LNG动力船舶储罐选型设计及稳压过程研究

发布时间：2017-04-15 12:11

  本文关键词：LNG动力船舶储罐选型设计及稳压过程研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着石油资源的日益减少,以及国际社会对排放要求的日益严格,采用经济性和清洁性好的船舶替代能源已经成为必然,其中LNG作为清洁能源的代表越来越受到人们的关注。目前LNG动力船舶发展势头迅猛,但是国内相关技术落后,推广应用受到限制,迫切要求加快LNG作为船舶动力燃料的应用研究,针对国内目前尚未解决的一些问题,文中做了以下理论研究工作： 首先,通过分析对比四种LNG燃料加装方式,指出了各自的优缺点以及适用范围,提出了加装过程中两种可选的动力方式,可以根据不同的加装方式进行选择。并根据船级社的现行规范指出了燃料加装过程中需要注意的几点安全问题以及管路残液的处理方法。 其次,针对LNG自身理化性质,指出了对LNG储罐的一些特殊要求。通过实例对LNG储罐的容积计算以及结构设计过程进行研究,得到了储罐选型设计的一般方法。进而结合船级社相关规范,提出了储罐在船上安全存放的注意事项,并针对管理中的两个问题提出了个人建议。 然后,通过分析储罐自增压及稳压供气系统的工作原理以及压力控制方法,建立了储罐内部的传质传热过程数学模型以及管路系统的流动降压和汽化器换热过程的数学模型,并给出了增压及稳压系统控制过程编程计算所需的甲烷热物性参数和储罐几何参数的计算方法以及程序设计的思路和具体流程图。 最后,以某船LNG储罐为研究对象,对整个增压及稳压过程中参数的变化情况进行分析计算,得到了增压和稳压过程中储罐内压力和气液温度随时间的变化曲线,着重分析了增压过程中增压流量增加和冷凝量波动变化以及连续稳压过程中增压速度加快的原因,以及环境温度、初始液位和供液速率对增压速度的影响,并以理论结果为基础,对船舶操作和汽化器选择提出了两点建议。
【关键词】：LNG动力船 燃料加装 储罐选型 稳压过程
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U674.92
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 目录9-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 选题的背景和意义12-13
• 1.2 选题的来源13-14
• 1.3 选题相关的研究与发展现状14-16
• 1.3.1 LNG动力船舶及双燃料发动机的发展现状14-15
• 1.3.2 LNG储运设备发展现状15
• 1.3.3 LNG无损储存研究现状15-16
• 1.3.4 低温储罐增压方式研究现状16
• 1.4 论文结构及研究内容16-18
• 第2章 LNG动力船舶燃料加装技术18-28
• 2.1 几种可行的LNG燃料加装方式的分析对比18-25
• 2.1.1 储气罐加气18-20
• 2.1.2 岸基加气20-21
• 2.1.3 船基加气21-22
• 2.1.4 浮仓加气22-25
• 2.2 加装过程中动力源的选择25-26
• 2.2.1 自增压加气25-26
• 2.2.2 泵浦加气26
• 2.3 燃料加装过程的安全规范26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 LNG动力船舶储罐选型设计与安全28-42
• 3.1 LNG低温储罐的一般概念28-32
• 3.1.1 LNG储罐的特殊要求28-29
• 3.1.2 LNG低温储罐的结构及功能29-31
• 3.1.3 LNG低温储罐的预冷31-32
• 3.2 LNG储罐的选型设计及布置要求32-41
• 3.2.1 LNG储罐的容积选择32-33
• 3.2.2 LNG储罐的结构设计33-39
• 3.2.3 LNG储罐的布置要求39-41
• 3.3 船舶营运中储罐的日常管理41
• 3.3.1 LNG储罐充满率41
• 3.3.2 LNG翻滚的预防41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 LNG动力船舶储罐自增压及稳压系统建模42-64
• 4.1 储罐稳压系统工作原理43
• 4.2 储罐稳压系统控制策略43-44
• 4.3 LNG储罐内部热力学模型44-49
• 4.3.1 三区分层模型44-45
• 4.3.2 热力学模型的建立45-48
• 4.3.3 方程离散化48-49
• 4.4 增压管路系统传热及流动模型49-55
• 4.4.1 汽化器传热模型49-52
• 4.4.2 管路系统阻力模型52-55
• 4.5 储罐稳压系统计算过程55-63
• 4.5.1 天然气及空气物性参数的计算56-59
• 4.5.2 储罐相关结构参数的计算59-60
• 4.5.3 编程计算求解方法60-63
• 4.6 本章小结63-64
• 第5章 LNG动力船舶储罐稳压过程计算分析64-79
• 5.1 结构参数及初始条件64-65
• 5.1.1 储罐结构参数64
• 5.1.2 管路系统结构参数64
• 5.1.3 初始条件64-65
• 5.2 稳压过程理论计算及分析65-77
• 5.2.1 自增压过程参数变化规律及分析65-72
• 5.2.2 初始液位及环境温度对增压过程的影响72-74
• 5.2.3 稳压工作过程理论计算及分析74
• 5.2.4 不同供液速率对稳压过程的影响74-75
• 5.2.5 连续稳压过程计算及分析75-77
• 5.3 本章小结77-79
• 第6章 结论与展望79-81
• 6.1 结论79-80
• 6.2 展望80-81
• 参考文献81-84
• 附录 C语言程序84-104
• 攻读学位期间公开发表论文104-105
• 致谢105-106
• 作者简介106

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐烈,赵兰萍,李兆慈,孙恒;低温容器无损贮存中的最佳充满率[J];低温工程;1999年04期

2 王海蓉;马晓茜;;液化天然气(LNG)储存容器中的分层与翻滚[J];低温工程;2006年01期

3 李品友,顾安忠;液化天然气涡旋及其预防措施[J];低温与特气;1998年02期

4 彭雪竹;;国内外双燃料发动机发展状况分析[J];船舶物资与市场;2012年03期

5 崔益嵩;;LNG-FSRU——一种新型天然气运输和储存装置[J];航海技术;2007年06期

6 骆晓玲;齐长勇;程换新;;大型液化天然气储罐的发展研究[J];机械设计与制造;2009年09期

7 李兆慈,徐烈,张洁,孙恒;LNG槽车贮槽绝热结构设计[J];天然气工业;2004年02期

8 秦琦;杨军;;LNG燃料船技术新潮流[J];中国船检;2011年08期

9 王世荣;;液化天然气(LNG)在内河船舶上的首次应用[J];中国水运(下半月);2011年10期

10 马华伟;刘春杨;徐志诚;;液化天然气浮式生产储卸装置研究进展[J];油气储运;2012年10期

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 杨聪聪;LNG空温式气化器换热计算研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

2 昌锟;低温翅片管换热器的设计计算研究[D];兰州理工大学;2006年

3 王贵仁;低温容器内压力变化规律的研究[D];兰州理工大学;2008年

4 高德峰;20m~3液化天然气储罐结构优化与自增压过程研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

5 尹长华;LNG储罐建设用9%Ni钢焊接性及焊接工艺研究[D];天津大学;2008年

6 卢炜;LNG船舶薄膜型液货舱预冷工艺研究[D];大连海事大学;2012年

7 石丹阳;液化天然气汽化站自增压系统研究[D];山东建筑大学;2012年

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本文编号：308370