船装卸货管路系统的应力分析虽然是基于以上基础的,但是却又有许多与常见普通管路不同的特点。
一、LNG船装卸货管路系统的构成复杂
LNG船装卸货管路系统是要在超低温下输送介质,且其设置于船舶之上,其功能是负责整个船舶的LNG货物的装卸,因此其使用模式是一对多,或多对一的形式,即在装货时由安置接收货物经过分流分别输入进船舶的四个液货舱内,同样,在卸货时需要从四个不同的液货舱内泵出货物,经过汇流输送至岸站的接收处,这使得LNG船装卸货管路系统支管较多、管道串、并联形式复杂。
此外,管路系统必须在船舶上有限的空间内串联起所有的功能机器和设备,这使得管路的走向更为复杂,增加了更多的弯管等。
包括串联机器及设备在内的整个管路系统的组成部分共有管道、阀门、不锈钢弯头、三通、滤网、膨胀节、法兰、大小头、货泵、扫舱/喷淋泵、蒸发器、高负载压缩机、低负载压缩机、气体加热器、带气液分离器的强制蒸发器、货舱压力控制阀等。
二、LNG船装卸货管路系统安全要求高
LNG船装卸货系统高标准的安全要求主要是因为LNG得特殊性。天然气属于易燃、易爆的介质,在天然气的应用中,安全问题始终处于非常重要的位置。液化天然气是天然气储存和输送的一种有效的方法,在实际应用中,液化天然气也是要转化为气态使用,因此,在考虑LNG船的安全问题时,不仅要考虑天然气所具有的易燃易爆的危险性,还要考虑由于转变为液态以后,其低温特性和液体特性所引起的安全问题。
天然气在-163℃左右的超低温下液化成为LNG。LNG的体积只有常温常压下同质量天然气的1/600。由于处于超低温状态,通常LNG储存在常压环境中。LNG船除了具有和原油相似的危险性外,还有其特殊的危险性,而低温是它的主要危险特征。这主要体现在低温条件下它不仅对人体造成危害,一旦发生泄漏,会使接触的人体迅速发生冻伤,还能给船体、港口及其设备形成损害。所以对LNG船安全性能的要求比油轮和其他一些化学品船要高一些。
三、LNG船装卸货管路系统所受荷载形式多样
除了管路系统常见的荷载,如不锈钢管件管路自重、管道内压、介质重量等之外,LNG船装卸货管路系统还要经受的荷载有温度荷载、惯性荷载和船体及甲板变形造成的支架初始位移等。其中,温度荷载不仅指安装状态到操作状态的温度变化,还包括船舶在不同季节的温度变化、行驶在不同区域的温度变化以及管路不同使用状态下的温度变化。该管路系统经受的惯性荷载是频繁多变的,这主要是因为此类荷载由船舶航行中的波浪载荷导致。船舶在航行过程中船体及甲板会发生较大变形,从而导致管路支架,尤其是甲板以上部分产生初始位移,这要求管路系统必须有良好的柔性。
四、LNG船装卸货管路系统使用工况复杂
LNG船装卸货管路系统工作原理较为复杂,常见的工作模式有干燥、惰化、驱气、预冷、装货、航行、卸货、暖舱等。不同的工作模式下管路系统的经受荷载状态均不同,虽然不是所有的工作模式都需要对管路系统进行详细应力分析,但是其中的某些工作模式下的校核工况相当复杂,所经受的载荷组合种类繁多。

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