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随着全球经济的高速发展,石油燃料的大量使用造成了严重的大气污染问题,如今的环境污染问题已经影响到了人类的生活和社会的发展。中国作为温室气体的排放大国,必须大力发展绿色经济,改善人类的生活环境。特别是近几年,越来越多的内河船舶开始使用液化天然气作为船舶动力能源,拉动了与此相配套的船用LNG储罐需求。众所周知船用LNG储罐设计、安装复杂,必须对储罐的安装应力以及船舶使用LNG作为燃料存在的风险进行研究。
针对这一研究方向和目标,本文从以下几个方面进行了研究分析:(1)分析柴油燃料船对大气的污染,列举使用LNG作为船舶燃料的优势和LNG作为船舶动力燃料的探索;(2)基于双燃料动力船舶系统工作原理,对双燃料动力机舱形式进行了分析,列举出不同类型机舱形式所适用的船舶类型;(3)简要介绍了船用LNG储罐的分类及结构特点,分析了船用C型LNG储罐的设计原理,通过建立储罐的鞍座、内外罐体、连接件有限元模型,对储罐支撑结构在四种典型工况下各部位的受力进行了有限元分析,基于初步分析结果,通过设置加强肘板对结构进行了改进,补强后的强度计算结果表明C型LNG储罐满足船舶工况的要求;(4)通过事故树分析法对LNG燃料加注过程中的风险进行了定性的分析,建立燃料加注火灾爆炸事故树,将事故树在EasyDraw软件下建立模型,运用软件计算出事故树的最小径集、最小割集、结构重要度系数;对结构重要度系数的结果进行分析,提出应对LNG储罐泄露火灾风险的防控应对措施;最后还对LNG燃料加装操作的注意事项进行了分析,提出了安全操作建议。(5)本文结尾以“万峰918”(干货船)轮改装为例,分析改装的经济性和改装对于该类型船舶布置的影响。
通过论文的研究,对四种典型工况下储罐各部位的受力进行了有限元分析,为储罐在船上安装提供指导作用;理论上分析研究了LNG燃料加注过程中的风险,对LNG燃料加装提出了操作建议;在主机负荷、燃油替代率、天然气和柴油价格变动的情况下,分析双燃料动力船改装的经济性,为内河干货船改装成双燃料动力船提供参考作用,对于今后的改装具有重要意义。
针对这一研究方向和目标,本文从以下几个方面进行了研究分析:(1)分析柴油燃料船对大气的污染,列举使用LNG作为船舶燃料的优势和LNG作为船舶动力燃料的探索;(2)基于双燃料动力船舶系统工作原理,对双燃料动力机舱形式进行了分析,列举出不同类型机舱形式所适用的船舶类型;(3)简要介绍了船用LNG储罐的分类及结构特点,分析了船用C型LNG储罐的设计原理,通过建立储罐的鞍座、内外罐体、连接件有限元模型,对储罐支撑结构在四种典型工况下各部位的受力进行了有限元分析,基于初步分析结果,通过设置加强肘板对结构进行了改进,补强后的强度计算结果表明C型LNG储罐满足船舶工况的要求;(4)通过事故树分析法对LNG燃料加注过程中的风险进行了定性的分析,建立燃料加注火灾爆炸事故树,将事故树在EasyDraw软件下建立模型,运用软件计算出事故树的最小径集、最小割集、结构重要度系数;对结构重要度系数的结果进行分析,提出应对LNG储罐泄露火灾风险的防控应对措施;最后还对LNG燃料加装操作的注意事项进行了分析,提出了安全操作建议。(5)本文结尾以“万峰918”(干货船)轮改装为例,分析改装的经济性和改装对于该类型船舶布置的影响。
通过论文的研究,对四种典型工况下储罐各部位的受力进行了有限元分析,为储罐在船上安装提供指导作用;理论上分析研究了LNG燃料加注过程中的风险,对LNG燃料加装提出了操作建议;在主机负荷、燃油替代率、天然气和柴油价格变动的情况下,分析双燃料动力船改装的经济性,为内河干货船改装成双燃料动力船提供参考作用,对于今后的改装具有重要意义。