FLNG晃荡水动力对舱室结构的影响

发布时间：2020-04-17 00:10

【摘要】：在深海天然气的开发模式中,天然气开采、净化、液化、储存、装卸是其中重要的工程环节,海上浮式液化天然气生产储卸装置(LNG-FPSO,Floating Liquefied Natural Gas Production Storage Offloading System)是集上述功能于一体的海上天然气开采的关键装备。此外,海上浮式液化天然气储存及再气化装置(LNG-FSRU,Floating Liquefied Natural Gas Storage Regasification Unit)是一种将LNG气化装置与LNG船组合成一体的新型海洋工程装备,其可代替陆地上LNG接收终端,满足LNG用户日常用气需求。LNG-FPSO和LNG-FSRU统称为海上浮式液化天然气终端(Floating Liquefied Natural Gas,FLNG)。FLNG受到深海风浪流等环境载荷作用,将带动LNG储存舱室处于复杂的六自由度运动状态。当LNG舱室处于部分装载情况时,舱室内LNG将会随船发生剧烈的晃荡现象,引起舱室内LNG晃荡冲击载荷对舱室结构的冲击破坏等问题。目前国内公司的设计和制造能力还有待提高,所以开展LNG晃荡对舱室水动力载荷的影响研究具有工程安全与经济意义,能为FLNG的安全高效运行提供理论依据。为了研究FLNG晃荡水动力对舱室结构的影响,本文基于波浪势流理论分析典型FLNG船体的波浪运动特性,并且基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)理论数值模拟晃荡工况的舱室结构所受水动力载荷,具体工作内容包括如下:(1)本文建立典型浮式液化天然气生产储卸装置的船体水动力模型,基于波浪势流理论分析FLNG主船体所受波浪载荷和运动响应特性,并且与物理模型水池实验数据进行对比验证。在此基础上,分析FLNG和舱室典型运动状态。(2)基于晃荡物理模型试验,采用VOF显式多相流模型对舱室内LNG的晃荡现象进行研究,将LNG晃荡数值模拟的自由液面、横摇力矩和压力分布结果与试验结果对比,确定出LNG晃荡的数值模拟模型与算法。(3)基于FLNG舱室内LNG晃荡数值模型和算法,对典型工况和舱室运动状态下的LNG晃荡水动力进行数值模拟研究。通过数值模拟不同数目和开孔数量制荡壁的舱室晃荡模型,研究晃荡运动幅度和运动周期对舱室结构所受水动力的影响,重点讨论制荡壁结构形式、舱室晃荡固有频率、舱室随船运动频率和舱室结构所受晃荡水动力。本文研究结果和结论对于全面地研究FLNG船体运动特性和舱室晃荡的机理和规律,更好地为超大型FLNG储舱内制荡壁、阻晃隔板等舱室结构设计提供理论依据和指导意见。
【图文】：

图 1.1 煤炭与天然气排放污染物对比Fig.1.1 Comparison of emission of coal and natural gas然气在常温常压条件下为气态，无色、无味，，无腐蚀性且无毒，燃烧之后热能，非常适合作为燃料使用。当其温度降低到其沸点(零下 162.5oC) 左就会发生液化现象，从而转变为液化天然气。液化天然气(Liquefied Natu

图 1.2 全球 LNG 需求量Fig. 1.2 Global demand of LNG我国目前能源消费结构而言，仍旧是煤炭占据消费主导地位，天然气、核风能、潮汐等清洁能源的生产量和消费量都相对较低。近年来，因为硫物和 PM2.5 等污染物在我国北方造成了雾霾等恶劣的环境问题，我国也越
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U661

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 贾承造;张永峰;赵霞;;中国天然气工业发展前景与挑战[J];天然气工业;2014年02期

2 王永伟;王传荣;王晶;;LNG船三种储罐系统比较分析[J];船舶物资与市场;2007年02期

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 王

本文编号：2630202