特别关注｜LNG燃料舱选型
薄膜型LNG燃料舱
薄膜型LNG燃料舱，来自法国GTT公司专利技术，包括NO96系列和MARK III系列等。
NO96系列LNG燃料舱系统的两层隔膜均为殷钢(invar,0.7mm厚),殷钢是一种铁与36%镍的合金,该合金具有较低的热膨胀率。因收缩而产生的压力较小。外部绝缘层与船壳内壁通过具有粘性的树脂绳粘合在一起。殷钢覆盖在绝缘材料的表面上。在外层隔膜上, 将进一步覆盖一层填充了珍珠岩的胶合板绝缘层。
MARK III系列LNG燃料舱使用304L不锈钢作为LNG燃料舱隔膜，具有价格便宜、容易获得的特点，但具有较高的热膨胀率。为明显的收缩现象, 不锈钢材料被作成带褶皱的薄片形状。该设计的次隔膜是一种被称作”Triplex”的复合材料, 由夹在玻璃纤维和树脂之间的铝箔组成。如No.96一样,该设计也有两层绝缘层。目前该系统中, 绝缘层为由胶合板贴边的聚氨酯泡沫板。
1、薄膜舱型LNG燃料舱的特点
舱容利用率高；载货能力损失最小；薄膜舱可以实现在其他工程在建的同时进行海上安装，将建造、改造的时间消耗降到最低；储罐的压力最大值为0.7bar，可以实现灵活的管理蒸发气体；优化蒸发率和蒸发气体管理以适应船舶的停航状态(最低电力消耗)。
2、薄膜舱LNG燃料舱结构安全技术
LNG燃料舱结构规范强度校核；燃料舱相关区域船体结构强度校核；晃荡及泵塔强度计算分析。
● 温度场分析
示意图
示意图
A型LNG燃料舱
A型燃料舱基于平面舱壁设计，具有技术标准完整、强度评估方法成熟、工作量较小、设计费时较少等特点。A型燃料舱内结构具有很好的制荡(减小液货晃荡)效果，晃荡载荷很小，无需装载水平限制，可以满足不同LNG接收站的多次卸货作业。有如下特点：
稳固的自撑型的主屏壁；完全独立的两道屏壁系统具有更高的安全性；两屏壁系统均可以进入，便于今后的检查和围护；较高的舱容利用率；有效的设计和建造成本；建造工艺相对简单；棱柱形液灌设计；A型舱绝缘系统晃荡效应小、蒸发率低且绝缘材料已实现国产化，建造工艺简易建造安装成本低、无需支付高额的专利费。
B型LNG燃料舱
1、B型燃料舱特点
舱容利用率高；舱内设置制荡舱壁及加强结构可有效抑制晃荡；部分次屏壁，可靠性好；标准化建造；标准化支撑结构，便于组装；次屏壁位于主屏壁外，可容纳泄露的低温液货，降低意外风险。
2、A型/B型棱形LNG燃料舱结构安全技术
● 液货舱与船体支撑结构的联接处理
采用杆单元模拟独立LNG燃料舱与船体支撑结构的联接，经过反复迭代，得到支撑结构的载荷传递情况，同时还可优化支撑结构的布置。
● LNG燃料舱支撑结构结构强度分析
需要考虑温度场影响、液罐静、动压力、液罐底座与垫木之间的接触效应。
采用有限元分析软件进行建模、网格细化、属性赋予、再进行工况载荷、接触条件、温度场定义进行计算和分析。
3、B型舱裂纹扩展及泄漏量计算
B型舱裂纹扩展及泄漏量计算源自于IGC要求，基于断裂力学理论。校核部位包括：液货舱的外壳板(舱顶板、侧壁板、舱底板)与加强筋、肋板、纵桁连接部位以及支撑构件和泵塔基座处的独立舱结构等。可以采用规范载荷，也可以采用谱分析。衡准为在营运时间内裂纹长度不超过临界裂纹长度以及15天内的泄漏量满足衡准。
C型LNG燃料舱
1、C型独立燃料舱特点
适合甲板布置；不损失舱容；设备经济性较好；燃料舱耐压能力高；设计制造技术成熟，燃料舱的建造与船体建造同步进行，缩短整体建造周期；材料为9%镍钢，燃料舱重量较重；对布置空间要求较大，舱容不宜过大；舱容利用率低。
2、C型燃料舱及其支撑结构安全技术
● 总强度
在进行装载计算时，根据C型燃料舱采用鞍座(固定鞍座与滑动鞍座)安装的特点，宜考虑燃料舱自身及燃料的重量通过鞍座集中传递给船体梁，在鞍座位置处产生较大船体梁剪力的情况。
● 局部强度
与C型燃料舱鞍座连接的船体结构，应考虑C型燃料舱温度场分布对与鞍座邻接的船体结构材料钢级的影响。C型燃料舱鞍座区域船体结构局部强度需开展有限元评估，其中，进行油船舱段有限元评估时，考虑计入C型燃料舱的影响，并且需要采用IGC要求的C型燃料舱支撑结构强度校核工况，评估与鞍座连接的甲板板架结构局部强度。
● 布置位置
罐体尽量布置在中后部且尽可能远离舷侧，以避免承受较大的上浪载荷，导致屈曲强度难以满足。
● 液货罐板厚
鞍座位置处承受集中载荷，剪应力较大，通常会在罐体的对应位置处设置复板加强。
● 鞍座区域
鞍座通常设置在横舱壁或者强框架上，应对其结构强度进行计算。另外，根据液货罐结构形式及绝缘材料进行温度场计算，并根据计算结果选取对应的钢级。
● 鞍座布置(对称)及封头形式(半球、碟形等)
● 开孔补强
气室封头上的开孔间距及开孔与封头边缘之间的距离尽可能满足规范要求，否则应提供相应的有限元计算。
● 止旋结构
应设置止旋结构，避免罐体与鞍座之间产生相对运动。
● 止浮结构
应设置止浮结构以避免船舶横摇使得罐体与鞍座之间产生暂时性脱离。
● 层压木强度
对层压木进行非线性有限元接触分析(采用Solid单元模拟层压木结构)，以确保层压木的强度。
● 焊接强度
液货罐结构强度计算中通常会选用罐体材料特性(母材)进行计算，焊接时应注意所选取焊材的强度应不小于母材，以免强度计算结果失真。
● LNG燃料舱晃荡
根据装载率对液货晃荡周期进行计算，尽量避免与船舶运动周期产生谐振，对结构产生不利的影响。
● 腐蚀裕量
罐体设计时需对其外侧采用防锈处理措施，如在液罐外围空间进行环境控制(惰化或干空气)、罐壳体防锈涂装、或设置防潮包裹层等，否则应考虑腐蚀裕量。
