LNG船装卸货管路系统分析

发布时间：2017-04-20 13:18

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【摘要】：LNG船是在常压下海上装运-163℃液化天然气的特殊船舶。由于其高技术、高难度、高附加值等“三高”特点,LNG船被认为是当今船舶中设计技术及建造技术要求最高的货物运输船舶,被喻为世界民用船舶“皇冠上的明珠”。LNG船的高标准要求是因为其装运货物LNG的特殊性,LNG的超低温性使其一旦泄漏便会损害附近船舶设备或人员的安全,其扩散到空气中也存在着爆炸或造成人员中毒事故的危险。以上危险在近离港口城市的装卸货过程中还会被进一步放大。因此,装卸货管路系统被视为LNG船设计及建造的双关键点。展开对LNG船装卸货管路系统的分析研究是非常有意义的。 本文着重从管路应力和压力损失两个方面对某型LNG船装卸货管路系统做出了分析研究。本文的第一部分着重管路的应力分析,总结了LNG船装卸货管路系统应力分析的意义及目的,梳理了管路应力分析工作的任务及过程。利用CAESARⅡ管道分析软件对该管路系统进行应力分析,对管路的关键组成部分做了详细建模,校核了现行设计下管路系统的一次应力及二次应力水平,验证了现行设计的可行性。并对LNG船装卸货管路系统关键部件的设计展开了研究,得到了有意义的结论。 本文的第二部分着重管路的压力损失分析。总结了LNG船装卸货管路系统压力损失分析的意义及目的。介绍了管路压力损失分析的理论和常用方法。使用AFT Fathom不可压缩流体分析软件建模计算了该管路系统多种装卸货作业模式下的压力损失、管内流速及作业时间。结合设计中的操作时间及管内流速等限制条件,校核了现存设计的分析结果,确定了合理的装卸货操作模式。 总之,通过本文的研究总结出了一套可行的LNG船装卸货管路系统分析方法,并就一些管路分析中的关键问题作出了详细探讨,得到了有意义的结论,为工程应用及将来的进一步研究打下了良好的基础。
【关键词】：LNG船 装卸货管路 应力分析 压力损失分析
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：U664.84
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.2 LNG 船装卸货管路系统介绍11-17
• 1.2.1 装卸货管路系统组成部分11-13
• 1.2.2 装卸货管路系统工作原理13-17
• 1.3 LNG 船装卸货管路系统应力分析17-19
• 1.3.1 管道应力分析的发展17-18
• 1.3.2 LNG 船装卸货管路应力分析的现状18-19
• 1.4 LNG 船装卸货管路系统压力损失分析19-20
• 1.4.1 管道压力损失分析的发展19-20
• 1.4.2 LNG 船装卸货管路系统压力损失分析20
• 1.5 本文主要研究内容20-22
• 第二章 LNG 船装卸货管路系统应力分析理论22-33
• 2.1 管道应力分析的评判准则22-25
• 2.1.1 管道的应力分类22
• 2.1.2 一次应力的校核条件22-24
• 2.1.3 二次应力的校核条件24-25
• 2.2 管道应力分析工作的任务和过程25-30
• 2.2.1 管道应力分析工作的任务25-26
• 2.2.2 管道应力分析工作的过程26-30
• 2.3 LNG 船装卸货管路系统应力分析特点30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 管路系统应力分析与强度评估33-45
• 3.1 CAESAR Ⅱ软件介绍33-35
• 3.2 数值分析资料35-38
• 3.2.1 应力分析管路范围35
• 3.2.2 应力分析计算条件35-38
• 3.3 建立数值分析模型38-41
• 3.4 确立校核工况并计算41-43
• 3.4.1 工况组合41-42
• 3.4.2 工况组合的意义42-43
• 3.5 计算结果及分析43-44
• 3.6 本章小结44-45
• 第四章 典型部件分析研究45-67
• 4.1 ∏形弯补偿器设计原则45-52
• 4.1.1 管道补偿器的类型45-46
• 4.1.2 改动设计计算46-51
• 4.1.3 设计原则总结51-52
• 4.2 水平膨胀节替换Π形弯补偿器52-55
• 4.2.1 膨胀节刚度假设53-54
• 4.2.2 膨胀节长度假设54-55
• 4.3 管道支架确定原则55-66
• 4.3.1 支吊架位置确定的原则55-57
• 4.3.2 管道允许跨距的理论法确定57-60
• 4.3.3 管道允许跨距的数值计算法确定60-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第五章 LNG 船装卸货管路系统压力损失分析理论与方法67-81
• 5.1 压力损失分析理论67-71
• 5.1.1 连续性方程67
• 5.1.2 伯努利方程67-68
• 5.1.3 管路压力损失68-71
• 5.2 压力损失分析方法71-80
• 5.2.1 AFT Fathom 软件介绍71
• 5.2.2 计算条件资料71-77
• 5.2.3 计算假设条件77-78
• 5.2.4 计算模型78-80
• 5.3 本章小结80-81
• 第六章 LNG 船装卸货管路系统压力损失分析结果81-99
• 6.1 两臂连接岸站定压装货82-85
• 6.1.1 流速分布图82-83
• 6.1.2 流量分布图83-84
• 6.1.3 分析结论84-85
• 6.2 三臂连接岸站定压装货85-88
• 6.2.1 流速分布图85-86
• 6.2.2 流量分布图86-87
• 6.2.3 分析结论87-88
• 6.3 两臂连接岸站定量装货88-91
• 6.3.1 流速分布图88-89
• 6.3.2 流量分布图89-90
• 6.3.3 分析结论90-91
• 6.4 三臂连接岸站定量装货91-94
• 6.4.1 流速分布图91-92
• 6.4.2 流量分布图92-93
• 6.4.3 分析结论93-94
• 6.5 三臂连接岸站定压卸货94-98
• 6.5.1 流速分布图94-95
• 6.5.2 流量分布图95-96
• 6.5.3 分析结论96-98
• 6.6 本章小结98-99
• 第七章 全文总结99-101
• 7.1 全文总结99-100
• 7.2 几个值得进一步研究的问题100-101
• 附录 文中各附图及附表101-109
• 参考文献109-112
• 致谢112-113
• 攻读硕士学位期间已发表或已录用论文113-115

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 王超;深水半潜平台关键管线数值应力分析[D];江苏科技大学;2012年

2 杨振州;LNG船液货装卸模拟器卸货过程仿真[D];大连海事大学;2013年

3 刘宁;LNG船液货装卸模拟器装货过程仿真[D];大连海事大学;2013年

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本文编号：318765