薄膜式LNG船液货舱热应力分析及其对结构强度的影响

摘要

薄膜型液化天然气运输船的主要特点是装载-163℃这一极低温度下的LNG货物,为保证在运输中的经济性和安全性,应准确进行热传导分析,得到船体的温度场分布,进而根据温度值设计选择结构材料级别和尺寸,主要工作如下:
　　 1、大型LNG船不同状态下温度场的预报比较复杂,本文主要针对航行状态下的稳态温度场求解,按照《IGC规则》和USCG技术标准所规定的大气、海水的环境温度和主或次屏壁工作情况下进行热传导分析,得出船体结构各处的温度场分布;
　　 2、确定低温钢的材料钢级。由于液化天然气运输船装载极低温度的液货,而货物围护系统的主、次屏壁系统尚不能完全屏蔽低温的影响,因此设计时,应使船体结构的材料等级符合低温韧性要求;
　　 3、对较大温差产生的船体构件的热应力进行分析评估,从而对大型LNG船在运输时的船体结构安全性进行评估;
　　 4、确定大型LNG船液货舱结构及货物维护系统承受的设计载荷。建立大型LNG船液货舱舱段结构有限元模型,将外部波浪载荷、温度载荷加到结构模型上组合出多种工况,通过对大型LNG船液货舱结构响应分析,进行屈服和屈曲强度评估。其目的是针对液货舱区域船体结构的主要构件尺寸进行强度验证。
　　 5、温度场预报是本文的工作起点,因而它的准确性与否至关重要。初步分析影响温度场准确预报的因素,并取得温度场对其误差灵敏度。