第四章液化氣船的設(shè)計(jì)

及構(gòu)造原則1第一節(jié)液化氣船的安全布置與要求一、外貌構(gòu)造特點(diǎn)與油船相比在貨物圍護(hù)系統(tǒng)方面有很大不同干舷比油船高干舷：甲板線〔即代表最上連續(xù)甲板的線〕與相應(yīng)的載重線〔此線劃在船中的側(cè)面〕之間的距離。2二、雙層船殼構(gòu)造貨物溫度低于-10℃的全部液化氣船都要求設(shè)置雙層底；貨物溫度低于-55℃，強(qiáng)制性要求設(shè)置雙層舷側(cè)邊艙；液化艙與船舷內(nèi)側(cè)規(guī)定有一個(gè)安全距離。3三、居住艙室和壓載艙全部的居住艙室均在船尾；必需設(shè)置專用的壓載艙四、液貨艙的主屏壁和次屏壁液貨艙的主屏壁可有多種構(gòu)造形式大多數(shù)都要求增設(shè)次屏壁,愛(ài)護(hù)船殼。液化艙或主屏壁外留有足夠的空間作為施工、修理、檢查液艙之用。載運(yùn)低溫易燃貨品，這些空間是布滿惰性氣體；假設(shè)是低溫非可燃?xì)怏w，布滿枯燥空氣。次屏壁的作用是當(dāng)主屏壁萬(wàn)一泄漏時(shí)，能防止低溫液貨泄漏到船體一般構(gòu)件處。在傾斜30℃時(shí)，仍能起到防護(hù)作用。二、雙層船殼構(gòu)造4〔一〕船型及適運(yùn)貨品1、1G〔genus〕型船舶：最嚴(yán)格防漏愛(ài)護(hù)措施2、2G型：相當(dāng)嚴(yán)格的防漏愛(ài)護(hù)措施3、2PG型：船長(zhǎng)150m以下，相當(dāng)嚴(yán)格的防漏愛(ài)護(hù)措施，且貨品裝載于MARVS至少為0.7MPa及貨物圍護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度在-55℃或以上的C型獨(dú)立液艙4、3G型：中等防漏愛(ài)護(hù)措施2PG和2G的區(qū)分在于船舶長(zhǎng)度和貨物圍護(hù)系統(tǒng)的溫度、壓力不同MaximumAllowableReliefValveSetting

五、液貨艙位置和船舶殘存力量5適運(yùn)貨品1G：特別危急的液化氣貨品氯氣、溴甲烷、環(huán)氧乙烷、二氧化硫等2G：最常見(jiàn)的液化氣貨品3G：無(wú)毒和不燃燒的氮?dú)夂椭评鋭怏wLNG船、乙烯船和其他全冷式LPG船，滿足2G型；全壓式或半壓式可承受2G或2PG6〔二〕液貨艙的位置液貨艙位置1G2G/2PG/3G距舷側(cè)外板的橫向距離≥B/5，最大取11.5m≥0.76m距舷底板的垂向距離≥B/15，最大取2m（B為船寬）其他任何部位距外板的距離≥0.76m7〔三〕船舶殘存力量指船舶的船體構(gòu)造在患病肯定程度、范圍的破損后，仍具有足夠的穩(wěn)性和漂移力量，并符合肯定的漂移狀態(tài)要求。下沉、縱傾及橫傾的殘存要求對(duì)全部船型一樣。兩艙制、一艙制：沿長(zhǎng)度范圍內(nèi)任何部位經(jīng)受破損，包括一個(gè)隔堵處破損，造成相鄰兩個(gè)水密艙進(jìn)水仍滿足殘存要求，稱為兩艙制。8殘存力量1、1G型，兩艙制；2、2G型：A：船長(zhǎng)超過(guò)150m，兩艙制；B：船長(zhǎng)小于150m的，機(jī)艙前為兩艙制，機(jī)艙及其后為一艙制；3、2PG型，一艙制；4、3G型，一艙制。9六、貨物區(qū)域和其他區(qū)域的分割液化氣船的貨艙處所與機(jī)器處所、起居處所、掌握站、錨鏈艙、飲用水艙、生活用水艙以及儲(chǔ)物艙是分隔開(kāi)的。分割一般是承受隔離空艙、燃油艙或等效布置。起居處所、效勞處所和掌握站都布置在貨物區(qū)域之外，一般處于船尾。起居處所和機(jī)艙入口應(yīng)保持肯定的距離。這些場(chǎng)所的構(gòu)造〔包括各種通道和開(kāi)口〕，應(yīng)防止貨物氣體的進(jìn)入。10其次節(jié)液化氣船液貨艙及貨物圍護(hù)系統(tǒng)一、液貨艙的種類及其構(gòu)造液貨艙指特地設(shè)計(jì)用來(lái)裝載液體貨物的主要容器。IGC規(guī)章把液貨艙分成5種類型：1.獨(dú)立液艙〔A、B、C型〕2.薄膜液艙〔獨(dú)立液艙和薄膜液艙最重要〕3.半薄膜液艙4.整體液艙5.內(nèi)部絕熱液艙11這類貨艙完全由自身支持，并不構(gòu)成船體構(gòu)造的一局部，也不分擔(dān)船體強(qiáng)度，主要取決于設(shè)計(jì)壓力的大小。1、A型獨(dú)立液艙2、B型獨(dú)立液艙3、C型獨(dú)立液艙〔一〕獨(dú)立液艙121、A型獨(dú)立液艙主要由平面式構(gòu)造組成設(shè)計(jì)蒸汽壓力不超過(guò)0.07MPa〔表壓〕。通常必需在大氣壓或接近大氣壓下以全冷方式運(yùn)輸，通常壓力低于0.025MPa載運(yùn)貨物溫度低于-10℃的A型獨(dú)立液艙，需設(shè)有次屏壁隔艙，削減自由液面面積132、B型獨(dú)立液艙是平面式或壓力容器構(gòu)造，這種艙的滲透危急性很小。允許只設(shè)置局部次屏壁，通常由一個(gè)防滴盤和一個(gè)防護(hù)屏壁組成。常見(jiàn)的是球形液艙，現(xiàn)已有承受棱柱形。143、C型獨(dú)立液艙符合壓力容器標(biāo)準(zhǔn)的壓力式液艙，一般為圓筒形臥罐或球罐，能承受較高的內(nèi)應(yīng)力設(shè)計(jì)蒸汽壓力大于0.2MPa用于全壓式或半冷式。全壓式最高工作壓力可到達(dá)1.7MPa或以上。半壓式，其液艙的設(shè)計(jì)工作壓力約為0.5~0.7MPa。承受雙聯(lián)圓筒形液貨艙，是為提高船舶的載貨容積利用率。15主屏壁特別薄，厚度一般不超過(guò)10mm，可以是金屬或非金屬的。該液艙是非自身支持的液艙，薄膜作為主屏壁，并不能獨(dú)立承受貨物重量，需通過(guò)絕熱層由船體予以支持，由船體內(nèi)部構(gòu)件承受貨物重量。要求有完整的次屏壁，以保證主屏壁泄漏時(shí)貨物圍護(hù)系統(tǒng)的整體完整性。設(shè)計(jì)蒸氣壓力通常不大于0.025MPa；如船體構(gòu)造尺寸適度增加，蒸氣壓力可適度增加到某一較大值，但不得大于0.07MPa常有的有以下2種，主要用于LNP船〔二〕薄膜液艙161、法國(guó)的GazTransport薄膜液艙薄膜液艙原型包含了0.5mm厚的殷鋼〔鎳鐵合金〕主屏壁主絕熱層的次絕熱層為滲有珍寶巖層的壓板殼，厚200mm珍寶巖：一種自然火山玻璃巖，類似于黑曜巖，但它有清晰的同軸裂紋和相對(duì)高的含水量。輕的熱膨脹形珍寶巖可用作輕型建材，也可用于絕熱材料和盆栽植物的土壤中172、法國(guó)的Technigaz薄膜液艙主屏壁為1.2mm厚的不銹鋼，具有波形，允許膨脹或收縮支撐主屏壁薄膜的絕熱材料由在兩層層壓板間襯以巴爾沙層壓輕木板所組成。1819介于A型獨(dú)立液艙和薄膜液艙之間。主屏壁由一個(gè)薄層組成，但比薄膜液艙厚的多，其各局部由相鄰船體構(gòu)造通過(guò)絕熱層來(lái)支持。液艙在空載時(shí)自持，但在裝載狀況下是非自持的，作用在主屏壁上得液體和蒸氣壓力通過(guò)絕熱層傳給船體內(nèi)殼構(gòu)造。設(shè)計(jì)壓力通常不大于0.025MPa；如船體構(gòu)件尺寸增加，并且對(duì)絕熱層強(qiáng)度做了考慮，可以增加到某一較大值，但應(yīng)小于0.07MPa?！踩嘲氡∧ひ号?0〔四〕整體液艙構(gòu)成船體構(gòu)造的一局部，受到與船體構(gòu)造一樣方式、一樣載荷的應(yīng)力影響。它適裝載溫度不低于-10℃的貨物。設(shè)計(jì)壓力通常不大于0.025MPa；假設(shè)船體構(gòu)件適當(dāng)增加，其蒸氣設(shè)計(jì)壓力可相應(yīng)增加到某一較大值，但應(yīng)小于0.07MPa日本制造的LPG船中，有少量的船舶貨艙是承受整體液艙，專用于裝運(yùn)丁烷。21〔五〕內(nèi)部絕熱液艙整體液艙，只是它的絕熱層的內(nèi)外表與貨物直接接觸。非自身支持，省去了對(duì)獨(dú)立液艙的要求。兩種形式：一、艙內(nèi)絕熱層或與襯里的組合只起到主屏壁的作用，內(nèi)船體或獨(dú)立液艙構(gòu)造在必要時(shí)起次屏壁作用。二、艙內(nèi)絕熱層或與襯里的組合即起主屏壁的作用，又起次屏壁作用蒸汽壓力不超過(guò)0.025MPa，它能以-10℃以下的溫度裝載深度冷凍的液貨。22二、液貨艙及貨物系統(tǒng)設(shè)備的構(gòu)造材料材料與貨品必需相容材料在低溫下的韌性和構(gòu)造強(qiáng)度貨物管系的損壞危急性要小于貨艙，因此，管路系統(tǒng)對(duì)低溫脆性破壞的要求不是很重要。閥門、法蘭、泵、壓縮機(jī)和熱交換器等承受低合金鋼和奧氏體不銹鋼23三、液貨艙絕熱〔一〕絕熱層的作用1、削減外界熱量傳入液貨艙內(nèi)，削減液貨蒸發(fā)。絕熱層的厚度要力求經(jīng)濟(jì)，并與再液扮裝載力量相稱。2、愛(ài)護(hù)液貨艙四周船體構(gòu)造與低溫隔絕3、防止形成濕氣而導(dǎo)致液艙外表的腐蝕。〔如裝載的貨物低于環(huán)境溫度，則液貨艙和貨物系統(tǒng)的其他局部必需配置絕熱層〕241、熱傳導(dǎo)率低；2、不能燃燒或能自熄；3、有承載力量；4、有耐機(jī)械損傷的特性5、重量輕，價(jià)格適宜；6、與貨物化學(xué)相容〔二〕絕熱材料的性能要求251、堅(jiān)硬或能承受載荷的材料。主要用于支撐液貨艙并能承受變形，耐低溫。包括各種木材：如阿佐比〔Azobe〕和巴爾沙〔Balsa〕硬木以及一些比重大的塑料泡沫物質(zhì)2、不能承受載荷的軟性物質(zhì)，如礦物纖維、膨脹塑料、泡沫橡皮等。這些材料可以用粘膠等方法系固于液貨艙壁或次屏壁上方3、粉狀材料。如珍寶巖〔珍寶巖的一個(gè)好處是它很簡(jiǎn)潔被填入液艙與次屏壁層的空間，當(dāng)修理檢驗(yàn)時(shí)又很簡(jiǎn)潔抽吸出來(lái)并在重裝之前進(jìn)展枯燥?！场踩辰^熱材料類型26〔四〕絕熱材料的設(shè)置與安裝絕熱層的設(shè)置隨船型的不同而不同。內(nèi)部絕熱式液艙，絕熱層在液貨艙的內(nèi)外表，與液貨。直接接觸，構(gòu)成液貨的主屏壁。其他液貨艙，一般直接敷設(shè)在液貨艙的外外表。敷設(shè)絕熱材料前，必需先檢查液貨艙有無(wú)泄漏。如相鄰壓載艙漏水，必需準(zhǔn)時(shí)抽排掉，以保證絕熱層的保溫性能和使用壽命。對(duì)絕熱層直接設(shè)置在貨艙外表的，需要設(shè)有外部加強(qiáng)和包覆材料對(duì)于凸出于露天甲板的壓力式液貨艙，為了防火和防水滲漏，必需包覆一層氣密的薄鋼皮罩。27四、液貨艙的支持構(gòu)造在受到靜、動(dòng)載荷的作用下，能防止液艙本體的移動(dòng)，又允許液艙在溫度變化和船體變形時(shí)，可以收縮和膨脹，而不引起液艙和船體的過(guò)大應(yīng)力。獨(dú)立液艙，應(yīng)承受措施用鍵固定液艙，防止轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，同時(shí)還應(yīng)設(shè)置防浮裝置。防浮裝置設(shè)置于支撐環(huán)處，應(yīng)能承受貨艙進(jìn)水至船舶夏季載重吃水時(shí)對(duì)一個(gè)空液艙引起的向上升力，并不致產(chǎn)生可能危及船體構(gòu)造的塑性變形。28五、液貨艙的主屏壁和次屏壁的設(shè)置主屏壁是指貨物圍護(hù)系統(tǒng)具有兩層界面時(shí)用來(lái)裝貨的內(nèi)層構(gòu)造次屏壁是指貨物圍護(hù)系統(tǒng)中的液密外層構(gòu)造，其作用是萬(wàn)一液貨從主屏壁泄露，可對(duì)漏液供給臨時(shí)的愛(ài)護(hù)，并防止低溫液貨接觸船體構(gòu)造材料大局部低壓全冷式貨艙的主屏壁強(qiáng)度和安全牢靠性較差，所以必需設(shè)置次屏蔽，而壓力式貨艙則可不設(shè)次屏壁29六、液貨艙處所內(nèi)的環(huán)境掌握1、必需充注枯燥空氣或枯燥惰性氣體的貨物圍護(hù)系統(tǒng)2、貨艙四周處所內(nèi)和屏壁間處所內(nèi)必需充注枯燥惰性氣體，并維持肯定正壓的貨物圍護(hù)系統(tǒng)。3、可以不惰化，但必需用枯燥空氣保持枯燥的貨物圍護(hù)系統(tǒng)。30第三節(jié)液化氣船的設(shè)計(jì)原則及構(gòu)造特點(diǎn)設(shè)計(jì)液化氣船時(shí)，應(yīng)考慮的因素：〔1〕載運(yùn)貨物的種類及其性質(zhì)要求〔2〕載運(yùn)貨物的狀態(tài)〔全壓﹑半壓∕半冷、全冷等〕〔3〕船舶要求的貨物處理的敏捷程度〔4〕船舶裝卸貨的碼頭設(shè)施液化氣船的大小通常用載貨體積而不是用載貨重量表示；液化氣船包括以下6種船型31一、全壓式液化氣船承受常溫壓力方式，C型獨(dú)立液艙適裝臨界溫度大于45℃的液化氣貨艙的材料一般是高強(qiáng)度碳錳鋼，能承受壓力無(wú)再液扮裝置和保溫層。船舶一般設(shè)雙層底，不需次屏蔽，貨艙處所內(nèi)不要求充注惰性氣體，可用空氣通風(fēng)。32二、半壓/半冷式液化氣船承受低溫壓力式，液化氣貯存于屬于C型獨(dú)立液艙的壓力容器內(nèi)。設(shè)有絕熱保溫材料，再液扮裝置貨物的蒸氣壓力掌握在常溫順最大設(shè)計(jì)工作壓力之間。不需次屏蔽最大工作壓力一般為0.4~0.8MPa33三、半壓/全冷式液化氣船船舶布置和原理與半壓/半冷式船根本全都，是承受低溫壓力方式。選取目標(biāo)貨品中最低的沸點(diǎn)溫度作為設(shè)計(jì)溫度即可承受液貨全冷時(shí)的低溫，也可以承受肯定的壓力能裝載幾種不同的貨品敏捷，受經(jīng)營(yíng)者歡送34四、常壓全冷式LPG船承受常壓全冷方式。貨艙不耐壓，貨品處在常壓全冷狀態(tài)設(shè)計(jì)壓力接近大氣壓，一般為0.0245MPa左右是LPG專用或?yàn)橹鞯囊夯瘹獯O(shè)有再液扮裝置35五、乙烯船兩種：半壓