LNG船结构设计的规范规则研究Word格式.docx
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其中，MOSS型船舶，由于在早期的LNG海运中占有较大优势，而且具有货物装载限制较少等使用操作上的优点，目前处于优势地位，总数居第一位，占到一半以上。
但是，新的LNG船舶订单，薄膜型占据了三分之二强。
从总体上看，薄膜型LNG船舶，在船型性能方面优于MOSS型，是LNG船型的发展方向。
因此本次研究主要是针对No.96薄膜型货舱维护系统的LNG船进行研究。
二．NO.96型LNG船结构设计需要满足的规范规则和标准
国际海事组织IMO的IGCCode（InternationalCodefor
theConstructionandEquipmentofShipsCarryingLiquefied
GasinBulk）
船级社规范，如DNV、ABS、LR、BV等船级社规范
LNG船结构设计方面的基本要求与普通的钢制海船相同，均需要
满足船级社基本结构规范,例如:
DNV船级社COMMONREQUIREMENTSPt.3Ch.1;
LR船级社RULESANDREQULATIONFSORTHECLASSIFICATIONOFSHIPSPt.3;
ABS船级社RULESFORBUILDINGANDCLASSINGSTEELVESSELSPt3.
但是由于LNG船在航行、装卸等方面有其特殊的要求，因此各个
船级社又有专门针对LNG船的单独规范，例如:
DNV船级社TANKERFORLIQUEFIEDGASPt.5Ch.5;
LR船级社RULESFORTHECARRIAGEOFLIQUEFIEDGASESIN
BULK;
ABS船级社Pt.5CSPECIFICVESSELTYPESCh.8VESSELSINTENDEDTOCARRYLIQUEFIEDGASESINBULK.
GTTRULES（NO.96和MARKIII型均需满足）
法规检验，如SOLAS等
USCG的要求（如果去美国营运）
SIGGTO（国际气体船和岸站经营者协会）
ISO8309-1991（Refrigeratedlighthydrocarbonfluid
measurementofliquidlevelsintankscontainingliquefied
gases）
ISOstandard13398forLNGshipcargotanklevel
gaugingsystems
SwedishStandardSS780726（Engineroomventilation
onturbinevessels）
三.No.96型LNG船结构设计特点：
·
货舱全双壳结构（双层底、双壳、双甲板）；
GTTRULES对薄膜舱内的形状有着特殊的比例要求，而对双
层底高度和边压载舱的宽度要求则需要参考具体选择船级社规范以
及IGCCODE上的相关要求。
货舱间设置双层隔离舱壁；
对于双层隔离舱之间的距离GTTRULE以及船级社规范均
有最小的宽度要求，但是该区间设有货舱的加热系统因此实际
选取的时候更多的是考虑设备布置方面的需要。
装载液位要求特殊；
考虑液货晃动对舱内绝缘层的影响，GTTRULES对容积在
60,000~155,000立方米以内的LNG船货舱的装载液位高度有相
应的要求（据GTT要求，超过155,000立方米的薄膜型LNG船
货舱将进行额外的货舱晃动方面的计算。
）
货舱区温度场分布特殊
由于货舱的货物必须保持在-163℃的超低温状态，尽管采用了双重屏蔽的隔温绝缘措施，但位于液货舱的船体结构不可避免地受到长期低温的影响。
而且根据规范、规则要求，必须考虑主屏蔽破损情况后超低温的液货直接作用在次屏蔽上时，货舱结构不同部位受低温货物的影响程度，使得船体结构不至于由于低温货物的影响而造成严重破坏，继而产生液体的泄漏。
对此不同规范有着相应的要求：
IGC:
AirTemperature5℃andseatemperature0℃,applicableforallhullstructureincargoarea.
USCG:
Airtemperature-18℃andseatemperature
0℃,applicableforinnerhullandmembersconnectedtoinner
hull.
USCGAlaska:
Airtemperature-29℃andseatemperature-2℃,applicableforinnerhullandmembersconnectedtoinner
因此根据各船级社规范要求货舱区的材质选取在不同的区域也
不相同，具体如下：
材质选取：
1）除双层横舱壁垂直桁高应力区域外，不采用高强钢；
2）内壳根据温度分布，采用低温钢（B,D,E级）；
（3）液穹、气穹、泵塔位置采用不锈钢。
4）外壳钢级和常规油船一样，不受货舱低温影响。
除通道甲板外，都采用A级别板。
5）通道甲板应货舱内壳疲劳需求，厚度大，需采用B
级钢。
若厚度大于25，需采用D级钢。
（20万m3级别的达到D级）
货舱内壳全部铺设两层耐低温保护绝缘层。
薄膜：
殷钢Invar含镍36％，厚0.7mm，两层相同
绝缘：
木箱1mx1m,两层总厚度530mm,木箱内充填膨胀珍珠岩Perlite
Inner
四、No.96薄膜型LNG船有关分析主船体结构强度分析所有的LNG船在进行结构设计时均需要满足相应船级社的规范要求（例如DNV规范的Pt3,Ch.1），同时对货舱区的载荷又需要根据
IGCCODE和相应船级社的液化气船规范来确定（如Pt.5Ch.5）
疲劳分析
疲劳是由动载荷引起的，对于LNG船各种规范对于其疲劳寿
命方面均有相关的要求，GTT对内壳20年和40年疲劳寿命的均提
出了要求，而目前进行设计时疲劳分析也作为重点项目来做，各
个船级社均有大量的规范专门针对疲劳方面的分析，究其根本原
因：
1.LNG船船体破坏形式多为疲劳破坏。
2.破坏影响比较大，将会使水渗入到绝缘层中导致其发生
腐蚀破坏。
3.LNG船的维修花费巨大，而且耗时很长。
4.LNG船通常设计年限比较长，为保障船只常年运行不用进
坞维修，因此对疲劳设计格外重视。
疲劳分析的方法：
疲劳分析的流程：
具体参考的传结社规范如DNV：
NO.30.7FATIGUEASSESSMENOTF
SHIPSTRUCTUREN;
O.34.2PLUS-EXTENDEFDATIGUEANALYSISOFSHIP
DETAILS;
NO34.1CSADIRECTANALYSISOFSHIPSTRUCTU等R。
E
波浪载荷作用下全船有限元分析
此项分析的目的是计算出沿船长方向上总纵载荷的分布状况
以及计算货舱区的极限加速度，通常进行两种波浪载荷的分析
ULS（UltimateLimitState）分析；
计算出船体梁载荷、货舱
区的加速度、恶劣环境下局部的海水压力和加速度。
FLS（FatigueLimitState）分析：
计算出疲劳分析用的动载
荷。
在进行FLS分析时通常采用线性波浪载荷进行分析，而在进
行ULS分析时则需要将线性和非线性相结合。
常用的三维非线性计算软件如WAMIX等
具体内容可以参见各船级社的专属内容，例如DNV船级社的
NO.34.1CSA-DIRECTANALYSISOFSHIPSTRUCTURES.
首部外飘冲击及底部抨击引起的弯矩及剪力计算
该部分内容可以参考各船级社结构规范中的相关要求，例如；
1.
2.ABS:
Pt.5CCh.5Sec3.11
3.LR:
Pt.3Ch.5Sec1.1.6等
液舱晃荡力分析
晃动载荷是由于液货舱部分装载时液货自由液面剧烈拍击货舱内
表面引起的，晃动载荷的大小与货舱的形状、装载高度、以及航
行状态下船舶的运动有关。
对于晃动载荷的分析各船级社均有相关的专业软件，例如
DNV:
SESAM-HydroD
LR:
ShipRightSloshing
BV:
Fluid-3D等。
同时GTT对于所有NO.96型LNG船的货舱区还将进行晃动载荷的模型试验。
对于液舱晃动基本的分析流程可以参考下图：
五．小结
从前面的研究内容可以看出，LNG结构设计与普通船舶产品结构
设计所需要满足的规范规则基本一致，只是需要增加IGCCODE以及
GTTRULES等规范中部分内容的一些规定；
另外，在设计过程，还应
该充分征求业主的意见，满足业主使用要求。
现在正是中国经济高速发展的阶段，中国船舶工业面临新的发展
机遇，LNG船的建造是一个空前艰难的项目，对中国的造船工业是个考验。
但是只要我们能够以科学的态度，认真仔细地去做好每一件事，一定能战胜LNG船建造中将面临的重重困难。
我们相信，克服了千难万阻之后的中国造船工业，必将为中国经济的腾飞做出新的贡献。
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