采用C型獨立液貨艙的超大型乙烷運輸船（VLEC）研究

1、56 卷 第 2 期（總第 214 期）中國造船Vol.56 No.2（Serial No. 214）2015 年 6 月SHIPBUILDING OF CHINAJun. 2015文章編號：1000-4882（2015）02-0113-11采用 C 型獨立液貨艙的超大型乙烷運輸船（VLEC）研究柳夢源，柳衛(wèi)東，李曉嬌，柳一點（江南造船（集團）有限責(zé)任公司 開發(fā)研究部，上海 201913）摘要美國的頁巖氣繁榮發(fā)展在中短期內(nèi)將造成乙烷供應(yīng)的不斷增長，將帶來對歐洲及亞洲地區(qū)大宗出口的機 遇；而全球乙烷運輸需求的增長和船東對船舶經(jīng)濟性要求的提高，讓超大型乙烷運輸船（VLEC）應(yīng)運而生。 論文對 VL

2、EC 的船型方案進(jìn)行了比較分析，重點研究采用 C 型獨立液貨艙圍護系統(tǒng)的 VLEC 的液罐設(shè)計方法， 通過對采用碟形封頭的總艙容為 81 500 m3 和采用球形封頭的總艙容為 75 500 m3 的 VLEC 船型進(jìn)行方案設(shè)計 和研究，論證了論文提出的采用 C 型獨立液貨艙的超大型乙烷運輸船這一方案的可行性。關(guān)鍵詞：超大型乙烷運輸船（VLEC）；C 型獨立液貨艙中圖分類號：U662文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A0前言近年來，隨著美國頁巖氣開發(fā)成功，美國天然氣液（NGL）和從中獲取的乙烷產(chǎn)量大幅度提高。 據(jù)普氏能源資訊數(shù)據(jù)表明，美國乙烯裂解原料的結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化，天然氣價格的變化動態(tài)主導(dǎo)了 乙烯原料結(jié)構(gòu)的調(diào)

3、整1。據(jù)悉，在美國頁巖氣繁榮的影響下，乙烷供應(yīng)不斷增長，價格降低，同時亞 洲和歐洲地區(qū)對乙烷的需求明顯增加，進(jìn)而帶來了大量運輸需求。受此推動，乙烷運輸船正逐漸成為 國際船舶市場的熱點。隨著全球乙烷運輸需求的增長以及船東對船舶經(jīng)濟性要求的提高，近年來船舶大型化趨勢日益明 顯，超大型乙烷運輸船（VLEC）應(yīng)運而生。1乙烷液貨特點乙烷的化學(xué)式為 C2H6，常溫常壓下為無色無味氣體，可在一個大氣壓、-88.6下液化，其主要用 途是在化學(xué)工業(yè)界通過蒸汽裂解生產(chǎn)乙烯。美國的頁巖氣中包括大約 50%的甲烷、25%的乙烷以及 25% 的高碳烴類化合物，頁巖氣除去甲烷的混合物統(tǒng)稱為 NGL（天然氣液）；美國能源

4、信息署（EIA）發(fā)布 的數(shù)據(jù)顯示，從 2009 年開始頁巖氣和 NGL 輸出急劇增長，如圖 1 所示2。收稿日期：2015-03-05；修改稿收稿日期：2015-06-22圖 1 2000 年至 2013 年 NGL 和頁巖氣輸出根據(jù)中國船級社（CCS）散裝運輸液化氣體船舶構(gòu)造與設(shè)備規(guī)范給出的液化氣體信息，摘錄其 部分信息如表 1 所示3（在 1 個大氣壓條件下、溫度在沸點下的液體密度，t/ m3；水的密度為 1t/ m3）。表 1液化氣體基本信息貨物名稱要求船型液體密度/ (t/m3）沸點/ 甲烷2G0.427-161.5乙烷2G0.540-88.6丙烷2G/2PG0.583-42.3丁烷2

5、G/2PG0.600-0.5如表 1 所示，乙烷在一個大氣壓下的沸點為-88.6，液體密度為 0.54t/m3，比甲烷的 0.427t/m3 要 大，但比丙烷、丁烷要低。第 93 屆國際海事組織（IMO）海上安全委員會（MSC）會議上通過的新修 訂的 IGC 規(guī)則中，第 3 章的船舶布置這一章節(jié)指出，若在要求設(shè)置次屏蔽的貨物圍護系統(tǒng)內(nèi)載運貨物， 則需要符合以下規(guī)定4：（1）當(dāng)貨物溫度低于-10 時，貨物艙處所與海水之間應(yīng)設(shè)置雙層底。（2）當(dāng)貨物溫度低于-55 時，貨物艙處所還須設(shè)置構(gòu)成邊艙的縱艙壁。 對與液貨艙類型有關(guān)的次屏蔽，應(yīng)按表 2 設(shè)置。表 2 次屏蔽設(shè)置要求大氣壓力下的貨物溫度艙 型

6、-10 及以上-10 至-55 -55 以下基本液貨艙型不要求設(shè)次屏蔽船體可作為次屏蔽要求設(shè)單獨次屏蔽 整體液貨艙通常不允許采用此類艙型薄膜液貨艙完整次屏蔽半薄膜液貨艙完整次屏蔽A 型獨立液貨艙完整次屏蔽B 型獨立液貨艙部分次屏蔽C 型獨立液貨艙不要求次屏蔽由表 2 可見，超大型乙烷運輸船（VLEC）采用不同的液貨艙型式，其相應(yīng)的船型方案和次屏蔽的 設(shè)置也不盡相同。2液貨艙型式和船型方案分析對于液化氣船而言，最重要的部分為船舶所采用的液貨艙型式，也就是通常所說的貨物圍護系統(tǒng)。 超大型乙烷運輸船的貨物圍護系統(tǒng)，考慮到其運輸?shù)呢浳餃囟燃s為-90，可以選擇的類型有薄膜型液 貨艙、B 型獨立液貨艙、C

7、 型獨立液貨艙等。A 型獨立液貨艙由于需要在船體結(jié)構(gòu)以內(nèi)和液貨艙以外 設(shè)置完整的次屏蔽，目前僅有的理論方案為 LNT A-BOX，且尚未得到實船驗證，此處不再多做論述。薄膜型液貨艙是非自身支持型液貨艙，主要由絕緣、薄膜組成，薄膜由臨近的船體結(jié)構(gòu)通過薄膜 和船體結(jié)構(gòu)間的絕熱材料支撐。目前，大型液化天然氣（LNG）運輸船使用的兩種薄膜型液貨艙 NO96 和 MARK III 均為法國 GTT 公司的專利，這兩種圍護系統(tǒng)僅為運輸 LNG 而設(shè)計，最大設(shè)計密度為 0.5 t/m3；若要用于運輸乙烷等密度較大的液貨，需要對這兩種典型的薄膜型圍護系統(tǒng)重新進(jìn)行計算評估。 目前，全球只有 Reliance I

8、ndustries 一家公司在韓國三星訂造的 6 艘薄膜型 VLEC，采用 MARK III 薄 膜型圍護系統(tǒng)。B 型獨立液貨艙，是指采用模型試驗、精確分析手段和分析方法確定應(yīng)力水平、疲勞壽命和裂紋 擴展特性進(jìn)行設(shè)計的液貨艙。采用 B 型獨立液貨艙的液化氣船，僅需要設(shè)置部分次屏蔽；但如果 B 型 獨立液貨艙要運輸乙烷液貨，由于其液態(tài)溫度低于-55 ，按照 IGC 的要求，船體需要設(shè)置雙舷側(cè)。目 前，B 型獨立液貨艙成功的實船應(yīng)用僅有 Moss 和 SPB 兩型，且 Moss 型圍護系統(tǒng)占了絕大多數(shù)，共有 117 艘 LNG 運輸船采用，最新訂單 16 艘；而 SPB 型僅在上世紀(jì)九十年代初建造

9、過 2 艘 LNG 運輸船， 最新訂單 6 艘。最近幾年來，國外許多船廠也都推出了自己的 B 型獨立液貨艙設(shè)計方案，如韓國大宇 的 ACTIB、現(xiàn)代重工的 Lobe-Bundle Tank、Braemar 和 Nassgo 聯(lián)合開發(fā)的 FSP 等，國內(nèi)的江南造船和 滬東中華也都在進(jìn)行這一圍護系統(tǒng)的研發(fā)工作。由于 B 型獨立液貨艙的結(jié)構(gòu)主要是采用 5083-O 鋁合金 或 5%Ni 鋼，其對所裝載液貨的密度不十分敏感，這對 VLEC 而言，是一種不錯的選擇；但考慮到其 專利控制和較高的成本以及本公司的研發(fā)進(jìn)度，本文不對該型圍護系統(tǒng)做深入的研究。C 型獨立液貨艙即壓力容器，設(shè)計蒸汽壓力需要不小于

10、IGC 規(guī)則規(guī)定的壓力容器最小壓力，但不 需要設(shè)置次屏蔽，也無裝載率限制。若其用于運輸乙烷液貨，則可以設(shè)計成半冷半壓式的 C 型獨立液 貨艙，設(shè)計蒸汽壓力約為 0.5 Mpa，需要配備再液化裝置來處理蒸發(fā)氣體和液貨保冷。C 型獨立液貨艙 可以裝載熱貨，可承受壓力，適用性廣，而且建造施工也較為方便。綜合現(xiàn)有的技術(shù)現(xiàn)狀以及經(jīng)濟性分析，本文對采用 C 型獨立液貨艙的超大型乙烷運輸船（VLEC） 進(jìn)行深入地研究和分析，以探討這一船型方案的可行性。3C 型獨立液貨艙設(shè)計計算3.1液罐形式半冷半壓式液化氣船的 C 型獨立液貨艙可以采用圓筒形，但為了充分利用船體空間、提高艙容利 用率，通常采用雙聯(lián)圓筒型，也

11、就是常所說的雙耳型；其封頭型式一般采用球形封頭，但有時因為主 尺度的限制，也會考慮采用碟形封頭。圖 2 為常用的標(biāo)準(zhǔn)雙耳液罐示意圖；圖 3 為船首第一液罐通常 采用的錐形雙耳液罐示意圖，其目的在于更好地配合船舶首部線型。圖 2 雙耳罐圖 3 錐形雙耳罐液化氣船一般是布置型船舶，對艙容的要求比較高，主尺度的選擇要從總布置（艙容和布置地位） 及船舶性能等方面來考慮，液罐的尺寸和艙容要求對船舶的主尺度選取起決定性作用，船舶的主尺度 又影響液罐的尺寸和艙容，二者相互制約，相互影響5。3.2液罐尺寸的確定在初步確定船舶主尺度后，就可以開始確定其所能匹配的液罐主尺度。液罐的主要參數(shù)有液罐半 徑 R0，液罐

12、長度 L0，若選用雙耳型液罐，還需確定雙耳的筒心間距 d0，如圖 4 所示。圖 4 液罐尺寸圖確定液罐主尺度的關(guān)鍵在于：C 型獨立液貨艙與貨艙之間的間距，需要滿足國際船級社協(xié)會（IACS） 統(tǒng)一解釋 UI-GC 中通往貨物區(qū)域的通道要求；目前，新修訂的 IGC 規(guī)則中已包括此部分內(nèi)容，另外還 需要滿足新修訂的 IGC 規(guī)則中對不同類型船舶液貨艙與外板之間的間距要求。如圖 4 中所示，在新修訂的 IGC 規(guī)則第 3.5 章“通往貨物區(qū)域內(nèi)各處所的通道”中的要求，結(jié)合相 應(yīng)區(qū)域可能會有的船體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的大小，可以確定 d1、d2、d4、d5 滿足規(guī)則要求的最小值，因而可以得 到 C 型獨立液貨艙的筒

13、體半徑 R0；若采用球形封頭，則封頭半徑即為筒體半徑 R0；若采用碟形封頭， 封頭的深度將減小，將視所選取的碟形封頭上的球冠半徑和折角半徑大小而定。超大型乙烷運輸船（VLEC）屬于 2G 型船舶，d3 值需要根據(jù)初步確定的液罐主尺度所構(gòu)建的液罐 艙容，按新修訂的 IGC 規(guī)則中給出的間距計算公式進(jìn)行核算，最終確定雙耳罐的筒心距船中的距離 d0。由此，液罐長度 L0，液罐寬度 B0，液罐高度 D0 這些液罐的主要尺度都可以根據(jù)圖 4 中的幾何關(guān) 系得到。3.3液罐壓力計算按照 IGC 規(guī)則，C 型獨立液貨艙系指符合壓力容器標(biāo)準(zhǔn)，且設(shè)計蒸氣壓力不小于下式（1）計算所 得之值：0rP = 0.2 +

14、 0.1AC ( r )1.5(MPa)（1）式中， A = 0.0185 (sm / Ds A)2 ；為設(shè)計主膜應(yīng)力，N/mm2；A為許用動態(tài)膜應(yīng)力（雙振幅，m當(dāng)概率水平為 Q=10-8），N/mm2；對鐵素體（珠光體）/馬氏體和奧氏體鋼，A=55N/mm2；對鋁合金 (5083-O)，A=25N/mm2；C 為液貨艙的特性尺度，取 h 或 0.75b 或 0.45l 各值中的最大者，h 為液貨艙 高度(沿船舶的垂向量取)，m；b 為液貨艙寬度(沿船舶的橫向量取)，m；l 為液貨艙長度(沿船舶的縱向 量取)，m；r 為設(shè)計溫度下貨物的相對密度(淡水：r=1)。根據(jù)裝載貨物的不同，液貨艙所選用

15、的設(shè)計溫度也有所不同。超大型乙烷運輸船所裝載的貨物包 括乙烷、乙烯、丙烷、丁烷等，一般設(shè)計溫度為-104。內(nèi)部壓力 Peq (MPa)是由設(shè)計蒸汽壓力 P0 (MPa)和液體壓力 Pgd (MPa)合成的結(jié)果5，但不包括液體晃蕩的影響，應(yīng)按下式（2）進(jìn)行計算：maxPeq = P0 + (Pgd )(MPa )（2）對于 C 型獨立液貨艙的殼體板厚，應(yīng)根據(jù)液貨艙的內(nèi)部壓力（考慮液體壓力），依據(jù)通用的壓力容 器設(shè)計原理進(jìn)行計算。各船級社均給出了類似的計算公式，以計算筒體及封頭部分的厚度 t，mm。（1）筒體部分t =pRi10s J - 0.5 p+ 0.75式中，p 為內(nèi)部壓力（即 Peq），

16、bar；Ri 為筒體內(nèi)部半徑，mm； 為許用應(yīng)力，N/mm；對 C 型獨 立液貨艙所采用的最大許用薄膜應(yīng)力應(yīng)為 Rm/A 或 Re/B 的較小值。Re 為標(biāo)定的室溫下屈服應(yīng)力下限值， N/mm2；如在應(yīng)力應(yīng)變曲線上無明顯的屈服應(yīng)力，則可采用 0.2%條件的驗證應(yīng)力。Rm 為標(biāo)定的室溫 下抗拉強度下限值，N/mm2；A、B 為對于鎳鋼和碳錳鋼的系數(shù)，A 值至少為 3，B 值至少為 2；J 為焊 接有效系數(shù)，在進(jìn)行了檢驗和無損探傷、并考慮其他因素（諸如所使用的材料、接頭型式、焊接方法 以及載荷類型等）的情況下可取 1.0。（2）球形封頭（3）碟形封頭t =pRi20s J - 0.5 p+ 0.7

17、5t = pDo K + 0.75 20s J式中，Do 為封頭外徑，mm；K 為形狀系數(shù)。3.4液罐重量計算在確定了液罐的外形尺寸和設(shè)計壓力之后，就可以進(jìn)行液罐板厚和重量的計算工作，以確定設(shè)計 方案、建造及吊裝的可行性。首先，對液罐的筒體和封頭分別進(jìn)行板縫劃分，通過上述板厚的計算公 式可以得到每塊板的厚度，再分別計算出各塊板的表面積，可以計算出液罐殼體的重量；然后，參照 船級社規(guī)范和相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如 ASME、BS/PD5500 等），計算液罐內(nèi)部加強環(huán)、真空環(huán)以及中縱艙壁 結(jié)構(gòu)的初步尺寸，再進(jìn)行有限元計算校核，得到其最終尺寸；最后，根據(jù)液罐的主尺度、表面積等基 礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合鞍座數(shù)量和位置、

18、液貨管系的布置，即可計算出液罐絕緣、層壓木、外部加強結(jié)構(gòu)、管 系、梯道等液罐附屬物的重量，也就可以計算出整個液罐的重量。在液罐重量計算的過程中，板縫的劃分是根據(jù)厚度進(jìn)行的（即同一厚度的作為一整塊鋼板），這與 考慮因施工要求及鋼材規(guī)格來劃分的板縫線并不相同。劃分板縫也未考慮實際施工過程中因板縫不能 直接對接而產(chǎn)生的細(xì)微偏移，這對重量的計算結(jié)果無太大影響。筒體部分，在通過公式計算得到的縱 向厚度并不完全相同，但相差很小，為了施工方便，通?？v向的板厚取為一致，因此作為整體進(jìn)行計 算。封頭部分將圓等分為 16 份。對于筒體及封頭表面積，將建立極坐標(biāo)系，通過積分的方法來求取劃分后的各板塊面積。4C 型獨

19、立液貨艙鞍座型式研究船上用于裝載低溫液化氣（溫度不低于-165 °C）的大型 IMO C 型獨立液貨艙，目前均采用雙鞍座 支撐系統(tǒng)，其固定鞍座位于后部，滑動鞍座位于前部。考慮到超大型乙烷運輸船 4 個 C 型獨立液貨艙 的長度和容積均比以往的設(shè)計要大很多，獨立研發(fā)了一型用于裝載低溫液化氣的超大型 IMO C 型獨立 液貨艙的三鞍座支撐系統(tǒng)（C3STM），并已成功申請專利。該三鞍座支撐系統(tǒng)分為固定鞍座和滑動鞍座 兩種，其中固定鞍座位于液罐中部（如圖 5 所示的 X1 位置），滑動鞍座位于液罐兩端（如圖 5 所示的 X2 和 X3 位置）。圖 5 C 型獨立液貨艙三鞍座布置圖為了弄清采用

20、兩鞍座和三鞍座這兩種型式的支撐系統(tǒng)對液罐應(yīng)力和變形的影響，聯(lián)合船級社對這兩 種支撐型式進(jìn)行了有限元分析。圖 6 為采用兩種支撐型式的液罐在其縱向中部相對位移的對比圖，從圖 6 中可見，由于缺少了中間鞍座，采用兩鞍座支撐型式的相對位移比三鞍座要大三倍左右，但最大相對位移/ cm2.1 cm 的位移，相對于 22.68 m 的跨距，僅有 0.09 %，完全在允許的范圍以內(nèi)。由此可見，兩種支撐型 式對液罐中部相對位移雖然有一定的影響，但由于位移數(shù)值均很小，這種影響基本可以忽略不計?？v向位置/ cm(a) 三鞍座支撐型式圖 6 三鞍座（a）和二鞍座（b）支撐型式液罐縱向中部相對位移對比圖相對位移/ c

21、m縱向位置/ cm (b) 二鞍座支撐型式圖 6 續(xù) 三鞍座（a）和二鞍座（b）支撐型式液罐縱向中部相對位移對比圖圖 7 為采用兩種支撐型式的液罐在其前后鞍座處縱向相對位移對比圖。從圖 7 中可見，無論三鞍相對位移/ cm座還是兩鞍座支撐型式，該縱向相對位移基本接近且都很?。ㄐ∮?5 mm），也就是說兩種支撐型式對 此基本無影響?？v向位置/ cm (a) 三鞍座支撐型式相對位移/ cm縱向位置/ cm (b) 二鞍座支撐型式圖 7 三鞍座（a）和二鞍座（b）支撐型式液罐在前后鞍座處縱向相對位移對比圖圖 8 為采用兩種支撐型式的液罐在后鞍座和前鞍座處的軸向壓力的對比圖。從圖 8 中可見，無論在后

22、鞍座處還是前鞍座處，采用三鞍座的壓力要小于兩鞍座的情況，尤其在船中線面（橫向 0 位）附近，最大差值可達(dá) 34 kgf/cm2，說明采用三鞍座支撐型式對降低此處的壓力是有較大好處的。但對于超 大型乙烷運輸船的液罐，經(jīng)過鞍座和液罐加強環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計的特殊考慮，可以承受兩鞍座支撐型式船中 線面附近的較大壓力分布。軸向壓力/(kgf/cm2)軸向壓力/(kgf/cm2)縱向位置/ cm (a) 在后鞍座處縱向位置/ cm (a) 在前鞍座處圖 8 兩種支撐型式的液罐在后鞍座（a）和前鞍座（b）處的軸向壓力對比圖綜上所述，針對超大型乙烷運輸船的液罐尺度和艙容以及船體結(jié)構(gòu)設(shè)計可做的特殊考慮，最終確 定采用兩

23、鞍座的支撐型式。5超大型乙烷運輸船設(shè)計方案根據(jù)前面的論述，超大型乙烷運輸船主要服務(wù)于美國頁巖氣革命而帶來的大宗乙烷輸出；因此， 美國主要液化石油氣碼頭對船舶主尺度的要求，就理所當(dāng)然地成為了該船型的限制條件。通過調(diào)研， 美國乙烷主要輸出港要求船舶的主尺度必須控制在總長 231m 和船寬 36.6 m 以內(nèi)。另外，考慮到在這 一主尺度限制范圍內(nèi)液罐重量、艙容、船型的不同配置，本文研究設(shè)計了采用球形封頭的總艙容為 75 500 m3 和采用碟形封頭的總艙容為 81 500 m3 的兩種船型方案，研究其在技術(shù)、施工、建造等方面的可行性。5.1球形封頭設(shè)計方案該船型方案的主尺度為：總長 231.00 m

24、；垂線間長 227.00 m；型寬 36.60 m；型深 23.70 m；設(shè)計吃水 10.70 m；結(jié)構(gòu)吃水 11.40 m；液貨艙容積 75 500 m3；設(shè)計航速 16 kn；定員 28 人。圖 9 為總布置圖。圖 9 75,500m3 VLEC 總布置圖本方案機艙設(shè)置在尾部，機艙前設(shè)置四個貨艙，內(nèi)設(shè)四個 C 型獨立液貨艙。其中，第 2 液罐、第 3 液罐、第 4 液罐各 20 000 m3 艙容，第 1 液罐為 15 500 m3 艙容，總艙容可達(dá) 75 500 m3。每個液罐通過 一個固定鞍座和一個滑動鞍座支撐在貨艙內(nèi)。四個 C 型獨立液貨艙外殼板最大厚度 38.1mm，加強環(huán)腹板厚度

25、 40 mm、面板厚度 45 mm，可以進(jìn) 行焊接施工；液貨艙最大重量為 1 380 t，兩臺 800 t 門吊或一臺 1 600 t 門吊可以進(jìn)行整罐吊裝，大大簡 化了液罐安裝，從而提高了方便性和可靠性，也縮短了船塢周期。電機和壓縮機室采用一體式設(shè)計，布置在主甲板第 1 液貨艙和第 2 液貨艙的氣室之間，貨艙甲板上設(shè)有再液化裝置，可將運輸過程中氣化的乙烷再液化返回至液艙。船中的集管區(qū)域提供 2 根液貨管，2 根蒸氣管，滿足 OCIMF 的要求。第 3 液貨艙和第 4 液貨艙的氣室之間還可以考慮布置一對艙容分別為 1 250 m3 甲板罐；如此，貨艙總?cè)莘e可達(dá)到 78 000 m3。本船根據(jù)

26、IMO 完整穩(wěn)性規(guī)則和 IGC 規(guī)則，對甲板上裝載和不裝載甲板罐的兩種方案均進(jìn)行了計算， 通過調(diào)整壓載艙劃分及甲板上開口位置，證明兩種方案的完整穩(wěn)性和破艙穩(wěn)性均滿足要求。5.2碟形封頭設(shè)計方案在采用球形封頭 C 型獨立液貨艙的 VLEC 船型基礎(chǔ)上，本文還研究設(shè)計了采用碟形封頭的 C 型液 貨艙方案，在考慮船舶主尺度及貨艙劃分保持不變的前提下，修改 C 型獨立液貨艙的封頭型式，最后 形成采用碟形封頭 C 型獨立液貨艙的 VLEC 設(shè)計方案，總布置圖如圖 10 所示。圖 10 81 500m3 VLEC 總布置圖該船型的主尺度為：總長 231.00 m；垂線間長 227.00 m；型寬 36.6

27、0 m；型深 23.70 m；設(shè)計吃水11.50 m；結(jié)構(gòu)吃水 12.35 m；液貨艙容積 81,500 m3；設(shè)計航速 16.5 kn；定員 28 人。本方案貨艙布置與上述球形封頭設(shè)計方案相同，其中，第 2 液罐、第 3 液罐、第 4 液罐各 21 920 m3艙容，第 1 液罐為 15 740 m3 艙容，總艙容可達(dá) 81 500 m3，每個液罐通過一個固定鞍座和一個滑動鞍座 支撐在貨艙內(nèi)。四個 C 型獨立液貨艙外殼板最大厚度 52.4 mm，加強環(huán)腹板厚度 45 mm、面板厚度 45 mm，可以進(jìn)行焊接施工；液貨艙最大重量為 1 920 t，不能進(jìn)行整罐吊裝，液罐可以分成前后兩部分在船上

28、進(jìn)行 大合攏，建造施工的方便性和可靠性有所降低，但也是可行的。第 3 液貨艙和第 4 液貨艙的氣室之間還可以考慮布置一對艙容分別為 1250 m3 甲板罐，如此，貨貨總?cè)莘e可達(dá)到 84 000 m3。本船根據(jù) IMO 完整穩(wěn)性規(guī)則和 IGC 規(guī)則，對甲板上裝載和不裝載甲板罐的兩種方案均進(jìn)行了計算， 通過調(diào)整壓載艙劃分及甲板上開口位置，證明兩種方案的完整穩(wěn)性和破艙穩(wěn)性均滿足要求。6結(jié)論本文基于乙烷液貨的特點，對適用于超大型乙烷運輸船的包括采用薄膜型液貨艙、B 型及 C 型獨 立液貨艙等圍護系統(tǒng)的船型方案進(jìn)行比較分析，重點研究采用 C 型獨立液貨艙圍護系統(tǒng)的 VLEC 的液 罐設(shè)計方法，如液罐型式

29、、液罐尺寸確定、壓力計算、重量計算、鞍座型式等內(nèi)容，通過設(shè)計并計算 分析采用球形封頭的總艙容為 75 500 m3 和采用碟形封頭的總艙容為 81 500 m3 的兩型超大型乙烷運輸 船，以及分別增加左右舷各一個 1 250 m3 的甲板罐方案，驗證了本文提出的采用 C 型獨立液貨艙的超 大型乙烷運輸船這一船型方案的可行性。同時，將進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)有設(shè)計方案，繼續(xù)保持江南造船在液化氣船上的行業(yè)領(lǐng)先地位，為快速響 應(yīng)市場需求、搶占訂單打下堅實基礎(chǔ)。參 考 文 獻(xiàn)1 賈淵培. 頁巖氣革命為乙烯產(chǎn)業(yè)帶來什么N. 中國能源報, 2013.2 KARISTIOS L, NAVARRO J, NICOLL S

30、. Seaborne Ethane: A report into the commercial need and technical requirements for very large ethane carriersR. Lloyds Register, 2014.3 中國船級社. 散裝運輸液化氣體船舶構(gòu)造與設(shè)備規(guī)范(2005)M. 人民交通出版社. 2005.4 MSC-93/3. Amendments to the international code for the construction and equipment of ships carrying liquefied gases in bulk (IGC Code)S. IMO, 2013.5 柳夢源,胡楠,柳衛(wèi)東. C 型獨立液貨艙設(shè)計和重量快速估算技術(shù)研究J. 船舶工程, 2014(6): 9-12.Research on the Very Large Ethane Carrier (VLEC) with Type C Independent TankLIU Mengyuan, LIU Weidong, LI Xiaojiao, LIU Yidian(Jiangnan Shipyard (Group) Co., Ltd. Research and Development