收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大型液化天然气船超低温作用下结构安全问题研究

丁仕风  
【摘要】: 大型LNG船具有航速高、结构复杂、航行海域广和装载工况多样的特点,为确保船舶航行安全需要克服LNG超低温和晃荡载荷的作用。薄膜型货舱是目前主流的LNG船围护系统,其技术专利还都掌握在少数造船强国手中,提高液化天然气船自主研发水平是保障我国能源安全的切实需要。 本论文以工程实际运用为研究背景,考虑漫长服役期中可能出现的各种海洋环境、潜在的事故工况等,对大型LNG船体结构在超低温作用下的安全性问题展开研究:分析了超低温作用下船舶系统的热传递问题,评估了材料性能随温度的非线性变化对结构强度计算的影响,研究了多种环境下船体结构强度问题,预报了LNG船潜在的事故工况及对结构强度的危害,分析了超低温、晃荡联合作用对LNG船结构强度的影响。论文开展的主要工作如下: (1)简要介绍了天然气产业现状、LNG海运市场潜力、LNG船技术难点、课题意义等,并针对LNG船结构安全研究所涉及的不同学术领域,介绍了目前国内外主要科研成果和研究进展。 (2)提出了采用等效对流换热耦合系数来模拟船体内外壳之间热传递的思路。分析了多个环境温度下典型局部船舶系统的热传递规律,计算了船体内壳温度、封闭空间的热对流系数,修正了环境变化、加筋等因素对热对流系数的影响,开发了用于模拟船体内外壳之间对流关系的专用计算模块,并研究了船体不同部位处的等效对流耦合系数,研究结果表明采用搜索等效对流耦合系数的方法可以较准确模拟船体内外壳之间空气的传热作用。 (3)提出了计及低温下材料非线性对LNG船结构热应力计算结果影响的修正方法。归纳总结了大量工程材料在温度变化情况下的极限强度、屈服强度、杨氏模量、热膨胀系数、导热系数等材料特性的变化规律,分析了影响LNG船强度计算的关键材料参数,采用非线性热-弹塑性耦合计算理论,对多工况下船体局部结构进行非线性分析,进而研究了材料温度非线性变化对结构强度计算结果的影响,回归得到线性热应力计算结果的修正公式。 (4)考虑了货舱内温度分布变化和环境温度变化,研究了超低温作用下LNG船结构温度场和热应力问题。基于对货舱围护系统的热分析,研究了装载工况对船舶货舱内温度的影响,计算了多装载工况下货舱内温度分布规律,并推导了不同装载工况下货舱内不同位置处的温度计算公式,以大型LNG船常见的装载工况为研究条件,计算了船舶压载、满载情况下船体温度场分布,在此基础上研究了船体热应力问题,并对最终计算结果进行材料温度非线性修正。 (5)假定了多种LNG船事故工况,研究了事故工况下的船体结构安全问题。根据货舱绝热层载荷、结构特点,分析了可能出现的局部绝热层失效形式,在此基础上假定了一系列潜在的事故工况,研究了绝热层失效对船体结构安全性的影响,模拟了LNG泄漏、超低温直接作用下船体结构响应问题,分析了参数变化对结构超低温响应的影响,并进一步研究了船体隔舱加热设备故障、薄膜损坏主绝热层失效等其他事故对船体结构安全的影响。 (6)基于货舱内液体晃荡模拟,研究了超低温和晃荡联合作用下船体结构安全问题。根据LNG船的自身特点及航行规律,选取了4种纵向变速晃荡激励条件,采用有限体积法(VOF),模拟了不同激励条件下满载、压载时货舱内液体的晃荡问题,并以特定激励条件下的液体晃荡、超低温为研究背景,分析了二者联合作用下的大型LNG船结构安全问题,评估了晃荡和超低温因素对结构强度的影响。 从理论和工程实际相结合的角度,论文针对LNG船服役期中超低温作用下可能面临的各种结构安全问题展开了深入研究,其研究方法、重要结论可以为我国自主研发LNG新船型、开发新型货舱围护系统提供有益参考。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陶建生;;冷库利用LNG冷能的工艺设计[J];广东化工;2011年06期
2 高莹;张蕾;刘大文;刘鹏;;LNG客车燃油舱的仿真优化设计[J];汽车技术;2011年06期
3 蒋正武;张楠;李雄英;袁怡洁;;国外超低温下混凝土性能的研究进展评述[J];材料导报;2011年13期
4 王世荣;;我国内河柴油-LNG双燃料动力船舶的现状分析与建议[J];中国水运(下半月);2011年07期
5 刘建辉;杨宏军;徐文东;樊栓狮;;小型移动式天然气临时供应装置及应用示范[J];天然气工业;2011年08期
6 董梅玲;;可以燃烧的冰[J];金色少年;2004年04期
7 温志浩;尹惠玲;黄洪滔;;血小板离体样品存储运输的技术与设备[J];中国组织工程研究与临床康复;2011年23期
8 何贤文;姜山;何明;阮向东;贺国珠;董克君;李朝历;;检测4.2K低温金属环境下~(210)Po-α衰变半衰期变化的实验方法[J];核技术;2011年07期
9 朱其明;梁建烈;;室温磁制冷材料的研究现状[J];中国西部科技;2011年22期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孟飞;;LNG船舶的防腐技术探讨[A];第十五届全国涂料与涂装技术信息交流会暨商用车、工程机械、轨道交通涂装技术研讨会论文集[C];2012年
2 洪汇勇;江玉国;魏伟坚;郭秀斌;;LNG船舶海上运输的风险分析及其控制[A];1995-2009航海技术论文选集(第2集)[C];2010年
3 赵亮;董辉;;LNG冷量回收概述[A];2010全国能源与热工学术年会论文集[C];2010年
4 江衍煊;陈福金;;LNG海运泄漏的危害性与消防要求[A];2010年中国航海学会危险货物运输专业委员会论文集[C];2010年
5 王明煌;江衍煊;;LNG船舶进出台中港[A];2010年中国航海学会危险货物运输专业委员会论文集[C];2010年
6 魏彦;于成龙;高峰;胡云峰;王东锋;;LNG管线干燥处理施工技术研究[A];2009年度海洋工程学术会议论文集(下册)[C];2009年
7 ;LNG子母罐泄漏事故分析[A];中国城市燃气协会安全管理工作会议暨典型事故案例分析交流会大会文集[C];2010年
8 顾妍;巨永林;;液化天然气浮式生产储卸装置(LNG-FPSO)卸载方式研究[A];上海市制冷学会2007年学术年会论文集[C];2007年
9 巨永林;顾妍;李秋英;;浮式LNG生产储卸装置关键设计技术对比分析[A];上海市制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年
10 高婷;林文胜;顾安忠;;利用LNG冷能的轻烃分离改进流程[A];上海市制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 丁仕风;大型液化天然气船超低温作用下结构安全问题研究[D];上海交通大学;2010年
2 王冰;我国天然气产业发展战略储备体系构建与LNG中继站建设[D];中国地质大学(北京);2012年
3 甘辉兵;LNG船推进系统建模与仿真研究[D];大连海事大学;2012年
4 崔利富;大型LNG储罐基础隔震与晃动控制研究[D];大连海事大学;2012年
5 顾妍;海上浮动平台低温液体动态储运的数值模拟与实验研究[D];上海交通大学;2012年
6 周淑霞;沼气液化制取生物质LNG关键技术研究[D];山东大学;2012年
7 贾磊;LNG冷能利用与低温半导体温差发电研究[D];中国科学技术大学;2006年
8 薛建平;地黄试管块根诱导及茎尖玻璃化法超低温保存[D];华中农业大学;2004年
9 丁芳;柑橘黄龙病菌及与其混合发生病毒的分子特性及超低温脱除研究[D];华中农业大学;2006年
10 范庆虎;含氮氧煤层气液化装置中关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王德云;LNG船安全系统设计研究[D];上海交通大学;2010年
2 杨红昌;液化天然气(LNG)冷能发电系统的优化研究[D];北京工业大学;2010年
3 王竹筠;液化天然气(LNG)冷能回收及应用研究[D];大庆石油学院;2010年
4 杜显赫;预应力LNG储罐在地震作用下的流固耦合数值模拟[D];沈阳工业大学;2011年
5 穆利娟;大连进口LNG项目海上运输保障方案研究[D];大连海事大学;2011年
6 白芳芳;提高LNG冷能发电效率的集成优化研究[D];华南理工大学;2011年
7 潘德涛;液固耦合作用的LNG外罐地震响应分析[D];东北石油大学;2011年
8 王凡超;大型薄膜型LNG船结构疲劳强度分析[D];哈尔滨工程大学;2011年
9 刘利;成达公司液化天然气(LNG)战略选择[D];西南财经大学;2009年
10 霍自成;青藏两省区LNG应用的市场分析及发展策略研究[D];兰州大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 予言;韩将建LNG船设备装备技术试验认证中心[N];中国船舶报;2011年
2 予文;大宇成功开发船用LNG存储舱[N];中国船舶报;2010年
3 记者 张银炎;沪东电器公司LNG船绝缘箱生产提速[N];中国船舶报;2011年
4 记者 李强;我市将新上60部“LNG”公交车[N];菏泽日报;2011年
5 予言;韩国超低温船配试验中心投入运营[N];中国船舶报;2009年
6 记者 刘可英 通讯员 肖中伟;珠海LNG建设要提速[N];南方日报;2009年
7 记者 冯敏;协调推进广西液化天然气(LNG)项目建设[N];北海日报;2010年
8 记者 袁凯苏;中船集团LNG船项目折桂[N];中国船舶报;2010年
9 记者 陈建平;莆田加快延伸LNG产业链[N];福建日报;2010年
10 记者王卫 通讯员陈仲;大连LNG打造“四位一体”安全防线[N];中国石油报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978